胫骨平台骨折是一种严重的关节损伤,可能导致膝关节永久性功能障碍。在1960年代初期, AO公布了指导关节骨折手术治疗的原则,重点是关节面的解剖复位 、绝对稳定性、轴向畸形的矫正和早期运动。大多数早期研究认为关节稳定性是治疗胫骨平台骨折最关键的目标,但未能指出哪些骨块负责关节稳定性以及如何恢复关节稳定性。
1974年,Schatzker 发表了胫骨平台骨折的分类,包括六种主要类型,根据骨折的复杂性、患者年龄和骨骼质量按严重程度升序排列。
在本文的研究中,我们重新审视了胫骨平台稳定性的重要概念,并强调了在规划胫骨平台骨折的手术固定时必须考虑的关键问题 。
一、胫骨近端的解剖结构
胫骨关节面和附着的软组织提供两个功能:
(a) 稳定性:胫骨平台将股骨髁保持在正常位置的能力,与平台关节面的自然关系。
(b) 负重:恢复正常负重能力。
胫骨近端有两个独立的髁,表面具有软骨。外侧髁凸较小,内侧髁凹较大。每个关节面都被其相应的半月板部分覆盖。
软骨所覆盖的区域用作承重区域并负责关节的稳定性,而那些仅仅是骨骼用作如韧带和关节囊等软组织的附着点的区域,不直接参与重量传递,见图1。
图1注:胫骨平台的解剖。A:胫骨近端上前方透视。B胫骨近端- T R上后视图:胫骨平台边缘;TI:胫骨髁间隆起;TT:胫骨结节;FH:腓骨头;L:胫骨外侧平台;M:内侧胫骨平台。观察软骨覆盖区域(L和M)和软组织附着物(TT, TR, TI, FH)之间有明确的区别。FH是腓骨副韧带的附着区域。TR描述的是关节囊和半月板胫韧带的附着部位;TI是前交叉韧带(ACL)和后交叉韧带(PCL)的连接部位。TT为髌腱附着部位。未被软骨覆盖的区域在功能上与负重关节面不同。
二、决定骨折位置及其解剖模式的生物力学因素
受伤时膝关节的角度、创伤的能量和骨密度是骨折模式产生的决定性因素。接受外力时,无论膝关节的位置是屈曲还是伸展,都决定了胫骨平台关节面的哪一部分受力。
如果力量足够,骨头就会断裂。膝关节外伤时处于屈曲状态是最常见的,膝关节的后象限会承受负荷,由此产生的骨折将在后部。
如果膝盖伸展,骨折将在前象限 内翻和外翻力决定了哪个髁骨折。翻力会破坏内侧柱,而外翻力会破坏外侧柱。果膝盖处于极度弯曲状态,那么承受负荷的就是关节的边缘,如果力足够,则边缘会被压碎。
三、胫骨平台骨折的类型
扭转会导致关节周围的骨干骨折和韧带损伤。关节骨折是剪切力和 压缩力的结果。作用在胫骨平台上的剪切力会产生分裂的楔形骨块。随着力的继续,它会分离和压缩楔形骨块,并将其远离关节中心。这导致分裂骨块的移位和凹陷使干骺端变宽。
分裂楔状骨块在解剖学上是一个三维结构。它由作用在主裂缝方向上的剪切力将平台边缘一分为二 ,然后在第三个位置(分裂楔状骨块的尖端)离开干骺端。胫骨近端连续性 被破坏的这三个位置确定了主要骨折平面并定义了分裂楔状骨块,见图 2。由于保留了软组织附着,股骨髁跟随移位。这导致关节半脱位和不稳定。压缩力不仅是造成位移的原因,而且还导致相邻关节面的碎裂及其对干骺端的撞击。
