
关节内矢状面复位对胫骨平台骨折治疗的指导意义
作者:首都医科大学附属北京潞河医院 张家凡
胫骨平台骨折是指骨折线累及胫骨近端关节面的骨折,为关节内骨折。目前对于胫骨平台骨折的诊断和治疗还存在诸多争议,近年来也有很多研究进展集中于胫骨平台骨折治疗。在胫骨平台骨折分型及损伤机制等方面研究进展的推动下,胫骨平台骨折治疗的最核心原则(恢复下肢力线)从过去单纯注重纠正内外翻畸形转变为冠状面与矢状面力线同样重要。胫骨平台后倾角(PTS)是用以描述膝关节胫骨平台矢状位形态,PTS角度大小代表胫骨平台的陡峭或平缓程度,是膝关节手术如全膝关节置换(TKA)、前交叉韧带(ACL)和(或)后交叉韧带(PCL)重建术、胫骨高位截骨术的重要依据,也是定量描述胫骨平台矢状面力线的重要参数。如何利用PTS评价胫骨平台骨折矢状面复位情况及复位丢失情况,以及矢状面畸形与胫骨平台骨折术后功能恢复的关系是将来研究的方向。为了厘清胫骨平台骨折矢状面复位或畸形在骨折手术治疗中的指导作用,本文尝试对此问题进行综述。
胫骨平台骨折治疗进展
损伤机制及术后风险 胫骨平台骨折是指骨折线累及胫骨近端关节面的骨折,约占全身骨折的1.66%,占膝关节骨折的26.1%,近年来发病率呈上升趋势。此类骨折是系轴向应力、侧方应力或两者混合作用所致,表现为冠状面上的内外翻畸形和矢状面上的屈伸畸形。胫骨平台骨折诊断治疗较为复杂,治疗不当可能出现骨筋膜室综合征、感染、骨不连、关节畸形、膝关节不稳定、创伤性关节炎、关节僵硬等诸多并发症。SNOEKER等对青壮年不同类型膝关节损伤后发生膝关节骨性关节炎的风险进行队列研究,发现膝关节损伤尤其是关节内骨折是风险最高的危险因素,发生膝关节炎的风险增加了近6倍。ASSINK等对477例胫骨平台骨折患者进行术后随访,发现14%患者最终因创伤性关节炎接受了TKA手术,术前骨折移位程度与术后下肢力线恢复情况(冠状位和矢状位)是预测关节炎及TKA的危险因素。
矢状面下肢力线的认识 胫骨平台骨折手术治疗的原则为优先恢复下肢力线,然后恢复平台宽度及关节面平整。下肢力线包括冠状面力线和矢状面力线,医师往往重视纠正内、外翻畸形,即恢复冠状面力线,但对矢状面上的骨折移位却不太重视,也缺乏复位原则。胫骨平台骨折的经典分型为Schatzker分型,该分型基于X线,根据骨折在内外侧平台的位置和形态分型。罗从风等提出基于CT的三柱骨折分型,分为内侧柱、外侧柱和后侧柱,强调了对后柱损伤及复位固定。STREUBEL等测量胫骨平台双髁骨折在矢状面的移位程度,发现外侧平台在矢状面上移位为-17°~37°,内侧平台则为-16°~31°。进入到胫骨平台骨折的三维时代,逐渐对骨折后在矢状面移位类型引起重视,一些特殊类型骨折如过伸或过屈位胫骨平台骨折成为研究的热点类型。过伸型胫骨平台骨折是在膝关节过伸位时受到轴向力的同时伴或不伴内外翻暴力造成的,其影像学特征为:(1)胫骨关节面正常后斜坡丢失引起的矢状面畸形。(2)后方骨皮质牵张性损伤。(3)前方骨质压缩。(4)冠状面内翻畸形常见。GONZALEZ等在此基础上,扩展到了过伸外翻和单纯过伸损伤,包含了所有由过伸机制导致的胫骨平台骨折。过屈型胫骨平台骨折为膝关节在过屈位时受到轴向力的同时伴或不伴内外翻暴力造成的,反映为矢状面上的过屈损伤。过屈性损伤影像学特征为胫骨后侧柱的骨折或塌陷伴有前方牵张性损伤,同样为矢状面畸形特点。随着胫骨平台骨折的临床特点及损伤机制的研究,逐渐从单纯关注冠状面畸形转向同时重视胫骨平台在冠状面与矢状面上的损伤和移位。冠状面上的力线恢复即纠正胫骨平台内外翻,矢状面上则为恢复平台正常的后倾坡度。
胫骨平台后倾角的临床意义
PTS定义及测量 随着对胫骨平台三维结构的深入理解,矢状面畸形越来越受到重视,通常用胫骨平台后倾角来描述矢状面畸形程度。PTS定义为胫骨骨干长轴垂直线与胫骨平台后斜坡切线之间的夹角,可细分为内侧平台后倾角(m-PTS)和外侧平台后倾角(l-PTS),是评价胫骨平台矢状面力线的重要参数。PTS在个体间差异较大,张树栋等测量25具国人尸体标本,得到X线髓内定位PTS为(11.55±3.60)°。郝岩等测量了160例北京地区健康成人膝关节解剖参数,m-PTS为(10.53±2.01)°,l-PTS为(10.34±2.23)°。
