保膝治疗的研究进展

2017-04-18   文章来源:《中华关节外科杂志(电子版)》   作者:河北医科大学第三医院创伤急救中心,河北省骨科研究所,河北省生物力学重点实验室 于沂阳 常恒瑞 张英泽 点击量:118 我要说

膝关节是人体结构最复杂的关节,也是对活动能力要求最高的关节。一旦出现损伤将严重影响患者运动能力及生活质量。临床中常见的膝关节损伤的疾病为膝关节骨关节炎(osteoarthritis, OA)及胫骨平台骨折,针对以上两种疾病,传统治疗方法为膝关节置换术及切开复位内固定术,两种术式均得到了广大骨科同仁的认可并在临床中广泛应用。但大量研究表明传统手术创伤较大,严重影响膝关节周围软组织的生物活性及生理特性,导致术后并发症发生率较高,不利于患者早期康复。由此,张英泽教授等提出“保膝”治疗理念,即在不破坏软组织生物活性及生理特性的情况下,采用微创手段治疗膝关节周围疾病。现就“保膝”手术治疗的研究进展做以下总结。

一、“保膝”治疗理论依据

郑占乐等根据临床实践结合系统的解剖学、影像学、生物力学研究提出“不均匀沉降”理论,该理论认为由于胫骨平台周围无坚强软组织包绕,内侧间室压力大,受力分布不均匀,加之骨质疏松,骨小梁变薄、数量减少,应力的传递与分散功能减弱,骨质难以承受巨大的压力,骨小梁发生微骨折,从而导致沉降现象的发生;而胫骨外侧平台由于本身受力较小并且伴有腓骨的支撑,沉降不明显。该理论指出,膝关节不均匀沉降是膝关节骨关节炎发生的重要始动因素,也是促进骨关节炎发展的关键因素。“不均匀沉降”理论解释了膝关节骨关节炎患者引起关节疼痛、畸形的机制,并且已获得影像学及生物力学等多方面的支持。在“不均匀沉降”理论指导下,诞生治疗膝关节骨关节炎的新思路——“保膝”手术治疗,即一方面通过纠正膝关节胫骨关节面上的受力不均衡,重新恢复下肢力线,使膝关节重力点外移;另一方面,减轻内侧关节面的负重,防止不均匀沉降的进行性发生,同时缓解外侧软组织张力,减轻关节疼痛,并矫正内翻畸形。

二、保膝治疗手术

根据“不均匀沉降”理论,“保膝”治疗主要是通过纠正患者膝关节的力学因素,恢复下肢力线,达到缓解疼痛、恢复膝关节功能的治疗目的。其在改善影像学特征、缓解疼痛等方面已获得广泛认可,并且在推迟膝关节置换时间上也获得肯定。近年来,各国学者均试图寻找一种既可以有效复位固定骨折又可以减少破坏膝关节周围软组织的方法,现就近几年“保膝”手术作以下阐述。

(一)胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy, HTO)

HTO是“保膝”理念的一个载体,是一种传统的“保膝”手术,HT0保留了骨关节炎患者自然的膝关节,最大程度地保留了关节的运动功能和舒适性,并且更符合我国患者的传统文化理念,相对于关节置换具有固有的优势。Jackson等于1961年首次报道应用HT0治疗膝关节骨关节炎,发展至今,手术方法亦经过改良和演变,较常用的术式为外侧闭口楔形截骨术和内侧开放楔形截骨术。Aglietti等分别应用外侧截骨内固定、内侧截骨螺钉固定和外侧闭合截骨无内固定三种手术方法治疗膝关节骨关节炎139例,随访2至5年,满意率达87%,并认为第三种方法能够得到更好的预后。张光柏等报道应用外侧闭合截骨术治疗膝关节骨关节炎合并内翻畸形67例(87膝),其中38例(49膝)随访平均5年4个月,5年以上优良率达72%。王飞等应用关节镜清理术联合胫骨高位截骨术治疗患者35例(42膝),术后随访1至2年,优良率为98%。Asik等应用内侧开放截骨治疗65例骨关节炎患者,平均随访34个月,术后疼痛及功能均得到明显改善。对于内、外侧截骨术始终存在争议。Brouwer等在一项应用两种术式治疗骨关节炎的随机对照研究中表明,内、外侧截骨术在患者膝关节功能恢复和疼痛缓解方面没有明显差异;此外,王飞等回顾应用两种术式治疗的68例患者得到了相似的结果。随着材料科学的迅猛发展,HT0的内固定种类也越来越多,而术式及内固定的选择成为骨科医生面临的挑战。经过多年的归纳和总结,HT0已经实现高度程序化,利于学习和推广。但是,长期随访研究均报道5%~10%的患者术后仍需进行膝关节置换,而且内固定物的迅猛发展限制了手术技术的改革,能否解决上述问题则是膝关节骨关节炎“保膝”治疗发展的关键。

