應用腓骨截骨術治療膝關節(jié)骨性關節(jié)炎效果優(yōu)良的機制分析

陳　偉，秦　迪，吳　濤，張　飛，陳啟明，張英澤*

(1.河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院創(chuàng)傷急救中心，河北省骨科研究所，河北省骨科生物力學重點實驗室，河北 石家莊 050051;

2.香港中文大學矯形外科及創(chuàng)傷學系，香港特別行政區(qū) 沙田，999077)

·研究快報·

應用腓骨截骨術治療膝關節(jié)骨性關節(jié)炎效果優(yōu)良的機制分析

陳偉1，秦迪1，吳濤1，張飛1，陳啟明2，張英澤1*

(1.河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院創(chuàng)傷急救中心，河北省骨科研究所，河北省骨科生物力學重點實驗室，河北 石家莊 050051;

2.香港中文大學矯形外科及創(chuàng)傷學系，香港特別行政區(qū) 沙田，999077)

[關鍵詞]骨關節(jié)炎，膝；不均勻沉降；腓骨；截骨術

doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2015.06.032

通過系統(tǒng)的解剖學、影像學、生物力學和臨床研究發(fā)現(xiàn)，由于骨質(zhì)疏松導致的膝關節(jié)不均勻沉降是膝關節(jié)骨性關節(jié)炎發(fā)生的重要始動因素，也是促進骨性關節(jié)炎發(fā)展的關鍵因素[1-4]。在該理論指導下，應用腓骨截骨術治療以內(nèi)側(cè)間室受累為主的膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者，迄今已在全國23個省110余所醫(yī)院開展，治療患者超過1 500例；早期可有效減輕患者疼痛，遠期可顯著改善患側(cè)膝關節(jié)功能，即使對于癥狀嚴重的患者，也可有效延遲甚至避免行膝關節(jié)置換等治療。

應用腓骨近端截骨治療膝關節(jié)內(nèi)側(cè)間室骨性關節(jié)炎，在術后雙下肢全長X線片上測量股骨脛骨角，與術前相比增大1~5 °，部分糾正膝關節(jié)內(nèi)翻畸形(圖1)?；颊吲臄z膝關節(jié)X線片時佩戴Calib?標定器，應用上海逸動醫(yī)學科技有限公司SSM Knee?軟件進行多維X線光3D建模測量內(nèi)外側(cè)間隙(圖2)、脛骨內(nèi)外側(cè)平臺負重面積(圖3)以及脛骨相對股骨是否存在旋轉(zhuǎn)(圖4)；測量數(shù)據(jù)顯示腓骨截骨術后膝關節(jié)內(nèi)側(cè)間隙增寬，脛骨內(nèi)側(cè)平臺較高負荷面積減小，脛骨相對股骨輕度外旋。脛骨內(nèi)側(cè)平臺承擔負荷向外側(cè)轉(zhuǎn)移，患者膝關節(jié)疼痛顯著減輕。術后早期膝關節(jié)疼痛減輕的機制與膝關節(jié)周圍肌肉、肌腱、韌帶等軟組織的再平衡有關。止于腓骨近端的主要組織結構包括股二頭肌肌腱、外側(cè)副韌帶和髂脛束分支等(圖5)；起自腓骨近端的主要肌肉包括比目魚肌、趾長伸肌、腓骨長肌和脛骨后肌等。股二頭肌起自坐骨結節(jié)和股骨粗線，止于腓骨頭，肌肉收縮時施予腓骨頭斜向后上方的力量，其功能之一是與半腱肌、半膜肌一起協(xié)助屈曲小腿。外側(cè)副韌帶起自股骨外側(cè)髁，止于腓骨頭，外側(cè)副韌帶在屈曲膝關節(jié)時松弛、伸直膝關節(jié)時緊張，可防止膝關節(jié)內(nèi)翻。闊筋膜張肌起自髂前上棘，向下移行為髂脛束，大部分止于脛骨近端外側(cè)，有分支止于腓骨頭外側(cè)，髂脛束對維持膝關節(jié)穩(wěn)定性具有重要作用。腓骨完整時，股二頭肌、髂脛束分支和外側(cè)副韌帶產(chǎn)生的牽拉力量自腓骨近端傳導至腓骨遠端并被拮抗。腓骨近端截骨術后，腓骨近端與截骨遠端失去連續(xù)性。外側(cè)副韌帶和髂脛束分支緊張，施予外展的力，股二頭肌收縮產(chǎn)生斜向后上方的牽拉力，上述力量通過腓骨近端、上脛腓聯(lián)合作用于脛骨近端，可使脛腓骨外旋、外展。術后X線片顯示，腓骨近端截骨斷端外展(圖6)。脛骨相對于股骨外展、外旋會改變股骨髁與脛骨關節(jié)面接觸的部位以及脛骨內(nèi)外側(cè)平臺不同部位承擔的負荷，從而減輕甚至避免膝關節(jié)屈伸以及負重時產(chǎn)生疼痛等癥狀。此外，下肢力線的改善有助于恢復膝關節(jié)內(nèi)側(cè)副韌帶等組織結構的正常走行和張力，使膝關節(jié)前內(nèi)側(cè)壓痛減輕。

