腓骨头与桡骨腕关节面形态学比较
腓骨头与桡骨腕关节面形态学比较
黄启顺 洪光祥 王发斌 王守彬 陈振兵 翁雨雄
摘要 目的：比较腓骨头与桡骨腕关节面形态，为用腓骨头移植替代桡骨远端重建腕关节手术提供理论依据。方法：对40个成人尸体腕关节和腓骨头标本，用三维摄影测量的方法将腓骨头和桡骨腕关节面实物模型转换成数字模型，利用数字模型计算各关节面的曲率、弧长和倾角，并进行比较。结果：桡骨腕关节面和腓骨头两关节面内倾角分别为23.07°±2.14°、22.58°±1.97°，前后倾角分别为10.58°±1.75°、9.97°±1.47°。两关节面在冠状面的曲率分别为0.158±0.028、0.154±0.021，在矢状面曲率分别为0.134±0.023、0.136±0.019，两关节面在冠状面的弧长分别为(30.28±1.27)mm、(15.9±1.90)mm，在矢状面的弧长分别为(15.9±1.21)mm、(12.8±1.30)mm。两关节面的曲率、倾角差异无显著性意义，但两关节面的弧长差异有非常显著性意义。结论：用腓骨头替代桡骨远端重建腕关节是合适的，其替代的最佳部位位于桡骨茎突内侧(10.43±0.86)mm。
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关键词：桡骨 腓骨 模型,解剖学
当桡骨远端由于创伤或肿瘤遭到破坏且波及关节面时，临床上常用带血管的腓骨头移植替代桡骨远端重建腕关节，但两关节面是否吻合，目前国内外未见报道，为此我们设计了本实验。
资料与方法
一、标本制作
成人尸体腕关节和膝关节标本40个，男女各20个，分别从第3掌骨基底部和桡骨茎突上3cm以及髌骨上缘4cm和胫骨结节下4cm处截取标本，剔除关节周围的软组织，保留完整的关节软骨面。
二、测量方法
本实验采用E4纠正仪作为照相机，对标本进行两点不同位置摄影，将获得的照片置于C120立体解析测图仪中进行图像——数字转换，将实物模型转换成数字模型，利用各关节面的数字模型进行计算，并且绘制出各关节面的等值线图(图1)。
, 百拇医药
a 桡骨远端关节面等值线图 b 腓骨头关节面等值线图
图1关节面等值线图
三、测量内容
(一)关节面的倾角:表示桡骨腕关节或腓骨头关节面向内外或前后方向倾斜的角度，其测量方法如(图2，3)所示。其中h为任意两点间的绝对高差，L为该两点间的水平距离，根据三角函数关系，关节面倾角=arctgh/L。
(二)曲率:反映桡骨腕关节面及腓骨头关节面在冠状面和矢状面的弯曲程度。应用曲率与一阶导数二阶导数的关系,
其中k为任意一点的曲率，为该剖面线的曲率。
, 百拇医药
A点为腓骨尖端 B点为通过A的冠状面与腓骨头关节面内侧缘的交点 L为B点到A点的水平距离 h为A点与B点的绝对高差 α角为AB连线与水平面夹角，即腓骨头关节面内倾角 A＇为腓骨头关节面前缘与矢状面的交点 B＇为腓骨头关节面后缘与矢状面的交点 L＇为A＇点到B＇点的水平距离h＇为A＇点B＇点的绝对高差β角为A＇、B＇两点连接线与水平面夹角，即腓骨头关节面的后倾角
a 腓骨头关节面内倾角测量示意图
b 腓骨头关节面后倾角测量示意图
图2 腓骨头关节面内、后倾角测量示意图
A点为桡骨茎突尖端 B点为通过A点的冠状面与桡骨腕关节面内侧缘的交点 L为A点到B点的水平距离 h为A点与B点的绝对高差 α角为AB连线与水平面夹角，即桡骨腕关节面内倾角 A＇为桡骨腕关节面前缘与矢状面的交点 B＇为桡骨腕关节面后缘与矢状面的交点 L＇为A＇点到B＇点的水平距离 h＇为A点与B点的绝对高差 β角为A＇、B＇两点连线与水平面夹角，即桡骨腕关节面的前倾角 a 桡骨腕关节面内倾角测量示意图 b 桡骨腕关节面前倾角测量示意图
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图3 桡骨腕关节面内、前倾角测量示意图
(三)关节面的弧长:由于关节面不规则，测量其面积比较困难，用关节面在冠状面和矢状面弧长的长短来间接反映关节面的大小。根据一阶导数与弧长的关系，
依据上述原理，采用BASIC语言，编制曲率、弧长和倾角计算的综合应用程序，计算40例成人桡骨和腓骨头关节面的曲率、弧长和倾角并进行比较，找出腓骨头的最佳替代位置。
结果
一、桡骨腕关节面及腓骨头关节面倾角
测量出40个桡骨腕关节面平均内倾角为23.07°±2.14°，平均前倾角为10.58°±1.75°。腓骨头关节面平均内倾角为22.58°±1.97°,后倾角为9.97°±1.47°。桡骨腕关节面和腓骨头关节面前后倾角及内倾角差异无显著性意义(表1)。
