髕骨低位對髕股關(guān)節(jié)壓力影響的生物力學(xué)研究.pdf

1、背景:脛骨高位截骨術(shù)是一種有效治療膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)單室間骨性關(guān)節(jié)炎的方法，通過將膝關(guān)節(jié)負(fù)重軸線從內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間室轉(zhuǎn)移到外側(cè)關(guān)節(jié)間室，進(jìn)而減輕疼痛、延緩脛股關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展以及矯正膝內(nèi)翻。手術(shù)方法主要分為外側(cè)閉合式截骨、內(nèi)側(cè)開放式截骨、圓頂式截骨、聯(lián)合式截骨。我們通過回顧采用脛骨高位截骨術(shù)治療單間室骨性關(guān)節(jié)炎的文獻(xiàn)，其總體治療效果是良好。但是存在一系列并發(fā)癥，其中最常見是低位髕骨，外側(cè)閉合式截骨其發(fā)生率在89％左右，內(nèi)側(cè)開放式截骨其發(fā)生率54％。低位髕

2、骨引起前膝痛、髕骨鎖定、捻發(fā)音和膝關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。低位髕骨導(dǎo)致髕股適合角和髕股關(guān)節(jié)接觸壓力的變化，這些最終導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。然而目前沒有文獻(xiàn)分析髕骨高度的變化與髕股關(guān)節(jié)壓力的變化之間的關(guān)系，以及兩者之間是否存在相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系。
　　 目的:本實(shí)驗(yàn)是利用新鮮離體膝關(guān)節(jié)標(biāo)本，通過脛骨平臺(tái)下方行水平面截骨，抬升脛骨平臺(tái)前上方制造低位髕骨模型。分別測量未截骨時(shí)、脛骨平臺(tái)前上方抬升3.0mm后、5.0mm后、10.0mm后的髕骨高度以

3、及屈膝30°、60°、90°的髕股關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)面的壓力。通過研究髕骨高度的變化對髕股關(guān)節(jié)壓力的影響，進(jìn)而為臨床脛骨高位截骨術(shù)提供理論依據(jù)。
　　 方法:選取6個(gè)新鮮冷凍膝關(guān)節(jié)標(biāo)本（男性4個(gè)，女性2個(gè)，年齡從22到51歲），從關(guān)節(jié)線上下20cm離斷，由河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院提供。所有的膝關(guān)節(jié)均無骨折、半月板及韌帶損傷，無明顯關(guān)節(jié)退變及解剖畸形，通過膝關(guān)節(jié)影像學(xué)檢查來排除所有骨性疾病。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前將膝標(biāo)本解凍48小時(shí)。解剖去除皮膚及皮

4、下組織，僅保留膝關(guān)節(jié)骨性組織以及周圍韌帶。將所有膝關(guān)節(jié)標(biāo)本屈曲30°，使用Canton指數(shù)測量髕骨高度，然后依次屈曲30°、60°、90°固定于自制膝關(guān)節(jié)夾具，通過在股四頭肌腱上施加軸向載荷400N。將Tekscan壓力傳感器分別置入髕股關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)面，加壓完畢取出Tekscan壓力傳感器。對所有膝關(guān)節(jié)標(biāo)本行截骨術(shù)，方法是從脛骨結(jié)節(jié)上約2cm處指向脛骨后方行水平面截骨，脛骨后方骨皮質(zhì)不完全截?cái)?，通過平鑿逐漸打開切口，使用不同高度的木質(zhì)楔

5、形物插入截骨切口來使得脛骨平臺(tái)前上部分別發(fā)生3.0mm、5.0mm、10.0mm的抬高，制造髕骨低位的模型，并在截骨面內(nèi)、外側(cè)打入T型鋼板以保證截骨面的穩(wěn)定，重復(fù)上述髕股關(guān)節(jié)壓力測量步驟。所有的數(shù)據(jù)都重復(fù)測量3次，取其平均值。
　　 結(jié)果:
　　 1、髕骨指數(shù)
　　 本試驗(yàn)對脛骨平臺(tái)行水平面截骨后，脛骨平臺(tái)前上方抬升導(dǎo)致髕骨高度的進(jìn)一步降低，髕骨高度指數(shù)使用Caton指數(shù)來測量，并與截骨前的髕骨高度指數(shù)進(jìn)行比較。

6、未截骨時(shí)Caton指數(shù)是0.95±0.08，在脛骨平臺(tái)抬升3.0mm后，5.0mm后和10.0mm后其Caton指數(shù)分別是0.92±0.05、0.66±0.04和0.48±0.07。
　　 2、髕股關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)面之間的壓力
　　 在未截骨時(shí)，髕股關(guān)節(jié)外側(cè)面之間的壓力在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)分別為2.09±0.04、2.14±0.03、1.90±0.03;髕股關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面的壓力在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)

7、分別為1.79±0.14、2.03±0.04、1.42±0.13。
　　 在脛骨平臺(tái)前上方抬升3.0mm后，髕股關(guān)節(jié)外側(cè)面之間的壓力在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)分別為2.14±0.03、2.25±0.06、1.75±0.06;髕股關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面的壓力在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)分別為2.11±0.02、2.19±0.03、1.23±0.11。
　　 在脛骨平臺(tái)前上方抬升5.0mm后，髕股關(guān)節(jié)外側(cè)面之間的壓力在

8、膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)分別為2.25±0.06、2.52±0.05、1.67±0.04;髕股關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面的壓力在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)分別為2.19±0.03、2.25±0.04、1.14±0.09。
　　 在脛骨平臺(tái)前上方抬升10mm后，髕股關(guān)節(jié)外側(cè)面之間的壓力在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)分別為2.52±0.05、2.67±0.04、1.59±0.03;髕股關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)面的壓力在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60

9、°、90°時(shí)分別為2.25±0.04、2.32±0.02、0.96±0.12。
　　 結(jié)論:在本次試驗(yàn)中，隨著脛骨平臺(tái)前上方的抬高產(chǎn)生低位髕骨，然而在脛骨平臺(tái)前上方抬高3.0mm后的Caton指數(shù)為0.92±0.05，與未截骨時(shí)的髕骨Caton指數(shù)相比沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Caton指數(shù)數(shù)據(jù)顯示脛骨高位截骨術(shù)中脛骨平臺(tái)前上方抬高3.0mm后對于人體正常髕骨位置無明顯影響。但是未截骨時(shí)與脛骨平臺(tái)前上方不同程度抬高后的髕股關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)壓力

10、相比，在膝關(guān)節(jié)屈曲30°到60°情況下都有一定程度的升高，方差分析具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。綜合看來，脛骨高位截骨術(shù)后髕骨低位還是對髕股關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)壓力產(chǎn)生了明顯的影響，而且在髕骨位置不發(fā)生明顯改變時(shí)髕股關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)壓力卻發(fā)生了較大程度的升高。這些結(jié)果都提示我們脛骨高位截骨術(shù)更容易對髕股關(guān)節(jié)壓力造成影響。當(dāng)然進(jìn)行尸體研究存在很多的局限，由于試驗(yàn)還存在諸多不足，我們也不能確定這種力學(xué)的改變一定會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨的退變。但是臨床醫(yī)師在施行脛骨高位截