复发性髌骨脱位的发病基础及治疗选择
2012-01-23刘子桃江涛
刘子桃 江涛
复发性髌骨脱位的发病基础及治疗选择
刘子桃①江涛①
复发性髌骨脱位又叫习惯性髌骨脱位,主要表现为反复的髌骨向外侧脱位,可伴有膝关节周围广泛的疼痛、肿胀等。其发病基础是患者存在膝关节解剖结构异常,如Q角增加、髌骨高位、股骨外髁发育不良、髌骨形态异常等。本文将从病理生理角度对髌骨脱位的病因进行分析,并对目前的治疗办法进行总结与归纳。
髌骨脱位; 复发性脱位; 发病基础; 治疗选择
复发性髌骨脱位临床上较为常见,可由一次或多次创伤性脱位后关节周围支持组织愈合不良引起,1/3患者无明确外伤史,更常见于一种或多种潜在解剖结构异常。笔者现就习惯性髌骨脱位病因、病理特点及治疗作以下综述。
1 发病基础
髌骨于股骨滑车内滑动,滑车与髌骨的契合程度与髌骨的脱位息息相关,股骨滑车的外侧脊较内侧脊稍高以防止髌骨向外侧移位,maldague与malghem根据侧位片上滑车线与内外侧髁线的关系将股骨滑车分为5型,III~V型往往更容易出现髌骨脱位,而里昂学派则进一步对股骨滑车的深度(侧位片上股骨远端皮质的延长线与滑车线的距离)进行了量化,认为其临界值为3 mm,在其研究中,66%髌股不稳定的患者滑车线前移超过3 mm以上,而正常人仅有6.5%在3 mm以上[1]。
同时,髌骨的形态对髌骨的稳定性亦有影响。Wiberg[2]和Baumgart[3]根据髌骨内外侧关节面的不同将髌骨分为5种形态,有证据表明髌骨的形态与其所受的压力有关[4],故以外侧关节面为主的髌骨,说明其向外侧移位的倾向较大,亦即更容易出现髌骨脱位。
肌四头肌是直接作用于髌骨上的肌肉,最浅层为股直肌,最深层为股中间肌,均与髌骨的滑动平等,对髌骨脱位影响不大,中间层为股内侧肌及股外侧肌,其以一定的角度附着于髌骨上,从而使用髌骨有向外及向内移位的倾向。尤其股内侧肌的斜行纤维与髌骨纵轴呈约75°向内牵拉髌骨,是髌骨内侧稳定的重要肌肉力量,内侧肌的萎缩往往容易出现髌骨脱位。
膝关节的内外侧支持结构亦是髌骨稳定的重要结构,根据Fulkerson等[5]的研究,外侧支持带分为两层,其最远端附着于胫骨结节上,随着膝关节的逐渐屈曲,髂胫束向后方移位,外侧髌骨支持带也向外侧牵引髌骨,如果内侧结构薄弱,则将发生髌骨倾斜或者导致髌骨外脱位。或者由于各种原因导致外侧结构挛缩、紧张,则在活动时亦容易出现脱位。内侧支持结构里面最重要的结构是内侧髌股韧带(MPFL),研究证实了内侧髌股对于防止髌骨向外侧移位的重要性[6]。生物力学研究的结果表明,内侧髌股韧带提供了75%的对抗髌骨向外侧脱位的力量。
髌韧带由髌骨下极斜向下向外走行附着于胫骨结节,止点向外则股四头肌向外的作用力增加,更容易出现髌骨脱位。除此之外,髌韧带的长度决定着髌骨的高度,髌韧带过长会出现高位髌骨,高位髌骨由于其进入股骨滑车时需要更大的膝关节屈曲角度,故更容易出现髌骨脱位。有多个研究通过X线来评价髌骨的高度,包括Blackburne[7]、Caton[8]、Norman[9]等 ,笔者认为insall-salvati指数较为可靠且在操作上更容易测量[10]。insall-salvati指数是指在膝关节侧位像上,测量髌韧带深面自髌骨下极止于胫骨结节处的距离与髌骨的最大对角线长度的比值,正常情况下应该在0.8~1.2之间,大于1.2提示高位髌骨,亦即出现髌骨脱位的风险增加。髌韧带同时亦参与形成Q角,Q角是指从髌骨的中心点至髂前上棘的连线与髌骨中心点至髌韧带止点的连线,如果大于20°,则表示异常,发生髌骨脱位的风险则大大增加。
除了上述膝关节局部的因素,下肢的力线与旋转亦与髌骨脱位造成影响,膝关节外翻则容易出现髌骨外脱位,股骨颈前倾角过大导致股骨内旋,则髌骨相对外移,亦容易出现髌骨外脱位,在一些病例中,胫骨内旋亦容易出现髌骨外脱位。
2 相关的体格检查
髌骨脱位的诊断依赖于患者的病史、临床的体格检查及必要的辅助检查,除了膝关节的一些重要体查以排除相关的韧带或者半月板损伤外,髌骨脱位的体查需要从以下几方面来完成。
