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膝关节周围截骨历史悠久,地位几经起伏,近来锁定内支架钢板的发展使得开放楔形截骨即便在不植骨时,也能得到稳定固定。开放楔形截骨相比闭合截骨,对腓骨和腓总神经保护更好,术中可以实时调整矫正角度,也不会引起患肢短缩。因此,在这之后开放楔形截骨,尤其是胫骨近端的开放楔形截骨很快得到了全世界医⽣的认可。接下来我们将会逐渐为大家揭开截骨的神秘面纱,带您领略截骨的精髓,当然,我们同样也会如实告知您截骨技术当前的局限性。

概述

截骨的第⼀步是患者的选择,涉及的因素虽广,但下肢力线是重中之重,我们首先将详细介绍力线的评估和实际操作的演示。

尽管人体下肢的解剖是三维的,可分解到冠状面、矢状面和横断面,但临床最常见的膝关节畸形还是位于冠状面的内翻或外翻畸形,而处理这种畸形的胫骨近端截骨,尤其是开放楔形截骨目前占到了所有截骨手术的约 90%,在临床中是最基础也最重要的术式,本文将从冠状面的力线评估开始。

下肢力线的意义

生物力学探究表明[1],正常人行走时的,膝关节承受的重量是体重的 3.4 至 4.3 倍,这些负荷通过下肢的生理力线分散到膝关节的两个间室,力线的偏移将会导致负荷集中在膝关节的内侧或外侧,将不可避免地加速骨性关节炎的进展。

下肢力线的评估方法较多,但是其目的都是共通的:通过比较正常值,发现当前力线是否异常,再判断力线异常的位置和角度,为手术提供参考。

冠状面力线的评估——机械轴

由于发病率最高,因此冠状面的力线评估是重中之重。机械轴/力学轴(Mechanical Axes)是下肢应力的直接传导轴,因此最为直观。但需要指出,口语中的下肢机械轴通常是一个复合概念,在专业讨论时最好区分开来:

  • 下肢机械轴(Mikulicz Line): 从股骨头中心至踝关节中心,正常生理负荷下,它通过膝关节中心偏内 4±2mm。这根线通过膝关节的位置通常用来定性判断下肢是否存在力线异常。但需要注意,该方法无法判断关节线倾斜的畸形。

膝关节周围截骨的冠状面力线测量和评估(图1)

根据下肢机械轴来定性分析是否存在力线异常

膝关节周围截骨的冠状面力线测量和评估(图2)
关节线倾斜畸形无法通过下肢机械轴来定性分析,可以通过股骨和胫骨各自的机械轴来诊断

  • 股骨机械轴: 从股骨头中心至膝关节中心,股骨机械轴与关节线的外侧夹角——股骨远端外侧力学角(mLDFA)为 87°±3°。

- 胫骨机械轴: 从膝关节中心至踝关节中心,胫骨机械轴与关节线的内侧夹角——胫骨近端内侧力学角(mMPTA)为 87°±3°。

  • 下肢机械轴夹角: 上述股骨与胫骨机械轴的夹角,虽然每个人的解剖形态存在差异,但该夹角一般认为是 180°,口语中也经常说 0°,测量结果直接就是力线异常的角度,这也是机械轴法更加简便易行的原因。

冠状面力线的评估——解剖轴

除外机械轴,我们还经常看到另一种描述——下肢解剖轴(Anatomical Axes)。

它虽然不是下肢应力的直接传导轴,但它与机械轴的几何关系相对恒定,因此在没有下肢全长片时可以作为⼀种很好的替代方法。此外,掌握解剖轴的评估,可以让我们通过术前的膝关节正位片来初步判断患者的力线,也能在术中膝关节摄片时对力线有⼀个初步印象。

膝关节周围截骨的冠状面力线测量和评估(图3)
下肢机械轴与解剖轴

  • 股骨解剖轴: 股骨长轴线(骨干两横断面中点连线),股骨解剖轴与膝关节线的外侧角——股骨远端外侧解剖角(aLFDA)为 81±2°。

  • 胫骨解剖轴: 胫骨长轴线,一般与胫骨的机械轴重合。

  • 下肢解剖轴夹角(aFTA): 即上述两根解剖轴的夹角,也成为股骨胫骨角(aFTA),正常值 173-175°,也有医生喜欢用下图的补角(5-7°)表示。

膝关节周围截骨的冠状面力线测量和评估(图4)
利用膝关节正位来判断下肢股骨胫骨角 FTA

冠状面关节内的力线评估

临床中,我们时常还会发现有些患者股骨和胫骨的畸形度数相加还不足以解释下肢机械轴的整体畸形。这时候,不能忘记评估膝关节线夹角(joint line convergence angle, JLCA)。JLCA 正常值为 0-1°,它的增大被认为是半月板软骨磨损和一侧关节囊韧带结构松弛所共同导致。

关于 JLCA 的总体认识目前还不充分。但是近年来有医生认识到:虽然常规的膝关节截骨发生在干骺端(关节外),关节内 JLCA 在术后通常也能够得到一定程度的矫正,但如果该角度过大,无法使得股骨胫骨在站立位发生接触,因此膝关节的力学环境未得到足够的改善,长期预后难以预料[2]。寺本司医⽣也因此在日本做了很多的胫骨高位截骨术后的翻修术。总的来说,对该畸形的理解目前还需要更进一步的研究。

膝关节周围截骨的冠状面力线测量和评估(图5)
通过 JLCA 来判断发生在关节内的畸形

参考文献

1. Osteotomies Around the Knee: Indication-Planning-Surgical Techniques using Plate Fixators. Phillipp Lobenhoffer, et al. AO Foundation, Thieme
2. Chiba, K., et al. (2017). "Tibial condylar valgus osteotomy (TCVO) for osteoarthritis of the knee: 5-year clinical and radiological results." Arch Orthop Trauma Surg 137(3): 303-310.
3. Agneskirchner, J. D., et al. (2004). "Effect of high tibial flexion osteotomy on cartilage pressure and joint kinematics: a biomechanical study in human cadaveric knees. Winner of the AGA-DonJoy Award 2004." Arch Orthop Trauma Surg 124(9): 575-584.
4. Sirik, M. (2017). "Evaluation of the relationship between thefemoro-tibial angle and meniscal injury." North Clin Istanb 4(3): 242-246.