腓肠豆的流行病学调查与腓肠豆同膝骨性关节炎的相关性研究

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分类号：R684.3单位代码：10719学号：151202004密级：延安大学论文题目：腓肠豆的流行病学调查与腓肠豆同膝骨性关节炎的相关性研究论文作者：徐琳指导教师、职称：许鹏教授类别、领域名称：外科学（专业学位）提交论文日期：二〇一八年三月 创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得延安大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解延安大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属延安大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为延安大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本人签名：日期：导师签名：日期： 腓肠豆的流行病学调查与腓肠豆同膝骨性关节炎的相关性研究外科学专业研究生徐琳指导老师许鹏教授摘要：目的：此项研究的目的是通过观察中国人群中膝关节腓肠豆在X放射线下的发生率与腓肠豆的退变程度，分析腓肠豆的退变严重程度与膝关节骨性关节炎分级的相关性。资料与方法：从门诊与住院患者中随机选取1150位患者（462位男性患者的517例膝关节放射线片与688位女性患者的842例膝关节放射线片）的单侧或双侧膝关节正侧放射线位片，对其进行回顾性评估。腓肠豆包括骨性腓肠豆与软骨性腓肠豆，本研究中只探讨可以在X线片上显影的骨性腓肠豆的发生率与膝关节骨性关节炎的关系。每一例膝关节的骨性关节炎分级按照Kellgren-Lawrence标准进行分级。腓肠豆的退变程度均根据软骨关节面的退变、骨赘的形成情况在膝关节侧位片上予以分级。结果：对1359例膝关节进行统计分析，腓肠豆出现的整体发生率为48.57%。其中在左膝关节中的出现率为48.78%，右膝关节中的出现率为48.36%，进行统计学分析χ²=0.025,P=0.87437，腓肠豆在左、右膝关节中的出现率并无明显差异。男性中出现率为45.26%，女性中出现率为50.59%,统计学分析χ²=3.647,P=0.05617，两者之间无统计学差异。在≤20岁，21岁-35岁，36岁-50岁，51岁-65岁，≥66岁等五组不同年龄分组中，其腓肠豆的出现率依次为8.18%，36.40%,47.87%,58.17%，79.28%，统计学分析χ²=213.868,P=0，可见腓肠豆的出现率随着年龄的增长呈明显的上升趋势。而且在对各年龄组中腓肠豆的退变程度进行观察，我们发现在不同的年龄组腓肠豆的退变有明显的不同，统计学分析χ²=208.954,p=0，在≤20岁年龄组没有发现腓肠豆存在退变，21岁-35岁年龄组18例存在退变，36岁-50岁年龄组86例存在退变，51岁-65岁年龄组113例存在退变，≥66岁年龄组160例存在退变。进行相关性分析我们发现年龄与腓肠豆的退变存在明显的相关性（r=0.5288, P<0.001），并且腓肠豆的退变与膝关节骨性关节炎的等级也具有相关性(r=0.6892,p<0.001)。结论：腓肠豆在中国人群中的发生率为48.57%，女性比男性有较高的出现率，但却没有明显差异。膝关节中腓肠豆的出现率随着年龄的增长而增加，同时腓肠豆的退变与年龄以及膝关节的骨性关节炎的严重等级具有相关性。关键词：腓肠豆；籽骨；骨性关节炎；退变 EpidemiologicalinvestigationofthefabellaandtheassociationbetweenthefabelladegenerationandosteoarthritisgradeinthesamekneejointAbstractObjective:ThepurposeofthisstudyistoexamineradiographsprevalenceanddegenerationgradeoffabellainChinesesubjects,andanalyzethecorrelationbetweenfabelladegenerationandkneeosteoarthritisgrades.MaterialsandMethods:Bilateralorunilateralantero-posteriorandlateralkneeradiographsof1150patients(462malesubjectswith517kneesand688femalesubjectswith842knees)wererandomlyselectedfromtheclinicalandinpatientdatabaseandretrospectivelyevaluated.EachkneeplainfilmswereexaminedkneeosteoarthritisbyKellgren-Lawrencescoringsystem.Thedegenerationoffabellawasscoredbyourevaluationsystemineachlateralkneeradiographs.Results:Theoverallprevalenceofthefabellawas48.57%in1359knees.Therewasnosignificantlydifferencebetweentheprevalenceoffabellainleftandrightknees,with48.78%inleftsideand48.36%inrightside,respectively(χ²=0.025,P=0.87437).Therewasnosignificantlydifferencebetweentheprevalenceoffabellainmaleandfemale,with45.26%inmaleand50.59%infemale,respectively(χ²=3.647,P=0.05617).Theprevalenceoffabellawasincreasedamongdifferentagegroups,with8.18%in≤20yearsagegroup,36.40%in21-35yearsagegroup,47.87%inthe36-50yearsagegroup,58.17%inthe51-65yearsagegroupand79.28%inthe≥66yearsagegroup(χ²=213.868,P=0).Thedegenerationoffabellawassignificantlydifferentamongdifferentagegroups(χ²=208.954,p=0),thedegeneratedfabellawas0in13subjectsin≤20yearsagegroup,18in91subjectsin21-35yearsagegroup,86in202subjectsin36-50yearsagegroup,113in178subjectsinthe51-65yearsagegroup,160in186subjectsinthe≥66yearsagegroup.Ageissignificantlycorrelatedwiththedegenerateoffabella(r=0.5288, P<0.001).Thedegenerationoffabellawascorrelatedwiththekneeosteoarthritisgrades(r=0.6892,p<0.001).Conclusions:PrevalenceoffabellainChinesewas48.57%withafemaleprivilegeandnolateraldifference.Theprevalenceoffabellawasincreasedwithageincreasing.Thedegenerationoffabellawascorrelatedwithagesandalsothekneeosteoarthritisgrades.Graduate:XuLinDirectedby:Prof.XuPengKeywords:Fabella;sesamoidbone;osteoarthritis;degeneration 