准确测量下肢的力线、Q角及周径,明确是否存在外翻、Q角增大、股四头肌萎缩等导致髌骨脱位风险增加的因素。Q角的测量应该在屈膝约30°保证髌骨位于股骨滑车内时测量。
有一些针对髌骨脱位的特殊检查,首先需要检查髌骨的活动度,Kolowich[11]主张把髌骨分为四等份,正常情况在膝关节屈曲20°~30°时髌骨向外活动不能超过1/2,如超过则提示内侧结构薄弱,不能限制髌骨向外活动,容易出现脱位,髌骨向内活动少于1/4则提示外侧结构紧张挛缩,有使髌骨向外脱位的倾向。髌骨倾斜度亦用来评估外侧结构是否紧张,正常情况下髌骨外侧缘应该能抬离水平线,如不能则说明外侧紧张,在外侧松解手术当中,要求髌骨外侧缘需要抬离水平70°以上[12]。髌骨的活动轨迹检查要求医生用手固定髌骨并让患者屈伸膝关节,在此过程中感受髌骨的活动轨迹,正常的髌骨以轨迹应该是光滑顺畅的,仅在入槽时有轻微的弹响感,若入槽时弹响明显,则称为“J”征阳性。恐惧试验是最常用的检查,患者在屈膝约30度的时候医生予施加向外的应力,若出现疼痛或者恐惧脱位则为阳性,如不明显,则可在施加向外应力的情况下嘱患者活动以诱发疼痛或者恐惧脱位。
3 影像学评价
X光是最基本的检查手段,常规需要拍摄正侧位、轴位。正位片可以发现严重的脱位或者发育异常的髌骨(如二分髌骨、三分髌骨等),如片盒足够大,还可以初步评估力线。侧位片上可以对髌骨及股骨髁的发育形态进行评估,还可以测量insall-salvati指数。轴位片可以提供更多的信息,滑车角是内外髁到滑车最低点的夹角,Merchant[13]的研究提示,滑车角大于150°则表示股骨髁发育平坦,容易出现脱位。吻合角是平分滑车角的线与滑车角顶点至髌骨棘的连线的夹角,开口向内侧为负角,向外侧为正角,正常应该位于内侧。如大于16°即为异常,提示向外脱位。髌股角是指股骨内外髁的连线与髌骨内外侧连线的夹角,正常应该开口向外,如向内则提示外脱位[14-15]。髌股指数是由Laurin等[15]提出,指外侧关节面的距离与内侧关节面的距离的比值,如大于1.6则提示外脱位。如需要更进一步了解下肢的力线,则可以测量下肢负重位全长片,更方便地测量下肢的机械轴、解剖轴以及Q角等。
CT通过断层扫描,可更加清晰地了解髌骨及股骨髁的发育形态,而更重要的是测量TT-SF距离。TT-SF距离由Goutallier[16]提出,是指在膝关节伸直位行CT检查,通过胫骨结节的垂线与通过滑车最低点的垂线之间的距离。正常应该在20 mm以内,当超过20 mm时则提示髌骨向外的应力较大,容易发生脱位。因其不受髌骨位置的影响,故临床上比测量Q角更加恒定,越来越受到重视。另外还可以行动态CT检查,在膝关节屈曲不同的角度来行CT检查,以进一步了解髌股关节的关系。
MRI检查可以更加清楚地了解膝关节骨及软组织的情况,如内外侧髌股韧带,通常在复发髌骨脱位的患者,外侧支持带增厚而内侧薄弱,另外可以明确是否存在半月板或者交叉韧带的损伤。
4 治疗选择
对发病机制的了解和认识有助于复发性髌骨脱位的治疗。保守治疗包括休息、肌肉训练、应用支具和胶带等,以及应用非甾体类抗炎镇痛药。肌肉训练主要是臀肌和股内侧肌斜头训练,前者可控制股骨位置和下对线,后者则能保证髌骨与股骨滑车之间的匹配[17]。支具和胶带的应用能增加股四头肌的力矩,增加膝关节屈曲时的负荷反应,并能在上下楼梯时使得内侧肌较外侧肌更早启动[18-19]。然而,在髌股关节存在发育上的异常时,即使通过有效的保守治疗,仍无法保证髌骨的稳定,则需要通过手术来重建。针对手术的对象可以将手术分为软组织手术及骨性手术两大类。
4.1 软组织手术 外侧松解术适用于膝关节外侧紧张或者挛缩的患者。Pollard[20]在1891年首先报道了外侧松解术,随着关节镜技术的兴起,外侧松解术可在关节镜下完成。松解的范围包括股外侧肌的全部肌腱,必要时可松解到胫骨平台处。有文献指出,松解的程度应该能让髌骨外侧缘抬离水平面70°以上,然而,过多的外侧松解会导致伸膝无力,或者外侧松驰甚至髌骨内脱位。单纯行外侧松解的效果文献报告不一,有效率从50%~100%不等,Panni等[21]的研究结果显示,髌骨不稳定组外侧支持带松解的疗效随时间的延长而降低。Freitag等[22]的报道认为对全身韧带松弛患者,关节镜下外侧支持带松解不作为首选,而应采用切开外侧松解。需要时可同时行内侧关节囊紧缩和胫骨结节内移。
