小兒習慣性髕骨脫位早期復合軟組織矯正對髕股關節發育的影響

武恒敏, 王震宇, 孫學斌

(1新疆醫科大學第一附屬醫院康復醫學科， 烏魯木齊 830054； 2陸軍醫科大學西南醫院運動醫學中心， 重慶 400038；3新疆醫科大學第一附屬醫院骨科， 烏魯木齊 830054)

髕骨關節不穩定是當今常見病及多發病，其發病因素與髕股關節骨性結構(關節形態及下肢力線)以及軟組織平衡(靜力與動力裝置)等解剖結構存在很大的關系[1]。股骨滑車的深度及兩側滑坡的角度在抑制非平衡力所致的髕骨脫位及髕骨半脫位起重要作用。據相關文獻報道，早期良好的髕骨運動軌跡對促進滑車溝的發育起重要的作用。在小兒習慣性髕骨脫位中，若早期積極恢復髕骨運動軌跡，可明顯改善后期髕股關節形態，糾正髕股關節骨性結構異常，避免成年后因髕骨運動軌跡異常導致的髕股關節嚴重畸形[2]。本文通過對比習慣性髕骨脫位患兒術前髕骨及股骨滑車CT的資料，驗證患兒術前髕骨與滑車發育是否具有相關性以及術前及術后1 a二者各項指標是否具有差異性，并探討在習慣性髕骨脫位的患兒中，髕骨與滑車發育時期的關聯性以及早期行髕骨復位對髕股關節發育影響的必要性。

1 資料與方法

1.1臨床資料新疆醫科大學第一附屬醫院2015年10月-2016年10月診斷為習慣性髕骨脫位的患兒7例，年齡均處于或小于生長高峰期(骨骺未閉)， 其中男性1例，女性6例 ，平均年齡為(6±2.2)歲,患兒入院后均行X光(患膝正側位，雙下肢全長片)及膝關節CT三維重建檢查，并根據髕骨運動軌跡及病史確診為習慣性髕骨脫位?；純旱闹饕Y狀為屈曲膝關節時，隨著屈膝角度增大，髕骨逐漸脫出，于較大的屈曲角度時髕骨完全脫出，伸膝時接近復位。納入標準：(1)診斷為習慣性髕骨脫位的患兒；(2)患兒骨骺均未閉合,處于生長發育期之前或正處于生長高峰期；(3)患兒患肢既往未有骨折，韌帶重建與膝關節相關手術；(4)不伴有先天性多韌帶松弛等情況；排除標準：(1)患兒處于生長發育低速期或骨骺接近閉合；(2)既往有膝關節外傷及手術史；(3)伴有先天性多韌帶松弛等情況。

1.2方法患兒術前在我院行X片、雙下肢全長片及雙膝CT三維重建(CT檢查體位為膝伸直位)(圖1a)，患兒家屬簽署相應知情同意書，行手術治療。手術方法主要為近端重排以及遠端重排，以此通過軟組織矯正達到髕骨復位的目的。術中患者取屈髖45°、屈膝90°仰臥位，在髕骨正中取7～15 cm切口，暴露髕骨，根據外側軟組織緊張程度行近端重排，近端重排包括外側軟組織廣泛松解，松解范圍包括髂脛束、髕股外側支持帶以及股外側肌腱以及部分股中間肌腱，將外側軟組織沿肌腱走形順行游離松解，股中間肌腱部分橫斷，后將部分關節囊松解并重疊縫合于髕骨內側1/2處(內側重疊縫合)；遠端重排主要為髕韌帶轉位，首先充分游離出髕腱范圍，再將外側1/2髕腱自脛骨結節處游離，十字交叉于剩余的內側1/2髕腱內下方，并切開脛骨結節內側骨膜，將游離出的外側1/2髕腱固定于此處(可利用錨釘縫合固定)，并將此處骨膜緊密覆蓋縫合于髕腱上。術后屈曲膝關節，確保髕骨再無脫出，縫合切口并支具固定[3]。術后及時行X片及雙膝CT三維重建，并積極隨訪患者1 a，1 a后再次行患膝X片及CT三維重建(圖1b)，對比觀察患者術前及術1 a髕股關節各項指標改變情況。