目录第一章引言......................................................1第二章资料与方法...............................................122.1研究对象....................................................122.1.1样本的选择..............................................122.1.2纳入与排除标准..........................................122.1.3质量控制................................................122.2收集的项目与研究方法........................................132.2.1收集项目................................................132.2.2研究方法................................................132.3膝关节骨性关节炎与腓肠豆的放射线分级标准....................132.4统计学分析..................................................152.4.1数据录入................................................152.4.2数据分析................................................15第三章结果.....................................................16第四章结论.....................................................21第五章讨论.....................................................22参考文献.........................................................27致谢.............................................................30 腓肠豆的流行病学调查与腓肠豆同膝骨性关节炎的相关性研究第一章引言籽骨为尺寸较小、圆形或椭圆形的骨性或软骨结构，通常包裹于关节周围的肌腱组织中，有2个或者是2个以上的骨化中心，例如在人体的手、腕关节、膝关节以及足等周围都存在着籽骨。人体中有多达42颗籽骨，妊娠期8周在短屈肌腱中出现籽骨,胎儿期12周籽骨软骨化,8岁开始骨化,直到12岁[1]。它们通常可以起到保护关节肌腱，利于关节稳定与关节活动，减少关节活动时所受到的摩擦的作用，在关节活动是起到杠杆作用，增加力臂以使关节活动的效率更高。在Aglietti[2]等的研究中就得出：髌骨可以通过膑股关节转移一部分股四头肌群所受到的压力，其所能转移的机械压力可以达到20-25倍人体体中。机械应力与生物学关系是共同决定籽骨生成的因素。其中我们最熟悉的籽骨即为位于股四头肌腱中的髌骨，髌骨是存在于人体尺寸最大且位置恒定的一个籽骨，在下肢进行活动及收缩活动时，它可以起到维持其应有的压力与改变力的传到方向，影响下肢组织的生长发育。韩波[3]在其对跖籽关节的研究中认为跖籽关节与膝关节的活动方式相类似,其关节结构也相类似,当脚拇趾进行屈伸活动时，其籽骨与髌骨的作用一致，均是可以起到杠杆的作用,以达到增加了拇短屈肌与拇长屈肌的收缩力量,具体则表现为在人行走时增加前足后蹬的力量。再者他认为足部籽骨在维持足内侧纵弓及前足横弓高度及分布足底压力两个方面也起着相当重要的作用。但是在人体很多的其他的籽骨尺寸与髌骨相比，却是要小的很多，大多数的籽骨通常只有5-10mm，而且在每一个个体上其出现的几率也不是恒定的。人或者其他哺乳动物的个体发育过程中，纤维组织可以形成纤维软骨组织来包裹其它的骨性组织。机械应力的缺乏将会影响到籽骨的生成。Robbins与Vogel[4]在其研究中发先可聚蛋白多糖、二型胶原蛋白以及双糖连蛋白聚糖与核心蛋白聚糖在成年牛屈肌肌腱中均属于高表达，其也就是表明了这中细胞中具有软骨表型。Robbins等在其另外一项研究中增加纤维细胞所承受的压力符合以及采用TGF-β对-1- 其进行刺激后发现可聚蛋白多糖与双糖连蛋白聚糖的表达分别也随之上调[5]。因此Robbins与Vogel的研究结果也能够说明人体中大多的籽骨在个体成长到12至13岁我们才能发现的原因了，而且也说明了TGF-β可以使细胞所承受的静态符合增加，同时也可以促使纤维细胞向纤维软骨细胞形成。Robbins等进行的细胞实验也说明了机械应力在籽骨软骨的形成过程中的重要作用，这与Drachman等所进行的胚胎实验的结果也是一致的。Eyal[6]等在其2015年的对髌骨发育的研究中其也认为髌骨是由于在膝关节部位受到机械负荷的原因而作为一个股骨的分支发育而来。DrachmanandSokoloff[7]的研究也报道了在瘫痪的胚胎中，其足部的籽骨通常也不能够完全发育。Hosseini与Hogg[8]在对一组47例的瘫痪胚胎进行了为期20天的观察后也得到了有43例存在髌骨不能完全发育的结果。因此这些都足以说明机械应力是籽骨形成的一个重要因素。许多研究者认为籽骨的形成是在胎儿或者是胚胎时期由大量基因控制进而形成的。Small与Potter[9]的研究显示脊椎动物同源框Hox基因和基因编码TGF-β的信号分子家族的成员也影响会对一些小鼠籽骨以及其四肢骨的形成以及形态会产生影响。Storm与Kingsley[10]也发现GDF-5、BMP-5以及BMP家族的信号分子可以影响到小鼠的腓肠豆的形成与其形态特点。当前的研究认为大约在150-200亿年前，哺乳动物籽骨的形成与骨化中心的出现时间是吻合的，这种时间上的吻合说明了其软骨内骨化可能有着相同或者是相似的生物因素表达，这也说明在组织分化上，不同分类中软骨内骨化的效率是由相当小的一部分基因控制的。比如说BMP家族的信号分子，在经历了超过500亿年前的演变，依然控制着肌腱组织的分化与籽骨的形成一样[11,12]。髌骨作为人体最大，相对来说位置也比较恒定的一个籽骨，目前对于髌骨的形成与发育的相关基因研究中认为基因对与髌骨的形成主要存在与三个方面：1）LMX1B,TBX4,PITX1与Hox-11,SOX11等转录因素以及WNT7A等信号通路在髌骨形成阶段的影响2）骨骼发育阶段GDF5,CHRNG,SLC26A2,COL9A2,AKT1等的作用3）ORC1,ORC4,ORC6,CDT1,CDC6,GMNN,CDC45,RECQL4,KAT6B,ESCO2等一些相关的DNA复制因子的影响。