内侧紧缩可以通过多种方法来完成,最简单的是切开下行内侧关节囊重叠缝合以增加内侧的力量,或者通过改变股内侧肌的附着点以提供更多的内侧拉力来增强。国内赵金忠等[23]在关节镜下用4根缝线依次收紧、打结,完成髌骨内侧支持带紧缩术,采用该方法并结合外侧支持带松解、Fulkerson胫骨结节内移抬高术治疗37例(43膝)复发性髌骨脱位患者,平均随访25个月,无一例复发,膝关节功能均较术前改善。
内侧髌股韧带最多能提供75%的内侧支持力,Sally等[24]报道,急性髌骨脱位患者中94%存在内侧髌股韧带撕裂,进一步提示了内侧髌股韧带的重要性。故内侧髌股韧带重建术是近年来比较流行且有效的加强内侧力量的手术方式。其手术要点是等长重建以保证膝关节在不同的角度均能提供均匀的应力。有文献综述了对内侧髌股韧带的等长点的研究,目前流行的术式是以二条平等线将髌骨三等份,内侧髌股韧带的髌骨附着点应该在两条平分线上,而股骨髁的附着点则在收肌结节与膝关节内侧副韧带的中间位置[25]。一项回顾性研究分析,34例伴发股骨滑车发育不良的髌骨脱位患者经MPFL重建治疗的结果,平均随访66.5个月。期间所有患者的Kujala评分、Tegnar评分和Lyshlm评分均得到改善,且无脱位复发[26]。认为MPFL重建对伴发股骨滑车发育不良的髌骨脱位患者长期疼痛的缓解和功能恢复有益。
Insall近端重排手术是联合外侧松解与内侧紧张的软组织手术[27-28],膝前切口充分暴露股四头肌,首先由股内侧肌外侧向下沿髌骨内侧1/4直至髌韧带内侧切开关节,然后沿股外侧肌外侧向下沿髌骨外缘直至胫骨平台水平作外侧松解,接着将内侧肌搭于中间部分的上面进行重叠缝合,以使内侧肌的止点向外以增加内侧的拉力。此时外侧会形成一个较宽的缺损,可通过剪取筋膜以修复,多个中心对手术效果进行了随访,其有效率最高可达91%。其主要的并发症是术口的延迟愈合或者造成皮肤坏死等。
4.2 骨性手术 髌韧带止点内移术是最常见的骨性手术,通过止点内移后Q角减小,纠正伸膝装置的力线达到治疗目的,若同时伴有髌股关节面压力过大导致的疼痛,可同时行髌韧带止点抬高术以缓解疼痛症状,改良的髌韧带止点移位可简单将外侧1/2髌腱分离后再内移固定于胫骨上。但髌韧带内移的程度有限,若需要进行较远距离的移则此术式并不适合。虽然早在1888年Roux即已经应用髌韧带移位螺钉固定术来治疗髌骨脱位,但目前对于什么情况下需要进行内移术仍未有统一的标准,目前有学者建议Q角大于20°或者TT-SF距离大于20 mm时需要行止点内移术。
股骨下端髁上截骨术可以纠正膝外翻及股骨外旋,若股骨外侧髁发育不良,可行股骨外髁垫高术(Albee氏于术)。另外如股骨滑车发育低平,可以行滑车成型术,术中将股骨滑车看作完整的软骨部分,在股骨的远端、 前端、内上髁及外上髁分别凿去一部分并加深软骨下沟,然后将软骨碎片重新置于新沟内。VonKnoch等[29]回顾性研究观察38例(45膝)的临床效果,术后平均随访8.3年,结果显示无髌骨脱位复发,但有1/3的患者术后髌股关节疼痛加剧,认为此方法可用于治疗复发性髌骨脱位,但对疼痛和退行性改变的作用仍是未知数。
由于截骨术的创伤较大,需要对截骨的角度进行精确的计算,对手术要求较高,手术风险相对较高,故近年来相关的报告越来越少。但是,对于明确存在下肢力线异常或者旋转异常的病例,截骨术不妨为一种理想的治疗方式甚至为必须的治疗手段。
5 结论
