单腿负重揭示膝骨关节炎中隐匿性内翻畸形

《Journal of Clinical Medicine》：Single-Leg Weight-Bearing Reveals Hidden Varus Deformity in Knee Osteoarthritis

　　

摘要 背景/目的：准确的放射学评估冠状面对线对于矫正截骨术和膝关节置换术至关重要。然而，传统的双侧负重X线片可能低估了单腿负重下的内翻对线情况。本研究旨在描述从双侧负重站立位到单腿负重站立位时膝关节内翻对线的增加程度，并评估与该增加相关的因素。方法：使用数字放射摄影系统在双侧和单腿负重站立位下获取标准化的长腿X线片。ΔVarus被定义为单腿负重与双足站立内翻角之间的差值（单腿负重内翻角减去双足站立内翻角），并以度（°）为单位报告。根据优势下肢和性别进行亚组分析。结果：最终研究样本包括101名患者（57名女性，44名男性），平均年龄为57.0±12.7岁，平均BMI为25.1±2.7 kg/m2。对整个队列的分析显示，单腿负重后内翻对线显著增加（p < 0.001）。右下肢优势个体其右侧下肢的内翻角（10.9±1.9°）显著大于对侧肢体（9.9±2.3°；p = 0.016）。同样，在左下肢优势个体中，左侧膝关节的内翻角（10.9±2.3°）显著大于右侧膝关节（9.4±1.8°；p = 0.009）。右侧膝关节的平均ΔVarus为1.54°（标准差SD，0.75°；95%置信区间CI，1.39–1.69°；p < 0.001），左侧膝关节为1.30°（SD，0.70°；95% CI，1.16–1.44°；p < 0.001）。结论：本研究表明，标准的双侧负重长腿X线片可能无法完全反映膝关节内翻畸形，尤其是在单腿负重期间发生的功能性冠状面对线改变。在单腿负重时，优势肢体会出现约1.6°的额外内翻畸形。单腿负重X线片显示出比双足X线片更大的内翻对线。然而，这种放射学差异对手术规划的临床意义尚不明确。在未来的前瞻性研究中，结合步态分析和单腿负重X线片的综合评估将更好地阐明优势肢体对功能性膝关节生物力学的真实贡献。

膝骨关节炎单腿负重X线片揭示隐匿性内翻畸形的论文解读

一、 研究背景与现存问题

准确的放射学评估是膝关节重建手术（如高位胫骨截骨术HTO、单髁膝关节置换术UKA及全膝关节置换术TKA）成功的基础。当前临床金标准是静态、双侧下肢同时负重的全长X线片，它提供了基本的骨骼结构信息。然而，这种双侧站立位X线片代表一种静态负荷条件，可能无法充分反映膝关节在单侧负重时所承受的对线状态。在日常活动中，人体大量时间处于单腿支撑期，此时地面反作用力向量会显著内移，产生动态的内翻内收力矩，这在膝骨关节炎（KOA）患者中尤为明显，可能加剧内侧间室负荷并表现为步态中的动态内翻推力。因此，常规的双侧负重X线片可能低估了实际存在的功能性内翻畸形。此前，关于不同负重条件下（双侧对比单腿）冠状面对线变化的直接比较研究有限，且优势肢体及具体骨骼形态参数对这种变化的影响尚未明确。这构成了重要的知识空白，因为测量值的差异可能影响对下肢对线异常的解读，而不仅仅是反映潜在的骨骼畸形差异。基于此，研究人员开展了此项研究，旨在量化单腿负重相较于标准双侧负重时膝关节内翻对线的变化幅度，并探讨ΔVarus（内翻角变化量）与优势肢体、人口学特征及放射学参数（如年龄、体重指数BMI、机械性内侧胫骨近端角mMPTA、机械性外侧股骨远端角mLDFA、关节线汇聚角JLCA、胫骨后倾角PTS及机械轴偏移MAD）之间的关系。

二、 研究设计与方法

这是一项单中心、横断面观察性研究。研究对象为2022年1月至2025年11月期间就诊于门诊并符合纳入标准的症状性内侧间室KOA患者（Kellgren-Lawrence分级II-IV级），最终样本包含101名患者（57名女性，44名男性），平均年龄57.0±12.7岁，平均BMI为25.1±2.7 kg/m²。研究人员采用标准化数字放射摄影系统获取所有患者的双下肢全长X线片。关键技术方法包括：