当然这些相关基因不一定在髌骨的形成与发育过程中都起到了作用，或许只是由于在其DNA复制或者转录的某一步中的某一个基因起到了关键作用，但是到现在为止我们还无法证实-2- [13]。Hall[14]的研究认为表观遗传学可以激活一部分先前处于静默状态的基因组，从而导致产生不同的骨骼形态。以上所述的研究虽然不能说明基因在髌骨或者是籽骨的形成与发育中起到了什么样的作用，也还不能确定是哪一个基因在其进程中起到了关键的作用，但这也足以说明了基因控制在籽骨的形成与发育进程中的重要作用。在目前的研究中，似乎籽骨更加倾向于出现在某一个体或者是某一个家族的灵长类动物身上，在大量基因的控制下，籽骨在骨骼的发育中出现的极早。然而对于籽骨与腓肠豆究竟是怎样形成以及为什么会形成，而且对于为什么它们在人类以及较高级的灵长类动物身上会出现退化，这些问题我们依然还没有得出结论。我们现在可以确信的是表观遗传学，特别是机械应力与基因因素对籽骨与腓肠豆的这种演化均产生了一定的作用，外部的机械环境与内部的基因改变的共同作用是导致籽骨与腓肠豆在人类及较高级的灵长类动物身上出现退化的原因[12]。其中1900年代中期，Wadding提出了基因同化的理论，他认为：环境刺激产生的表型特点是稳定的，通过自然选择适应自然的表型被同化进基因组，而当缺失最初的外部环境刺激以后，其表型依然可以表达。基因同化与稳定的进程在生物进化的过程中或许其速度超过了其它一些方面的进化，进而才能带来如此的改变[12]。Lewis[15]认为籽骨在不同分类群中的存在形式即就是基因同化与稳定的结果。人类在行走的过程中，膝关节需要更多的延伸，这就导致了腓肠肌头外侧肌腱周围的机械环境的改变，从而就对腓肠豆的形成与存在形成了一定的刺激。LeMinor[16]认为非人类的灵长类动物的腓肠肌主要起到使足拇指内收的作用，而人类的足拇指较其它灵长类的拇指短，因此其腓肠肌对腓籽骨等的刺激也较小，进而会影响到其籽骨的形成与发育。此外，人类与其它灵长类动物的行走方式不同，其足部的活动角度不同，这也会影响到腓肠豆或者是腓籽骨的形成与发育。诸如此类的外部环境都会对腓肠豆的形成与发育造成影响[17]。在一项对髌骨发育的相关研究中也得出了某一系统分类的群种中其髌骨的形成与发育与其生活方式等具有相关性[13]。当然，基因对功能适应的控制阈值可以调节这个现有的籽骨形成的能力，在腓肠豆等籽骨发育的过程中，这些控制阈值可以被Hox、BMPs、PTHrP等或者是其它的一些能够影响软骨分化的分子所影响。机械刺激等外部环境的变化会导致基因控制阈值的改变，进而通过基因同化的-3- 作用来影响腓肠豆或者腓籽骨的形成与发育[12]。所以，综上所述内部基因控制与外部环境刺激等因素共同决定了在人类进化的过程中，腓肠豆或者是腓籽骨的出现与否。籽骨的表面存在着与其它骨关节表面相同的软骨成分，因此其也会像其它骨关节一样发生退变。应力负荷是导致关节软骨发生退变的重要因素。余存泰[18]在其研究中认为：软骨细胞所受到应力的异常或许是软骨细胞发生退变的原动力，其中高应力首先破坏软骨细胞基质，而低应力是先促使软骨细胞发生退变，遭到破坏或者是退变的软骨细胞进而分泌异常细胞因子，这些异常的细胞因子则作为主要的致炎物质再反过来破坏软骨细胞形成恶性循环。应力对于软骨细胞发生退变的作用也与之前的研究发现腓肠豆的退变更易在一些经常进行跑步、跳跃等运动的运动员人群中观察到而相一致。当软骨细胞遭受一定程度的应力负荷发生退变或是破坏后，其所分泌的异常因子将会使包括MMPs和各种类型的整合素等表达增加，MMPs和各种类型的整合素的表达增加将进一步降解软骨细胞外基质，软骨细胞外基质的降解将又会导致关节表面软骨成分的破坏更加剧烈，从而使关节软骨的退变更加严重。其次，异常的炎症因子还会通过丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路、核转录因子（NF-κB）信号通路和Wnt/β-catenin信号通路等细胞内的信号转导途径将信号传递至各种转录因子，以此来介导、干预软骨细胞的分化，诱导软骨细胞向成纤维细胞转化，以致动物关节表面的软骨细胞进一步减少，而周围组织纤维化加剧，关节表面软骨成分的丢失，进一步破坏骨关节。在所分泌的炎性因子中IL-1、TNF-α具有诱导软骨细胞合成前列腺素E2、一氧化氮、MMPs等的作用，这一过程通过刺激MAPKs途径与NF-κB途径来实现，而诱导产生的MMPs却是具有降解软骨细胞外基质的作用，因此其就形成了连锁放大效应[19]。当这些异常的炎性因子导致软骨细胞破坏、减少后，存在于关节部位或者是籽骨表面的软骨成分所能承受的应力也将会减少，因此对于应力异常所导致的关节软骨的退变就将形成一个恶性循环，虽然在此过程中软骨细胞也会发生再生来试图修复被破坏的软骨，但是由于软骨细胞周围环境的改变，其效率却不足以完全修复。秦彦国[20]与高航飞[21]的研究认为AQPs（水通道蛋白）等在软骨的退变中可能发挥了一定的作用。在当前的研究中还有一部分的研究者认为：骨内压增高并持续存在是软骨发生退变的一个重要因-4- 素，他们认为持续存在并增高的骨内压可以使软骨下骨发生坏死，在骨的吸收与重建过程中坏死的骨小梁能够使软骨下骨硬化梯度增加，使骨的吸收与震荡能力也随之下降，这样就造成了当力传导至软骨时软骨的受力不均匀，其局部所受压力变大，加重软骨的损伤；再者持续存在并增高的骨内压也可以影响到关节滑液的成分以及其PH值，导致关节滑液的pH值降低并使其滑液的成分也发生改变，干扰并破坏软骨细胞的正常代谢，失去正常代谢的软骨细胞发生变性坏死、胶原纤维解聚、蛋白多糖分解、软骨下骨断裂破坏和增生修复等一些列变化，最终导致软骨细胞减少，关节软骨发生退变[22,23]。当前对于软骨发生退变的研究有很多，对于以上所叙述的各种可能的因素，笔者认为软骨局部所受应力的大小是造成软骨发生退变的主要因素也是其始动因素，其它的几个方面的因素还需要我们进行更多的研究来明确其与软骨退变之间的关系。腓肠豆作为一个上常见的人体籽骨，它是由Pancoast在1909年发表的一篇膝关节腓肠肌内籽骨的研究时提出，其形状与蚕豆相似，因此就以其形状而命名，称该籽骨为“腓肠豆”[24]。此前有报道认为人类腓肠豆的发生在其胎儿时期就已经决定，起初为软骨结构，伴随着其局部所受机械应力的增加等因素，一般当人体发育至12岁以后，腓肠豆软骨骨化发展到一定阶段，我们才可以在X线上发现其踪迹。这一点与TomokazuKawashima文章中讲到的人体膝关节中腓肠豆的成骨时间晚于髌骨发育的时间，随着年龄的增长逐渐由纤维组织转变为骨组织的观点相一致[25,26]，其都说明了机械应力在人体籽骨发育中的重要作用。腓肠豆作为人体内的一个籽骨，其形成与发育过程当然也符合其它籽骨的形成与发育过程。Kaplan认为人类与大多数的直立行走的动物相类似，其膝关节中腓肠豆的存在均是膝关节的进化不完全，这属于一种人类发育阶段的返祖现象[27,28]。Sarin等[5]在对一些类似的直立行走的动物的研究中也发现了与人类膝关节相接近的现象，并且他认为这是由于内部遗传基因与外部环境刺激的双重原因共同造成了在人类进化过程中的这种退化现象，其不是单一因素造成的结果。Sarin在其对人体籽骨的研究中发现腓肠豆与腓籽骨的发生率具有明显的相关性，拥有腓籽骨的个体，其拥有腓肠豆的概率也会更大，同时其也分析了人类籽骨与灵长类籽骨发生率之间的关系，认为它们之间也具有相关性。他们认为在大约35亿年前，腓肠豆的发生率与腓籽骨的发生率是相同的，-5- 但是随着人类及其它灵长类动物的不断进化，在大约30亿年前，腓肠豆的表达消失，但是腓籽骨的表达却是保留了下来，而且人类及其一些较高级类的灵长类动物的腓籽骨的表达也是慢慢的消失，因此当人类在经过了漫长岁月的进化之后，腓肠豆已经不是在所有个体上均能够观察到的了，而且不同人种之间也是存在这差异。