过伸型胫骨平台骨折分型及治疗研究进展

覃 祺, 阿里木江·玉素甫, 刘宇哲, 尹 灿, 崔 莎, 冉 建

(新疆医科大学第六附属医院, 1. 创伤骨一科, 2. 普外科, 新疆 乌鲁木齐, 830002;3. 重庆市石柱县人民医院 内科, 重庆, 409400)

胫骨平台是膝关节的重要载荷结构,当遭受暴力出现骨折会导致膝关节受力不均,导致膝关节不稳,严重影响患者生存质量。当膝关节过伸时遭受暴力,不仅会造成前方胫骨平台骨折,更会引起后侧软组织损伤。目前对过伸型胫骨平台骨折分型及治疗存在分歧。本文对过伸型胫骨平台骨折的受伤机制、分类、治疗方案、并发症及预后情况进行综述。

1 膝关节过伸型损伤机制

膝关节损伤的机制包括直接暴力与间接暴力。根据暴力瞬间膝关节的角度,可分为伸直型、屈曲型和过伸型。过伸型损伤在临床上较其他2种少见,但此类型膝关节损伤更为严重,往往同时伴有前侧骨质压缩骨折和后侧软组织牵拉伤。XIE X T等[1]研究也表明前内侧关节骨质压缩的过伸内翻患者,伴有腓骨撕脱损伤和后张力失效碎片。张世民等[2]根据“对角线损伤机制”发现膝关节过伸会引起后侧结构受损,需要引起重视。

1.1 直接暴力

绝大多数胫骨平台骨折是膝关节遭受直接暴力所致。暴力方向为轴向(由上向下)、水平(由前向后)及两者的合力。当膝关节处于伸直位时(角度=0°),单纯轴向暴力可造成胫骨平台内外侧双髁骨折; 当轴向暴力合并水平暴力后,导致膝关节过伸(角度<0°),两者合力形成向后向下的压缩暴力,会引起胫骨平台前方的骨质压缩塌陷及后侧牵张力增加,引起后方软组织损伤(后关节囊、交叉韧带、内外侧副韧带、弓状韧带)及后方撕脱骨折,造成膝关节不稳。

1.2 间接暴力

旋转力是加速膝骨关节损伤的重要危险因素,属间接暴力,是膝关节呈过伸状态时遭受内旋、外旋的暴力。内旋暴力作用于过伸膝关节会导致过伸内翻型损伤,使前内侧关节面压缩塌陷和后外侧角牵张力增加,造成后外侧部各韧带损伤及撕脱性骨折,引起膝关节后外侧或外侧不稳定。同理外旋会造成外翻型损伤,引起前外侧关节面压缩塌陷和后内侧角的牵张力增加,造成后内侧软组织撕裂,甚至后方胫骨干骺端撕脱性骨折,导致后内侧旋转不稳定。