图2注:前外侧劈裂楔形凹陷骨折的三维形态:II型a。观察劈裂楔形由两个点定义,即剪力与胫骨平台边缘相交的地方,以及剪力与干骺端相交的第三个点。这三个点决定了主骨折面,在本例中,主骨折面位于胫骨平台的前外侧象限,因此符号II a。注意劈裂楔是一个三维结构,它破坏了胫骨平台边缘的连续性,在轴向载荷下产生不稳定性。
单纯关节凹陷类型或 III 型损伤通常与低能量力和骨质疏松有关,并且最典型的特点是不牵扯到关节边缘。
如果凹陷或压碎发生在边缘,则被压碎的部分表现为劈开的楔形。边缘不连续的周边长度是劈楔骨块的宽度,骨皮质和干骺端挤压的高度代表劈楔骨块的干骺端部分。它不是在一个顶点结束,而是在骨皮质和干骺端挤压的宽度上,它与未骨折的干骺端骨连续,见图 3。
图3注:胫骨平台边缘挤压伤(II型P)。A:胫骨平台轴位视图显示胫骨平台后外侧边缘缺乏连续性。B:观察到胫骨平台边缘的挤压产生了嵌顿,表现为劈裂的楔形。与典型劈裂楔形骨折的不同之处在于,我们没有一个骨折平面存在于干骺端的点,而是有一个皮质边缘受到冲击的广阔区域;C:后外侧挤压导致胫骨平台边缘连续性丢失,导致该部位胫骨坡度急剧增加。
四、关节稳定性
治疗胫骨平台关节骨折的目的是使关节恢复正常功能,这意味着恢复一个无痛、稳定、安全的负重活动、具有正常的运动范围平台 。
Kfuri 和 Schatzker 在设计原始 Schatzker 分类的三维扩展时面临以下问题:
“什么是导致关节稳定性的基本病变?”
“胫骨平台的每个部分都具有同样的重要性吗?”
“如果不是,它们有何不同?”。
为了回答这些问题,作者回顾了他们自己患者的计算机断层扫描 (CT) 图像,并对相关文献进行了全面检索。作者观察到,尽管关节表面的解剖复位失败,但在一些情况下患者表现良好,虽然它被粉碎,超出了解剖复位的可能性,但这些患者没有明显疼痛,活动度可接受 ,并且他们的关节稳定,允许他们行走参加负重活动。
这组患者的共同点是,尽管关节面复位不佳,但他们的关节很稳定,并且似乎具有令人满意的近期结果。挑战作者的问题是“关节的哪个部分负责关节稳定性?” 作者指出, 所有成功治疗的关节都表现出的一个特征是这些关节的楔形骨块解剖复位。这意味着分裂的楔形骨块在解剖学上复位了,并且边缘的连续性得到了恢复。得出结论,负责关节稳定性的“关键因素”是分裂楔形骨块的解剖复位以及关节边缘连续性的恢复。
随着关节稳定性关键的发现,作者设计了一个特殊的字母数字系统来表示劈裂楔块的三维位置,这是决定关节稳定性的关键病变。Schatzker 胫 骨平台骨折分类的原始主要类型保持不变,但补充了一个特定的符号,符号直接指向负责关节稳定性的分裂楔骨块的三维位置。
对于 Schatzker 和 Kfuri 来说,恢复关节稳定性是胫骨平台骨折 治疗中最关键的一步。在关节面严重碎裂和严重挤压的情况下在解剖复位不可行的情况下,手术入路、复位和固定仍应遵循 AO 原则。在记住手术最重要的目的是恢复关节稳定性的同时,手术应遵循合乎逻辑的步骤。第一步是确定负责关节稳定性的劈裂楔块。这将决定患者的体位和手术方法。为了接近受影响的关节碎片,分裂楔块将引导外科医生到达主要骨折平面, 并且在这个平面上工作,分裂楔块应该像书的封面一样打开,解除嵌塞、复位和抬高关节面后,必须用骨或骨替代物填充所产生的干骺端缺损,以支撑关节碎片并防止它们再次移位。为了保持还原,分裂的楔形碎片然后用提供遏制的板支撑。
