應用腓骨截骨術治療膝關節骨性關節炎效果優良的機制分析

陳　偉，秦　迪，吳　濤，張　飛，陳啟明，張英澤*

(1.河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北省骨科研究所，河北省骨科生物力學重點實驗室，河北 石家莊 050051;

2.香港中文大學矯形外科及創傷學系，香港特別行政區 沙田，999077)

·研究快報·

應用腓骨截骨術治療膝關節骨性關節炎效果優良的機制分析

陳偉1，秦迪1，吳濤1，張飛1，陳啟明2，張英澤1*

(1.河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北省骨科研究所，河北省骨科生物力學重點實驗室，河北 石家莊 050051;

2.香港中文大學矯形外科及創傷學系，香港特別行政區 沙田，999077)

[關鍵詞]骨關節炎，膝；不均勻沉降；腓骨；截骨術

doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2015.06.032

通過系統的解剖學、影像學、生物力學和臨床研究發現，由于骨質疏松導致的膝關節不均勻沉降是膝關節骨性關節炎發生的重要始動因素，也是促進骨性關節炎發展的關鍵因素[1-4]。在該理論指導下，應用腓骨截骨術治療以內側間室受累為主的膝關節骨性關節炎患者，迄今已在全國23個省110余所醫院開展，治療患者超過1 500例；早期可有效減輕患者疼痛，遠期可顯著改善患側膝關節功能，即使對于癥狀嚴重的患者，也可有效延遲甚至避免行膝關節置換等治療。

應用腓骨近端截骨治療膝關節內側間室骨性關節炎，在術后雙下肢全長X線片上測量股骨脛骨角，與術前相比增大1~5 °，部分糾正膝關節內翻畸形(圖1)。患者拍攝膝關節X線片時佩戴Calib?標定器，應用上海逸動醫學科技有限公司SSM Knee?軟件進行多維X線光3D建模測量內外側間隙(圖2)、脛骨內外側平臺負重面積(圖3)以及脛骨相對股骨是否存在旋轉(圖4)；測量數據顯示腓骨截骨術后膝關節內側間隙增寬，脛骨內側平臺較高負荷面積減小，脛骨相對股骨輕度外旋。脛骨內側平臺承擔負荷向外側轉移，患者膝關節疼痛顯著減輕。術后早期膝關節疼痛減輕的機制與膝關節周圍肌肉、肌腱、韌帶等軟組織的再平衡有關。止于腓骨近端的主要組織結構包括股二頭肌肌腱、外側副韌帶和髂脛束分支等(圖5)；起自腓骨近端的主要肌肉包括比目魚肌、趾長伸肌、腓骨長肌和脛骨后肌等。股二頭肌起自坐骨結節和股骨粗線，止于腓骨頭，肌肉收縮時施予腓骨頭斜向后上方的力量，其功能之一是與半腱肌、半膜肌一起協助屈曲小腿。外側副韌帶起自股骨外側髁，止于腓骨頭，外側副韌帶在屈曲膝關節時松弛、伸直膝關節時緊張，可防止膝關節內翻。闊筋膜張肌起自髂前上棘，向下移行為髂脛束，大部分止于脛骨近端外側，有分支止于腓骨頭外側，髂脛束對維持膝關節穩定性具有重要作用。腓骨完整時，股二頭肌、髂脛束分支和外側副韌帶產生的牽拉力量自腓骨近端傳導至腓骨遠端并被拮抗。腓骨近端截骨術后，腓骨近端與截骨遠端失去連續性。外側副韌帶和髂脛束分支緊張，施予外展的力，股二頭肌收縮產生斜向后上方的牽拉力，上述力量通過腓骨近端、上脛腓聯合作用于脛骨近端，可使脛腓骨外旋、外展。術后X線片顯示，腓骨近端截骨斷端外展(圖6)。脛骨相對于股骨外展、外旋會改變股骨髁與脛骨關節面接觸的部位以及脛骨內外側平臺不同部位承擔的負荷，從而減輕甚至避免膝關節屈伸以及負重時產生疼痛等癥狀。此外，下肢力線的改善有助于恢復膝關節內側副韌帶等組織結構的正常走行和張力，使膝關節前內側壓痛減輕。

部分患者腓骨截骨位置靠近腓骨中段，術后早期也可有效緩解疼痛。腓骨中段截骨后，破壞了腓骨對脛骨的支撐作用；此外，比目魚肌、趾長伸肌、腓骨長肌和脛骨后肌等起自腓骨近端的肌肉收縮(圖7)以及小腿骨間膜緊張產生向下的牽拉力量，除抵抗股二頭肌收縮等產生的向上張力，仍可向下牽拉腓骨截骨近端及外側副韌帶等結構，增強膝關節外側張力，部分糾正膝內翻畸形，改善患者癥狀。與近端截骨不同，腓骨中段截骨術后X線片上觀察不到腓骨截骨近端外展的現象，這與2種截骨術術后起主要作用的肌肉、韌帶等組織不同有關。

對于病史較長、癥狀較為嚴重的膝關節內側間室骨性關節炎患者，脛腓骨向內側彎曲，脛骨內側部分骨質密度大(圖8)。這種改變可以用Wolf定律解釋，即骨的生長、吸收、重建都與骨的受力狀態有關。對于膝關節內側間室骨性關節炎的患者，脛骨內側承擔較大負荷，在長期應力刺激下，骨骼重塑，內側骨皮質增厚，髓腔內松質骨骨小梁增多。腓骨截骨術后，由于力線外移，脛骨外側部分承擔更多負荷，在長期應力刺激作用下，外側脛骨皮質增厚，髓腔內松質骨骨小梁增多增粗，在X線上表現為脛骨外側密度增大；而內側，尤其是內側脛骨平臺可以觀察到骨密度降低。腓骨截骨術治療膝關節內側間室骨性關節遠期療效顯著是脛骨重塑及肌肉、韌帶等軟組織再平衡共同作用的結果。(本文圖見封三)

[參考文獻]

[1]張英澤,李存祥,李冀東,等.不均勻沉降在膝關節退變及內翻過程中機制的研究[J].河北醫科大學學報，2014,35(2):218-219.

[2]鄭占樂,孫英彩,張曉然,等.膝關節骨性關節炎發病機制的臨床影像學研究[J].河北醫科大學學報，2014,35(5):599-600.

[3]陳偉,陳百成,王飛,等.應用不同方法治療膝關節骨性關節炎的對比研究[J].河北醫科大學學報，2015,36(5):600-602.

[4]劉月駒,秦士吉,李升,等.膝關節失衡綜合征在骨科臨床中的應用[J].河北醫科大學學報，2015,36(5):598.

(本文編輯：趙麗潔)

[收稿日期]2015-05-26；[修回日期]2015-06-05

[基金項目]國家自然科學基金青年科學基金項目(81401789)

[作者簡介]陳偉(1981-)，男，河北河間人，河北醫科大學第三醫院主任醫師，醫學博士，從事骨科相關基礎及臨床研究。 *通訊作者。E-mail:dryzzhang@126.com

[中圖分類號]R684.3

[文獻標志碼]B

[文章編號]1007-3205(2015)06-0726-03