1.3觀察方法及指標患兒術前及術后1 a膝關節CT三維重建冠狀位圖層，找出其滑車最為清晰圖層并在圖層數標記相應點，測量標記點之間的距離及比值：滑車深度(點E到點C、點D連線的距離)、內外側滑車匹配(線段ED/線段CE) 滑車角度(∠CED)(圖2a)；髕骨內外側面比例(線段IH/線段GH)髕骨內外側面所成角度(∠GHI)(圖2b) ；髕骨-滑車適配角(線段LH為股骨滑車最低點與髕骨關節面最低點的連線；線段HM為∠JNK的角平分線；適配角：∠LNM)(圖2)。

a： 患兒膝關節患側術前 b: 術后1 a

2 結果

術后滑車深度、髕骨內外側面比例高于術前，而內外側滑車匹配、滑車角度、髕骨內外側面比例、髕骨內外側面所成角度、髕骨滑車適配角低于術前，差異有統計學意義(P<0.05)，術后滑車深度、髕骨內外側面比例較術前增大，術后內外側滑車匹配、髕骨內外側面比例以及滑車角度、髕骨內外側面所成角度、髕骨滑車適配角度與術前比較差異有統計學意義(P<0.05)。術前患者內外側滑車匹配比與髕骨內外側面所成角度呈正相關性(r=0.83,P=0.020)。提示內外側滑車匹配值越大，其髕骨內外側面所成角度越大(越平坦)，同時也間接提示其外側髁發育越差，髕骨內外側關節面角度也發育不良，見表1。

a: 滑車角度的測量 b: 髕骨內外側面比例的計算 c: 髕骨-滑車適配角的測量

表1 術前、術后1 a各項觀察指標對比

3 討論

習慣性髕骨脫位多為先天性膝發育缺陷引起的繼發病損，多由于骨性結構以及軟組織結構異常引起。其骨性結構包括：下肢力線發育異常(膝外翻)，關節旋轉畸形(股骨過度前傾，脛骨過度外旋)，脛骨結節外偏，髕骨、股骨滑車形態異常及低位髕骨；在軟組織層面上可包括股四頭肌攣縮(攣縮范圍可涉及股直肌、股中間肌、股外側肌)，髕骨外側組織攣縮(可累及髂脛束、外側支持帶、股外側肌肌腱)以及股內側肌松弛，以上因素使髕骨內外側受力不平衡，從而引起髕骨脫位[4]。在習慣性髕骨脫位成年患者中，其骨骺已經閉合，因髕骨常年處于異?；顒拥臓顟B，膝關節骨性結構發育異常，髖踝關節因代償往往也存在一定畸形，此時行手術治療通常只是單一解決脫位問題，并非完美恢復膝關節正常骨性及肌性穩定性，而且該類患者術前大都存在髕股關節的軟骨損傷，復位術后又須經過一個長期的適應磨合過程，不可避免地會遺留一些并發癥。較為常見的有關節屈伸受限、脫位復發，更有甚者因髕股外側支持帶松解過度，可導致伸膝肌力減弱及髕骨內側脫位等[5]。若過于激進地糾正患者骨性結構與軟組織結構，勢必會增加手術創面，加大手術難度及風險，術后也存在更多的并發癥。對于早期習慣性髕骨脫位的患者而言，雖然其存在骨性結構發育異常的基礎，但因患兒骨骺未閉，膝關節骨性結構存在一定發育潛力，實施相應骨性結構矯正勢必會影響患兒下肢發育，若在膝關節發育時期及時糾正異常髕股對位，可在一定情況下重塑髕股對位關系，再次為髕股關節提供良好的發育環境，以此降低髕股關節畸形程度及長期脫位帶來的軟骨損傷。

正常情況下髕骨在伸膝位置時處于髕骨關節外上方，在膝關節完全伸直時，髕骨和股骨滑車僅靠軟組織相連維持其穩定性。從髕骨運動軌跡整體趨勢來看，隨著屈膝角度不斷增大，髕骨逐漸向遠端和內側移動[6-7]，在膝關節屈曲過程中，髕骨內側肌性穩定結構逐漸減小，Victor等[8]發現，在屈曲膝關節過程當中內側髕骨股骨韌帶長度并非完全等長，在0°～60°時變化緩慢，超過60°后其迅速縮短。張力層面上，Schottle等[9]發現內側支持帶(MPFL)在屈曲0°～20°時張力最大，此后張力逐漸減小并趨于穩定。Sanfridsson等[10]發現隨著屈曲角度的增大，膝關節脛骨逐漸發生內旋，在屈曲角度0°～24°時內旋角度較大且較規律，24°～40°時內旋角度較小且較不規律[10]。所以在屈曲過程中，髕骨內側肌性穩定結構對髕骨的約束力逐漸減弱，而骨性結構如股骨滑車、脛骨內旋等對髕骨關節穩定性逐漸代償了肌性穩定結構的缺失，極大限制了髕骨向外脫位的趨勢，這些都是有利于髕骨關節穩定的因素[11]。在習慣性髕骨脫位的患者中滑車溝深度及內側髁發育明顯異常，不同程度地出現了股骨前傾或脛骨外旋，所以在膝關節屈曲過程中，降低了骨性結構對肌性結構的代償作用，或多或少均伴有低位髕骨，該癥狀導致了髕骨在屈曲過程中過早脫離滑車對髕骨的約束，間接削弱了骨性結構的代償，導致其髕骨在屈膝一定角度時脫出。