2 过伸型胫骨平台骨折分型进展

过伸型胫骨平台骨折分型目前无明确统一标准。1968年Kennedy和Bailey经实验发现膝过伸时施加轴向载荷会发生前外侧压缩性骨折, MCCONKEY J P等[3]在对滑雪急停转弯损伤的研究中也证实了过度伸展-外翻移位导致胫骨前外侧平台压缩性骨折。该理论与临床上应用广泛的Schatzker、AO分型均未对膝关节后侧损伤进行说明。胫骨平台前侧压缩骨折导致后侧结构损伤理论在2001年由CHIBA T等[4]提出,根据前内侧压缩骨折块大小和是否存在后交叉韧带损伤分为边缘小块型(<1/4平台前后径)和中央大块型(≥1/4平台前后径)。他们认为后交叉韧带损伤会导致股骨下缘与胫骨平台接触点改变,影响前内侧压缩骨块大小。但膝关节明显不稳时,股骨下缘与胫骨平台暴力着力点不恒定,形成骨块大小不完全符合规律。陈海龙等[5]根据受伤机制将过伸型胫骨平台骨折分为3种类型: 受伤时暴力的方向有使膝关节过伸的趋势、暴力作用直接造成膝关节的强力过伸、暴力作用直接造成膝关节的强力过伸, 3种情况均造成胫骨平台后倾角的改变。FORNALSKI S等[7]根据受力方向分为单纯过伸型、过伸外翻型和过伸内翻型,随着膝关节过伸角度增加,平移和旋转膝关节软组织束缚逐渐受损,膝关节过伸至30°时最明显。罗从风等[7]根据CT影像提出用于治疗胫骨髁突骨折的三柱理论,将其分为内侧柱、外侧柱、内外侧骨折和过伸型双髁骨折累及内外后三柱骨折。姚翔等[8]基于CT提出的四柱九区分型方法,在冠状平面中分为4种类型: 纯过度伸展型,过伸内翻型,过伸外翻型和过伸双髁型; 在矢状面骨折分为: 1型(纯凹陷),2型(骨折线延伸至后皮层,无移位)和3型(骨折线延伸到后皮层,有明显的移位)[9]。以上2种分型对平台后侧骨质损伤有了新认识,但对于过伸型胫骨平台骨折这2种分型方法均不能充分描述和体现该类型损伤自身的特点。张世民等[2]认为过伸型胫骨平台骨折特征是平台前方冠状面压缩骨折,后内外侧软组织损伤或撕脱性骨折 (对角线机制)。根据骨折部位分为胫骨平台边缘撕脱型、前内侧平台压缩型、前外侧平台压缩型、双髁骨折型。王耀宗等[10]的新分型参考CHIBA T等人的理论,根据骨折完整性分为分离型和完整型,包含平台前单髁压缩骨折、平台前方双髁压缩骨折2种亚型。新分型根据平台骨折CT影像形态特点结合损伤机制,分析了前方压缩和后方张力骨折的特点与后倾角的关系,加深了对过伸型胫骨平台骨折的理解,为治疗计划提供支持。王晓刚等[11]将冠状位和矢状位平面共同作为一个整体空间维度,提出全新“十”字分型,直观反映膝关节在三维空间上复杂的损伤机制。“十”字分型核心是基于膝关节3D空间维度上分析膝关节受伤机制,并结合膝关节解剖特征来分析。

3 过伸型胫骨平台骨折治疗

过伸型胫骨平台骨折总的治疗方案为骨折复位、软组织及神经血管等重要组织的修复。对骨折修复要保证关节面平整,恢复下肢力线和后倾角。软组织、重要血管及神经等有严重损伤也应修复。

3.1 过伸型胫骨平台骨折对于骨折的治疗

根据YAO X等[9]基于CT扫描的“四柱九区”分类来分析过伸型胫骨平台骨折的发生率和特征发现,过伸型胫骨平台骨折的骨折线主要位于胫骨平台前缘,而后关节面很少受累。所以按照发生率将骨折分为前内侧骨折、前外侧骨折、前内外侧合并骨折、过伸双髁三柱骨折及撕脱骨折。

3.1.1 胫骨平台前骨折: 包括前内侧骨折、前外侧骨折、前内外侧合并骨折。膝关节过伸状态遭受暴力合并旋转可造成前内侧、前外侧骨折。前内侧骨折最好的手术入路是前内侧入路,可充分显露骨折部位。若前内侧入路受髌腱影响,可采用改良前正中入路,骨折部位暴露充分可在直视下复位固定。前外侧骨折的入路为前外侧切口,也可采用改良前正中入路。对于单个平台骨折,使用内侧/外侧入路可得到满意的暴露。当前内侧合并前外侧骨折时骨折面较大,多采用改良前正中切口入路,暴露更为显著,先复位内侧胫骨平台为基准,再复位外侧胫骨平台。累及内侧和外侧平台或全前平台的骨折,往往需要联合2种切口,应注意皮桥间的距离。LIU Z Y等[12]治疗过伸型胫骨平台前压缩骨折根据骨折的不同位置,采用相应的手术入路和固定方法,获得满意的效果。膝关节的前中入路也是一种选择,这种方法可以充分暴露胫骨平台和髁间窝,但软组织并发症较为严重[13]。