在那些无法恢复关节面的情况下,尽管关节面持续存在残余的不协 调,但其稳定性已被重新修复,关节已可以进行早期运动和康复。虽然随着时间的推移,它可能会发展为创伤后关节炎,但这是一种晚期并发症。稳定的关节相对无痛且可活动,这不仅使软组织包膜的早期康复成为可能,而且由于保留了必要时重建的可能,见图 4。
与此明显不同的是那些未能从解剖学上复位分裂楔形碎片和关节稳定性的情况。这些关节保持半脱位、疼痛和无功能。僵硬和疼痛的关节不能通过任何程度的成功手术重建。原因是这些关节周围有疤痕萎缩包膜,而关节本身具有特定的骨折模式和相关的手术困难。
后内侧骨折
CT出现使得研究冠状面骨折成为可能,在此之前这些骨折大多未被重视。特别注意后内侧胫骨平台劈裂楔形骨折的形态。众所周知,未能正确复位和支撑后内侧胫骨平台分裂楔形碎片会导致关节半脱位、关节不稳定。如果不纠正,此类骨折会导致关节畸形愈合,并伴有持续的关节不稳定、疼痛和功能丧失。如果胫骨平台边缘没有适当复位,关节面没有复位,骨折间隙大,愈合过程中间隙会被愈伤组织填满。重建时必须 切除此组织以缩小干骺端并恢复宽度。这将允许分裂楔形碎片的解剖学复位,从而恢复边缘的连续性,从而恢复膝关节的稳定性 。图 5 显示了一个后内侧胫骨平台畸形愈合的病例。
内侧胫骨平台骨折
有时骨折会越过中线并延伸到关节的后外侧象限,即所谓的具有后外侧 (PL) 延伸的 IV P 型,见图。Moore 观察到了这种骨折类型,他报告说,如果主骨折平面延伸到胫骨外侧,则相关神经血管损伤的风险更高。沃尔奎斯特等人。提出了主要 IV 型的子分类,在他的亚分类中,变异“C”对应于内侧胫骨平台骨折,主骨折面位于胫骨髁间外侧。这些作者在 9 名 IV 型骨折患者中报告了这种变异。这些患者都没有前交叉韧带 (ACL)或半月板撕裂。在负载下,股骨内侧髁与内侧胫骨平台保持在 一起并向内侧和向后移位,而外侧胫骨平台向外侧和头侧移位。在这些情况下,交叉韧带通常不会撕裂,而是从胫骨髁间的骨附着处撕脱。一旦内侧平台恢复并得到支撑,膝关节的对齐和稳定性就会恢复。撕脱的胫骨髁间骨块是关节的一部分 ,没有被关节软骨覆盖 随着内侧平台复位。它们也会结合在一起,但软组织可能无法恢复到原来的状态。
图6注:此骨折是膝关节内翻和屈曲负荷的结果。这种骨折类型有多种变体。通常情况下,裂缝面穿过中线。胫骨髁间可能撕脱,骨折延伸到胫骨平台的后外侧边缘。原则上,解剖复位内侧主劈裂楔可恢复关节的稳定性。
在这种 IV P 型中,后外侧延伸主要涉及胫骨外侧髁边缘的非关节部分。因此,是否有必要对平台的这个非关节部分进行解剖复位是值得怀疑的。它可能仅代表胫骨平台表面的一小部分,继发于主要的楔形楔形关节骨折。侧向延伸的大部分没有被软骨覆盖,被软骨覆盖的部分只是外侧半月板后角所覆盖的负重区域的一小部分。我们提出这个问题是因为进入这个象限的手术具有挑战性,因此已经开发了特殊的方法来帮助进入这个区域。
我们根据对大量病例的观察,在后路不常用的情况下,我们认为并不是所有的后外侧伸型都需要专用的入路,因为在许多情况下,受损区域是非关节区,并且是辅助楔形骨块,而不是控制关节稳定性的主要内侧分裂楔状骨块。
