探讨腘动脉分支变异率及相关解剖学参数。
回顾性分析2014年6月—2018年12月解放军联勤保障部队第920医院205例(387肢)患者的术前下肢血管CT成像(CTA)资料，其中男153例、女52例，年龄12～79岁；双下肢182例、单侧下肢23例，左侧195肢、右侧192肢。通过Mimics软件三维重建小腿动脉图像，观察腘动脉分支的解剖变异形态，根据Kim-Lippert分型统计腘动脉分支解剖变异Kim Ⅲ型及其各亚型变异率；测量变异分支动脉的相关解剖学参数，包括变异动脉分支起始处外径、分支末端外径、分支动脉长度、分支动脉缺失处至踝关节水平长度等，并与腘动脉正常分支比较。
205例患者中有33例(43肢)发生腘动脉分支变异：Kim ⅢA型变异发生率4.1% (16/387肢) ；ⅢB型变异发生率3.4%(13/387肢)；ⅢC型变异发生率0.26%(1/387肢)；ⅢD型变异发生率1.8%(7/387肢)；特殊类型变异5例6肢(6/387，1.6%)，主要表现为胫前或胫后动脉未缺失，腓动脉增粗替代形成足背或足底动脉。28例(37肢)腘动脉分支KimⅢ型解剖变异于小腿中下1/3处发生缺失，变异的主干动脉分支均为不完全缺失，胫后动脉(ⅢA型)、胫前动脉(ⅢB型)、腓动脉(ⅢA型)变异分支长度分别为(176.8±51.2)、(187.9±73.7)、(153.4±58.5)mm；其管径(起始处外径、分支末端外径)均较正常腘动脉分支细，差异均有统计学意义(P值均<0.01)。
腘动脉分支存在广泛的解剖变异模式，其总变异率为11.1%，术前通过下肢CTA可准确判断腘动脉分支解剖形态，为降低临床下肢手术的风险提供解剖学依据。
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腘动脉是股动脉穿过腘窝的延续，分支主要包括胫前动脉、胫后动脉和腓骨动脉，其解剖形态存在广泛的变异模式。1985年Lippert和Pabst[1]首次描述了腘动脉分支的解剖分型，1989年Kim等[2]修改为目前最常用的分型，即Kim-Lippert分型(以下简称Kim分型)。Kim分型系统有3个主要类型：Ⅰ型为膝关节下腘动脉分支变异，Ⅱ型为腘动脉分支在膝关节水平以上的解剖变异，Ⅲ型为腘动脉分支发育不良。Ⅰ～Ⅲ分型又根据其分支的走行特点再细分为不同的亚型。在临床外科手术中，尤其是下肢皮瓣手术，常因术前对腘动脉分支解剖变异的忽视，导致手术风险和术后并发症发生率的增高。腘动脉分支发育不良(即Kim Ⅲ型)是导致术中皮瓣切取困难及术后供区缺血风险增加的重要因素，同时一些以无诱因的间歇性跛行和疼痛为主要症状的急性和慢性下肢缺血病例也与腘动脉分支解剖变异有重要关系[3,4,5,6]。因此，了解腘动脉解剖变异，对降低下肢外科矫形和皮瓣切取与移植手术的风险及医源性动脉损伤，具有重要临床意义。本研究中，通过回顾性分析205例患者的下肢血管CTA资料，重点研究Kim Ⅲ型腘动脉分支及其各亚型的发生率以及相关解剖学参数，同时报道未被描述的特殊解剖变异类型，为临床外科降低手术风险提供解剖学依据。
纳入标准：(1)行下肢血管CTA的患者；(2)无下肢外伤史、手术史及血管损伤史。排除标准：(1)自身免疫性血管炎、栓塞；(2)开放性或闭合性下肢骨与软组织损伤；(3)糖尿病导致的下肢血管慢性栓塞；(4)金属伪影导致的造影质量不佳者。
回顾性研究。纳入2014年6月—2018年12月解放军联勤保障部队第九二○医院皮瓣手术前常规行下肢CTA检查的205例患者的影像资料，共387肢。其中左侧195肢、右侧192肢，双下肢182例、单侧下肢23例。205例患者中，男153例，12～79(40±14)岁；女52例，15～72(36±17)岁。本研究经解放军联勤保障部队第九二○医院医学伦理委员会批准(伦审：2020-079)。