复发性髌骨脱位的病因很多,骨性组织的发育状态、关节周围软组织的完整性及髌骨与周围组织的正常位置关系等均对髌骨的脱位产生影响,其发病基础应该作多元论的分析,故其治疗方法亦众多。Marion与Barcat在1950年报告髌骨脱位的手术方法约100种以上。越多的手术方法证明其治疗越复杂,但无论何种手术方式,其核心目的不外乎纠正骨性的发育异常及平衡软组织张力两方面。鉴于骨性手术的缺点,笔者主张首先考虑行软组织手术。根据个体差异及病因特点进行个体化治疗。在手术治疗前应该首先明确以下问题:第一,外侧的松解是髌骨复位的先决条件,在一些病例,即使在伸直位,髌骨已经存在半脱位,必须首先松解外侧才能使髌骨复位。第二,内侧是否有足够的张力以维持髌骨的位置。在外侧足够松弛的情况下予以增强内侧。可以通过近端重排或者重建内侧髌股韧带等手术来进行。第三,髌韧带的位置是否异常。笔者建议以TT-SF距离是否正常来评估是否需要行止点的内移,根据需要内移的程度来决定行截骨内移或者外侧半髌韧带内移。第四,根据术中情况决定是否需要联合手术。在某些病例,单一的手术方式即可解决脱位的问题,而一些严重发育异常的病例,则可能需要联合手术来治疗。如外侧松解联合内侧加强,或者再联合髌韧带止点内移等,术中每完成一步,均需要检查髌骨的活动轨迹以指导是否需要进行下一步处理。第五,是否需要行截骨术。截骨术通常应该在术前对截骨的角度及旋转的角度有详细的计划,如严重的膝外翻或者股骨旋转异常。但若术中通过一系列的软组织手术及髌韧带移位仍不能保证髌骨的正常运动轨迹时,则需要考虑行截骨术。
总之 ,由于髌骨脱位原发及继发病理改变复杂多样 ,目前尚无一种手术普遍成功地用于矫正复发性髌骨脱位,所以选择手术应尽可能首先考虑患者的个体情况,即根据患者的年龄、畸形对线的程度、运动的水平以及关节的情况选择不同的方法,目的与核心是改善髌骨力线, 重建伸膝装置而达到治疗目的。
[1] Dejour H,Walch G,Nove-Josserand L,et al.Factors of patellar instability: an anatomic radiographic study[J].Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy: official journal of the ESSKA,1994,2(1):19-26.
[2] Wiberg G.Roentgenographic and anatomic studies on the patellofemoral joint:With special reference to chonaromalacia patella[J].Acta Orthop Scand,1994,12(2):319-322.
[3] Baumgartl F.Das Kniegelenk[M].Berlin:Springer-Verlag,1944:124.
[4] Reider B,Marshall J L,Koslin B,et al.The anterior aspect of the knee joint[J].The Journal of bone and joint surgery,1981,63(3):351-356.
[5] Fulkerson J P,Gossling H R.Anatomy of the knee joint lateral retinaculum[J].Clinical orthopaedics and related research,1980,154(153):183-188.
[6] Conlan T,Garth W P J,Lemons J E.Evaluation of the medial softtissue restraints of the extensor mechanism of the knee[J].The Journal of bone and joint surgery,1993,75(5):682-693.
[7] Blackburne J S,Peel T E.A new method of measuring patellar height[J].The Journal of bone and joint surgery,1977,59(2):241-242.