部分患者腓骨截骨位置靠近腓骨中段，術后早期也可有效緩解疼痛。腓骨中段截骨后，破壞了腓骨對脛骨的支撐作用；此外，比目魚肌、趾長伸肌、腓骨長肌和脛骨后肌等起自腓骨近端的肌肉收縮(圖7)以及小腿骨間膜緊張產(chǎn)生向下的牽拉力量，除抵抗股二頭肌收縮等產(chǎn)生的向上張力，仍可向下牽拉腓骨截骨近端及外側(cè)副韌帶等結構，增強膝關節(jié)外側(cè)張力，部分糾正膝內(nèi)翻畸形，改善患者癥狀。與近端截骨不同，腓骨中段截骨術后X線片上觀察不到腓骨截骨近端外展的現(xiàn)象，這與2種截骨術術后起主要作用的肌肉、韌帶等組織不同有關。

對于病史較長、癥狀較為嚴重的膝關節(jié)內(nèi)側(cè)間室骨性關節(jié)炎患者，脛腓骨向內(nèi)側(cè)彎曲，脛骨內(nèi)側(cè)部分骨質(zhì)密度大(圖8)。這種改變可以用Wolf定律解釋，即骨的生長、吸收、重建都與骨的受力狀態(tài)有關。對于膝關節(jié)內(nèi)側(cè)間室骨性關節(jié)炎的患者，脛骨內(nèi)側(cè)承擔較大負荷，在長期應力刺激下，骨骼重塑，內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)增厚，髓腔內(nèi)松質(zhì)骨骨小梁增多。腓骨截骨術后，由于力線外移，脛骨外側(cè)部分承擔更多負荷，在長期應力刺激作用下，外側(cè)脛骨皮質(zhì)增厚，髓腔內(nèi)松質(zhì)骨骨小梁增多增粗，在X線上表現(xiàn)為脛骨外側(cè)密度增大；而內(nèi)側(cè)，尤其是內(nèi)側(cè)脛骨平臺可以觀察到骨密度降低。腓骨截骨術治療膝關節(jié)內(nèi)側(cè)間室骨性關節(jié)遠期療效顯著是脛骨重塑及肌肉、韌帶等軟組織再平衡共同作用的結果。(本文圖見封三)

[參考文獻]

[1]張英澤,李存祥,李冀東,等.不均勻沉降在膝關節(jié)退變及內(nèi)翻過程中機制的研究[J].河北醫(yī)科大學學報，2014,35(2):218-219.

[2]鄭占樂,孫英彩,張曉然,等.膝關節(jié)骨性關節(jié)炎發(fā)病機制的臨床影像學研究[J].河北醫(yī)科大學學報，2014,35(5):599-600.

[3]陳偉,陳百成,王飛,等.應用不同方法治療膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的對比研究[J].河北醫(yī)科大學學報，2015,36(5):600-602.

[4]劉月駒,秦士吉,李升,等.膝關節(jié)失衡綜合征在骨科臨床中的應用[J].河北醫(yī)科大學學報，2015,36(5):598.

(本文編輯：趙麗潔)

[收稿日期]2015-05-26；[修回日期]2015-06-05

[基金項目]國家自然科學基金青年科學基金項目(81401789)

[作者簡介]陳偉(1981-)，男，河北河間人，河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院主任醫(yī)師，醫(yī)學博士，從事骨科相關基礎及臨床研究。 *通訊作者。E-mail:dryzzhang@126.com

[中圖分類號]R684.3

[文獻標志碼]B

[文章編號]1007-3205(2015)06-0726-03