3.1.2 过伸双髁及三柱骨折: 过伸型胫骨平台双髁骨折主要破坏胫骨髁矢状位的稳定性,部分骨折线延续到后皮质累计后柱,此时三柱均受损,特征为前平台受压伴后部张力性骨折和后倾角消失。由于缺乏对此类不稳定胫骨平台骨折损伤机制和手术治疗方案的深入研究,许多患者在恢复过程中出现骨折复位丢失、关节不稳定等问题。资料中对过伸型胫骨平台双髁骨折手术指征的认定有不同标准[14-16], 部分学者认为关节内台阶≥2 mm是手术指征[17], 对于矢状位上胫骨平台后倾角,目前观点认为存在丢失角度>10°的畸形时应考虑手术治疗[18], 当冠状面>10°的成角畸形同样是手术指征[19],干骺端-骨干移位>1 cm、开放性骨折也是胫骨平台双髁骨折的手术适应证[20]。HALL J A等[21]认为双髁骨折手术指征为: 关节脱位或间隙超过2 mm、冠状面畸形>10°、干骺端移位>1 cm、开放性骨折、筋膜室综合征、需修复相关韧带、同侧胫骨或腓骨骨折及膝关节不稳,在手术指征上考虑软组织的损伤。

在过伸型胫骨平台双髁骨折手术入路选择方面,有学者[22]根据胫骨后皮质移位程度分为前外侧和后内侧双切口(移位>2 mm)、前正中切口(无移位或移位≤2 mm)。有学者采用改良前中线切口,这种切口的优势在于可以很好地显露胫骨近端的整个前部, ZHAO R B等[23]结合2个切口的优点开发了改良前中线切口,对中央天坑样塌陷暴露观察更仔细。ZENG M等[24]采用改良前中线切口复位过伸型双髁骨折,效果良好。但此切口无法进行胫骨后部骨折块直视下复位,常出现骨折复位不满意的情况。LIU Z Y等[12]采用前外侧和后内侧两种手术入路复位三柱骨折,恢复后倾角,外侧放置L形板、前内侧放置断层固定板,预后取得良好效果。白晓冬等[25]采用前外侧切口联合内侧切口,术中可避免对髌韧带等软组织过度剥离和显露,同时更方便钢板螺钉置入; 双侧入路下可以采用对内外侧髁进行边复位、边固定的接力复位方法,更好地实现骨折端满意复位。

3.1.3 撕脱性骨折: 过伸性胫骨平台骨折由于“对角线机制”,后缘发生撕脱性骨折的概率增加。临床对于移位不严重的撕脱骨折一般采用石膏外固定,待恢复后再行功能锻炼,但膝关节骨折术后早期功能锻炼十分重要,石膏外固定并不适用。对于移位严重的后部撕脱性骨折,需要在平台前部复位时同期处理。内固定材料除可吸收螺钉外,其余材料的固定强度较低,围术期间有可能断裂,并且术后需长期制动对关节功能锻炼十分不利。可吸收螺钉内固定操作简单且具有微创特点,术后并发症少,能够避免患者再次手术治疗的创伤和痛苦,是治疗平台后侧撕脱性骨折理想的内固定装置。游贵武等[26]从膝后内侧入路对平台后侧撕脱性骨折行可吸收螺钉内固定,取得了良好的疗效,能最大程度上促使关节功能快速恢复。

无论是何种类型骨折,完整的关节面、符合人体的力线及合适的后倾角是治疗重点。对于陈旧性或者畸形愈合的骨折来说,下肢力线和关节面的恢复是治疗的关键,纠正下肢力线主要通过截骨实现,包括闭合楔形截骨术、张开楔形截骨术、经关节截骨。对关节面软骨修复的术式主要有: 自体骨软骨的移植、同种异体骨软骨的移植和自体软骨细胞的移植等。此外,还有组织工程化软骨移植、颗粒软骨的移植和骨膜及软骨膜的移植等[27]。WAKEFIELD S M等[28]治疗1例9个月的陈旧性过度伸展-双髁胫骨平台骨折,通过恢复力线、植骨保持关节面平整并修复了部分软组织,取得了良好的预后效果。

在内固定材料选择上,前内侧常用T型板固定,而前外侧则没有特定专用的钢板。胫骨平台前方空间小且骨质松软,固定位置有限,难以坚强固定。又因前方髌腱阻碍骨折部位暴露,也影响骨折复位固定。BERMUDEZ C A等[29]将传统重建钢板塑形后,用多枚螺钉经钢板来固定胫骨平台边缘骨折。SHEN Q J等[30]将内固定材料形状改为圆弧、半环及环状,沿关节边缘固定断裂的骨折块,形成“竹筏固定”技术和关节软骨交叉固定技术,为前内缘粉碎骨折块形成提供机械支撑[31]。