PTS在交叉韧带中的生物力学意义 从解剖上看,由于胫骨斜坡的存在,股胫关节应力传导,会在胫骨平面产生向前的剪切力,使胫骨相对股骨发生前移(ATT)。PTS会影响膝关节前后方向的稳定性,主要表现为胫骨前移。SHELBURNE等在计算机模型中,发现胫骨剪切力、ACL张力和胫骨前移三者与PTS呈线性关系,而且在站立位状态下,PTS增加5°时,相应的ATT增加2mm。胫骨前移进而引起ACL所受应力增加,导致ACL损伤或功能丧失。大量研究表明PTS是ACL和(或)PCL断裂的危险因素,HIRANAKA等将ACL损伤侧与健侧膝关节相比,发现PTS较大的患者倾向于通过前倾膝关节,使膝关节屈曲角较高,推测这种行为可能会降低胫骨剪切力,与ACL损伤相关。KUMARPANIGRAHI等将100例ACL损伤患者与100例ACL正常者进行比较,测量发现ACL损伤患者的m-PTS和l-PTS均高于健康者,后者有统计学意义,认为PTS是ACL损伤的独立危险因素。PTS不仅影响ACL损伤情况,也与ACL重建术后效果密切相关。SAMUELSEN等对10例新鲜冷冻的男性膝关节进行了胫骨高位截骨术,发现PTS的增加会引起ACL重建术后移植物应力的线性增加。尼加提·阿不力米提等在临床中发现ACL初次重建术失败患者多合并PTS异常增大,减小PTS的截骨能有效改善膝关节稳定性。另有学者对ACL重建术后患者进行了回顾性分析,将PTS≥17°和ATT≥6mm确定为原发性ACL重建术失败的预测危险因素。
也有研究表明m-PTS和l-PTS不对称时,股骨和胫骨发生相对旋转移位,尤其在m-PTS较小而l-PTS较大时,可引起股骨外旋和胫骨内旋,也会造成ACL所受应力增加,进而损伤ACL。有关PTS与PCL损伤研究上,LI等分析比较了46例PCL损伤者和46例正常者,发现m-PTS减少以及l-PTS/m-PTS比值增加,是原发性PCL损伤的风险因素。WINKLER等对PCL重建术后患者进行了回顾性队列研究,发现PCL重建术后失败患者的PTS显著低于未失败者,并且PTS每降低1°,失败概率则增加1.3倍,认为PTS过小是PCL重建失败的危险因素。CONYER等纳入了37例PCL重建术后的膝关节,并进行后抽屉试验,得出阳性者平均PTS为6.2°,阴性者则为8.3°,尽管没有达到统计学意义,但仍提示了增加后倾斜率对限制胫骨相对后移有益。由此可见,PTS发生改变累及ACL、PCL等膝关节周围软组织,影响膝关节稳定性,对预测交叉韧带损伤及再损伤风险具有一定积极意义。
PTS在TKA中的生物力学意义 研究发现,当PTS增大时,胫骨和股骨接触点后移,负重点后移至平台后方,可以减少胫骨假体前方压力,但相应的会增加胫骨假体后方的压力及假体后方磨损;反之,减少PTS,负重区前移至平台前方。在TKA中,如果PTS过大,可能引起膝关节前后向不稳定,假体向前半脱位,增加衬垫在后方的剪切应力,加速了衬垫磨损;若PTS过小,则会引起作用于胫骨前方的压力过大,使假体下沉风险增高。同时,假体的PTS改变还会影响膝关节的活动范围,BELLEMANS等发现PTS每增加1°,膝关节屈曲平均增加1.7°。WITTENBERG等归纳后认为,在TKA术后,已明确PTS与膝关节的运动范围以及伸膝结构的功能呈线性相关,建议范围在0°~10°为宜。KANG等认为适当的胫骨假体后倾可使膝关节受到的应力均匀分布,从而提高假体的留存率。可见,PTS的作用是双向的,既不能过大也不能过小,否则会增加假体的磨损,影响术后的远期效果。对于保留交叉韧带的TKA,是近几年研究的热点。OGAWA等对此类手术进行临床评估,发现PTS增加的患者有着更好的美国膝关节协会评分(KSS)、忘记关节评分(FJS-12),术后满意度高,推测可能与屈曲时关节间隙负荷减少有关。KLEMT等测量了30例单侧十字韧带保留的TKA患者,研究认为,在负重坐立以及单腿深弓步状态下,PTS对ACL的应力影响显著。对于保留交叉韧带的TKA患者,PTS不仅与患者术后功能、满意度相关,同样与交叉韧带应力关联,应予以重视。
