关节内骨折手术治疗的一般指导原则

谢雪涛　罗从风



关节内骨折手术治疗的一般指导原则

谢雪涛罗从风

200233，上海交通大学附属第六人民医院骨科

2016年5月27日，在四川省成都市举办的第三届AOTrauma亚太学术大会上，现代骨科关节内骨折手术治疗的开拓者和奠基人、来自加拿大的Joseph Schatzker教授应邀进行大会开场报告“关节内骨折手术治疗的一般指导原则”，在与会者中引起强烈反响。笔者有幸在现场聆听了这场精彩的演讲，现征得Schatzker教授同意将报告内容整理成文，供骨科同道们分享。

1治疗方法历史演变

在1960年之前，对所有闭合性骨折只有石膏固定和牵引固定两种治疗方法，这对于主要负重关节内骨折如膝关节内骨折意味着关节将终生失用(图1)。

1961年，Charnley[1]在他的经典著作《常见骨折的闭合治疗》中明确提出只有切开复位内固定才能成功治疗关节内骨折。然而，由于当时对骨折内固定认识不足，手术结果反而比保守治疗更差。

图1胫骨平台骨折保守治疗结果a. 牵引固定b. 7个月后X线片c. 7个月后双下肢力线对比d. 保守治疗后患肢大体照片

在20世纪50年代末，国际内固定研究学会(AO)，在瑞士成立，随即提出了骨折治疗需要解剖复位和绝对稳定固定的治疗理念，大大改善了骨折手术的治疗效果。其中指出对关节内骨折的处理需遵循以下原则[2]：①在软组织肿胀发生前立即手术；②采用无创技术做到关节面解剖复位，恢复关节匹配和稳定；③矫正干骺端畸形，避免轴向应力集中；④进行干骺端植骨，避免关节面复位丢失；⑤稳定固定以允许术后早期活动和功能康复。但在AO成立最初20年间，由于过分强调早期手术的重要性，不加选择地对所有关节内骨折均尽早实施手术，加上术前仅关注对骨骼的评估而忽视对软组织损伤程度的评估，导致术后较高的软组织并发症发生率。

目前AO认为，骨折是一种软组织损伤合并骨骼断裂；对骨折评估首先，也是最重要的是对损伤能量的判断，必须对高能量损伤与低能量损伤骨折区别对待。以胫骨平台骨折为例(下页图2)，SchatzkerⅠ型、Ⅱ型和Ⅲ型骨折通常都是低能量损伤，虽存在膝关节不稳定，但膝关节脱位或半脱位少见，且软组织损伤程度较轻，可以考虑早期手术治疗。SchatzkerⅣ型、Ⅴ型和Ⅵ型骨折往往都是高能量损伤，常伴有膝关节脱位和严重软组织损伤，这些类型骨折手术时机和治疗方法均取决于软组织损伤严重程度[3](下页图3)。对高能量损伤的骨折进行早期切开复位内固定会影响术后肢体存活，甚至威胁到患者生命。对该类骨折应早期进行骨折复位和跨关节外固定，待软组织肿胀消退后，再进行最终骨折处理。因此，根据对骨折损伤能量的判断来选择手术时机至关重要。关节内骨折急诊手术仅限于开放性骨折、骨折端畸形影响皮肤存活、骨筋膜室综合征、伴有血管神经并发症及难复性骨折脱位等[4]。

图2　 胫骨平台骨折Schatzker分型

图3高能量胫骨平台骨折软组织损伤a. 入院时患膝大体照片b. 入院8 d后患膝大体照片

2复位和固定理论基础

图4兔股骨外侧髁截骨后(a)分别对截骨处未进行复位和固定(b)、截骨处解剖复位但未进行坚强固定(c)、截骨处解剖复位并进行坚强固定(d)，观察软骨愈合方式，对图d所示截骨处再生软骨进行组织学(e)和扫描电镜(f)观察