(二)腓骨截骨术

腓骨截骨术是2014年由郑占乐等提出应用治疗膝关节骨关节炎,以“不均匀沉降”理论为基础,通过单纯截除腓骨近端纠正胫骨平台不均匀沉降,缓解膝关节疼痛。陈伟等[23 ]分析了腓骨截骨术治疗骨关节炎的机制,认为其是胫骨重塑及肌肉、韧带等软组织再平衡共同作用的结果。腓骨截骨术适用于膝关节内侧间室型骨关节炎的患者,通常选择距腓骨头6~10cm处暴露腓骨,截除约2cm腓骨段和骨膜,术中注意避免损伤腓浅神经及其分支。Yang等回顾了156例膝关节骨关节炎患者分别接受腓骨近端截骨术,110例患者平均随访超过2年,结果显示术后影像学表现和膝关节功能的到明显改善;王天翀等报道了15例单纯应用腓骨截骨术治疗骨关节炎,术后2个月的基本概念视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)、美国特种外科医院评分(hospital for special surgery knee score,HSS)、美国膝关节协会评分(American knee society knee score,KSS)与术前相比均有明显的改善;马同敏等采用前瞻性研究,将32例(42膝)严重K0A患者分为腓骨截骨组和封闭+玻璃酸钠注射治疗组,结果表明,单纯腓骨近端截骨术可有效缓解临床症状,松节外侧软组织张力,减轻疼痛,有益于患者术后可即刻负重行走,缩短卧床时间,进一步减少并发症的发生;余建平等对24例KOA伴内侧疼痛的患者行腓骨近端截骨术治疗并对其行走步态进行研究,结果显示21例患者术后膝关节内侧疼痛明显缓解,行走步态明显改善。此外,不少学者对腓骨近端截骨术广泛研究并进行改良,例如腓骨近端截骨术联合关节镜清理术、骨骼肌松解术、鲑降钙素、关节腔内注射玻璃酸钠等。

(三)关节镜下辅助治疗胫骨平台骨折(arthroscopic reduction and internal fixation,ARIF)