如果后内侧骨折的复位被主骨折平面中的后外侧碎片阻挡,则可以考虑使用通过后内侧裂隙在主骨块复位之前移动这些碎片,参见图 7。
图7注:IV型P图示。A:入院x光片显示有一个后内侧裂,它穿过中线,并与胫骨髁间撕脱和后外侧缘骨折有关。B:计算机断层扫描图像显示外侧延伸涉及到内侧和外侧关节面之间的一个区域,该区域是没有软骨覆盖的裸露骨;C:三维计算机断层扫描表面重建有助于理解后内侧骨折是导致关节不稳定的主要原因。D:术中透视。病人俯卧位。通过主要的后内侧裂插入骨夯,以移动位于胫骨平台后外侧边缘的一小块阻碍复位的凹陷区域。边缘的升高有助于减少后内侧分裂和改善关节的对齐。E:术中透视显示主后内侧裂楔由内侧和后内侧胫骨板支撑。F:术后7年的术后图像。由于主后内侧劈裂楔被解剖复位并被相应的支撑板固定,关节稳定性得到恢复;病人能够恢复他的职业和身体活动。
压碎的胫骨平台后外侧缘
压碎的胫骨后外侧平台边缘是一个分裂的楔形骨块,需要升高和支撑,因为它的高度很低,这最好通过水平应用的可重建板来实现,如 1/3 管状板,在一定的张力下应用,使板稳定碎裂的皮质骨并支撑它。它的作用就像一个桶箍,包含并支撑胫骨平台的外围。图 8 说明了胫骨平台边缘水平支撑的概念。
图8注:II型P型骨折,病变主要位于胫骨外侧平台边缘。A、B、C:位于胫骨平台后象限的胫骨缘凹陷视图。这种类型的损伤是受伤时胫骨相对于股骨的屈曲和前平移的结果,这是一种导致前交叉韧带潜在断裂的损伤机制。股外侧髁挤压后缘。如果这种骨折导致旋转不稳定,为了恢复稳定,必须抬高凹陷的胫骨边缘,用骨移植物填补干骺端的缺损,并用水平板支撑破碎的皮质,(D, E和F)。
单纯的凹陷性骨折(Ⅲ型)
III型受阻关节面最好从下方顶高,通常最好从关节的另一侧顶高,并通过皮质骨开窗口引入弯曲冲头。干骺端产生的间隙必须用骨移植物或骨替代物填充。如果使用竹筏螺钉来支撑抬高的关节碎片,则使用的螺钉必须灵活且治疗方式不能死板。应使用小型或微型皮质螺钉,因为它们更灵活。固定在板上的角稳定螺钉更硬,不应该用竹筏螺钉,因为它们会使软骨下层变僵硬可能导致上覆关节软骨的机械性软骨溶解。图 9 描绘了一个纯后外侧凹陷骨折形态。
图9注:III型P型骨折,胫骨平台边缘无损伤。A:骨折的解剖位置在关节面后外侧象限;B:胫骨平台的上后视图,显示边缘完好无损;C: III型P型骨折的侧位投影;D和E:通过胫骨近端干骺端区域的窗口插入骨夹,使凹陷关节面抬高。F:胫骨近端侧位视图,显示软骨下骨移植物的存在,以及应用于软骨下区域的两个筏形螺钉,以支撑关节面。G:胫骨平台上方视图,显示筏形螺钉的位置,支撑关节面抬高的骨软骨碎片。
在严重骨质减少的骨中,可能会出现大的凹陷,并且可能会损害超 过 50% 的髁承重表面。X 线片可能无法显示相关的皮质骨折,但如果 涉及 50% 或更多的胫骨髁的负重区域并且胫骨平台变宽,则皮质已经塌陷并且表现得像一个分裂的楔形,必须复位和稳定。
后外侧象限