1.腓肠豆通常腓肠豆被认为存在于腓肠肌内、外侧头肌腱内，且大多数的腓肠豆位于肌腱的外侧缘，出现率大约为86.89%，其中骨性腓肠豆约55.74%，软骨形态的腓肠豆约为31.2%[29]。对于腓肠豆在膝关节中的发生率，在不同的解剖学、不同的观察方法学以及对不同的人群研究中其发生率的变化很大，Sarin、Minowa、Kawashima、Raheem、曾树熊等的研究表明其发生率分别为31.3%、84.0%、92.0%、9.1%、86.9%.总体来看膝关节中腓肠豆在亚洲人群与其它区域人群中的发生率相比，亚洲人群的发生率要更高一些[29]。有研究发现当存在膝关节腓肠豆时，双侧膝关节同时可以观察到腓肠豆的几率可以达到80-85%，然而对于男女不同性别腓肠豆的发生几率却并没有明显差异[30]。在相关的解剖学研究中，对腓肠豆的尺寸进行测量得出男性腓肠豆最长直径平均为9.18mm，厚度5.47mm，女性腓肠豆最长直径为8.42mm，厚度5.36mm。外侧腓肠豆骨与腓总神经关系比较密切，腓总神经从腓肠豆骨后下方、表面、前上方通过的几率依次为77.36%、20.8%、1.8%[29]。膝关节后外侧唯一的骨性结构即就是腓肠豆，它能够对屈肌侧的外侧头肌腱张力起到一定程度的缓冲作用，也能够改变力传导的方向，并且可以有效降低肌腱与骨之间的摩擦力，保护膝关节外侧韧带与周围肌腱组织，保持膝关节的稳定性，对于腓肠豆是如何增加膝关节的稳定性的还有待更进一步研究[31]。Kaplan在对袋鼠的研究中也发现了，由于袋鼠在跳跃过程中需要强有力的伸展膝关节，其腓肠肌、腓肠豆以及豆腓韧带也是发育的最好的[32]。Kawashima等[33]和Minowa等[34]在其对腓肠豆的解剖研究中，均发现了腓肠豆骨与豆腓韧带、弓状韧带的厚度具有负相关性，因此推测腓肠豆周围的豆腓韧带、弓状韧带等均有可能是起源于腓肠豆表面的组织结构，腘肌腱与半月板是保持膝关节稳定的重要结构，尤其是腘肌腱对于膝关节屈曲位时的稳定性更加重要，因此他们认为腓肠豆是间接通过膝关节腘肌腱与外侧半月板来保持膝关节在屈曲位时的稳定性，而非腓肠豆本身直接增加膝关节的稳定性。腓肠豆的病变通常的-6- 症状即为膝关节后外侧区域的疼痛或者麻痹等症状，但是由于腓肠豆位置较深，查体及相关的影响学检查不容易发现其病变，常常造成我们对腓肠豆本身病变的忽视或者是由腓肠豆引发的一些问题，从而在临床上增加了我们的误诊率、延误病情或者是盲目的凭经验使用一些治疗手段，无法有效及时的解决患者的病痛，因此我们必须对其产生足够的重视。2.腓肠豆与膝关节骨性关节炎膝关节骨性关节炎是一种随着人年龄的增长而发生的骨关节的退行性病变，伴随着疾病严重程度的增加从而造成患者膝关节疼痛、畸形、活动受限等症状，对于一些年老的患者常常导致其失去正常行动能力，从而增加患者其它疾病的风险。其在X线上主要表现为膝关节周围骨质增生、骨赘形成及关节间隙的狭窄等。在临床上我们常常会发现膝关节骨性关节炎的患者腓肠豆的发生率也较高，并且较大的腓肠豆常常边缘发生硬化与股骨外髁形成关节面，在其退变过程中也会发生摩擦，类似于退变的膝关节髌骨与股骨髁之间发生的摩擦，造成膝关节后外侧疼痛。腓肠豆也常常会发生软化，导致软骨磨损，进而发生退变，当退变严重，腓肠豆周围增生较多，形成的骨赘较大时，就将会严重影响患者膝关节的活动度，尤其是当患者屈曲膝关节活动时[31,35]。在Pritchett的研究中也发现了，在患有骨性关节炎的患者的膝关节中，我们更容易发现腓肠豆的存在，在Pritchett的研究中，患有膝关节骨性关节炎的患者，其腓肠豆的出现率约为35%，而作为对照组，没有患膝关节骨性关节炎的患者的腓肠豆的出现率只有15%[36]。我们在临床上观察了241例进行膝关节置换的骨性关节炎患者，发现有195例患者的膝关节活动度都较差，在手术过程中将膝关节后外侧的腓肠豆取出后发现其腓肠豆的退变也较为严重。同时也有文献报道在患者进行全膝关节置换术并且保留腓肠豆术后出现疼痛，而在患者进行腓肠豆切除以后，患者膝关节的疼痛症状迅速消失。罗江武[30]在对600名正常人群与400例原发性骨性关节炎患者的X线调查研究后得出结论有腓肠豆骨的膝关节易于发生膝关节骨性关节炎，其认为有腓肠豆存在的膝关节其力学机制还不完善，且由于腓肠豆本身也较易发生软化，进而发生软骨退变，诱发膝关节内一系列酶与细胞因子的变化，产生膝关节骨性关节炎的恶性循环过程，最终导致膝关节骨性关节炎的发生。在Matthew文中其也认为，腓肠豆正如关节内其他结构一样，其表面为软骨-7- 成分，因此也会退变进而发展为局部的骨性关节炎，但是却也没有说明腓肠豆的退变与膝关节的骨性关节炎具体有何种联系[37]。或许我们可以认为膝关节腓肠豆的大小以及腓肠豆的退变情况与患者骨性关节炎的症状，疼痛，以及与膝关节骨性关节炎的Kellgren分级也不无关联，但是这需要我们进行更多、更大样本量的临床研究来加以证实，以明确他们之间到底有何种关联。3.腓肠豆综合症腓肠豆综合症是以膝关节腓肠豆周围组织的无菌性炎症而引起的膝关节后外侧疼痛并且时常反复为主要表现的病症[38]。尤其是对于一些跑步、跳高等活动量较大的运动员，膝关节后部区域疼痛更加常见[39]。已有文献报道在存在腓肠豆的膝关节中约有30%的患者会出现膝关节疼痛[40]，或许疼痛只是一个单一的症状，但是它的发展却是与腓肠豆有着不置可否的因素。腓肠豆的大小与位置也与腓肠豆综合症的发展有着密切的关系，在能够引起症状的病例中腓肠豆的大小约为0.4至2.2CM，由于其位于膝关节后外部，因此对于尺寸较大的腓肠豆，它可能会刺激到滑膜组织以及磨损股骨后髁，也同样有可能压迫腓总神经，引起神经症状[41]。腓肠豆综合症可以通过临床症状、体格检查、X先检查以及B超检查发现，但是由于腓肠豆作为人体的正常籽骨而常常被临床医师所忽视，尤其是在临床上常常被当作膝关节骨性关节炎或者是膝关节外侧半月板损伤延误治疗，目前对于腓肠豆综合征的治疗包括传统的保守治疗，小针刀以及手术清除，但是这几种手段由于有较高的失败率以及容易损伤腓总神经，效果都不是太过的理想，ESWT对于治疗软组织疼痛有较好的疗效，但是其治疗的范围有限。当然，在之前的文献中也有报道在关节炎性组织周围使用非甾体类消炎药或者是类固醇激素等治疗办法，以及采用支具固定限制膝关节的活动都等，其止疼效果可以达到6个月[42]。Pyong-HwaSeol等[43]在其文章中报道了采用rESWT治疗腓肠豆综合征，其疼痛缓解效果明显并且不用手术，有效解决患者所遭受的疼痛的折磨并且没有手术与麻醉的风险，其报道的此种方法疼痛的缓解效果可以维持2个月以上，但因其研究中所收集的样本量较小，所以对于rESWT治疗腓肠豆综合征的确切疗效还需要更大样本量的研究进一步证实。但是在Kuur的研究中，他将几乎所有报道过的保守治疗的方法做了一项回顾调查却发现：几乎所有的非手术治疗办法对腓肠豆综合症引起的膝关节疼痛均没有明显的效果，-8- 或是只能暂时的缓解疼痛[44]。WeinerandMacnab在考虑到对于腓肠豆综合症的各种治疗方法的优缺点以及考虑到一部分出现腓肠豆综合症的青少年后提出：对于小孩以及青少年的腓肠豆综合症应该采用保守治疗，以缓解症状为主，而对于成年人，他们认为应该对其进行早期腓肠豆切除手术[45]。因此，对于腓肠豆综合症的治疗，到底是采用手术治疗的方式还是非手术治疗，或许我们应该制定一个个体化治疗方案，因人而异比较合理。4.腓总神经麻痹腓总神经麻痹可以表现为患者患侧足不能背屈，伸趾障碍，膝关节过伸时腘窝疼痛以及小腿外侧、足部前外侧疼痛和麻木[46]。腓肠豆与腓总神经的关系极为的密切，两者相毗邻，因此腓肠豆的病变极易引起腓总神经麻痹，就有文献对比了腓肠豆的位置与腓总神经的关系，发现它们之间距离越远腓总神经更宽[47]。