在正常情况下，关节软骨再生与磨损之间存在动态平衡。现代生物力学之父Pauwels教授发现，关节软骨所承受的应力是影响这种动态平衡的重要因素；应力大小表示一定面积的关节软骨所负载的外力，即关节软骨所承受的应力=关节软骨负载的外力/面积[5]。根据此公式，在治疗关节内骨折时，关节面解剖复位能扩大关节软骨的承重面积；干骺端畸形矫正则能避免局部关节面过度负荷，从而恢复关节软骨愈合所需的正常生物学应力。Mitchell等[6]进行关节面复位程度和骨折块稳定固定与否对软骨愈合影响的动物实验，发现如果截骨后关节面既不复位，也不固定，最终会导致严重的关节退变；如果只是使关节面解剖复位，而不固定，则关节面仅以纤维软骨方式愈合，这并不足以负荷关节面的正常应力；只有既使关节面解剖复位，又进行稳定固定，关节面才能最终实现透明软骨愈合(图4)。进一步的动物实验[7]发现，只有当关节面不平的台阶不超过关节软骨厚度2倍时，关节台阶处才会有软骨再生(图5)。这些研究提示，只有使关节面解剖复位和坚强固定，才能恢复关节软骨正常生物力学环境，从而实现透明软骨愈合；若关节面不能解剖复位，那么复位后的关节面台阶不应超过关节软骨厚度的2倍。图4兔股骨外侧髁截骨后(a)分别对截骨处未进行复位和固定(b) 、截骨处解剖复位但未进行坚强固定(c)、截骨处解剖复位并进行坚强固定(d)，观察软骨愈合方式，对图d所示截骨处再生软骨进行组织学(e)和扫描电镜(f)观察

图5关节面台阶高度对软骨愈合的影响a. 关节面复位相差1倍关节软骨厚度b. 关节面复位相差2倍关节软骨厚度

3复位和固定技术理念

近年来，骨科医师日益重视对骨折周围软组织的保护，强调骨折微创治疗和间接复位。但对于关节内骨折，尤其是关节内压缩骨折，仍应切开直接复位，因为此类骨折块与周围软组织不相连，应用牵引韧带整复的间接复位技术无法达到解剖复位[8](图6)。在处理关节内骨折时，还须认识到软骨和骨具有不同的生物学和力学特性，反映在骨折处理上即为关节软骨也应达到解剖复位，恢复关节面平整，因此需要切开直接复位，并进行绝对稳定固定， 而干骺端骨折仅需恢复肢体长度、力线和旋转功能，做到功能复位，因此可采用间接复位技术辅以相对稳定固定。

图6胫骨平台骨折间接复位a. 胫骨平台骨折牵引复位 b. 间接复位后微创植入螺钉固定骨折c. 冠状面CT检查显示塌陷关节面并未复位

在关节内骨折处理顺序上，近年来也发生了重大变化。早期认为，关节面解剖复位最为重要，其次才是干骺端重建和肢体力线矫正。目前认为，首先要通过干骺端重建来恢复肢体正常力线，恢复关节稳定性，然后才是恢复关节面平整，做到解剖复位，最后对骨折进行稳定固定和尽早开始功能锻炼。这个原则最显著的特点是强调了恢复关节稳定的重要性。

影响关节稳定的骨性因素包括：①关节面与肢体解剖轴线的偏移，X线表现为干骺端畸形；②关节边缘骨折，影像学表现为边缘楔形劈裂骨折或边缘压缩性骨折；③关节边缘骨皮质的限制作用，若边缘有压缩性骨折，需在骨折复位后用可塑形带状钢板对边缘皮质进行限制，防止皮质骨溢出，钢板应放在塌陷骨折处，对骨折起到“桶箍”作用；④累及关节面的干骺端劈裂骨折块的支撑作用，需使用支撑钢板来恢复关节稳定性，钢板位置应与主要骨折平面平行(图7、8)。此外，需注意关节稳定性不同于轴向上柱稳定性。在处理胫骨平台骨折时，不仅要重建膝关节面稳定性，而且还要重建胫骨平台内外侧柱稳定性，否则即使术中恢复了关节稳定性，术后仍可能继发出现关节畸形和不稳定(图9)。