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表1 桡骨腕关节面与腓骨头关节面倾角比较(x±s)
倾角方向
n
桡骨腕关节面
腓骨头关节面
t值
内倾角
40
23.07°±2.14°
22.58°±1.97°
0.153*
前后倾角
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40
10.58°±1.75°
9.97°±1.47°
0.081*
注:*P>0.05
二、关节面曲率
测量40个桡骨腕关节面和腓骨头关节面在冠状面的曲率分别为0.158±0.028、0.154±0.021。在矢状面的曲率分别为0.134±0.023、0.136±0.019。桡骨腕关节面与腓骨头关节面在冠状面及矢状面的曲率差异无显著性意义(表2)。
表2 桡骨腕关节面与腓骨头关节面曲率比较(x±s)
关节面方向
, 百拇医药
n
桡骨腕关节面
腓骨头关节面
t值
冠状面
40
0.158±0.028
0.154±0.021
0.589*
矢状面
40
0.134±0.023
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0.136±0.019
0.408*
注:*P>0.05
三、关节面弧长
40个桡骨腕关节面和腓骨头关节面在冠状面的弧长分别为(30.28±1.27)mm、(15.9±1.90)mm，在矢状面的弧长分别为(15.9±1.21)mm、(12.8±1.30)mm。桡骨腕关节面与腓骨头关节面在冠状面和矢状面差异有非常显著性意义(表3)。
四、腓骨头替代桡骨远端最合适位置
将腓骨头外缘置于桡骨头茎内侧(10.43±0.86)mm处为最合适替代部位。
表3 桡骨腕关节面与腓骨头关节面弧长比较(x±s,mm)
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关节面方向
n
桡骨腕关节面
腓骨头关节面
t值
冠状面
40
30.28±1.27
15.9±1.90
10.30*
矢状面
40
15.9±1.21
, 百拇医药
12.8±1.30
28.63*
注:*P<0.01
讨论
桡骨腕关节面是构成桡腕关节的重要组成部分，一旦遭到破坏，其替代物只有具有与之相似的结构时，重建后的腕关节才能具有较好的功能，这也是临床选用腓骨头替代桡骨远端重建腕关节的原因[1-3]。但腓骨头替代桡骨远端是否适合及适合的程度如何，目前尚未见报道，仅通过临床病例术后症状的改善及部分功能的恢复，间接地推测其合适与否。而要客观地评价和了解该手术在临床上的应用价值，只有从解剖学的角度，准确地计算出两关节面的适合程度，才能得到肯定的答复。
由于桡骨远端及腓骨头体积小且形状不规则，普通的测量方法难以完成，即使能完成也因测量结果的偏差较大，而不能真实地反映出其空间形状。我们选用三维摄影测量法对腕关节标本进行测量，将实物模型转换成数字模型，直接利用数字模型进行计算比较，从而避免了对形状不规则标本进行直接测量这一难题。此法既可静态测量，又可动态测量；既可定性又可定量。它能真实地反映各种不规则生物表面空间形状[4,5]，因而选用该方法是合适的。它提供的测量数据，其精度在0.05mm，因而具有较高的可信度。
, 百拇医药
本组测量结果证实:桡骨腕关节面与腓骨头关节面无论在冠状面还是在矢状面上，关节面的倾角大小和方向以及关节面的曲率，其差异无显著性意义，说明两关节面的弯曲程度是一致的，用腓骨头替代桡骨远端重建腕关节是合适的。力能均匀的分布在两关节面间，从而避免了应力集中一部位而引起骨性关节炎。但由于桡骨远端比腓骨头体积大，从二者在冠状面及矢状面的弧长可以看出，其分别为30.28mm，15.9mm，15.9mm，12.8mm，经统计学处理，其差异有非常显著性意义(t值分别为10.30、28.63,P<0.01)。说明腓骨头比桡骨远端小，重建后的腕关节与近排腕骨接触的范围亦较小。在本实验中，用腓骨头替代桡骨远端，其外缘位于桡骨茎头内侧(10.43±0.86)mm处，其关节面最合适，否则将影响重建后腕关节的活动范围和腕关节的稳定性。本研究首次从解剖学的角度对用腓骨头移植替代桡骨远端重建腕关节手术进行评价，结果证实用腓骨头替代桡骨远端关节面是合适的，为临床手术提供了理论依据。本研究采用三维摄影测量技术，特别适用于不规则物体表面的测量。在医学领域，特别在整形外科以及人工关节置换等方面具有广泛的应用前景[6]。