3.2 过伸型胫骨平台骨折软组织损伤的治疗

过伸性胫骨平台骨折软组织损伤主要机制是胫骨平台后倾角变化。当后倾角变化>10°时,软组织损伤严重,特别是合并韧带损伤概率更高。由于对不稳发生的机理和原因未引起重视,容易造成漏诊误诊,忽视骨折中受损软组织修复,可能引起膝关节不稳。传统X线、CT检查无法评估软组织严重程度,但MRI对血管、软组织滑膜、神经、肌腱、肌肉、韧带和透明软骨具有高分辨率,甚至能发现部分CT未能提示的隐匿骨折[32]。所以术前应完善患肢MRI检查,明确软组织损伤严重程度,确定是否进行软组织修复。

3.2.1 骨筋膜室综合征: 过伸型胫骨平台骨折属于复杂胫骨平台骨折,复杂型胫骨平台骨折合并骨筋膜室综合征发生率在30%以上。治疗方案有一期解压后同时行骨折复位内固定、一期解压后择期复位2种。黄伟等[33]研究发现,无论是一期手术还是二期手术,两者治疗效果均满意。吴旅等[34]采用骨筋膜室减压后同时复位内固定治疗,无论是术后并发症还是膝关节稳定性均恢复满意。文献表明如果条件允许尽量同期手术,可以减少创伤、降低住院日、避免刺激且不易发生并发症。但如果患肢骨筋膜室综合征严重,则择期手术复位。临床工作者应该严格把握适应证,根据患者具体情况选择治疗方案。

3.2.2 韧带损伤: 过伸型胫骨平台骨折复位固定后,应检查膝关节稳定性,若膝关节仍不稳则需修复膝关节周围韧带结构。CHIBA T等[4]发现12例膝关节过伸内翻型损伤中,大块压缩型骨折中前交叉韧带损伤发生率为75%, 边缘压缩型骨折中后交叉损伤发生率为87.5%。合并膝关节后复合体损伤的手术方案仍有争议。同期修复交叉韧带可减少患者再次手术的痛苦,但术后恢复时间延长易引起膝关节僵硬。CONESA X等[35-36]认为一期修复预后好于延迟修复,亦有学者认为 后侧损伤直接修复往往难以实现,且一期修复较二期重建在功能恢复上低。因此有学者提出轻微过度复位胫骨平台前方骨折,通过骨代偿软性结构来减少韧带处理的可能[37]。但过度复位胫骨平台前骨折,不符合正常胫骨平台结构,且对于关节面和下肢生物力线的影响不明确。

3.2.3 重要血管、神经等组织损伤: BU G Y等[38]发现此类型腘动脉受损率为29.4%, 损伤为钝性损伤或断裂。钝性损伤早期缺血不明显,但有迟发血栓形成风险使肢体逐步缺血。断裂的腘动脉需及时修复[39]。JIANG L J等[13]对1例腘动脉损伤患者行腘动脉探查、大隐静脉移植、外固定术,术后2周行骨折治疗,预后良好。黄鹏博等[40]在病例分析中发现两例患者术前无血管损伤表现, 但术后出现血栓。而在陈晓斌等[41]的研究中,2例患者术前血管造影证实血管损伤但未行急诊血管修复术,术后情况良好,可能与周围侧支循环丰富有关。临床医生详细进行体格检查并密切关注小腿临床表现,可初步进行评估。部分轻微症状的患者可给予对症处理后密切观察,同时进行影像学评估血管损伤程度。所以血管损伤手术指征可根据小腿临床表现和体格检查初步判断,不必要的血管探查会增加手术难度。

腓总神经损伤由牵拉或压迫所致,经松解后神经功能可能会恢复。腓总神经损伤可与骨折复位术同时进行,但预后往往较差,患者小腿外侧、足背侧感觉减退明显。文献[42]表明急诊术后迟发腓总神经损伤的发生率明显高于择期手术患者。可能是放置内固定后压力增大,加上术后软组织肿胀引起。

3.2.4 半月板损伤: 韧带修复同时可观察半月板是否受损。半月板损伤视情况可行半月板缝合术或部分切除术。传统手术创伤较大,许多学者致力于关节镜辅助治疗,可同时修复关节囊、半月板及交叉韧带,十分安全有效。但关节镜观察内固定位置情况困难,对关节外的骨折无法处理,也无法测量胫骨平台后倾角等。若平台前方关节面塌陷明显,关节腔冲洗液下漏,造成软组织水肿甚至骨筋膜室综合征[43]。过伸型胫骨平台骨折的治疗需制订详细可行的术前计划,这需要全面体格检查、影像学检查、受伤机制分析及准确分型,来确定手术目标和入路、复位固定方法以及术后康复方案。根据骨折损伤的特点和受伤机制,用“逆受伤机制”思路进行治疗,以复位平台前方压缩骨快,恢复正常下肢力线、后倾角及膝关节稳定性为治疗目标[44]。