矢状面畸形对胫骨平台骨折治疗的指导作用
PTS影响自然状态下膝关节周围韧带张力、膝关节前后方向稳定性、胫骨平台压力分布及其屈伸运动范围。在TKA中,选择合适的后倾角度能增加假体存留率,提高屈伸膝效能,有利于膝关节稳定。在创伤骨科领域,胫骨平台骨折可能导致PTS发生改变,即关节内矢状面畸形,同样会对治疗结局带来深远影响。考虑到膝关节解剖特点以及PTS对周围软组织的生物力学效应,进行恰当的矢状面复位,达到维持膝关节稳定性,预防术后远期并发症,尤其在降低创伤性关节炎、避免后期TKA可能具有一定的意义。
在创伤骨科领域对矢状面畸形的认识 对于胫骨平台骨折中出现的矢状面畸形,在分型以及临床层面的研究,逐渐引起了学者的重视。罗从风等强调了发生在矢状位上的后柱骨折,对Schatzker分型及矢状面畸形做了补充,突出了后柱诊断及治疗的重要意义。生物力学研究也证实胫骨平台后内侧骨折移位造成PTS增大,骨块>20mm者必须进行有效复位与固定。一项多中心研究发现合并胫骨平台后柱骨折患者,术后运动能力恢复更差,主要原因是疼痛、活动范围受限及膝关节不稳定。近年来热门的后方正中手术入路、后外侧手术入路、外侧Frosch入路等都是为了在后方对矢状面骨折移位进行直视下复位和固定。吕天润等对过伸型胫骨平台骨折进行解剖复位有效固定,术后半年PTS仅减小0.2°,膝关节功能恢复良好,强调了纠正矢状面畸形并维持复位治疗的关键。ERDIL等研究了126例胫骨平台骨折患者,术后PTS与健侧无明显差异,测量双膝关节的稳定性没有差异,认为矢状面的力线对膝关节稳定起着重要作用,强调纠正矢状面畸形的重要性。
矢状面畸形对胫骨平台骨折治疗的指导 关于如何解决矢状面畸形的问题,需遵循“逆损伤机制”原则,具体方法为,在过伸型胫骨平台骨折中,矢状位要实现前方支撑、后方抗牵张,过屈型胫骨平台骨折则为后方支撑、前方抗牵张。在PTS复位目标上,考虑不同个体间PTS差异较大,不论是关节置换还是创伤修复,均倾向于重建患者本来的生理性后倾坡度。在胫骨平台骨折中,ERDIL等认为解剖复位PTS能最大程度恢复膝关节稳定性。考虑m-PTS和l-PTS平均差值在(-0.43±3.7)°,差异较小,可以忽略不计。因此恢复后倾坡度时,对SchatzkerⅠ-Ⅳ型,仅累及平台一侧的骨折,可参照相应的内侧或外侧平台后倾角进行解剖复位。针对胫骨双平台骨折,多伴有矢状面畸形,复位时缺乏参考标准。建议参照健侧胫骨平台PTS角度,尽可能恢复到原始角度。复位后的PTS存在丢失风险,如何维持术后PTS,同样要引起重视。考虑到患者术后功能锻炼、负重活动,特别是重度骨质疏松患者,复位后的关节面会出现不同程度的塌陷,引起PTS变化,对膝关节稳定性和功能可能会带来影响。杨成对胫骨平台骨折术后患者进行了1年的随访,发现随着康复训练以及骨折端塑形改变PTS会逐渐增大,该研究队列中PTS变化较小,对膝关节的影响也可能较小。FAKOOR等对SchatzkerⅣ-Ⅴ型胫骨平台骨折手术中刻意过度复位纠正矢状面畸形,术后即刻PTS明显大于健侧,在术后6个月时PTS有所减小,但仍高于健侧。考虑骨折断端在愈合修复过程中的变化,往往骨折粉碎部位在愈合过程中会有塌陷,故是否需在术中根据骨折类型过度复位尚无定论,仍需进一步研究。
胫骨平台骨折是膝关节内骨折,通过对损伤机制及治疗方式的研究,逐渐认识到在纠正下肢力线时需要同时考虑冠状面和矢状面方向,尤其是通过前后方向复位固定,恢复PTS是保障膝关节功能恢复的重要因素。在手术中复位骨折时要在侧位影像中注意观察PTS的角度,过屈型骨折在后方支撑固定,过伸型骨折在前方支撑固定。关于术中与术后PTS变化的研究较少,矢状面复位对术后远期效果及并发症的认识尚浅,尤其缺乏力学机制的研究。建议在临床研究的同时进行生物力学研究,对临床结论加以验证和补充。相信通过对矢状面复位的研究,能够为治疗胫骨平台骨折提供一定的指导意义。
来源:中国骨伤2025年1月第38卷第1期