4影像学技术在术前计划中的作用

普通X线平片在胫骨平台骨折评估中仍具有很重要的价值。通过摄膝关节正位、侧位和双斜位X线片，医师可对骨折概貌有清楚的了解，并可对骨折进行分型。但若要对骨折粉碎程度、关节面塌陷程度和位置进行术前评估，则需进行CT扫描。横断面、冠状面和矢状面CT扫描可准确显现关节面塌陷位置和程度。此外，三维CT扫描还可进行图像重建，从而获得骨折表面解剖特征。

CT扫描不仅可以对骨折细节进行评估，更重要的是对术前计划制定具有十分重要的指导作用。例如，CT断面图像有助于判断主要骨折线平面，而钢板放置最佳位置须与主要骨折平面平行(图8)；CT断面图像可以准确显示关节塌陷位置，有助于选择合适的手术入路。合适的手术入路是骨折治疗成功的关键，因为手术入路决定了患者术中体位，代表骨折暴露正确路径，可提供关节面显露最佳视窗。手术入路选择一旦出错，就意味着手术失败的开始，而正确选择手术入路的关键就是对骨折进行影像学评估。

图7 边缘钢板与支撑钢板a. 正位X线片上边缘钢板和支撑钢板的位置b. 侧位X线片上边缘钢板和支撑钢板的位置

注：细箭头指向边缘钢板，粗箭头指向支撑钢板图8主要骨折平面的确定a. 侧位X线片上骨折线的方向b. 支撑钢板的最佳位置(黄线)c. CT横断面图像上主要骨折线平面(红线)

图9关节面稳定性与柱稳定性的区别a. 关节面稳定性恢复，但胫骨平台内侧柱缺乏有效支撑b. 胫骨平台内外侧柱稳定性欠佳导致的下肢继发性内翻畸形

CT扫描对骨折分型也有重要的指导意义。Schatzker教授与Mauricio Kfuri教授合作，根据CT图像将原有的Schatzker胫骨平台骨折分型拓展至三维概念：胫骨平台分为内侧柱和外侧柱，每柱又可分为前半部分和后半部分(图10)。在普通X线平片上难以判断Ⅳ型骨折的骨折块是位于前半部分还是后半部分，冠状面CT扫描则可清楚显示骨折块位置。后内侧劈裂骨折(Ⅳp型)复位对防止膝关节脱位非常重要。这个类型骨折复位不同于传统的内侧平台塌陷处理，需采用后侧入路，患膝伸直方能准确复位。根据CT图像，Ⅱ型骨折可分为前外侧平台骨折(Ⅱa型)和后外侧平台骨折(Ⅱp型)。对于Ⅱa型骨折，可通过经典前外侧入路进行骨折复位和固定。而对于Ⅱp型骨折，无论是骨折显露和固定，还是关节稳定性重建，均较为困难。目前对于手术入路，尚无统一标准。较经典的手术入路有经腓肠肌外侧头与股二头肌之间进入的后外侧Carlson入路[9]、股骨外侧髁截骨入路[10]和倒L形入路[11](图11)。

图10　 Schatzker胫骨平台骨折CT分型

图11胫骨平台后外侧骨折(SchatzkerⅡp型)手术入路 a. 后外侧骨折累及区域(阴影部分)示意图b. 后外侧Carlson入路c. 股骨外侧髁截骨入路d. 倒L形入路

5其他处理措施

植骨对于维持胫骨平台骨折关节面的复位具有重要作用。植骨来源推荐使用自体松质骨，因为它含有骨髓间充质干细胞(BMSC)和骨形态发生蛋白(BMP)，BMSC可以在局部增殖和成骨，BMP则有骨诱导成骨作用。因此，采用自体松质骨植骨不仅可以填充干骺端缺损，防止关节面复位丢失，而且还能加速骨折愈合。目前替代物结合BMP植骨治疗胫骨平台骨折是否有效，尚存争议。

