外侧半月板切除术后膝关节周围骨密度的变化及其影响因素
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作者：刘英杰，高顺红，白俊清
Change of bone mineral density around knee joint and its influential factors after lateral meniscectomy
【Abstract】 AIM: To investigate the change of bone mineral density around the knee joint and the influential factors for the change after lateral meniscectomy (LMT). METHODS: A total of 128 patients who had undergone LMT were divided into 01 year group, 24 year group, 510 year group and 1117 year group according to the time after LMT; Healthy contralateral leg was assigned to control groups respectively. According to sex , operated age and weight, they were also divided into men group, women group ; ≤40 years age, >40 years age ; ≤75 kg, >75 kg. The bone mineral density in the 6 regions of interest (ROI) were measured using dual energy Xray absorptiometry, and the sex, age, weight and the bone mineral density were analyzed by linear correlation. RESULTS: Bone mineral density in the 6 ROI were all decreased in 01 year group. They were decreased in R1R4 significantly to 0.93±0.30, 0.91±0.21, 1.25±0.36 and 1.30±0.51 (P<0.01), respectively. In 24 year group , bone mineral density in R1 R4 were decreased, while it in R5 and R6 was increased. The value of changes in R1 and R3 were significant as 0.93±0.22 and 1.28±0.08 (P<0.01) . Except that bone mineral density in R2 was decreased, the values in the other regions were increased. The bone mineral density on lateral side increased significantly to 0.95±0.12, 1.20±0.19 and 1.25±0.18 (P<0.05). In 1117 year group, bone mineral density in R1 and R3 was decreased as 0.93±0.20, 1.19±0.18. There was a significant difference in comparison with control groups respectively (P<0.05). CONCLUSION: Adaptive bone remodeling around the knee after LMT may result from many factors.
【Keywords】 lateral meniscectomy; bone mineral density; joint knee; influential factor
【摘要】 目的： 观察外侧半月板切除术后膝关节周围骨密度的变化及其影响因素. 方法： 选择术后患者128例，根据术后时间分为： 0~1 a组, 2~4 a组,5~10 a组和11~17 a组, 对照组为对应健侧；根据性别、手术时年龄和体质量各设： 男性组，女性组；≤40岁组，>40岁组；≤75 kg组，>75 kg组；应用双能X线骨密度仪测量膝关节周围6个目的区(ROI)骨密度，并进行性别、年龄和体质量与骨密度的线性相关分析. 结果： 0~1 a组6区骨密度下降, R1~R4下降显著分别为0.93±0.30, 0.91±0.21, 1.25±0.36和1.30±0.51 (P<0.01)；2~4 a组R1~R4骨密度下降，而R5, R6骨密度增加，其中以R1, R3变化显著，分别为0.93±0.22和1.28±0.08 (P<0.01)；术后5~10 a组除R2骨密度下降外，其余骨密度增加，以外侧ROI骨密度增加显著，分别为0.95±0.12，1.20±0.19及1.25±0.18 (P<0.05)；术后11~17 a组R1, R3骨密度下降分别为： 0.93±0.20, 1.19±0.18，与对照组比较差异有显著的统计学意义(P<0.05). 结论： 外侧半月板切除术后膝关节周围发生适应性骨重构是多种因素作用的结果.
【关键词】 外侧半月板切除术；骨密度；膝关节；影响因素
0引言
半月板损伤在临床上十分常见,常用的治疗方法是施行半月板切除手术(meniscectomy, MT). 临床已有研究发现MT术后骨性关节炎的发生率明显增加；Petersen等［1］证实内侧半月板部分或全部切除后，膝关节周围骨密度发生了明显的变化. 然而，对于外侧半月板切除术（lateral meniscectomy, LMT）所引起膝关节周围骨密度的改变， 其发生可能与多种因素有关，目前其确切的发病机制尚不清楚. 因此，我们拟对LMT术后膝关节周围骨密度作横向时间点的研究，并进行性别、年龄和体质量等因素与LMT术后膝关节周围骨密度相关性的分析.
1对象和方法
1.1对象选择1984/2002我院、唐山市第二医院以及开滦矿务局总医院施行LMT的患者128（男64，女64）例；年龄14~68(平均42.2)岁. 所有研究对象肝肾功能正常,排除影响骨代谢的各种因素如： 各种急慢性疾病,长期服用激素、钙剂等药物史, 既往膝关节未作过任何手术;只接受单侧膝关节LMT,且术后无感染、出血、积液等手术并发症. 既往无感染性关节炎、关节退行性变化及骨性关节炎等病史. 按LMT术后时间进行分组： 0~1 a组，32例；2~4 a组，32例；5~10 a组，30例；11~17 a组，34例；设对应健侧为对照组. 另外，按性别、手术时年龄和体质量分为： 男性组，女性组；≤40岁组，>40岁组；≤75 kg组，>75 kg组，共6组.
1.2方法均着单衣测量体质量，再扣除单衣质量，读数精确至0.5 kg. 采用XR36型双能X线骨密度仪（Norland公司，美国）测量骨密度. 具体测量方法：患者平卧扫描床上，脚固定使脚尖垂直向上，膝关节保持伸直位. 仪器:精密度<1%，准确度<1%，分辨率 <1 mm×1 mm，平均扫描剂量2.4 mkev，平均扫描时间7 min，扫描范围： 上端至髌骨上2 cm，下端至腓骨小头下2 cm. 本研究采用6区法［1］: 以胫骨上端松质骨区腓骨小头水平面作为参考平面，在胫骨外、内侧分别作0.8 cm×0.8 cm的目的区(region of interest, ROI)，称为R1, R2. 以股骨下端股骨髁间切迹水平面作为参考平面，在股骨内外侧髁分别作0.8 cm×0.8 cm的ROI，称为R3, R4. 在胫骨上端密质骨区胫骨平台外、内侧软骨下分别作1.4 cm×0.4 cm的ROI，称为R5, R6, 共扫描3次，测量不同ROI骨密度（图1）.
