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全膝关节置换术中屈曲挛缩的处理

Published at: 2015年第1卷第S1期

Paul等
关键词:

《膝关节置换工具书—全膝关节置换与翻修技术》第五章

许多需要行全膝关节置换术治疗的患者都有一定程度的屈曲挛缩,它在术中是能被完全矫正的。但是当术前挛缩超过20°,屈曲畸形将变得固定并需要进行特殊手术处理。这一章节将讨论这些患者。

屈曲畸形往往是由于骨块和/或软组织挛缩造成的(图5-1)。退行性关节疾病中增生的骨赘或者继发于创伤后形成的骨块常发生在胫骨前方和股骨后髁。这些骨赘或骨块紧邻髁间窝,或使后方关节囊紧张挛缩,从而阻止膝关节的完全伸直。这些骨性畸形可能逐渐进展,并进一步继发于后关节囊和侧副韧带等软组织的挛缩。

软组织挛缩发生于有长期畸形存在的患者,包括炎性关节炎、功能受限、血友病和神经肌肉性病变等。软组织挛缩可以是静止的或进展的,能导致后方关节囊、侧副韧带和腘绳肌的紧张性增加。一旦屈曲畸形超过50°,侧副韧带将难免受累。

膝关节屈曲是对炎症、感染、或任何导致关节肿胀和增加关节内压力的一种反应。研究表明,膝关节的关节内压力在30°~45°的屈曲过程中逐渐增加。

固定的屈曲挛缩导致患者行动能力下降,速度减慢,能量消耗增加。Perry和同事测量发现,当双膝屈曲挛缩达30°时,让股四头肌按给定的速度移动将增加50%的工作负荷。临近的关节也会承受不正常的姿势所带来的能量需求的增加以及相应耐力的下降。当萎缩或瘫痪导致肌无力,患者将加重残疾程度并失去活动的能力。

长期的屈曲姿势最终将导致后关节囊和部分侧副韧带的紧张。这些结构正常情况下有助于防止膝关节的过伸,并且在膝关节伸直时它们的长度完全伸展。屈曲挛缩时,侧副韧带和后关节囊短缩,从而阻碍了膝关节完全伸直。后交叉韧带导致持续的屈曲挛缩是容易理解的,因为它在屈曲时被拉长。

关节囊和部分侧副韧带等软组织的短缩使得全膝关节置换时很难获得韧带的平衡。我们在手术中会试着在股骨和胫骨之间获得相等的屈曲间隙和伸直间隙(图5-2),这被称之为屈伸平衡间隙。在通常的膝关节置换术中,我们常使用“测量截骨法”(即从股骨和胫骨上去除的骨量应该与被置换的关节假体的尺寸相同)。当截骨完成后,屈曲间隙和伸直间隙应该相等。长期存在屈曲挛缩的患者往往有一个正常的屈曲间隙和狭窄的伸直间隙。这种屈伸间隙的不平衡可以通过松解挛缩的软组织和/或加截股骨远端,增加伸直间隙来纠正。股骨远端截骨量越多,关节线就越向股骨近端上移,这就改变了膝关节的运动力学和髌股关节的接触点。股骨远端多截几毫米在有些情况下是必须的,但关节外科医生更喜欢通过松解挛缩软组织的方法达到屈伸间隙的平衡。

图5-1 (A) 类风湿关节炎患者,软组织挛缩导致屈曲畸形;(B) X线示骨关节炎患者,严重屈曲挛缩阻碍膝关节完全伸直

图5-2 (A)股骨和胫骨的关节间隙应该是矩形的,并且屈曲和伸直间隙应该是相等的;(B)长期屈曲挛缩的患者,伸直间隙变得过紧

除屈曲挛缩以外,伸膝装置和前关节囊也存在减弱情况。尽管这不会给手术造成困难,但是可能会引起持续的伸膝迟滞和一定程度持续的股四头肌减弱,并在术后可能会减弱患者维持膝关节完全伸直的能力。弄清楚导致持续伸膝迟滞的潜在原因很重要,因为只有这样,膝关节才能从现在的畸形状态得到改善。

1 术前评估

所有患者都要进行术前评估,包括病史、既往功能情况和体格检查等。由于屈曲挛缩膝关节的姿态异常,标准的前后站立位X线可能会引起误导。这种挛缩将会相应地改变剩余的关节间隙,因为X线束可能不会平行于关节线,从而导致关节间隙消失(图5-3)。此外当X线束照射时如果存在膝关节外翻,则会相应地误导下肢力线的判断。所以,我们应该注意,要让X线平行于胫骨平台表面投射并处在一个真正的前后位。另外,力线和关节间隙的偏差将会因X线束视差而增加放大,导致模板测量的不准确。这些差别都应该在术前计划时被发现。

术前精确的前后位X线片非常重要,因为切线位X线片会造成关节间隙消失的表象而导致误判,并可能进一步导致患者被建议需要进行关节置换术。如果存在关节间隙,主要的畸形是由软组织挛缩引起的,那么这个膝关节可能只要进行单独的软组织松解就可以了。这对于静止的幼年型类风湿关节炎或保留了关节表面软骨的固定性挛缩特别重要。

有些外科医生认为术前石膏技术能够减少挛缩。这能让手术步骤更简单从而避免了术后皮肤和神经的并发症。如果挛缩是近期发生的,且在最大程度伸直膝关节时有弹性固定,则表明有可能改善膝关节伸直的情况,那么在术前反复用石膏矫正来减少挛缩可能有一定作用。

