
外翻患者第一跖骨旋转的相关研究进展
总结患者第一跖骨旋转在足
外翻(HV)形成与发展、影像学评估以及手术治疗等方面的研究进展。
以“
外翻”“跖骨旋转”“
外翻矫正手术”“旋转畸形”以及“hallux valgus”“hallux valgus corrective surgery”“rotational deformity”“metatarsal rotation”等为关键词,分别在万方数据、中国知网(CNKI)以及PubMed数据库中进行文献检索,共检索到第一跖骨旋转相关文献共396篇,剔除内容不符、质量较低、重复研究的文献,最终纳入38篇文献进行汇总分析、总结讨论。
解剖学和影像学研究表明,第一跖骨旋转是HV形成的重要因素,第一跖骨旋转与籽骨的真假脱位密切相关,且与HV术后复发相关。目前,已经使用了多种影像学方法从多平面立体评估和测量第一跖骨的旋转,其中负重CT对第一跖骨旋转的多平面评估进一步揭示了第一跖骨旋转与HV的关系,也更好地指导临床医生针对HV中的旋转、平移畸形进行手术改良,进而降低了HV术后的复发率。
第一跖骨旋转在HV畸形的形成与发展中起到重要的作用,且与HV术后复发相关。对HV的进一步理解、标准化的影像学测量以及手术方法的改进是纠正HV多平面畸形的关键。
外翻患者第一跖骨旋转的相关研究进展
[J]
. 中华解剖与临床杂志, 2022, 27(8)
: 591-595.
DOI: 10.3760/cma.j.cn101202-20211122-00349.
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足
外翻(hallux valgus,HV)畸形是一种多平面畸形,早期对HV的评估和认识主要依赖于负重位的X线成像,因此对其研究也大都局限于足的正侧位X线研究。许多研究者为了评估HV的严重程度,对HV负重位的X线影像进行了详尽的参数测量,并以此为基础设计了100多种HV的矫正技术[1];但是,不管哪一种手术方式,都有一定的手术不良预后率[2]。从20世纪50年代开始,出现了对HV冠状面畸形的描述。这让不少研究者认识到,第一跖骨旋转可能是影响HV术后复发的最重要因素之一,而将第一跖骨旋转的纠正作为HV手术的一部分,可能会进一步改善手术疗效和降低复发率[3, 4]。
为此,我们以“
外翻” “跖骨旋转” “
外翻矫正手术” “旋转畸形”以及“hallux valgus” “hallux valgus corrective surgery” “rotational deformity” “metatarsal rotation”为关键词,在万方数据、中国知网以及PubMed数据库中进行文献检索,共检索到HV与第一跖骨旋转相关研究文献共396篇,其中中文文献62篇、英文文献334篇。文献纳入标准:(1)研究的医学证据水平较高;(2)发文期刊的影响力较高;(3)主要涉及HV与跖骨旋转的相关研究。排除标准:(1)研究质量较差;(2)与HV及跖骨旋转关联性不高的文献;(3)重复检索的文献。根据此纳入排除标准,通过阅读题目、摘要及结论后排除不符合标准的文献共352篇,最终纳入发表于1980年11月—2021年12月的相关文献共38篇。结合文献复习结果以及本中心的临床经验,笔者在本文中就第一跖骨旋转与HV的关系、影像学评估,以及手术治疗等3个方面的研究进展进行回顾总结。
1956年,Mizuno发表了在HV中关于第一跖骨旋转的首篇研究报告,并将第一跖骨的“扭转”确定为
趾外翻畸形的一个病理特征,需要进行手术矫正,并对此提出了远端复位截骨术,该术式也是首个矫正HV跖骨旋转的手术方式。Grode和McCarthy[5]在一项尸体标本的研究中发现,第一跖骨由于旋转导致跖骨头向背内侧突出形成了HV畸形,并由此认为解剖学上HV与跖骨的旋转存在着一定关联。
在Okuda等[6]研究中,将第一跖骨头X线片上投影的外侧形态分为圆型、成角型和中间型3类,发现HV患者中圆型更多,而在正常人中成角型和中间型更多,大部分HV患者在手术后其跖骨头外侧形态会由圆型变为成角型,而术后依然保持圆型者则更容易复发;据此他们提出,术后跖骨头的圆形形态可能是由于跖骨旋前尚未得到完全纠正而造成。该研究结果表明,跖骨的旋转不仅会伴随HV发生,还有可能是HV发生的一项独立危险因素。随着负重CT成像技术的出现,HV畸形是一种多平面畸形的概念得到进一步的证实。Yamaguchi等[7]通过负重CT的三维重建模拟和尸体研究,进一步从多平面角度展示了第一跖骨旋转与跖骨头形状之间的关系。Ota等[8]在使用负重CT对HV患者和正常人进行评估比较时发现,HV患者第一跖骨不只存在旋转畸形,甚至还会伴随跖骨自身的扭转畸形,即跖骨头与跖骨基底的旋转程度不一致。虽然没有明确阐明该现象发生的原因,但推测第一跖骨的形态变化可能是由于年龄的增长,足部的生物力学的改变而发生。