, 百拇医药
作者单位：黄启顺(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
洪光祥(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
王发斌(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
陈振兵(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
翁雨雄(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
王守彬(中交第二公路勘察设计研究院)
参考文献
1，Mack GR, Lichtman DM, MacDonald RI. Fibular autografts for distal defects of the radius. J Hand Surg(Am), 1979, 4:576-583.
, http://www.100md.com
2，王发斌，洪光祥，黄省秋.游离腓骨移植重建腕关节.中华手外科杂志，1988，4:26-27.
3，曹宝珠.腓骨半关节移植治疗桡骨下端骨巨细胞瘤.中华骨科杂志，1983,3:206-207.
4，崔丙光，孙护，朱肇光.摄影测量学.第1版.北京：测绘出版社，1984.235.
5，Thulbourne T, Gillespie R. The rib hump in idiopathic scoliosis: measurement, analysis and response to treatment. J Bone Joint Surg(Br), 1976, 58:64-71.
6，张光铂，李忠实.波纹图像与X线对脊柱侧凸的定量诊断价值.中华骨科杂志，1994，14：424-426., 百拇医药
黄启顺 洪光祥 王发斌 王守彬 陈振兵 翁雨雄
摘要 目的：比较腓骨头与桡骨腕关节面形态，为用腓骨头移植替代桡骨远端重建腕关节手术提供理论依据。方法：对40个成人尸体腕关节和腓骨头标本，用三维摄影测量的方法将腓骨头和桡骨腕关节面实物模型转换成数字模型，利用数字模型计算各关节面的曲率、弧长和倾角，并进行比较。结果：桡骨腕关节面和腓骨头两关节面内倾角分别为23.07°±2.14°、22.58°±1.97°，前后倾角分别为10.58°±1.75°、9.97°±1.47°。两关节面在冠状面的曲率分别为0.158±0.028、0.154±0.021，在矢状面曲率分别为0.134±0.023、0.136±0.019，两关节面在冠状面的弧长分别为(30.28±1.27)mm、(15.9±1.90)mm，在矢状面的弧长分别为(15.9±1.21)mm、(12.8±1.30)mm。两关节面的曲率、倾角差异无显著性意义，但两关节面的弧长差异有非常显著性意义。结论：用腓骨头替代桡骨远端重建腕关节是合适的，其替代的最佳部位位于桡骨茎突内侧(10.43±0.86)mm。
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关键词：桡骨 腓骨 模型,解剖学
当桡骨远端由于创伤或肿瘤遭到破坏且波及关节面时，临床上常用带血管的腓骨头移植替代桡骨远端重建腕关节，但两关节面是否吻合，目前国内外未见报道，为此我们设计了本实验。
资料与方法
一、标本制作
成人尸体腕关节和膝关节标本40个，男女各20个，分别从第3掌骨基底部和桡骨茎突上3cm以及髌骨上缘4cm和胫骨结节下4cm处截取标本，剔除关节周围的软组织，保留完整的关节软骨面。
二、测量方法
本实验采用E4纠正仪作为照相机，对标本进行两点不同位置摄影，将获得的照片置于C120立体解析测图仪中进行图像——数字转换，将实物模型转换成数字模型，利用各关节面的数字模型进行计算，并且绘制出各关节面的等值线图(图1)。
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a 桡骨远端关节面等值线图 b 腓骨头关节面等值线图
图1关节面等值线图
三、测量内容
(一)关节面的倾角:表示桡骨腕关节或腓骨头关节面向内外或前后方向倾斜的角度，其测量方法如(图2，3)所示。其中h为任意两点间的绝对高差，L为该两点间的水平距离，根据三角函数关系，关节面倾角=arctgh/L。