同时有文章发现在对有腓总神经麻痹的患者进行了腓肠豆清除手术后，患者的神经麻痹症状在6个月内就已恢复[48]。在侯卫坤[49]作者的文章中对进行全膝关节置换手术的患者术后膝关节的恢复情况进行了对比，发现在术中保留腓肠豆的患者比清除了腓肠豆的患者更容易出现腓总神经麻痹的现象，而且在全膝关节置换术中清除巨大腓肠豆也能更好的实现膝关节的软组织平衡，尤其是对于存在外翻畸形的患者。这些都说明腓肠豆的存在在腓总神经麻痹中扮演着很重要的角色，因此，对于临床上存在腓总神经麻痹的患者，应当对患者是否同时存在腓肠豆的病变以及是否是由于巨大腓肠豆引起的腓总神经麻痹保持足够的警惕，如果在确定腓总神经麻痹是由巨大腓肠豆所引起应及时采取治疗措施，以免引起严重的后果[50]。在Takebe的报道中，他指出了神经损伤与人体态之间的关系，他认为体格瘦弱人比体格肥胖的人更容易造成神经损伤，这可能是由于体格肥胖的人拥有着更多的脂肪可以有效保护神经。因此，那么在膝关节中，对与有着相同尺寸的腓肠豆的病人，体格瘦弱的人造成腓总神经损伤的危险性或许更高[46]。5.腓肠豆骨折腓肠豆骨折可以分为在直接受到外伤后的直接暴力骨折或者一些长久站立、经常运动的人群所发生疲劳性应力骨折，在近年来随着进行全膝关节置换手术人群的增加而发生全膝关节置换术后的腓肠豆骨折也成为一个常见的原因[51]，尤其是对于-9- 一些年龄较大并且存在骨质疏松的患者，腓肠豆发生骨折的几率更高。当腓肠豆发生骨折以后其主要表现为膝关节后外侧区域的局部疼痛，在膝关节进行屈伸活动时疼痛表现的更加明显。腓肠豆发生的骨折在临床上并不是骨折发生的常见部位，因此常常会漏诊，从而造成患者出现长期的膝关节后外侧的慢性疼痛、不适，而在膝关节弯曲、过伸或者患者上下楼梯时疼痛加剧，影响患者生活质量。X线或者CT扫描可以有效发现。对于腓肠豆骨折患者，需要注意休息，防止长久站立或者运动，限制膝关节过伸，避免加剧其损伤，影响愈合，并可应用非甾体消炎类药物，及时对症处理即可。因此虽然腓肠豆骨折在临床中并不常见，但却不能忽视，以免造成严重后果，影响患者生活质量[50,52]。6.腓肠豆与关节置换随着人口老龄化的加剧，膝关节骨性关节炎的患者越来越多。骨性关节炎是导致老年患者长期膝关节疼痛、畸形、活动受限的主要原因，而随着科技的发展与医学技术的进步，全膝关节置换已成为当前解决骨性关节炎患者病症，提高其生活质量的有效手段。但是很多患者在进行全膝关节置换手术以后，对其手术效果显得并不是很满意，虽然造成这样后果的原因多种多样，但是腓肠豆却是其中一个不可忽视的因素。在当前的研究中已经有不少文献报道过在进行关节置换的患者中，其术后发生膝关节疼痛、麻痹、腓肠豆骨折等症状。Theodorou[53]在其报道中认为在进行膝关节置换手术时，对膝关节的畸形角度进行矫正以后，将会对豆腓韧带形成一定的持续应力，进而造成腓肠豆与关节假体的碰撞，此外当患者处于站立位时也会加剧腓肠豆与关节假体之间的碰撞，对于一部分经常进行体育锻炼的患者，其发达的腓肠肌也是造成关节置换术后腓肠豆骨折的一个因素。侯卫坤[49]作者的研究中也证实了关节置换手术中残留的腓肠豆将会增加关节置换手术后患者膝关节麻痹的几率，而对于术前膝外翻畸形的病例，尤其是那些外翻角度较大的患者，其膝外侧副韧带及软组织通常都存在着一定程度的挛缩，为了获得满意的关节置换手术效果，我们往往需要松解膝关节外侧结构来实现膝关节内外侧的软组织平衡，而腓肠豆存在于腓肠肌内、外侧头肌腱内，去除腓肠豆的同时将可以使腓侧副韧带、弓状韧带以及腘肌腱等结构也达到松解，实现膝关节内外侧软组织平衡，取得更加满意的手术效果。Bessho[54]也曾报道了在关节置换术后由腓肠豆所引起的膝关节麻痹。Jaffe[55]-10- 等人的报道也认为当腓肠豆大于1cm时，其有可能引起关节置换术后腓肠豆与关节假体的碰撞，从而造成术后膝关节疼痛。而且腓肠豆的大小以及位置也会影响关节假体的位置、关节假体型号的选择以及韧带的稳定等诸多问题。因此，虽然当前全膝关节置换手术已经相当的成熟，但是我们在进行关节置换手术时，腓肠豆也是我们所不能忽视的一个问题，腓肠豆的正确处理将能够使我们在进行关节置换手术时更好的实现软组织平衡，当然如果处理不当也会引起很多的并发症而达不到满意的手术效果。综上所述，作为人体的籽骨，虽然与其它灵长类动物相比，其可能是在进化过程中返祖的一种表现，但是腓肠豆在不同的地区与种族中的分布特点与发生率却是不同的，目前关于腓肠豆的研究均较少且样本量也较小，也没有研究系统性的分析过退变腓肠豆与膝关节骨性关节炎之间的关系，对其产生机制，及病理病因研究尚不完全清楚，因此对于其分布不一的原因、解剖及临床意义还有待进一步研究。腓肠豆与其它的籽骨、关节软骨一样表面均有软骨成分，其当然也会发生退变，其退变的过程也还需要进一步阐明。此外随着人口老龄化的加剧，患有膝关节骨性关节炎人群的增加，其与骨性关节炎之间的关系、进行膝关节置换术时是否应该保留腓肠豆以及去除腓肠豆后对患者膝关节稳定性与患者行走步态有何影响，腓肠豆的去除标准也都还需要进行更多的研究来阐明。故本课题旨在通过对中国人群中膝关节放射线片资料的分析，探究中国人群中不同年龄、性别腓肠豆的分布、流行特点以及腓肠豆退变程度与膝关节骨性关节炎分级之间的相关性，以希望对以后关于腓肠豆的研究能有所帮助。-11- 第二章资料与方法2.1研究对象2.1.1样本的选择本文为回顾性分析2016年7月至2017年8月来自于西安市红会医院门诊与住院部患者的膝关节X线正侧位片，所有影像资料均来自于临床回档资料、PACS与西安市红会医院临床数据库。研究中共收集1150例患者，包括462例男性与688例女性患者，年龄分布从1岁9月到86岁，共1359例膝关节X线片，所有正侧位片均为临床随机收集。2.1.2纳入与排除标准纳入标准：2016年8月至2017年8月有临床回档且患者资料完善，进行了膝关节正侧位X线拍片的患者。排除标准：所有具有骨性关节炎的患者导致膝关节后部骨赘与腓肠豆无法明确辨别，以及膝关节侧位X线片大幅度旋转导致的股骨后部区域股骨髁、股骨假体或者其他股骨内植物重叠的影像资料在对其分析前均进行排除。质量控制：所有资料均由两位关节外科医生独立进行评估。首先由两位关节外科医生对所有X线片在腓肠豆固有位置检查有无腓肠豆存在并对其进行评估，然后对不能肯定的资料再进行共同讨论以确定。所有患者的年龄、性别以及膝关节的方位均来自于医院的记录档案。本研究经西安市红会医院伦理委员会所批准。2.2收集的项目与研究方法2.2.1收集项目通过PACS系统与临床回档记录详细记录所有患者的年龄、性别，通过对所有患者膝关节的正侧位片进行分析并记录患者膝关节骨性关节炎等级与腓肠豆的退变等级。2.2.2研究方法（一）统计所有病例中腓肠豆总的发生率、各性别发生率、单侧膝关节的发生-12- 率计算公式：腓肠豆的发生率=腓肠豆出现的例数÷膝关节病例数（二）统计各年龄段腓肠豆的发生率计算公式：各年龄段腓肠豆的发生率=各年龄段腓肠豆出现的例数÷各年龄段膝关节病例数(三)统计各年龄段膝关节腓肠豆退变情况统计方法：计算各年龄段中非正常腓肠豆的病例数（四）统计不同等级骨性关节炎的膝关节腓肠豆退变情况统计方法：按照膝关节骨性关节炎等级将所有病例数分为KOA0、KOA1、KOA2、KOA3、KOA4，分别计算各组腓肠豆退变等级为0级、1级、2级、3级的病例数。2.3膝关节骨性关节炎与腓肠豆的放射线分级标准膝关节骨性关节炎分级采用Kellgren分级方案进行分级[56]。0级：正常关节；1级：关节间隙可疑狭窄，可能有骨赘；2级：有明显骨赘，关节间隙可疑变窄；3级：中等量骨赘，关节间隙变窄较明显，有硬化型改变；4级：大量骨赘，关节间隙明显变窄，严重硬化性病变及明显畸形。