Caspari等于20世纪80年代首次将关节镜技术引入胫骨平台骨折的微创治疗,适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胫骨平台骨折,关节镜手术直视下能够直接观察骨折块的形态、压缩塌陷情况、复位情况,能够对积血和骨折碎屑进行清理。关节镜下复位胫骨平台的优势在于:(1)复位过程中可给予术者良好的手术视野,即使在不暴露关节面的情况下,术者仍可清晰地关节囊内的解剖结构,有利于观察术中复位固定效果;(2)关节镜下可确诊断前、后交叉韧带,内、外侧半月板的损伤情况,并可在需要的时候给予妥善处理。Rossi等对46例SchatzkerⅡ、Ⅲ型骨折患者进行了为期5年随访,结果显示术后HSS评分均达到优良水平,关节面塌陷情况由术前平均8.3mm恢复至0.5mm。Chen等对19篇应用关节镜辅助治疗胫骨平台骨折的文章进行系统综述,结果显示,90.5%的患者术后Rasmussen评分结果达到优良水平,90.9%的患者对治疗结果表示满意。然而,有学者提出关节镜的优势只局限于单纯外侧胫骨平台骨折或单髁胫骨平台骨折。对于粉碎程度严重尤其伴有下肢力线改变或膝关节脱位的Schatzker V、兄型骨折,关节镜辅助复位的优势并不明显。近年来,球囊成型技术成为微创复位胫骨平台塌陷骨折的新方法。不同于传统金属顶棒,球囊扩张技术拥有以下优势:(1)微创操作,不破坏关节囊;(2)复位过程准确、可控;(3)复位面积大,可有效复位体积较小的骨折块。Ollivier等首次报道应用球囊扩张技术治疗胫骨平台骨折的临床疗效,20例SchatzkerⅡ、Ⅲ型腔骨平台骨折患者关节面塌陷程度由术前平均10.75mm恢复至2.71mm,在术后18个月的随访中发现,患者膝关节损伤和骨关节炎评分(the knee injury and osteoarthritis score, KOOS )及膝关节活动范围均较理想,仅1例患者出现骨水泥进入关节腔。然而,目前有关该技术的应用多限于解剖学研究或病例报道,并未在临床中大量研究。

(四)微创复位内固定术

闭合复位胫骨平台骨折历史悠久,常见方法包括:手法复位、牵引复位等。大样本研究结果表明,单纯应用闭合牵引技术仅能轻度改善关节面塌陷深度(4.7~4. 5 mm),考虑到牵引床属于偏心牵引,且其对于胫骨平台骨折复位作用较弱,目前该方法基本已经弃用。

随着研究深入,越来越多的骨科医师逐渐认识到解剖复位塌陷骨折块的重要性。胫骨平台塌陷骨折块的微创复位方法是通过在胫骨近端开放骨窗并用顶棒等工具经骨隧道将塌陷关节面逐步顶起,该方法的优势在于复位过程中不破坏关节囊,可有效降低对膝关节周围软组织的干扰。随着术中透视及关节镜技术的发展与普及,经皮顶压复位技术得到越来越广泛的认可与应用。ElsØe等报道在术中透视引导下应用经皮顶压技术治疗28例SchatzkerⅡ、Ⅲ型胫骨平台骨折。术后影像学结果显示82%的患者实现解剖复位,临床效果良好。凌志丹等报道了应用经皮微创复位技术治疗18例SchatzkerⅢ型骨折,在术后11.5个月的随访中发现,88.9%的患者术后HSS评分达到优良水平,平均得分86.51分。

传统钢板内固定技术主要强调骨折固定的稳定,骨折周围软组织生物学特性通常被忽视,体现在手术切口大、暴露范围广、骨折端软组织破坏严重等。相反,微创内固定技术除了要保证骨折块坚强固定外,也应注意保护骨折断端软组织不被破坏,为骨折愈合提供良好的生物学环境。经皮螺钉固定技术是临床应用较早的微创固定方法,该技术广泛应用于治疗单纯外侧平台骨折,且临床效果理想。对于复杂的胫骨平台骨折,如SchatzkerⅣ-Ⅵ型骨折,单纯螺钉固定难以满足强度要求。近年来,微创经皮接骨术(minimally invasive percutaneous plate osteosynthesis, MIPPO)逐渐得到业内认可,使用双接骨板结合经皮微创置入技术固定复杂胫骨平台骨折成为常见术式。微创置入接骨板的优势在于可有效减少软组织破坏,保护骨折断端周围的生理特性及生物活性。该术式具有微创、固定可靠、并发症少、疗效确切、可早期功能锻炼等优点,是治疗胫骨平台骨折的最佳方法。Cole等采用MIPPO技术结合锁定钢板固定治疗77例胫骨近端骨折,结果显示,术后91%的患者骨折愈合良好,术后感染率仅为4%。Biggi等采用相同技术治疗58胫骨近端骨折,术后一年随访结果显示,94%的患者Rasmussen功能评分达到优良水平,仅4例患者发生术后感染,作者认为该技术可有效降低术后软组织并发症发生率,利于早期康复。总之,目前中期临床随访报道显示,MIPPO技术应用于胫骨平台骨折治疗是成功的,但仍需进一步跟踪观察以了解其远期疗效。