[8] Caton J,Deschamps G,Chambat P,et al.Patella infera.Apropos of 128 cases[J].Revue de chirurgie orthopedique et reparatrice de l’appareil moteur,1982,68 (5):317-325.
[9] Norman O,Egund N,Ekelund L,et al.The vertical position of the patella[J].Acta orthopaedica Scandinavica,1983,54(6):908-913.
[10] Insall J,Salvati E.Patella position in the normal knee joint[J]. Radiology,1971,101(1):101-104.
[11] Kolowich P A,Paulos L E,Rosenberg T D,et al.Lateral release of the patella:indications and contraindications[J].The American journal of sports medicine,1990,18(4):359-365.
[12] Johnson R P.Lateral facet syndrome of the patella. Lateral restraint analysis and use of lateral resection[J].Clinical orthopaedics and related research,1989,56(238):148-158.
[13] Merchant A C,Mercer R L,Jacobsen R H,et al.Roentgenographic analysis of patellofemoral congruence[J].The Journal of bone and joint surgery,1974,56(7):1391-1396.
[14] Laurin C A,Lévesque H P,Dussault R,et al.The abnormal lateral patellofemoral angle: a diagnostic roentgenographic sign of recurrent patellar subluxation[J].The Journal of bone and joint surgery,1978,60(1):55-60.
[15] Laurin C A,Dussault R,Levesque H P.The tangential x-ray investigation of the patellofemoral joint: x-ray technique, diagnostic criteria and their interpretation[J]. Clinical orthopaedics and related research,1979,78(144):16-26.
[16] Goutallier D,Bernageau J,Lecudonnec B.The measurement of the tibial tuberosity. Patella groove distanced technique and results (author’s transl) [J].Revue de chirurgie orthopedique et reparatrice de l’appareil moteur,1978,64(5):423-428.
[17] 滕跃,赵金忠.复发髌骨脱位手术治疗进展[J].国际骨科学杂志,2008,29(1):21-24.
[18] Conway A,Maline T R,Conway P.Patellar alignment/tracking alteration:effect on force output and perceived pain[J].Isokinet Exerc Sci,1992,2(1):9-17.
[19] Handfield T,Krarner J.Effect of McConnell taping on perceived pain and knee extensor torques during isolinetic exercise performed by patients with patellofemoral pain syndrome[J].Physiother Can,2000,52(1):39-44.
[20] Powers C,Landel R,Sosnick T,et al.The effects of patellar trping on stride characteristics and joint motion in subjects with patellofemoral pain[J].J Orthop Sports Phys Ther,1997,26(6):286-291.
[21] Panni A S,Tartarone M,Patricola A,et al.Long-term results of lateral retinacular release[J].Arthroscopy,2005,21(5):526-531.
[22] Freitag S,Lill H,Hepp P,et al.Locked laterna patella disloeation with generalized Ligamentous Lsxity after arthroscopic lateral release of the knee[J].Arthroscopy,2005,21(5):628.
[23] 赵金忠,何耀华,王建华.关节镜下髌骨支持带调整术联合Fulkerson截骨治疗复发性髌骨脱位[J].中华骨科杂志,2005,25(6):326-331.
[24] Sally P I, Poggi J, Speer K P, et al. Acute dislocation of the patell. A correlative pathoanatomical study[J]. Am J Sports Med,1996,24(1):52-60.
[25] 李智尧,张磊.内侧髌股韧带重建的研究进展[J].国际骨科学杂志,2009,30(4):232-234.
[26] Steiner T M,Torga-Spak R,Teitge R A.Medial patellofemoral ligament reconstruction in patients with lateral patellar instability and trochlera dysplasia[J].Am J Sports Med,2006,34(8):1254-1261.
[27] Insall J,Bullough P G,Burstein A H.Proximal “tube” realignment of the patella for chondromalacia patellae[J].Clinical orthopaedics and related research,1979,89(144): 63-69.
[28] Insall J N.Disorders of the patella.In surgery of the knee[M].New York:Churchill Livingstone,1984:191.
[29] Vonknoch F,Bohm T,Burgi M I,et al.Trochleo oasty for recurrent patellar dislocation in association with trochlear dysplasia[J].J Bone J Surg Br,2006,88(10):1331-1335.
10.3969/j.issn.1674-4985.2012.23.106
①广州大学城医院 广东 广州 510000通讯作者:刘子桃
2012-04-01) (本文编辑:陈丹云)