腓肠豆的退变根据腓肠豆表面软骨下硬化、骨赘形成以及巨大腓肠豆分为以下等级（图1）：0级，三角形或者椭圆形、表面光滑与股骨后髁形成关节的正常腓肠豆；1级，腓肠豆表面存在软骨下硬化的硬化型腓肠豆；2级，腓肠豆边缘有骨赘形成的严重硬化型腓肠豆；3级，巨大腓肠豆或者具有较大骨赘的腓肠豆。-13- 图1膝关节侧位片显示的腓肠豆的不同退变分型Figure1.Differentfabelladegenerationtypesshowninlateralkneeradiographies.(A)0级,正常腓肠豆,三角形或椭圆形,与股骨后髁形成关节面，表面光滑;(B)1级,硬化腓肠豆,腓肠豆发生软骨下硬化;(C)2级,严重硬化腓肠豆并形成骨赘;(D)3级,巨大腓肠豆或伴有较大骨赘腓肠豆.箭头所指的部位即为腓肠豆.2.4统计学分析2.4.1数据录入建立Excel数据库，录入所收集各项数据，核对无误后，并根据上述公式计算各项腓肠豆的发生率，以及统计各组腓肠豆的出现例数。-14- 2.4.2数据分析连续变量采用平均值和标准差，分类变量采用百分比和频率分布。腓肠豆在年龄、性别分组上采用卡方检验。腓肠豆退变与膝关节骨性关节炎之间的相关性分析采用非参数检验。P＜0.05表示具有统计学意义。-15- 第三章结果共1150项研究被纳入，其中男性462例，女性688例，年龄为21月至86岁，平均年龄43.9±18.8。共计分析1359例膝关节放射线资料，其中209例为双侧膝关节X线片，941例为单侧膝关节X线片，单侧膝关节中449例为左膝关节、492例为右膝关节。在1359例膝关节中，不论单侧还是双侧，总的发生率为48.6%。男性腓肠豆发生率为45.3%，女性为50.6%，统计学分析χ²=3.647,P=0.05617，没有明显的统计学差异。左膝关节发生率为48.8%，右膝关节为48.4%，统计学分析χ²=0.025,P=0.87437（表1），也不存在明显的统计学差异。但是患有骨性关节炎的膝关节与正常膝关节相比，其中患有骨性关节炎膝关节的腓肠豆发生率为55.5%，正常膝关节腓肠豆的发生率为21.4%，统计学分析为χ²=102.490,P<0.0001，具有明显的统计学差异（表1）。表一不同性别之间、左右膝关节之间以及正常膝与OA膝之间腓肠豆发生率Table1.Theprevalenceofpatellaamongdifferentgenders,sidesandconditionofknee.1Number(%)AbsentPresentχ²PGenderMale283(54.7%)234(45.3%)3.6470.05617female416(49.4%)426(50.6%)SideofkneeLeft337(51.2%)321(48.8%)0.0250.87437Right362(51.6%)339(48.4%)ConditionofkneeNormal217(78.6%)59(21.4%)102.490<0.0001*OA482(44.5%)601(55.5%)Total699(51.4%)660(48.6%)注：不同性别之间比较P=0.05617；左、右膝关节之间比较P=0.87437；正常膝关节与OA膝关节之间比较P<0.0001。P<0.05认为有统计学意义。将所有研究对象细分为五个年龄组，不同年龄组之间腓肠豆的发生率存在明显差异：≤20岁为8.2%,21-35岁为36.4%,36-50岁为47.9%,51-65岁为58.2%以及≥66岁为79.3%,统计学分析χ²=213.868,P<0.001，具有明显统计学差异。腓肠-16- 豆的发生率与其患者年龄具有明显相关性，随着患者年龄的增加，膝关节腓肠豆的发生率也呈现明显的上升趋势，统计学分析显示r=0.3847,P<0.001（表2）表二不同年龄组之间腓肠豆发生率Table2.TheprevalenceoffabellaamongdifferentagegroupsAbsentPresentAges1Number%1Number%Agegroups≤2014691.8%138.2%21-3515963.6%9136.4036-5022052.1%20247.9%51-6512841.8%17858.2%≥664620.7%17679.3%Chi-squaretestχ²213.868P<0.001*Spearmannonparametricr0.3847correlationtestP’<0.001*注：不同年龄组之间比较P<0.001;年龄与腓肠豆发生率之间相关性分析P<0.001。P<0.05认为有统计学意义。对不同年龄组患者腓肠豆的退变情况进行评估，其在不同年龄组间也存在着明显的不同。在≤20岁年龄组13例患者中没有发现腓肠豆存在退变，21岁-35岁年龄组91例患者中18例存在退变，36岁-50岁年龄组202例患者中86例存在退变，51岁-65岁年龄组178例患者中113例存在退变，≥66岁年龄组186例患者中160例存在退变，统计学分析χ²=208.954,p=0，年龄与腓肠豆的退变具有明显的相关性，随着年龄的增长，腓肠豆的退变等级明显升高，对其相关性分析r=0.5288,P<0.001（表3）。-17- 表三不同年龄分组中腓肠豆退变情况Table3.Thedegenerationgradesoffabellaamongdifferentagegroups1NumberFDG0FDG1FDG2FDG3Agegroups≤201300021-3573162036-501166023351-6565465215≥6626438136Chi-squaretestχ²208.954P<0.001*Spearmannonparametricr0.5288correlationtest*P<0.001注：不同年龄组之间腓肠豆退变情况比较P<0.001;年龄与退变腓肠豆之间相关性分析P<0.001。P<0.05认为有统计学意义。按照膝关节骨性关节炎的不同等级进行分组观察腓肠豆的退变情况，我们发现随着膝关节的骨性关节炎等级的不同，其相应的腓肠豆退变等级也具有明显的差异，统计学分析显示χ²=426.112,P<0.001。在KOA0级分组中，有57例膝关节腓肠豆属于0级腓肠豆，为正常腓肠豆，1例退变等级为1级，1例退变等级为2级，没有发现退变等级为3级的腓肠豆；在KOA1级分组中，156例为0级腓肠豆，58例为1级腓肠豆，9例为2级腓肠豆，没有发现退变等级为3级的腓肠豆；在KOA2级分组中，57例为0级腓肠豆，58例为1级腓肠豆，35例为2级腓肠豆，同样也没有3级腓肠豆；在KOA3级分组中，12例为1级腓肠豆，35例为1级腓肠豆，41例为2级腓肠豆，7例为3级腓肠豆；在KOA4级分组中，11例为0级腓肠豆，13例为1级腓肠豆，62例为2级腓肠豆，而3级腓肠豆有47例（表4）。腓肠豆的退变等级与膝关节骨性关节炎的等级统计学分析r=0.6892,p<0.001，具有明显正相关性（图2）。-18- 表四腓肠豆退变与膝关节骨性关节炎之间相关性分析Table4.Degenerationgradesoffabellacorrelatedwithkneeosteoarthritisgrades1NumberFDG0FDG1FDG2FDG3GroupsKOA057110KOA11565890KOA25758350KOA31235417KOA411136247Chi-squaretestχ²426.112P<0.001*FDG:Fabelladegenerationgrade;KOA,Kneeosteoarthritiskellgren-LawrenceGrade注：腓肠豆退变与膝关节骨性关节炎之间相关性分析P<0.001。P<0.05认为有统计学意义。