4 并发症及预后

过伸型胫骨平台骨折的特征是造成软组织和重要血管神经损伤并发症,如骨筋膜室综合征、韧带、腘动脉、腓总神经损伤等。术后并发症发生率高也是过伸型胫骨平台骨折的重要特征,如感染、血栓、骨折愈合不满意及关节僵硬等。JIANG L J[13]治疗的25名患者中, 2名患者在手术后在伤口表面出现感染, 2例腓总神经损伤患者恢复不良。LIN K C等[44]对12例患者进行随访, 1例腘动脉闭塞, 3例有部分或完全腓神经损伤, 2例腿间隔综合征, 4例后外侧复合损伤,1例后交叉韧带撕脱骨折。膝关节术后预后情况评估常用评分标准为Lysholm、AKS、HSS、IKDC等,主要评估膝关节的疼痛、活动度、稳定性等。过伸型胫骨平台骨折相对其他类型预后较差[45]。随着对此类型膝关节损伤认识不断提高,诊断及操作不断完善的情况下,过伸型胫骨平台骨折术后预后逐渐改善。陈海龙等[5]随访了18例患者,其中优2例,良14例,中2例,差0例。张栋等[46]对14例患者进行随访,膝关节功能HSS评分结果: 优13例,良1例。张晓[47]使用新分型结合“闭环”理论治疗的39例患者随访预后均可。

过伸型胫骨平台骨折,良好的预后需要平整的关节面、坚强的内固定、正常力线及后倾角和早期功能锻炼等必要条件。此种损伤方式造成的骨折和软组织损伤种类多样,其预后和并发症发生情况各有差异。要减少并发症发生,取得良好预后效果,提高患者生存质量,需要临床医生术前明确诊断、制定详细手术计划、术中规范仔细操作、术后加强护理与功能锻炼。

5 治疗进展

通过使用关节镜对软组织的修复可发现,关节镜下复位胫骨平台骨折的可行性也值得去研究分析,其精细程度甚至可以达到解剖复位[48], 且关节镜对软组织损伤更小,感染、血栓风险明显降低,利于术后恢复。但关节镜治疗取决于骨折的类型,部分骨折线延伸至关节外,导致关节镜下复位难以实施。

传统X线、CT检查虽然对过伸型胫骨平台骨折手术方案的制定有一定的帮助,但膝关节结构复杂,骨折部位显示不完全,反映信息不准确,即使行CT三维重建也存在部分结构被遮挡,直接影响手术治疗效果。随着数字骨科技术在临床实践取得显著效果,利用数字医学软件联合3D打印技术构建膝关节三维模型,不仅能更加全面的了解骨折情况,而且还拥有多次进行模拟复位和固定、术后结果预测等功能,可制定出最适用于患者的个体治疗方案。临床研究[49]表明,数字化技术辅助在治疗过伸型胫骨平台骨折上已经取得了满意效果,在术前、术中、术后、康复 及膝关节评分上均有明显优势。此技术不仅对手术治疗提供巨大帮助,还能让患者更清楚、形象的了解病情,减少医患沟通矛盾。但数字医学联合3D打印技术存在设备昂贵、流程复杂、耗时较长等不足,且需专业人员操作,在基层医院难以实施。对于急诊患者术前能否使用该项技术还有待研究。目前数字化3D模型只构建骨与关节三维形态,对过伸型胫骨平台骨折软组织损伤的评估仍不明确。无论是传统手术方案还是利用数字医学软件辅助治疗,术中仍需要手术医师做出临时决策。

6 总 结

过伸型胫骨平台骨折在分型和治疗方案均存在争议。分型上多以损伤部位在冠状面和矢状面上的位置为基础。治疗上光滑的关节面、坚强的内固定、符合人体下肢力线及合适的后倾角是重点,特别注意的是软组织修复。产生争议的原因可能是对该类型骨折研究有限,且此种病例少见且易漏诊,因此需要加强基础和临床研究取得进一步认识。