统计学处理： 采用SPSS 13.0软件包进行统计分析，骨密度值用x±s表示,对术后不同时期不同ROI的骨密度进行单因素方差分析，并采用SNK法进行两两比较. 性别、年龄和体质量对LMT后膝关节周围骨密度的影响，采用t检验比较组间差异. P<0.05表示差异有统计学意义.
图1膝关节周围测量骨密度的6个目的区（略）
2结果
2.1LMT术对膝关节周围骨密度的影响不同时期、相同侧各ROI骨密度的变化见表1. 0~1 a, 2~4 a及11~17 a组中，术侧R1与R2比较差异无统计学意义(P＞0.05)；而R3, R4, R5和R6任两组比较差异亦无统计学意义(P＞0.05)；其余任两组比较差异有统计学意义 (P<0.01)；5~10 a组中R3, R4, R5和R6任两组比较差异无统计学意义(P＞0.05)； R1,R2分别与R3, R4, R5, R6任两组比较差异有统计学意义(P<0.01). 将LMT术后同一时期相同部位术侧与健侧骨密度进行比较，以 0~1 a组膝关节周围骨密度的下降最显著（表2）.
表1LMT术后不同时期各期各目的区骨密度的变化(略)
bP＜0.01 vs R1,R2.
2.2性别、年龄和体质量与LMT术后膝关节周围骨密度的变化 LMT术后男性比女性ROI的骨密度明显增加，差异有显著的统计学意义(P<0.05)；随着年龄的增长，多个ROI骨密度呈下降趋势，与≤40岁组比较差异有显著的统计学意义(P<0.05)；体质量对R4, R5区域骨密度影响较大，在>75 kg组中骨密度明显增加，与≤75 kg组对应区域骨密度比较差异有显著的统计学意义(P<0.05，表3)，说明性别、年龄和体质量对LMT术后膝关节周围骨密度具有一定的作用.
表2LMT术后不同时期相同部位术侧与健侧骨密度的比较(略)
bP<0.05, bP<0.01 vs相应对照.
表3性别、年龄、体质量对LMT术后膝关节周围骨密度的影响(略)
aP<0.05, bP＜0.01 vs相应对照.
3讨论
一般认为，半月板在承受及传导载荷、维持膝关节稳定等方面具有十分重要的意义. 半月板切除后,胫股关节面直接撞击,裸区的应力增加而且分布不均,其结果导致膝关节面摩擦力增加,最终使剪切应力相应增加；虽然，胫股骨接触面减少,但膝关节接触面的负载功能却增强了，骨所具有的功能性负载作用，对骨量的调节非常重要. 根据膝关节生物力学原理：内侧半月板切除可引起骨矿物质的重新分布，从而导致内侧骨密度的增加，这在理论上是成立的，因为手术造成膝关节轻度内翻，致使膝关节内侧部分负载增加［1］. 本研究结果发现LMT术后，随着时间的推移，膝关节周围骨密度产生了适应性变化，目标区内大部分骨密度明显增加，而以膝关节外侧目的区变化显著，这一结果与Petersen 研究内侧半月板切除时所得结论有相似之处，其发生机制可能是手术使膝关节制动，引起废用性骨量减少，最终导致骨密度的下降；LMT术造成膝关节轻度外翻，致使膝关节外侧部分负载增加；膝关节生物力学的改变引起骨质变性、增生，结果使局部的骨密度增加,说明膝关节生物力学在骨的适应性重构中发挥关键作用.
骨密度受性别、年龄、体重等诸多因素的影响，随着对骨密度影响因素研究的日益深入，骨密度随着年龄的增长而发生变化，一般认为20岁以前，随着年龄的增长骨密度呈增加的趋势，骨密度达到峰值时，男性在31~40岁,而女性在41~50岁；但是，50岁以后骨密度开始呈下降趋势，以女性下降显著［2］. 已有临床研究证实绝经前年龄与骨密度无明显相关，在绝经后呈负相关；体质量与骨密度无论绝经前后均呈正相关［3］. 多横断面研究已经证实，体质量是预测骨密度和骨量的最好指标，体质量的增加与骨量的增加有显著的相关性［4］. 本实验结果发现男性骨密度明显高于女性，随着年龄的增长，多个ROI骨密度呈下降趋势. 但体质量与骨密度之间，并没有呈现一定的规律性.
【参考文献】
［1］ Petersen MM, Olsen C, Lauritzen JB, et al. Late changes in bone mineral density of the proximal tibia following total or partial medial meniscectomy: A randomized study［J］. J Orthop Res, 1996,14:16-21.
［2］ 张彩霞，裴著果，裴敬道，等. 肢体骨密度的测定及临床意义［J］. 中国医科大学学报,1995,24(3):321-323.
［3］ 马锦富，杨定焯，李金祥，等. 体质量、身高、年龄对有骨痛症状女性骨密度的影响［J］. 现代预防医学，1999,3:326-327.
［4］ Chen Z, Lohman TG, Stini WA, et al. Fat or lean tissue mass: Which one is the major determinant of bone mineral mass in healthy postmenopausal women ［J］? J Bone Miner Res,1997,12(1):145-151.