-19- 表五已有文献报道的腓肠豆的发生率Table5.Previouslyreportedoccurrencesoffabella.AuthoryearEthnicgroupMethodAgesFabella/kneeratioIncidenceSilva(4)2010Caucasian(Brazil)Cadaver38-78y2/643.1Kaplan(33)1961Caucasian(America)CadaverNA10/1358.7Raheem(34)2007Caucasian(Ireland)Cadaver84±8.1y12/229.1Phukubye(24)2011CaucasianandAfricanCadaver40-95y18/10217.6Yu(35)1996Caucasian(America)MRI12-72y19/10019.0Terry(36)1996Caucasian(Georgia)RadiographyNA5/2520Egerci(26)2016Caucasian(Turkey)Radiography18-90y228/100022.8Pritchett(7)1984Caucasian(America)Radiography31-87y*252/97225.9Hauser(2)2015European(Switzerland)CT20-104y105/40026.3Ehara(21)2014Asian(Japan)MRI4-89y200/65330.6Sarin(20)1999Caucasian(America)Radiography19-84y45/11231.3Chew(22)2014Asian(Singapore)RadiographyandMRI14-55y25/8031.3Piyawinijwong(37)2012Asian(Thailand)Cadaver30-97y144/37238.7Presentstudy2017Asian(China)Radiograph21m†-86y660/135948.6Tabira(25)2013Asian(Japan)Cadaver74.5±12.3y170/10268.6Minowa(6)2004Asian(Japan)Cadaver54-98y182/21285.8Zeng(5)2012Asian(China)CadaverandRadiography64-83y53/6186.9Kawashima(3)2007Asian(Japan)Cadaver66-100y69/7592.0注：y*表示年份;m†,表示月份;1表示±SD-20- 图2腓肠豆退变等级与膝关节骨性关节炎严重程度之间的关系Figure2.Therelationshipbetweendegenerationgradesoffabellaandkneeosteoarthritisseverity200FDG0FDG1150FDG2FDG3100Number50001234KOAFDG:腓肠豆退变等级;KOA,膝关节骨性关节炎kellgren-Lawrence分级注：腓肠豆退变等级与膝关节骨性关节炎严重程度之间相关性分析r=0.6892,p<0.001。p<0.001认为有统计学意义。-21- 第四章结论结论：腓肠豆在中国人群中的发生率为48.57%，女性比男性有较高的出现率，但却没有明显差异。膝关节中腓肠豆的出现率随着年龄的增长而增加，同时腓肠豆的退变与年龄以及膝关节的骨性关节炎的等级具有相关性。-22- 第五章讨论腓肠豆作为人体的一个籽骨，是在外部环境与内部基因的共同控制下发生骨化。在胎儿时期由大量基因控制在人体以软骨小结节的形式存在，随着年龄的增长，直到约12岁的时候由于受到膝关节外侧肌腱压迫的机械应力影响下才慢慢发生软骨下硬化，我们才可以在X线投照下发现其踪迹[12,57,58]。对于腓肠豆的观测方法目前包括X线观察法、MRI观察法以及尸体解剖直接观察等，当然其观察的准确性也是依次递增的。虽然与MRI以及尸体解剖直接观察等方法相比，X线成像技术不如前两者的准确性高，但是无疑它却是更加的简便与快捷的[59,60]。因此，在本研究中我们即采用了对X射线下的腓肠豆的发生率与退变情况进行了观察。目前关于腓肠豆的各项研究，在不同的人群、种族、年龄、观测方法中，其发生率也不尽相同。Iida等的研究中腓肠豆的发生率约为26.2%；Takebe在对膝关节的X线的一项研究中，得出其发生率约为33.4%，而在其另一项解剖研究中，其发生率约为37.5%；Chihlas等的研究中腓肠豆的发生率约为27.1%；在Kawashima的解剖研究中其发生率约为66%；在Piyawinijwong等对尸体解剖的研究中其发生率约为50.5%。在这些研究中，由于人种及地区的不同，因此腓肠豆的发生率也存在着很大的不同，总体来说腓肠豆在黄种人中的发生率高于其他种族[61]。不同种族人群之间腓肠豆的发生率是存在着明显的差异的，白种人中其发生率约为3.1%-31.3%，而在亚洲人中它却是30.6%-92%（表5）。或许这种差异我们可以认为是由于生活习惯的不同所导致的结果，例如东方人更加喜欢蹲、跪或者跷二郎腿等动作，而这都会导致腓肠豆与股骨髁后外侧部分的持续受压，从而进一步促进腓肠豆的发育与骨化[62]。这与以往研究中得出的结论也一致，即机械应力是腓肠豆等籽骨形成与发育的重要因素。此次我们对中国人群在膝关节X射线的研究中，腓肠豆的发生率约为48.6%，其高于Iida与Takebe等人的研究，这与之前的研究结果相一致，黄种人较其它种族腓肠豆的发生率更高。Iida认为腓肠豆的发生率会随着年龄的增加而增加[63]。Phukubye[64]在他的研究-23- 中发现：在40-49岁年龄段中腓肠豆的发生率约为11.1%，在70-89岁年龄段中腓肠豆的发生率约为22.9%，在＞90岁年龄段中腓肠豆的发生率约为42.9%。但是他们却并没有发现年龄与腓肠豆发生率之间相关性，或许这是由于他们研究样本量太少的原因，因为在他们的研究中仅仅只发现了18例腓肠豆。然而，其它的一些相关研究也并没有得出腓肠豆的发生率与年龄存在相关性的结论。甚至，Tabira[47]的研究曾认为年龄与肥肠豆的出现率并不具有相关性。Takebe[46]也认为腓肠豆的发生率与年龄不具有相关性。最近，Egerci[65]在对土耳其人群中腓肠豆的发生率进行了一项研究，他也是得出了年龄与腓肠豆的发生率不具有相关性的结论。Sarin的研究中也是得出了年龄与腓肠豆的发生率之间不具有相关性。在目前的研究中并没有得出腓肠豆的发生率与年龄具有相关性[61]。但是，此次我们进行了一项大样本量的研究，研究中我们纳入的样本更多，观察到的腓肠豆当然也是更多，却是得出了于他们不同的结论，在我们的研究中腓肠豆在各年龄阶段的发生率分别为：≤20岁为8.2%,21-35岁为36.4%,36-50岁为47.9%,51-65岁为58.2%以及≥66岁为79.3%,可以发现腓肠豆的发生率与其患者年龄具有明显相关性，且随着患者年龄的增加，膝关节腓肠豆的发生率也呈现明显的上升趋势。因此，我们认为年龄在腓肠豆的发育中是是一个重要因素，随着年龄的增长，其腓肠豆所承受的机械应力也更多，腓肠豆的骨化也就更加明显，更易于我们观察到。本研究中我们只是观察并研究了骨性腓肠豆的发生率，随着年龄的增长，其发生率呈明显的上升趋势，如果不考虑每一个体的先天性的差异，那么这也说明在腓肠豆的形成与发育过程中，在后天因素影响下软骨骨化过程的差异也是造成这样结果的一个重要原因。腓肠豆的发生率与性别没有关系。在Gray的解剖学报道中认为性别在腓肠豆的形成中具有重要作用，但是此种说法却没有得到其它研究这的认可。Maharjan在对足部籽骨发生率的研究中认为膝关节与足部的籽骨的发生率女性均较男性的发生率高[66]。