1. 1.
   负重位X线片采集：分别在两种条件下拍摄：①双侧负重（双足站立）：患者直立，双膝完全伸直，体重均匀分布于双下肢；②单腿负重：患者将全部体重转移至目标肢体，保持膝关节完全伸直，对侧肢体抬离地面，不允许外部支撑。
2. 2.
   放射学参数测量：由一名经验丰富的肌肉骨骼放射科医师（AB）在匿名化图像上进行测量。主要结局指标为冠状面内翻角，通过测量髋-膝-踝（HKA）机械轴获得。ΔVarus计算为单腿负重内翻角减去双侧负重内翻角。次要参数包括mMPTA、mLDFA、JLCA、MAD和PTS。优势肢体通过询问患者踢球或上车时优先使用的下肢确定。
3. 3.
   统计分析：使用SPSS 23.0软件。由于双侧和单腿X线片来自同一患者，视为配对观测值，采用Wilcoxon符号秩检验进行比较。变量间的相关性采用Spearman等级相关分析。分别以右侧和左侧ΔVarus为因变量进行多元线性回归分析，自变量包括年龄、BMI、mMPTA、mLDFA、JLCA、MAD和PTS。

三、 研究结果

3.1 总体内翻角变化

分析整个队列发现，单腿负重后内翻对线显著增加（p < 0.001）。右侧膝关节的平均内翻角从双侧负重时的9.2±1.8°增加到单腿负重时的10.6±2.1°，平均ΔVarus为1.54±0.75°（95% CI, 1.39–1.69°）。左侧膝关节的平均内翻角从8.5±2.0°增加到9.7±2.1°，平均ΔVarus为1.30±0.70°（95% CI, 1.16–1.44°）。

3.2 优势肢体的影响

在右下肢优势的患者（n=75）中，单腿负重时优势侧（右侧）膝关节的内翻角（10.9±1.9°）显著大于对侧非优势侧（左侧）膝关节（9.9±2.3°；p=0.016）。在左下肢优势的患者（n=26）中，优势侧（左侧）膝关节的内翻角（10.9±2.3°）也显著大于对侧（右侧）膝关节（9.4±1.8°；p=0.009）。进一步的配对比较显示，优势肢体的ΔVarus（1.65±0.74°）显著大于非优势肢体（1.20±0.66°；p < 0.001），平均配对差值为0.46°（95% CI, 0.27–0.64°）。

3.3 性别差异

按性别分组后，未观察到两组患者在平均年龄、优势下肢分布及各放射学测量参数方面存在统计学显著差异。

3.4 ΔVarus与放射学参数的相关性

在所有评估的参数中，仅有胫骨后倾角（PTS）与ΔVarus呈弱负相关（Spearman ρ = -0.199, p = 0.046）。其他参数如mMPTA、mLDFA、JLCA、MAD等均未发现与ΔVarus有统计学显著相关性。

3.5 多变量回归分析

针对右侧和左侧ΔVarus分别建立的多元线性回归模型中，所有纳入的自变量（年龄、BMI、mMPTA、mLDFA、JLCA、MAD、PTS）均未表现出与ΔVarus有统计学显著的独立关联。

四、 讨论与结论总结

讨论部分：本研究最关键的发现是，相较于标准双侧负重X线片，单腿负重时膝关节内翻角显著增加了约1.3-1.5°。尽管绝对值较小，但结果一致，表明负重条件会影响冠状面对线的放射学评估，双侧负重X线片可能低估了单侧负重时显现的内翻畸形。这一发现对于术前规划（如HTO或TKA）可能具有参考价值，但其是否能改善手术决策或预后尚不明确，需前瞻性研究验证。研究人员强调，单腿负重X线片是静态评估，不能等同于步态中的动态内翻推力，但它可能反映了负荷依赖性对线变化。本研究发现优势肢体的ΔVarus显著大于非优势肢体，这可能与优势肢体在日常活动中承担更多负荷有关，但具体机制仍需结合生物力学分析。此外，研究未发现BMI与ΔVarus的显著关联，可能与样本中肥胖者比例不高有关。在对放射学参数的分析中，仅发现PTS与ΔVarus有弱相关且在多元分析中不显著，这表明单腿负重下的内翻增加不能单纯由静态骨骼形态解释，负荷依赖的软组织行为和神经肌肉因素也可能参与其中。研究的局限性包括：单中心设计、样本量较小、测量由单一医师完成（缺乏信度分析）、未按Kellgren-Lawrence分级分层、未评估临床结局，以及缺乏步态分析等客观生物力学评估。

结论部分翻译：尽管数值上不大，但所观察到的内翻角增加表明，单腿负重X线片可能揭示标准双侧负重X线片未能完全捕捉到的负荷依赖性冠状面对线差异。然而，将单腿负重X线片纳入术前评估和手术规划（特别是针对对线导向的手术如HTO和TKA）是否能提供有临床意义的附加信息仍有待确定。未来的前瞻性研究需整合单腿负重X线片、步态分析、客观生物力学评估及临床结局，以阐明负荷依赖性放射学对线与功能性膝关节生物力学之间的关系，并确定这些额外测量是否能改善手术决策。