第一跖骨与HV的相关性不断地被验证[4,9, 10, 11],但造成跖骨旋转的原因尚不清楚。Bakshi等[12]研究发现,后足外翻常伴随第一跖骨的旋前畸形,后足内收则与第一跖骨的旋后相关联,跖骨的旋转不止与前足、中足相关联,甚至与后足也存在联系。也有文献报道,负重会增加HV患者的旋前畸形,而跖骨的旋转则可能是造成HV术后复发的重要因素,纠正第一跖骨旋前畸形则可以明显降低术后复发率[4]。
总体来说,第一跖骨的旋转在HV患者中可能广泛存在,仅基于X线片的评估,对于HV来说可能并不能反映真实的畸形情况;对第一跖骨旋转的忽略或错误的评估,都有可能增加HV手术后的复发率,而结合X线平片及负重CT的多平面评估,可能更准确地了解畸形并制定合理的矫形方案[13]。
近年来,第一跖骨旋转与HV影像学参数的关联信息不断被报道,这些研究阐明了HV在冠状面、横断面和矢状面之间的关系[8],使得临床医生能够全面评估这种多平面的畸形。然而,在文献回顾中发现,第一跖骨旋转可能是一种独立的畸形,与HV的
外翻角(hallux valgus angle,HVA)和第1、2跖间角(intermetatarsal angle,IMA)测量值的大小无关[14]。由于相关研究并未深入,且测量方法也不尽相同,所以,跖骨旋前与HVA和IMA之间也很可能存在关联,但需要进一步的研究去验证。
跖骨远端关节面角(distal metatarsal articular angle,DMAA)长期以来作为HV的评估指标之一,主要对水平面上的跖趾关节的匹配程度进行评估,许多外科医生将DMAA异常作为诊断和治疗HV畸形的重要参考指标之一,并针对此设计开展了多种手术技术使跖趾关节面能重新匹配。Vittetoe等[15]在对尸体标本的第一跖骨研究中首次观察到,DMAA测量值随第一跖骨旋转而显著变化。随后不断有学者对DMAA进行了更细致的研究。Frumberg等[16]进一步证明了第一跖骨旋转与DMAA的变化之间存在高度相关性。因此,在使用DMAA评估第一跖趾关节匹配性时,需要非常谨慎。
作为第一跖骨头的X线测量参数,DMAA是由第一跖骨远端关节面的方向来定义的,所以目前认为,DMAA仅仅是第一跖骨旋转的一个影像学伪影,而不是一种发育异常。
籽骨的位置在HV畸形的影像学评估中非常重要。Yildirim等[17]依据籽骨切线位内侧的部分籽骨相对于籽骨中间嵴的位置不同对籽骨脱位进行了分型。籽骨切线位X线片能显示籽骨和第一跖骨头的位置关系,评估籽骨半脱位的程度以及是否伴随关节炎。由于籽骨切线位拍X线片时要求
趾背屈,这会使附着在籽骨上的
短屈肌产生张力,从而使脱臼的籽骨复位到正常位置[4],因此,籽骨半脱位的发生率可能被低估。此外,当患者正常行走时,不会出现籽骨切线位拍片时需要的足趾完全背屈状态[18]。因此,籽骨切线位X线片对评估籽骨是否脱位的临床意义值得怀疑。Shibuya等[19]通过比较足负重正位X线片上
指内侧籽骨与跖趾关节中线的相对位置,对籽骨是否脱位进行了评估,分为7个级别,1代表正常位置,7代表完全脱位,发现当籽骨位置在4级以上,HV术后复发率大于50%。因此,该评估方式在临床实践中仍有应用价值。
通常籽骨脱位存在2种情况:一种是籽骨影像学上表现出“脱位”,而实际并未脱离籽骨小关节,即为假性脱位;另一种是籽骨影像学和实际情况均出现脱位,在这种情况下,跖骨头部向内侧偏转,籽骨内侧的悬韧带被拉伸延长,但是籽骨由于深横跖间韧带牵拉,仍保持在原有位置不变。因此,X线片上籽骨的外侧“移位”实际上是第一跖骨头的向内侧平移[20]。Dayton等[21]使用跖楔关节融合的手术方式治疗HV,在没有对跖骨远端软组织进行松解的情况下,仅通过近端跖楔关节融合术,不仅纠正了HV角、IMA角,同时也使跖骨、籽骨得以复位。该报道提示了籽骨位置与跖骨旋转有明显的关系。随后,Dayton等[22]又进行了相关的尸体研究,通过固定楔骨,调整第一跖骨不同旋转角度的方式观察跖骨与籽骨的影像学表现,认为籽骨的影像学表现是跖骨运动的结果,而不是籽骨位置的实际变化。因此,当第一跖骨旋转纠正的同时,能够复位脱位的籽骨。
