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课题背景:临床相关股骨解剖参数是临床诊断和治疗下肢相关疾病的重要参考,股骨全长各节段的骨性解剖结构对膝关节多种伤病和外科治疗均产生了显著的影响。股骨颈干角（Femoral Neck Shaft Angle,FNSA）是股骨近端的重要解剖参数,临床发现FNSA在X线平片与CT三维图像上的测量值差异较大,并受到股骨颈外旋扭转的影响。股骨弓形（Femoral bowing angle,FBA）是常见的股骨中段畸形,很多研究指出年龄、骨密度和股骨长度等因素均会对其造成影响,而股骨扭转对股骨弓形的影响尚不明确。股骨远端外翻截骨角（Valgus cut angle,VCA）的测量是全膝关节置换（Total Knee Arthroplasty,TKA）术前规划中的重要步骤,但很多研究指出使用X线测量VCA存在偏差。膝关节相关多种疾病的诊断和术前计划都需要详细了解股骨全长的解剖角度测量,如:股骨远端截骨的术前计划或下肢力线畸形部位的判定、股骨髁内向扭转导致髌骨脱位的治疗、TKA股骨远端外翻角度和股骨旋转角度的测量。目前,下肢X线平片仍是获取以上股骨解剖参数的最常用方法,但其准确性受到质疑,体位、髋膝关节屈曲角度、站立位置等因素都可能影响参数数值。通过CT三维重建模型可以获得更加真实准确的股骨解剖参数,但因其成本高、辐射大、设备昂贵等原因未得到广泛使用。目的:基于中国西南地区人群的股骨解剖参数在CT三维模型上的测量结果,探讨其X线测量值是否存在偏差、影响偏差的因素有哪些以及如何提高其X线测量值的准确性,并探究各解剖参数之间的相关性,以供临床参考应用。方法:1.股骨颈干角二维测量值与三维测量值对比研究回顾性收集2016年8月至2018年6月于我科住院的患者265人（265侧下肢）。在X线上测量:FNSA-2D,即股骨颈轴与股骨近端解剖轴夹角;髋-膝-踝角（Hip-knee-ankle angle,HKA）,即股骨机械轴和胫骨机械轴的夹角。在CT三维模型上测量:FNSA-3D;股骨侧弓角（Lateral FBA,LFBA）,即股骨近端解剖轴与远端解剖轴的夹角;股骨远端机械轴外侧角（Mechanical lateral distal femoral angle,m LDFA）,即股骨机械轴与膝关节线外侧夹角;股骨长度（Femoral length,FL）,即股骨髁间窝顶点与股骨干近端顶点距离;股骨扭转角（Femoral torsion angle,FTA）,即股骨颈轴与股骨后髁线夹角。LFBA外侧弓、HKA内翻和FTA外旋记为正。对比FNSA-2D与-3D的差异及二者在不同性别、年龄、身高及左右侧患者间的差异;通过多重线性回归模型探究影响二者差异的主要因素;通过1∶1倾向性评分匹配（Propensity score matching,PSM）验证主要因素对FNSA-2D和-3D的影响。2.股骨侧弓角与股骨扭转角的三维数据相关性研究回顾性收集2016年8月至2018年6月接受TKA的患者381人（381膝）。在X线上测量HKA。在CT三维模型上测量FTA、FL、股骨三维弓形角（3D FBA）,股骨侧弓角（LFBA）和股骨前弓角（Anterior FBA,AFBA）,后三者统称为总FBA。LFBA外侧弓、HKA内翻和FTA外旋记为正。通过1:1 PSM排除年龄、性别、BMI、左右侧、身高、FL和HKA的影响,验证FTA和总FBA之间的相关性。3.股骨远端外翻截骨角二维测量值与三维测量值对比研究回顾性收集2016年8月至2018年6月的膝关节OA患者444人（444膝）。其中146人使用X线术前规划,298人使用CT术前规划。在X线上测量:外翻截骨角A(VCA-A2D),即股骨机械轴与膝关节线上20cm髓腔中点和髁间窝顶点连线的夹角;外翻截骨角B(VCA-B2D),即股骨机械轴与膝关节线上10cm及20cm髓腔中点连线的夹角;HKA;LFBA2D;AFBA;m LDFA;FNSA;前股骨假体角（Frontal femoral component angle,FFC）,即股骨机械轴与股骨假体关节线外侧夹角。