女性进行性塌陷足畸形患者与无症状对照者后足形态及胫后肌差异的全女性三维统计形态学研究

　　本刊推荐：本研究采用三维统计形态模型（SSM）量化分析女性进行性塌陷足畸形（PCFD）患者与无症状对照者的后足骨骼及胫后肌（PT）形态学差异。研究发现PT形态与体积无显著改变，但其相对于后足骨骼的排列方式（alignment）、肌腱标准化长度及脂肪率存在显著差异，提示PT排列异常而非形态改变可能是PCFD进展的关键生物力学因素。该研究为理解PCFD的病理机制提供了新的多维形态学证据。

　　

引言

进行性塌陷足畸形（Progressive Collapsing Foot Deformity, PCFD）是足踝部常见复杂疾病，表现为多种畸形组合，传统认为与内侧纵弓塌陷及胫后肌（Posterior Tibialis, PT）肌腱功能障碍密切相关。然而，PCFD的病理机制尚未完全明确，且并非所有病例均伴随PT肌腱断裂，表明其发病可能涉及多关节、多韧带及肌肉等多因素共同作用。理解肌肉形态差异对揭示肌肉功能改变至关重要，但既往研究多局限于二维截面测量，且缺乏对PT与骨骼空间关系的综合分析。统计形态模型（Statistical Shape Modeling, SSM）技术的发展为同时评估多结构三维形态与对齐关系提供了新途径。

材料与方法

研究设计

本研究为回顾性对照研究，纳入12例女性PCFD患者及19例女性无症状对照者。所有受试者均接受模拟负重计算机断层扫描（Simulated Weight-bearing Computed Tomography, SW-CT），使用DynaWell装置施加300N轴向负荷模拟站立状态。图像分割后生成胫骨远端、距骨、跟骨、舟骨及PT的三维模型，并测量PT体积、肌腱标准化长度（肌腱长度/肌肉肌腱总长度×100%）及脂肪率（脂肪体积/PT总体积×100%）。

统计形态模型构建

分别建立单域SSM（仅PT形态）和多域SSM（PT与后足骨骼组合），通过ShapeWorks软件放置对应点并进行主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）。采用平行分析确定显著PCA模式，比较组间形态评分差异。

结果

基线测量

PCFD组在Meary角、跟骨倾斜角、后力线角及距舟覆盖率等 radiographic parameters方面均显著异常（p<0.01），但胫骨扭转角无组间差异。PT相关测量显示，PCFD组肌腱标准化长度显著缩短（20.8% vs. 23.7%, p<0.01），脂肪率显著升高（2.31% vs. 0.11%, p<0.05），而PT体积及肌肉长度无显著变化。

形态模型分析

单域SSM分析识别出6个主要形态模式（累计方差解释率77.6%），但未发现PT孤立形态存在组间显著差异。多域SSM分析显示，第一模式（方差解释率49.2%）的PCA评分在组间存在极显著差异（p=1.75E-05）。该模式表现为：PCFD组PT肌腱路径向胫骨外侧偏移，与舟骨附着点距离增加；同时胫骨呈现更明显内旋，而PT未发生相应旋转。

讨论

本研究首次采用多域SSM技术揭示女性PCFD患者PT与后足骨骼的空间关系异常。关键发现包括：

1. 1.
   PT孤立形态无显著改变，但其相对于后足骨骼的排列异常（肌腱外侧偏移及胫骨-PT旋转解耦）可能是PCFD的重要特征；
2. 2.
   肌腱标准化长度缩短与脂肪浸润加重提示PT功能受损，可能是继发于足部力学改变的结果；
3. 3.
   胫骨内旋伴PT肌腱外侧偏移支持PCFD进展中的肌腱机械性牵拉假说，这可能解释部分患者继发PT肌腱断裂的机制。

研究的局限性包括样本量较小、未纳入完全肌腱断裂病例、缺乏年龄匹配及未评估韧带等软组织影响。未来需结合动态力学分析及多中心大样本验证。

结论

三维统计形态模型证实女性PCFD患者胫后肌的形态学特征主要表现为相对于后足骨骼的排列异常而非孤立形态改变，结合肌腱缩短与脂肪浸润等指标，提示PT功能障碍可能是PCFD进展的后果而非初始诱因。该研究方法为理解PCFD的多维病理机制提供了新视角，对指导个体化治疗策略具有重要意义。