骨骼發育是一個非常復雜的過程，研究發現生物力學刺激是影響骨骼生長發育及塑形的主要因素之一，股骨滑車和髕骨的發育成型同時受到遺傳因素和兩者之間互為生物力學刺激因素的影響，生物力學刺激可以誘導股骨滑車及髕骨生成更多的關節軟骨并刺激誘導股骨滑車和髕骨的正常發育和塑形。因此，髕骨對股骨滑車的正常應力性刺激對股骨滑車和髕骨的后天發育具有重要的作用[12-14]。本研究顯示患者術前髕骨內外側滑車匹配比與髕骨內外側面所成角度存在正相關，在骨骺未閉患兒中，其骨性結構形態重塑能力強，具有極大的糾正關節骨性畸形潛力。

在滑車層面，Biedert等[15]認為，髕骨脫位患者股骨外側髁高度與正常人群雖然沒有明顯差異，而股骨滑車和股骨內側髁高度高于正常人群，其內外側滑車比值明顯增大，相對該現象也直接影響到髕骨形態發育，使髕骨在進入滑車中產生了極大的不穩定因素，在本研究中，術后半年可見滑車深度由(2.12±0.09)cm提升至(2.49±0.17)cm，而內外側滑車匹配由(0.74±0.02)降低至(0.71±0.02)，滑車角度由(155.90±5.55)°降至(143.69±5.11)°，在髕骨復位后由于髕骨及滑車生物力學相互作用，其滑車深度明顯增加，內外側滑車的匹配比例降低，提示其內側髁的高度相對于外側髁高度有所降低，同時滑車角度也有原先的“平坦”轉變為“凹陷”，在具有生長發育潛能的前提下，髕骨復位后，髕骨運動軌跡得到了糾正，其滑車在生物力學作用下重新塑形，使滑車形態趨于正常，Amis等[16]認為，股骨滑車發育不良會明顯降低髕骨外側穩定性，而加深發育不良的股骨滑車溝可明顯改善髕骨外側穩定性，本研究結果與其相符。

髕骨在膝關節伸直膝過程中起到了杠桿作用[17]，在形態分為三類，復發性髕骨脫位的患者其形態多為Ⅱ型，對于嚴重滑車不良的患者其形態可表現為Ⅲ型。所以滑車發育異常其勢必影響髕骨發育，二者互為影響，正常的膝關節髕骨外側與內側關節面比例近似為1∶1，與滑車相接近，良好的髕骨滑車對位關系可保證髕骨正常運動軌跡及膝關節正常的伸屈活動度。術前患者膝關節在屈曲活動中，髕骨始終處于異?；顒臃秶?，使得髕骨大小及內外側關節面均出現異常，術后積極糾正髕骨與滑車對位關系，本組患者髕骨內外側面比例由(0.45±0.02)高到(0.49±0.01)，相應髕骨關節所成角度由(133.00±3.06)°降低至(125.50±3.55)°，由原來的“平坦”變得更加“尖聳”，與滑車改變相互契合，因此術后髕骨由原來的外側脫位糾正到正常解剖關系，其髕骨滑車適配角也得到了相應的糾正，在生物力學的影響下，髕骨與滑車兩者互為作用，重塑后形態將趨于正常。

綜上所述，在早期通過復合軟組織手術，糾正髕骨及滑車對位關系可適當重塑髕骨及滑車異常形態，但隨著年齡的增加，骨骺逐漸閉合，極大地降低了髕股關節塑形能力，呂學敏等[3]發現，年齡<8歲組患兒手術前后股骨滑車角有明顯改變，股骨滑車窩明顯減小，髕骨股骨更為適應，但髕股關節再塑形能力隨著年齡增長逐漸減小。早期及時有效的手術干預措施糾正患兒髕骨異?；顒榆壽E，可極大地重塑髕股關節契合度。但該手術存在一定風險，因患兒均骨骺未閉，在骨性畸形方面采取保守措施，但往往通過復合軟組織矯形來恢復髕骨運動軌跡，手術本身改變患者膝關節原有解剖構，同樣也會對患者伸膝肌力造成影響，若手術一旦失敗，則后期翻修難度極大，需等待患者骨骺閉合行骨畸形矯正。