(二)曲率:反映桡骨腕关节面及腓骨头关节面在冠状面和矢状面的弯曲程度。应用曲率与一阶导数二阶导数的关系,
其中k为任意一点的曲率，为该剖面线的曲率。, 百拇医药
A点为腓骨尖端 B点为通过A的冠状面与腓骨头关节面内侧缘的交点 L为B点到A点的水平距离 h为A点与B点的绝对高差 α角为AB连线与水平面夹角，即腓骨头关节面内倾角 A＇为腓骨头关节面前缘与矢状面的交点 B＇为腓骨头关节面后缘与矢状面的交点 L＇为A＇点到B＇点的水平距离h＇为A＇点B＇点的绝对高差β角为A＇、B＇两点连接线与水平面夹角，即腓骨头关节面的后倾角
a 腓骨头关节面内倾角测量示意图
b 腓骨头关节面后倾角测量示意图
图2 腓骨头关节面内、后倾角测量示意图
A点为桡骨茎突尖端 B点为通过A点的冠状面与桡骨腕关节面内侧缘的交点 L为A点到B点的水平距离 h为A点与B点的绝对高差 α角为AB连线与水平面夹角，即桡骨腕关节面内倾角 A＇为桡骨腕关节面前缘与矢状面的交点 B＇为桡骨腕关节面后缘与矢状面的交点 L＇为A＇点到B＇点的水平距离 h＇为A点与B点的绝对高差 β角为A＇、B＇两点连线与水平面夹角，即桡骨腕关节面的前倾角 a 桡骨腕关节面内倾角测量示意图 b 桡骨腕关节面前倾角测量示意图
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图3 桡骨腕关节面内、前倾角测量示意图
(三)关节面的弧长:由于关节面不规则，测量其面积比较困难，用关节面在冠状面和矢状面弧长的长短来间接反映关节面的大小。根据一阶导数与弧长的关系，
依据上述原理，采用BASIC语言，编制曲率、弧长和倾角计算的综合应用程序，计算40例成人桡骨和腓骨头关节面的曲率、弧长和倾角并进行比较，找出腓骨头的最佳替代位置。结果
一、桡骨腕关节面及腓骨头关节面倾角
测量出40个桡骨腕关节面平均内倾角为23.07°±2.14°，平均前倾角为10.58°±1.75°。腓骨头关节面平均内倾角为22.58°±1.97°,后倾角为9.97°±1.47°。桡骨腕关节面和腓骨头关节面前后倾角及内倾角差异无显著性意义(表1)。
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表1 桡骨腕关节面与腓骨头关节面倾角比较(x±s)
倾角方向
n
桡骨腕关节面
腓骨头关节面
t值
内倾角
40
23.07°±2.14°
22.58°±1.97°
0.153*
前后倾角
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40
10.58°±1.75°
9.97°±1.47°
0.081*
注:*P>0.05
二、关节面曲率
测量40个桡骨腕关节面和腓骨头关节面在冠状面的曲率分别为0.158±0.028、0.154±0.021。在矢状面的曲率分别为0.134±0.023、0.136±0.019。桡骨腕关节面与腓骨头关节面在冠状面及矢状面的曲率差异无显著性意义(表2)。
表2 桡骨腕关节面与腓骨头关节面曲率比较(x±s)
关节面方向
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n
桡骨腕关节面
腓骨头关节面
t值
冠状面
40
0.158±0.028
0.154±0.021
0.589*
矢状面
40
0.134±0.023
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0.136±0.019
0.408*
注:*P>0.05
三、关节面弧长
40个桡骨腕关节面和腓骨头关节面在冠状面的弧长分别为(30.28±1.27)mm、(15.9±1.90)mm，在矢状面的弧长分别为(15.9±1.21)mm、(12.8±1.30)mm。桡骨腕关节面与腓骨头关节面在冠状面和矢状面差异有非常显著性意义(表3)。
四、腓骨头替代桡骨远端最合适位置
将腓骨头外缘置于桡骨头茎内侧(10.43±0.86)mm处为最合适替代部位。
表3 桡骨腕关节面与腓骨头关节面弧长比较(x±s,mm)
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关节面方向
n
桡骨腕关节面
腓骨头关节面
t值
冠状面
40
30.28±1.27
15.9±1.90
10.30*
矢状面
40
15.9±1.21
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12.8±1.30