在CT三维模型上测量:VCA-A3D;VCA-B3D;FTA;LFBA3D;FL。LFBA外侧弓、HKA内翻和FTA外旋记为正;FFC与90°之间差异超过3°记为离群值。分别对比VCA-A和VCA-B各自的二维和三维测量值之间的差异。若无显著差异或差异较小（平均＜0.5°）,则探讨不同性别、左右侧、HKA和LFBA对差异的影响。若差异有统计学意义且较大（平均≥0.5°）,则首先随机抽取70%的患者,根据VCA2D及其相关因素建立数学模型来预测VCA3D,利用剩余的30%样本对模型进行验证;然后选取结构性内翻膝（HKA＞0°）,探究如何对其X线测量值进行调整,以避免出现过度矫正;最后通过1:1 PSM,比较X线和CT术前规划对术后股骨假体冠状面对位的影响。结果:1.股骨颈干角二维测量值与三维测量值对比研究FNSA-2D与-3D的差异为3.45°±3.35°（P＜0.001）,56.6%的差异超过3°。不同性别、年龄、身高及左右侧之间,FNSA-2D、FNSA-3D及二者的差值均无统计学差异（P＞0.05）。多重线性回归模型（调整R~2=0.747,P＜0.001）结果显示FTA是导致二者差异的最主要因素（r=-0.233,P＜0.001）。根据FTA均值（12.08°±8.91°）将265侧下肢分成两组,通过1∶1 PSM平衡其他相关因素后,发现较大的FTA组的FNSA-3D更小（P＜0.001）,而FNSA-2D与-3D差值更大（P＜0.001）。2.股骨侧弓角与股骨扭转角的三维数据相关性研究LFBA有53.5%大于5°,AFBA有70.3%大于11°。总FBA均与身高、BMI和左右侧无关。与男性相比,女性的LFBA更大而AFBA更小（P＜0.05）。老年人群拥有更大的总FBA。通过1:1 PSM,FTA对3D FBA和AFBA无显著影响（P＞0.05）,而较大的FTA伴随较大的LFBA（P＜0.05）。3.股骨远端外翻截骨角二维测量值与三维测量值对比研究VCA-A2D与VCA-A3D间的差异具有统计学意义（P＜0.001）。但二者之间的差异非常小（0.15°±0.69°）,并且83.3%的VCA-A2D偏差小于1°。VCA-A2D与VCA-A3D均随LFBA和HKA增加而增大。当患者膝关节轻度内翻（0°-8°）和伴有轻度股骨侧弓（LFBA＜5°）时,VCA-A2D与VCA-A3D无显著差异（P＞0.05）。VCA-B2D与VCA-B3D间的差异具有统计学意义（0.78°±0.60°,P＜0.001）。31.7%的VCA-B2D偏差超过1°,差异最大为3.6°。二者差异与性别和左右侧无关（P＞0.05）。随机抽取70%患者建立统计学模型:VCA＿B3D=4.221+0.709×(1＿2+0.038×-0.025×（F=642.840,P＜0.001,调整R~2=0.865）。剩余30%的验证结果显示:模型预测法只有4.5%偏差超过1°,最大为1.4°;使用X线测量有31.6%偏差超过1°,最大为3.6°。在379例结构性内翻膝中,有91%的VCA-B2D比VCA-B3D偏大,偏差平均为0.79°±0.61°（P＜0.001）,33%偏大超过1°,最高值达到3.6°;将VCA-B2D统一减少2°,其偏大的百分比下降到2.1%且仅有0.5%偏小超过3°。通过1:1 PSM,显示X线术前规划的FFC离群值显著高于CT术前规划（17.98%vs 1.12%,P＜0.001）。结论:X线测量FNSA有50%以上几率发生大于3°的偏差,FTA是导致差异的主要因素。股骨近端外旋扭转会将部分股骨前弓转化为股骨外侧弓,从而导致股骨侧弓增大,特别是在女性人群中更为明显。VCA-A在X线上的测量偏差很小,且当患者无明显股骨侧弓和膝内翻时,VCA-A是准确的。而使用X线测量VCA-B有31.7%的偏差超过1°,且会造成TKA术后假体冠状面对位不良。通过统计学模型预测法可以显著降低VCA-B的X线测量误差。针对结构性膝内翻患者,统一将VCA-B的X线测量值减小2°,可以保证98%患者不会出现过度矫正的术前计划。