采用美国GE公司64排螺旋CT连续扫描，扫描范围为腹主动脉至足背动脉。CTA扫描参数：管电压140 kV、管电流为525 mA，层厚0.625 mm，扫描时间24 s。以4 mL/s的速率注射对比剂(含碘300 mg/mL)85 mL，注射时间约21 s，延迟扫描时间25 s，扫描时间30 s。将CTA数据以DICOM格式导入Mimics 19.0软件(Materialise公司，比利时)工作站，三维重建下肢骨骼、血管，并在Mimics工作站中对变异的腘动脉分支进行相关参数测量。
观察腘动脉分支的解剖变异。将所有腘动脉分支按Kim Ⅲ型(ⅢA型：胫后动脉发育不良伴腓动脉延伸为足底动脉；ⅢB型：胫前动脉发育不良伴腓动脉延伸为足背动脉；ⅢC型：胫前动脉与胫后动脉缺失，足底与足背动脉均由腓动脉延伸而成；ⅢD型：腓动脉变异)和特殊变异类型进行分类统计，并计算其变异发生率。
测量并比较腘动脉正常分支及变异分支动脉的相关解剖参数，包括：变异动脉分支的起始处外径、末端外径、长度、缺失长度(即变异分支动脉缺失处至踝关节水平长度)；正常腘动脉分支的起始处外径、移行至足远端处外径、长度、起始处至踝关节水平长度。正常与变异分支动脉起始处外径为腘动脉分支分出胫后动脉、胫前动脉及腓动脉时的初始层面的管径；变异分支动脉末端处外径为动脉缺失处层面的管径；正常分支动脉末端处外径为踝关节水平形成足背动脉或足底动脉初始处的管径。通过Mimics软件对腘动脉分支进行三维重建，在三维视图上进行定位、测量，并进行统计学分析。所有患者下肢动脉解剖变异类型的诊断和测量数据均由本文第一作者和1名副高级临床骨科医生、1名影像科主治医生共同完成，重复测量3次后取平均值。
应用SPSS 20.0软件对数据进行统计学分析。服从正态分布的计量资料以
±s表示，两组比较采用独立样本t检验；分类资料用百分率表示。以P<0.05为差异有统计学意义。
387肢(205例)中有43肢(33例)发生腘动脉分支变异，变异发生率11.1%(43/387)，见表1。
387肢(205例)腘动脉分支变异发生情况
387肢(205例)腘动脉分支变异发生情况
| 腘动脉分支变异类型 | 例数 | 变异例数 | 变异肢数(%) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 双侧 | 单侧 | ||||
| Kim Ⅲ型 | 28 | 37(9.5) | |||
| ⅢA型 | 12 | 4 | 8 | 16(4.1) | |
| ⅢB型 | 10 | 3 | 7 | 13(3.4) | |
| ⅢC型 | 1 | 0 | 1 | 1(0.26) | |
| ⅢD型 | 5 | 2 | 3 | 7(1.8) | |
| 特殊类型分支变异 | 5 | 6(1.6) | |||
| 腓动脉与胫后动脉汇合共同形成足底动脉 | 3 | 1 | 2 | 4(1.0) | |
| 腓动脉与胫前动脉汇合共同形成足背动脉 | 2 | 0 | 2 | 2(0.5) | |
43肢(33例)腘动脉分支中，37肢(28例)属于Kim Ⅲ型变异：ⅢA型16肢(12例)，变异发生率4.1%(16/387); ⅢB型13肢(10例)，变异发生率3.4%(13/387)；ⅢC型1肢(1例)，变异发生率0.26%(1/387)；ⅢD型7肢(5例)，发生率1.8%(7/387)。见图1,图2,图3,图4、表1。
43肢腘动脉分支变异中，还发现6肢(5例)Kim分型系统未描述的特殊类型变异：(1)4肢(3例，1.0%, 4/387)单侧腓动脉并与纤细胫后动脉汇合形成足底动脉，该类型中未出现腘动脉分支缺失(Kim Ⅲ型中均有动脉缺失，并且胫后动脉较正常纤细，腓动脉代偿性增粗，两者在踝管内汇合形成足底动脉)；(2)2例(2肢，0.50%，2/387)腓动脉与纤细胫前动脉汇合形成足背动脉，亦无动脉缺失情况，胫前动脉均纤细，腓动脉代偿性增粗，两者在踝关节水平汇合后延伸形成足背动脉。见图5、图6及表1。
所有Kim Ⅲ型变异腘动脉解剖动脉分支均于小腿中下1/3处发生缺失，变异的主干动脉分支均为不完全缺失，其变异分支动脉的长度与缺失长度，见表2。
腘动脉分支Kim Ⅲ型变异亚型的解剖学参数测量值(mm, 
±s)
腘动脉分支Kim Ⅲ型变异亚型的解剖学参数测量值(mm, ±s)