排钉技术是胫骨平台骨折内固定中的常规操作技术，目的在于支撑复位后的关节面，防止继发性塌陷。Schatzker教授认为，排钉置入位置不应距离关节面过近，否则金属异物不仅可能导致关节软骨缺血性坏死，而且可能因为软骨下骨变硬引起软骨溶解症[12]；建议排钉置入平面至少应距关节面10 mm。

对胫骨平台骨折的处理，不仅要重建骨性结构稳定性，而且要关注软组织平衡[4]。对侧副韧带损伤的修复，主要以恢复膝关节侧向稳定性为主；对半月板撕裂，应主张修复而非切除；对交叉韧带撕裂的修复，主要是针对韧带止点撕脱性骨折块的固定。软组织修复方案也应包含在胫骨平台骨折术前计划中，在制定手术入路时就应考虑到这一点。因此，为获得稳定的膝关节，胫骨平台骨折术中应对骨性结构和软组织损伤都进行稳定固定，并使患者尽早开始康复锻炼。

关节活动对于胫骨平台骨折术后功能康复非常重要。因为术后早期关节活动不仅有利于避免关节僵硬，而且关节活动产生的滑液可为关节软骨提供营养。有研究[13]表明，持续的被动关节活动可刺激软骨再生，尤其适用于复杂的关节内骨折患者术后康复。早期关节活动并不意味着允许患者早期负重，虽然干骺端骨折愈合速度较快，但肢体负重须等待关节软骨愈合和再生过程结束。因此，对于复杂的胫骨平台骨折，患肢负重均在术后12周才开始，从足尖点地过渡到部分负重，再过渡到完全负重。

6结语

关节内骨折干预时机至关重要，因为在不同时间点进行干预，骨折治疗计划和操作细节都不尽相同，而干预时机主要取决于骨折周围软组织遭受的是高能量损伤还是低能量损伤。因此，软组织损伤程度决定了关节内骨折手术时机和治疗方案。此外，术中操作时需时刻注意保护软组织血供。

治疗关节内骨折时，必须认真制定术前计划。通过术前影像可评估骨折三维形态、关节面塌陷程度和位置以及主要骨折线平面。治疗的首要目标是重建关节稳定性和恢复肢体力线。关节稳定性重建与关节边缘压缩性骨折或楔形劈裂骨折有关，边缘压缩性骨折在复位后需要有桶箍钢板对边缘骨皮质进行限制，楔形劈裂骨折则需要干骺端支撑钢板固定，钢板放置最佳位置应与主要骨折线平面平行。关节稳定性另一重要因素是对关节周围软组织的修复。然而，关节面稳定性不同于轴向上柱稳定性。肢体力线恢复可避免关节局部负载过多应力，关节面解剖复位可扩大关节软骨接触面积，从而使关节软骨恢复正常生物力学环境，促进软骨修复和再生。

参考文献

[1]Charnley J. The Closed Treatment of Common Fractures[M]. Edinburgh: Livingstone, 1961.

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[10]Yoon YC, Sim JA, Kim DH, et al. Combined lateral femoral epicondylar osteotomy and a submeniscal approach for the treatment of a tibial plateau fracture involving the posterolateral quadrant[J]. Injury, 2015, 46(2):422-426.

[11]Luo CF, Sun H, Zhang B, et al. Three-column fixation for complex tibial plateau fractures[J]. J Orthop Trauma, 2010, 24(11):683-692.

[12]Manley PA, McKeown DB, Schatzker J, et al. Replacement of epiphyseal bone with methylmethacrylate: its effect on articular cartilage[J]. Arch Orthop Trauma Surg, 1982, 100(1):3-10.

[13]Onderko LL, Rehman S. Treatment of articular fractures with continuous passive motion[J]. Orthop Clin North Am, 2013, 44(3):345-356.

(收稿：2016-06-30)

(本文编辑：翁洁敏)

DOI：10.3969/j.issn.1673-7083.2016.04.001

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