相对于普通负重位X线,负重CT三维重建可评估足正常负重状态下籽骨、跖骨间的位置关系,且可重复性高,而得到广泛认可和应用[23, 24, 25, 26]。Kim等[27]对HV患者行半负重CT扫描,发现有87.3%的HV患者表现出过度的第一跖骨旋前,并提出了“α”角的概念(图1),即以地面为参照面判断第一跖骨是否旋转及其旋转的角度值,进而评价是否存在第一跖骨旋转畸形及其程度。该方法具有测量方便、可重复性好、可靠性高等特点,“α”角也成为评估跖骨旋转最重要的影像学参数之一[10,18,23, 24, 25]。


注:A为第一跖骨上缘内侧角和外侧角连线;B为籽骨脊腓侧沟外缘与籽骨脊胫侧沟内缘连线;α角为A、B两条线的中点连线C与地面(即水平面)的垂线D之间的夹角
同时,Kim等[27]提出将籽骨与第一跖骨的关系分为4种不同的位置状态:第一跖骨存在旋转畸形、伴或不伴籽骨半脱位,第一跖骨不存在旋转畸形、伴或不伴籽骨半脱位,见图2。这种新的分类中,除了第一跖骨无旋转畸形且籽骨无脱位类型,其余3种类型均可在传统X线平片上表现出籽骨脱位,这就提示了基于X线平片的籽骨位置表现异常并不一定提示籽骨真的存在脱位,此时若贸然进行籽骨复位的手术反而可能造成籽骨术后的复位不良。


回顾分析胫骨侧籽骨位置与第一跖骨冠状旋转之间关系的研究,发现在大多数病例中,籽骨位置与跖骨的冠状旋转有密切的关系,所以跖骨的冠状旋转可能是HV复发的主要因素,在手术纠正跖骨旋转的同时对跖骨旋转的矫正,可能会纠正影像学上的籽骨“假性脱位”。
目前,最常用的Chevon和Scarf截骨术仅可以矫正跖骨内翻,并不能矫正任何跖骨旋转。通过文献回顾发现,能够矫正跖骨旋前的术式相对较少,包括近端斜行滑动闭合截骨术、跖骨近端旋转截骨术、第一跖楔关节融合术,以及一些改良的截骨术[4,28, 29, 30, 31, 32]。
第一跖骨近端斜行滑动闭合截骨术可以使跖骨旋转,从而纠正跖骨旋前。该术式有较强的矫形作用,但同时也是一种不稳定的截骨术。Lapidus关节融合术具有良好的跖骨旋转矫正能力,但术后会造成第一跖列短缩,引起转移性跖痛。第一跖骨近端旋转截骨术能够纠正跖骨横向和冠状面偏差,不需要截取楔形骨块,能最大限度地防止术后跖骨短缩,有效避免术后跖痛的发生。改良的Scarf截骨、Chevron截骨、Bösch截骨、Mitchell截骨等手术方式,通过去除第一跖骨内侧楔形骨块或跖骨上斜行的截骨,使得仅在水平面和矢状面产生影响的传统术式经改良后能在冠状面上产生作用。在改良Mitchell与传统Mitchell手术的对比研究[31]中发现,改良的Mitchell能通过跖骨头向跖侧的偏移,降低因第一跖骨短缩所产生跖痛的发生率;而Scarf截骨术既可以延长也可以短缩第一跖骨,因而在控制跖骨长度方面,该术式优势明显。此外,在Kim等[27]明确了跖骨旋转和籽骨脱位与否的分型研究后,对是否进行籽骨周围软组织松解的术式设计产生了重要影响,之后很多学者通过手术纠正跖骨旋转而不进行籽骨周围软组织松解后,在纠正HV畸形的同时,复位了籽骨,术后也得到良好的恢复[33, 34, 35, 36, 37]。对于少数不伴随跖骨旋前的HV患者,还是需进行软组织手术使籽骨复位。
目前手术发展的方向越来越关注HV畸形的多平面矫正,尤其是跖骨旋转、籽骨位置等是手术关注的重点。但是,无论如何,对于HV的矫正都需要从三维角度完成,也就需更仔细的术前规划,精确计算需截骨的平面和骨块的大小,同时也对手术中操作的要求提出了更高的要求。
综上所述,第一跖骨的旋转在HV畸形的形成与发展中具有非常重要的作用,但造成其旋转的病因尚不明确;尽管足纵弓的丢失、软组织松弛等因素可能与之相关[38],但仍需要针对性研究结果来进一步地证实。目前,三维立体成像技术的快速发展进一步明确了跖骨旋转与HV的关联,并进行了一系列的参数测量,但目前还没有标准化或普遍认同的评估方法,所以对HV评估的全面化、标准化的统一,是HV治疗的重要前提。而在手术治疗方面,已经能够从三维角度纠正HV中存在的第一跖骨平移和旋转畸形,而进一步的基于多平面矫正的改良手术是非常有必要的。如何以可靠且简单的方式测量第一跖骨的旋转,以及如何正确处理HV患者的旋转畸形,还有更多的工作要做。
所有作者声明不存在利益冲突
外翻相关指标[J]. 中华解剖与临床杂志, 2018, 23(1):7-13. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-7041.2018.01.002




