| Kim Ⅲ型变异亚型 | 下肢数 | 变异分支动脉长度 | 缺失长度 |
|---|---|---|---|
| ⅢA型 | 16 | 176.8±51.2 | 109.5±67.3 |
| ⅢB型 | 13 | 187.9±73.7 | 121.8±70.6 |
| ⅢC型 | 1 | ||
| ⅢD型 | 7 | 153.4±58.5 | 123.9±55.6 |
注：ⅢC型为胫前动脉与胫后动脉均缺失，腓动脉代替形成足底与足背动脉，其参数无法测量；缺失长度为变异分支动脉缺失处至踝关节水平长度
变异腘动脉分支与正常腘动脉分支的解剖参数测量值比较，差异均有统计学意义(P值均<0.05)，见表3。
腘动脉KimⅢ型变异分支与正常腘动脉分支的解剖学参数测量值比较(mm，
±s)
腘动脉KimⅢ型变异分支与正常腘动脉分支的解剖学参数测量值比较(mm，±s)
| 动脉 | 血管条数 | 分支动脉起始处外径 | 分支动脉末端处外径 | |
|---|---|---|---|---|
| 胫后动脉 | ||||
| 变异 | 16 | 2.83±0.47 | 1.32±0.21 | |
| 正常 | 344 | 3.67±0.53 | 2.41±0.34 | |
| t值 | 6.946 | 19.601 | ||
| P值 | <0.01 | <0.05 | ||
| 胫前动脉 | ||||
| 变异 | 13 | 2.45±0.62 | 1.19±0.33 | |
| 正常 | 344 | 3.34±0.49 | 2.39±0.37 | |
| t值 | 5.115 | 12.810 | ||
| P值 | <0.01 | <0.01 | ||
| 腓动脉 | ||||
| 变异 | 7 | 1.91±0.38 | 1.07±0.26 | |
| 正常 | 344 | 2.69±0.78 | 1.84±0.63 | |
| t值 | 5.212 | 7.406 | ||
| P值 | <0.01 | <0.01 | ||
Kuznetsov等[7]认为，腘动脉及其分支与下肢其他动脉的根本区别在于，腘动脉胚胎发育来源于两个不同的下肢动脉轴系统：坐骨动脉轴和髂外动脉轴，而出现广泛发育不良的腘动脉分支是这两个胚胎动脉轴相互融合与退化的结果。因此，在下肢动脉中，腘下动脉显示出广泛的解剖变异[8,9]。国外流行病学研究显示，欧美人群的Kim Ⅲ型解剖变异约占总人口的3%，其中的Kim ⅢA型占一半以上(1.7%)；因此，胫后动脉的解剖变异是Ⅲ型中最常见的变异亚型[10]。Tomaszewski等[11]报道的亚洲人的Kim Ⅲ变异与欧美人存在差异，其总变异率为5.9%，而北美和欧洲的变异率分别为2.0%和3.3%；其中ⅢB型变异(胫前动脉发育不全或再生障碍)是亚洲人Kim Ⅲ型变异中的主要亚型，而腓动脉变异率(ⅢC型)约0.3%。同时，有研究显示Kim Ⅲ型中各亚型的解剖变异率存在性别差异，男性解剖变异率明显高于女性，其机制尚未明了[12,13,14]。本研究结果显示，Kim Ⅲ型总变异率为11.1%，胫后动脉与胫前动脉的变异率相近，单侧变异高于双侧变异，在双侧变异中左侧与右侧变异模式相同。本研究中，变异腘动脉分支的血管外径较正常分支细小，因此，变异腘动脉分支对下肢的供血能力降低，当血管发生损伤而导致血供障碍时，其耐受缺血的能力较无变异者低。
临床上胫前动脉与胫后动脉发育不良是下肢外科手术时较常遇见的解剖变异类型。笔者对变异腘动脉分支的解剖参数进行定量分析发现，其分支的变异并非像Kim分型系统中描述的完全缺失，而是其末端逐渐缺失，并由腓动脉代替形成足背动脉或足底动脉，所有存在变异的腘动脉分支均在小腿下1/3处以后出现缺失。因此，在小腿下1/3处行皮瓣外科手术时，因当特别注意腘动脉分支解剖变异的情况。