Iida[64]等的研究中认为腓肠豆的发生率在男性中约为26%，在女性中的发生率约为26.2%；Phukubye[64]的研究中发现腓肠豆的发生率在男性中约为21.2%，在女性中其发生率约为27.8%。在Sarin[12]的研究中也认为腓肠豆的发生率与性别没有相关性。在我们此次的对1359例膝关节的X线调查中，发现腓肠豆的发生率在男性中约为45.3%，在女性中的发生率约为50.6%，得出的结论与Iida、Phukubye-24- 一致：虽然腓肠豆在女性中的发生率比男性高，但经过分析其没有统计学意义，因此我们认为腓肠豆的发生率与性别无关。由于腓肠豆的位置与腓总神经的关系十分密切，因此由于腓肠豆的大小、形态等常常会影响到腓总神经而导致膝关节疼痛、麻痹等。YTabira在对102例膝关节的腓肠豆与腓总神经进行观察研究后发现：骨性结构的腓肠豆能够影响到腓总神经的宽度与厚度，且体格瘦弱的人比体格肥胖的人更容易发生腓总神经麻痹[61]。腓肠豆是一个正常的膝关节结构。ClarkeAM曾提出了“第四关节间隙”的说法，即为腓肠豆与股骨后外髁之间的区域[67]。PritchettJW的报道认为，在患有膝关节骨性关节炎的人群中有35%的人的膝关节中可以发现腓肠豆的存在，而在没有患膝关节骨性关节炎的对照组中却只有15%的人的膝关节中可以发现腓肠豆的存在，这似乎暗示我们:骨性关节炎更偏爱于那些存在腓肠豆的人群的膝关节[36,68]。与髌骨类似，腓肠豆的退变也将是表现为膝关节的慢性疼痛、骨赘形成等，通过X线成像技术或者MRI等检查手段均可以发现，特别出现在一些年老的患有膝关节骨性关节炎的患者，这也都常常会导致一系列的膝关节非典型症状[69]。我们的研究结果也与这些研究乃是不谋而合。由于X线成像技术仅仅只能发现骨化的腓肠豆，在我们的研究中患有骨性关节炎的膝关节其腓肠豆的发生率约为55.5%，而正常的膝关节其腓肠豆的发生率约为21.4%，当我们将所有样本按照不同退变等级的腓肠豆进行分类后，其相应的膝关节的骨性关节炎也更加严重。因此我们认为：在患有膝关节骨性关节炎的患者中腓肠豆有着更高的出现率，骨性关节炎的等级也与腓肠豆的退变具有明显的相关性，也就是说腓肠豆退变越是严重的患者，通常其骨性关节炎的病变程度也更加严重。腓肠豆的发生率与骨性关节炎的发生率之间的关系暗示了腓肠豆的形成是由于软骨内骨化趋势的增加所导致[70]。这与籽骨的形成与发育的因素相一致，软骨内骨化在腓肠豆等籽骨的形成与发育进程中都起到了一定的作用，其都是通过机械应力的影响与相关内部基因的控制而促进了软骨内骨化的进程。随着外科技术的发展，当前全膝关节置换手术已经成为解决晚期膝关节骨性关节炎的最普遍与有效的手段。尽管所有的患者都寄希望于手术可以有效缓解疼痛，而且在术后能够拥有着良好的膝关节活动度，但是我们关节外科医生却常常会听见-25- 患者对置换后的膝关节不满意的抱怨[71]。关于腓肠豆的症状包括腓肠豆撞击以及腓肠豆骨折等，而对于一些发生骨性关节炎退变的腓肠豆来说，它也常常有可能会导致关节置换术后的膝关节疼痛、肿胀以及感染等，当然这些都会造成我们对手术效果的些许失望。JaffeFF首先报道了腓肠豆撞击导致的患者在进行关节置换手术后的对手术效果的不满意，在他们的报道中，由于术中忽视了膝关节后外侧的一个巨大的腓肠豆，这直接导致了术后患者在将膝关节弯曲到大约90°的时候巨大的腓肠豆撞击胫骨平台假体的后缘，并引起膝关节后方区域的疼痛[55]。LarsonJE也报道了骨关节置换术中残留的腓肠豆有可能会撞击股骨与胫骨平台的假体组件[72]。WangJW也进行过一项报道，一位由于术中没有去除腓肠豆的膝关节置换患者在术后一直感觉膝关节后方疼痛难忍，但是在通过手术去除那残留的巨大腓肠豆后疼痛就减弱了[73]。TheodorouSJ也曾报道过一个由于受到长期缓慢增加的压力而导致的膝关节腓肠豆慢性应力性骨折的案例[53]。KweeTC报道过2例膝关节存在外翻畸形的患者在进行关节置换术纠正其外翻角度后，其腓肠豆就出现了骨折，分析其原因后认为可能是在外翻畸形角度纠正后，由于膝关节后外侧韧带的压力陡然间增加以及腓肠肌收缩所引起[74]。在进行膝关节置换手术后，由于本身具有骨性关节炎的腓肠豆也会由于发生腓肠豆综合症而引起膝关节疼痛[75]。因此，为了确定我们是否有必要在术中去除腓肠豆以获得更加满意的手术效果，我们应该在术前对膝关节X射线片进行仔细评估，看是否有大于1cm的腓肠豆存在或者是否存在腓肠豆退变发生骨性关节炎者，术中也应在安装完关节假体后仔细活动膝关节以确定是否会存在腓肠豆与关节假体发生撞击的情况[75,76]。当前对于腓肠豆的相关研究还比较少，其发生率在各人种之间也是不尽相同，而且相关的研究方法也是各异且样本量较小，本研究中所收集的样本也均是来自于西安市红会医院门诊与住院患者的资料，其老年人较正常人群偏多，虽然我们已经尽可能的减少了由年龄选择造成的偏差，但是我们所统计的腓肠豆的发生率依然有可能会较正常人群中腓肠豆的发生率偏高。此外，在我们的研究中得出了腓肠豆的退变情况与膝关节骨性关节炎的严重程度具有相关性，且在早前的研究中也认为腓肠豆的形态、大小、位置等都会影响到膝关节置换术后的患者满意程度，因此这也对我们将来在进行膝关节置换手术时是不是应该也对腓肠豆一并清除提出了新的-26- 方向，因为进行膝关节置换手术的患者通常其膝关节退变都已较为严重，那么其腓肠豆也存在着较为严重的退变，如果手术时残留腓肠豆，那么继续退变的腓肠豆将会引发一系列的并发症，但是对于清除掉腓肠豆以后，对膝关节稳定性及人行走、上下楼梯时步态的影响也将研究的一个方向。-27- 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致谢本研究是在导师许鹏与指导下悉心指导下完成的，在此，衷心感谢我的恩师许鹏教授，能够成为您的学生是我莫大的荣幸。恩师渊博的专业知识、精湛的手术技巧都使我深深的折服，尤其是恩师严谨的学风与科研素养对我影响十分的深刻。恩师优良的学术作风与对自身的严格要求让我明白了在如今这个浮躁的学术环境中保持本心，才能够做一名合格的医务工作者，同时也十分感谢恩师平日对我们师兄弟在生活上的关心。允许我再次由衷的向我的恩师许鹏教授道一声“老师，谢谢您，您是我一生的榜样与典范”。其次还要感谢侯卫坤老师对我的关心与指导，是您的指导与帮助，我才能顺利完成研究生课题，也是您的言传身教让我明白了在今后的科研中要认真与实事求是。最后我还要感谢我在延安大学与红会医院学习过程中的所有指导老师以及我的师兄弟们。谢谢你们！-31- 英文缩略词英文缩写英文全称GDF-5Growthdifferentiationfactor-5BMP-5Bonemorphogeneticprotein2TGF-βTransforminggrowthfactor-βLMX1BLIMhomeoboxtranscriptionfactor1betaTBX4T-boxtranscriptionfactor4PITX1HumanPituitaryhomeobox1Hox-11HomeoboxproteinHox-A11SOX11TranscriptionfactorSOX-11WNT7AProteinWnt-7aSLC26A2SLC26A2proteinORCOriginRecognitioncomplexCDT1DNAreplicationfactorCdt1PTHrP(parathyroidhormonerelatedpeptideMMPsmatrixmetalloproteninasesFDGFabelladegenerationgradeKOAKneeosteoarthritiskellgren-LawrenceGrade-32-