28.63*
注:*P<0.01
讨论
桡骨腕关节面是构成桡腕关节的重要组成部分，一旦遭到破坏，其替代物只有具有与之相似的结构时，重建后的腕关节才能具有较好的功能，这也是临床选用腓骨头替代桡骨远端重建腕关节的原因[1-3]。但腓骨头替代桡骨远端是否适合及适合的程度如何，目前尚未见报道，仅通过临床病例术后症状的改善及部分功能的恢复，间接地推测其合适与否。而要客观地评价和了解该手术在临床上的应用价值，只有从解剖学的角度，准确地计算出两关节面的适合程度，才能得到肯定的答复。
由于桡骨远端及腓骨头体积小且形状不规则，普通的测量方法难以完成，即使能完成也因测量结果的偏差较大，而不能真实地反映出其空间形状。我们选用三维摄影测量法对腕关节标本进行测量，将实物模型转换成数字模型，直接利用数字模型进行计算比较，从而避免了对形状不规则标本进行直接测量这一难题。此法既可静态测量，又可动态测量；既可定性又可定量。它能真实地反映各种不规则生物表面空间形状[4,5]，因而选用该方法是合适的。它提供的测量数据，其精度在0.05mm，因而具有较高的可信度。
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本组测量结果证实:桡骨腕关节面与腓骨头关节面无论在冠状面还是在矢状面上，关节面的倾角大小和方向以及关节面的曲率，其差异无显著性意义，说明两关节面的弯曲程度是一致的，用腓骨头替代桡骨远端重建腕关节是合适的。力能均匀的分布在两关节面间，从而避免了应力集中一部位而引起骨性关节炎。但由于桡骨远端比腓骨头体积大，从二者在冠状面及矢状面的弧长可以看出，其分别为30.28mm，15.9mm，15.9mm，12.8mm，经统计学处理，其差异有非常显著性意义(t值分别为10.30、28.63,P<0.01)。说明腓骨头比桡骨远端小，重建后的腕关节与近排腕骨接触的范围亦较小。在本实验中，用腓骨头替代桡骨远端，其外缘位于桡骨茎头内侧(10.43±0.86)mm处，其关节面最合适，否则将影响重建后腕关节的活动范围和腕关节的稳定性。本研究首次从解剖学的角度对用腓骨头移植替代桡骨远端重建腕关节手术进行评价，结果证实用腓骨头替代桡骨远端关节面是合适的，为临床手术提供了理论依据。本研究采用三维摄影测量技术，特别适用于不规则物体表面的测量。在医学领域，特别在整形外科以及人工关节置换等方面具有广泛的应用前景[6]。
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作者单位：黄启顺(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
洪光祥(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
王发斌(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
陈振兵(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
翁雨雄(430022武汉，同济医科大学附属协和医院手外科)
王守彬(中交第二公路勘察设计研究院)
参考文献
1，Mack GR, Lichtman DM, MacDonald RI. Fibular autografts for distal defects of the radius. J Hand Surg(Am), 1979, 4:576-583.
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2，王发斌，洪光祥，黄省秋.游离腓骨移植重建腕关节.中华手外科杂志，1988，4:26-27.
3，曹宝珠.腓骨半关节移植治疗桡骨下端骨巨细胞瘤.中华骨科杂志，1983,3:206-207.
4，崔丙光，孙护，朱肇光.摄影测量学.第1版.北京：测绘出版社，1984.235.
5，Thulbourne T, Gillespie R. The rib hump in idiopathic scoliosis: measurement, analysis and response to treatment. J Bone Joint Surg(Br), 1976, 58:64-71.
6，张光铂，李忠实.波纹图像与X线对脊柱侧凸的定量诊断价值.中华骨科杂志，1994，14：424-426., 百拇医药