随着临床解剖研究的深入，逐渐发现一些新型的、Kim Ⅲ型未包括的变异模式。Demirta等[15]发现，腓动脉发育细小与腓动脉缺失与下肢手术后并发症发生率一致，建议新增ⅢD1型(腓动脉缺失)与ⅢD2(腓动脉细小)两个亚型。Celtikci等[16]发现了长胫腓干的解剖变异，其胫腓干长度为137.2 mm，提出在Kim Ⅲ型中增加长胫腓干的解剖变异亚型。本研究中，发现了5例Kim分型中未曾描述的腘动脉分支解剖类型：当腓动脉代偿形成足底动脉或足背动脉时，胫后动脉和胫前动脉的发育不良或缺失，虽然并不像Kim分型里描述的完全缺失，但其主要表现为末端的缺失或动脉纤细。同时，在典型的Kim分型中，无论是胫前动脉或胫后动脉的变异，都存在腓动脉代偿性的形成足背动脉或足底动脉，腘动脉分支的变异均涉及腓动脉的改变。故笔者认为，在临床外科手术中，对腘动脉分支解剖变异的关注应与Kim分型略有不同。应将腓动脉作为关注重点：当腓动脉作为主要动脉形成足底动脉时为ⅢA型，再根据胫后动脉的解剖变异情况分为不同的亚型；当腓动脉作为主要动脉形成足背动脉时为ⅢB型，再根据胫前动脉的解剖变异情况分为不同的亚型；当腓动脉作为主要动脉同时形成足底动脉与足背动脉时为ⅢC型，即magna peroneal artery(MPA)；当腓动脉缺失或发育不良时为ⅢD型与Kim分型相同。以往临床将腓动脉视为相对次要的分支动脉，当需要切取下肢骨与软组织瓣时，常牺牲腓动脉作为游离组织瓣的供血穿支。然而当腘动脉分支发生解剖变异时，常伴腓动脉的走行改变，同时代替变异分支形成足背动脉或足底动脉，使腓动脉成为下肢远端及足踝部供血的重要动脉，一旦牺牲将导致肢体严重缺血。
过去临床上认为，在下肢外科手术中，尤其是切取小腿皮瓣及腓骨瓣时，腓动脉是可以牺牲的小腿主要动脉之一。但是，随着对腘动脉分支解剖研究的深入，越来越多的学者认为，腓动脉在小腿血供上具有重要的作用[17,18]。Chow等[19]认为，当胫前动脉或胫后动脉发育不良时，腓骨瓣切取导致腓动脉的损伤会造成严重的足部血供障碍，而术前血管测图是评估术前血管解剖变异的常规检查，能够降低因血管解剖变异导致的手术风险。Mavili等[20]通过研究535具下肢动脉造影的腘动脉分支模式发现，腓动脉作为形成足部动脉弓唯一的分支动脉(MPA)占0.2%，并认为一旦损伤腓动脉，对足部的血供有巨大的影响。对于腓动脉构成足部主要动脉供应的患者，其腓骨瓣、腓动脉穿支皮瓣的制备是禁忌证[21]。腓动脉发育不良(ⅢD型)是导致术中腓骨瓣切除困难及移植后坏死的重要原因，因发育不良的腓动脉较正常腓动脉纤细，且缺乏侧支循环[22]。腘动脉分支的广泛变异对下肢外科手术的安全性有巨大影响，且在Kim Ⅲ型中均涉及腓动脉的解剖变异，因此，术前进行下肢血管造影评估动脉解剖非常必要。本研究发现1例ⅢC型(胫前动脉与胫后动脉共同缺失并腓动脉形成足底与足背动脉)，与Kil等[23]报道的ⅢC型相似，是所有腘动脉分支变异中最为罕见的类型；该文作者指出，该型为下肢皮瓣手术的绝对禁忌，因为此型腓动脉作为小腿唯一供血的主要动脉，一旦损伤或者盲目牺牲，将出现灾难性的小腿缺血坏死。因此，通过对腘动脉分支解剖变异类型的研究发现，无论是腓动脉本身的变异，还是胫前动脉或胫后动脉变异导致的腓动脉代偿性形成足背或足底动脉，均增加了腓动脉对下肢血供的贡献。笔者发现，术前单纯通过手持多普勒或彩色多普勒评估下肢血管和穿支并不准确，常出现腘动脉分支解剖变异而需要术中调整手术方案的情况；而对于下肢供区骨与软组织瓣的切取，常遇到腘动脉分支的缺失，若强行切取皮瓣，往往导致术后下肢软组织缺血坏死；因此术前CT下肢血管造影是评估血管的理想选择之一。
综上所述，腘动脉分支存在广泛的解剖变异模式，血管解剖的变异是导致手术风险增加与术后缺血并发症的主要原因之一。在下肢皮瓣手术中，术前忽视因腘动脉分支发育不良而形成的足远端供血模式改变，易使术中盲目牺牲掉主要供血的分支动脉，而发生下肢缺血的风险；因此，术前通过下肢CT血管成像能准确判断腘动脉分支解剖形态，降低手术风险。由于本研究纳入病例数相对较少，统计结果可能存在偏倚，未来将扩大样本量进行多中心研究，以获得更精准的数据，为临床下肢手术提供可靠的解剖学依据。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