后外侧边缘对膝关节不稳定的影响仍然是一个持续争论的问题。Sohn等人。评估了外侧和双髁胫骨平台骨折中后外侧骨折的发生率。在回顾了 190 名患者的图像后,作者发现 44.2% 的病例存在胫骨平台 后外侧骨折。这些作者指出,与后内侧移位相比,如果不复位,一些 后外侧骨折对关节稳定性和结果几乎没有影响。这些作者指出,与前交叉损伤相关的后外侧胫骨平台边缘骨折可能导致 旋转不稳定。关节不稳定的程度可能与胫骨外侧髁的大小、轮缘损伤 的程度、劈裂楔的大小以及韧带损伤的相关性成正比。
五、胫骨平台骨折的MR
胫骨平台骨折的预后受软组织损伤程度的影响。近年来 ,一些作者报道了 MRI 在胫骨平台骨折术前评估中的应用。计算机断层扫描的出现引入了冠状面,这彻底改变了对胫骨平台骨折的 理解,因为它允许清楚地显示冠状面上的骨折。我们相信 MRI 及其对所有相关软组织病 变的定义将大大提高对胫骨平台复杂损伤的理解和管理。在计划胫骨 平台骨折的治疗时,如果知道并了解损伤机制,就会有很大帮助。要 了解损伤机制,需要了解实际相关的软组织损伤。了解和理解软组织 在胫骨平台骨折治疗中的作用的需要凸显了除传统 CT 之外获得 MRI 的重要性,特别是在胫骨平台的高能量骨折脱位中。
Schatzker 一直强调 I、II 和 III 型主要是骨折,而 IV、V 和 VI 型主要是骨折脱位。新的 MRI 研究,尤其是 IV、V 和 VI 型的研究将帮助我们更详细地了解相关软组织损伤作为这些胫骨平 台骨折的一部分的重要性。我们主张 对可能发生相关韧带损伤的高能量胫骨平台骨折(IV、V 和 VI 型)常 规采用 MRI。MRI 与最终 CT 一样,应在初始骨科损伤控制后进行, 应用跨膝外固定器实现关节的临时稳定。传统上,CT 被认为是评估骨 损伤的金标准,而 MRI 则更适合评估软组织。
六、胫骨平台主要骨折模式
胫骨平台骨折治疗的决策需要全面了解损伤的个性,这与骨折模式软组织受损程度有关。胫骨平台骨折的最终固定应由本文中概述的原则来确定。。我们提出 了一种基于六种原则类型的算法,强调恢复胫骨边缘连续性是关节稳定 性的关键因素(图 10-15)。
图10注:I型侧向劈裂楔形胫骨平台骨折的变种。IA型是位于外侧副韧带前方的分裂,而IP型是位于胫骨平台边缘后外侧象限的楔形分裂。
图11注:II型-侧向劈裂楔形凹陷胫骨平台骨折变异性。计算机断层扫描显示了劈裂的楔子将胫骨缘一分为二的位置。IIA型,前外侧型,IIP型,后外侧型,II型A + P型,指向胫骨平台边缘的不稳定区域。
图12注:III型- p侧凹陷型胫骨平台骨折变型。观察到凹陷的区域可能主要位于前外侧象限或后外侧象限。干骺端窗口可进入关节凹陷。
图13注:单髁内侧胫骨平台骨折变化。这种高能骨折类型常与胫骨棘撕脱和韧带损伤有关。定位胫骨平台边缘的不稳定区域可以确定手术入路和适当的支撑技术。
图14注:V型双髁胫骨平台骨折可能有多种变化。最常见的表现之一是胫骨边缘在其前外侧和后内侧象限上的连续性。
图15注:VI型胫骨平台骨折与高能机制有关。可能有多种表现,看哪个象限被破坏了因此,胫骨边缘缺乏连续性。
参考文献
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