三、保膝手术与传统手术疗效对比

许多学者将“保膝”手术与人工假体置换手术进行对比讨论。祁昕征等从生物力学角度评价单髁置换术与腓骨截骨术,提出腓骨截骨术后由于外侧收缩肌力下降,从而导致关节合力矩再平衡,关节接触位置改变、关节接触力下降,最终达到缓解疼痛治疗骨关节炎的目的;陈伟等采用前瞻研究分析了233例(284膝)患者资料,随访时间为3~14个月,分别采用腓骨近端截骨术、胫骨高位截骨术、全膝关节置换术、单髁置换术、膝关节镜清理+腓骨近端截骨术均获得良好的治疗效果,各组患者疼痛显著减轻,功能显著改善;徐明等采用对比研究探讨腓骨近端截骨术与单髁关节置换术的疗效,结果显示腓骨截骨组较单髁关节置换术组患者的手术时间、术中出血量、住院时间、医疗费用均较低,两组患者的术后HSS评分、VAS评分及膝关节活动度均较术前有明显好转;Stukenborg-Colsman等对比研究HT0与单髁关节置换术,随访7至10年,认为单髁置换能获得更好的长期随访结果,而Dettoni等的结果则显示HT0组与单髁置换组疗效相似。

四、保膝治疗新思路

“保膝”手术是治疗膝关节骨关节炎的良好选择,但是,要求骨科医生凭借长期的经验积累,合理选择手术方式,并结合患者自身条件,进行个体化治疗。随着治疗理念的更新,膝关节骨关节炎的治疗方法也将不断创新,对骨科医生的要求也将越来越高。针对膝关节内翻角度较大的骨关节患者,于沂阳等自主研发了“膝关节平衡可吸收垫”治疗K0A,开创了可吸收材料作为K0A矫形材料的先河。“膝关节平衡可吸收垫”于胫骨平台下3cm处截开置入,不需要其他内固定材料固定,联合腓骨截骨术,达到纠正膝关节内翻的目的。该技术在尸体实验和早期临床试验均获得良好的结果,同时也为“保膝”治疗骨关节炎开拓了新方向。

“保膝”治疗胫骨平台股则的难点在于如何实现各型骨折的微创复位。对于合并关节面塌陷的SchatzkerⅤ、Ⅵ型骨折,单纯依靠经皮顶压复位技术是远远不够的。郑占乐等根据这一问题研发了“顺势牵引复位器”,并将其应用于微治疗胫骨平台骨折。顺势复位器可在术中提供持续、有效的牵引作用,其牵引力线与下肢机械轴线一致,符合人体正常生理特性。在牵引作用下,不仅能够依靠软组织挤压作用间接复位侧方移位骨折块,还可以快速纠正下肢力线及关节脱位,尤其适用于微创复位SchatzkerⅤ、Ⅵ型骨折。郑占乐等应用顺势复位器治疗胫骨平台骨折的初步研究结果显示应用该项技术可有效复位胫骨平台移位骨折块,手术操作快速、准确。随着临床研究的不断深入,郑占乐等总结了5种胫骨平台微创复位方法,即软组织牵拉挤压复位法、内加压复位法、隧道顶压复位法、撬拨复位法、髁磨压复位法。通过以上微创复位技巧,有效解决了各类型胫骨平台骨折微创复位难题,真正达到了“保膝”治疗的目标要求。“顺势牵引”微创治疗胫骨平台骨折必将成为“保膝”治疗中的关键术式。

五、小结

“保膝”治疗主要针对临床上两种常见的膝关节疾病——骨关节炎和胫骨平台骨折,通过微创手术,最大限度的保护原有膝关节组成,减少术后并发症的发生,实现早期功能锻炼和恢复。本文主要综述了“保膝”治疗的研究进展,以期为膝关节疾病的治疗提供新的思路。

分享到:
已有 0 条评论
登录|注册后发表评论!