图5-3 存在固定屈曲挛缩的患者

(A)前后位X线片上明显消失的关节间隙;(B) X线平行于关节表面透射时显示出仍有较好的关节间隙。

术前石膏技术首先要在麻醉下进行膝关节的手法松解,并在伸直位石膏固定。石膏固定时必须非常小心,应该用垫料填塞在髌骨、跟腱和大腿后方。必须尽量避免压疮的产生。

在Convrey及同事的一项研究中,23位患者的46例膝关节用石膏技术治疗,平均的矫正率为60%。该研究进行了平均41个月的随访,发现患者总的趋势是屈曲畸形的复发。但畸形在原来的基础上平均纠正了5°~11°。矫正程度的取得似乎并未受到关节破坏严重程度、矫正前的畸形程度或者步态的直接影响。使用石膏技术,膝关节的总屈曲度并没有改变。总的来说,膝关节的功能情况取决于畸形的程度。该研究也坦承在进行回顾性分析时很困难,因为存在多种不受控制的影响因素。

许多石膏技术已被广泛介绍。这些技术包括:(1)麻醉下连续石膏固定;(2)在足、前胫骨和膝关节的前方长距离开窗,随后在足跟和小腿后方放置厚的、软的垫料;(3)用螺套填充剂进行铰链;(4)牵引。大部分技术被广泛介绍但并没有科学依据。它们可能合适也可能不合适关节成形术。

很少有关于关节置换术之前使用石膏技术治疗屈曲挛缩的介绍。需要使用石膏技术的患者数量相对来说比较少,在各种不同疾病过程中伴随着程度不同的关节破坏,所以从这个方面考虑很难作出确定的推荐。但是,我们倾向于对挛缩时间比较短的年轻患者使用石膏技术,对于固定畸形和严重关节破坏的老年患者则不使用。

2 外科技术

标准的全膝关节置换术开始于“测量截骨法”,这种方法要求截骨量与假体的尺寸一致。一般来说,术野暴露并不困难,因为这些膝关节都有良好的屈曲功能。当完成测量截骨后,仔细把骨赘从膝关节的各个部分去除。我们用弯曲的骨刀和刮匙仔细去除股骨后髁和胫骨平台周边的骨赘(图5-4),再评估膝关节的的屈曲间隙和伸直间隙。由于畸形的程度、固定的刚度和患者年龄的不同,操作存在非常大的差异。为了平衡屈伸间隙,软组织平衡在手术不同阶段都要进行,并在手术每一步完成后再度检查伸直间隙。首先,利用骨膜剥离器将关节囊从股骨后方松解剥开(图5-5)。把前后交叉韧带在股骨髁间窝的附着点切除(图5-6),并将附着在股骨后方的关节囊软组织从股骨后方切开(图5-7)。再次测量伸直间隙,如果需要进行更多的松解则向更近端切开,将腓肠肌起点从股骨进行松解。再次测量伸直间隙,如果还需要进行更多的松解,我们将靠近内侧副韧带和外侧副韧带后方的内角和外角仔细切开,但我们要避免切除侧副韧带的附着点。当切开了包括后关节囊、腓肠肌起点、后角以及侧副韧带的后方,如果伸直间隙仍然很紧,我们将在股骨远端截除更多的骨量。股骨远端的追加截骨应该放在最后,因为这将导致关节线上移,从而极大地影响关节生物力学。

图5-4 股骨后髁的骨赘必须去除,以防后关节囊紧张导致的持续存在的屈曲挛缩

图5-5 后方关节囊变得紧缩,需要将其从股骨上松解

图5-6 当存在较严重的固定性屈曲畸形时,十字交叉韧带通常需要切除

图5-7 在严重的固定性畸形时,腓肠肌起始点也将需要松解

切开关节后方的软组织和适度上移关节线将矫正绝大部分畸形和屈伸间隙不等的问题。如果关节的伸直间隙仍然太紧或屈曲间隙太松,可以选择使用限制性垫片的假体来保护膝关节,避免其不稳定和半脱位,比如全髁假体Ⅲ型。屈曲挛缩无法完全矫正通常发生在极度残疾的患者,他们在术前有严重的多关节畸形并且术后将不能获得正常的活动能力。因此,这算不上一个重要的功能缺陷。

手术结束时我们喜欢矫正几乎所有的畸形。当屈曲挛缩程度较小时,我们期待膝关节能完全伸直。当屈曲挛缩超过70°时,手术时可能会残留轻度的屈曲畸形。总之,我们的工作就是在手术结束时避免残留屈曲挛缩。

3 术后管理

初始的畸形程度影响着术后管理。对于畸形程度轻的病例,患者前方关节囊不会被过度牵张,被拉长的股四头肌也会在合适的肌张力范围内,因此仅需要常规护理和管理即可。另一方面,对于较严重的术前畸形,前方关节囊将会被牵拉,股四头肌会被拉长,将会出现持久的伸膝迟滞并随之出现畸形复发的趋势。这些患者术后应该在完全伸直的情况下予以石膏固定。石膏固定的时间将取决于畸形程度。畸形越严重,术后石膏固定的时间越久。一般来说术后石膏固定的时间为3~28 d。

由于伸膝迟滞和肌无力,患者倾向于采取屈曲位置。为了预防僵硬和畸形复发,理疗必须强调让患者每天都能够被动地完全伸直。患者在达到完全伸直前,这一过程可能需要几个月。出院后,应该详细教导患者如何达到被动的完全伸直。一旦患者的屈曲挛缩出现复发,手法推拿治疗应在最开始的几周内进行。少数情况下,还需要再度的手法推拿治疗。但不要让再发的畸形变成固定畸形,这一点非常重要。患者应该让膝关节一直维持在术中矫正的程度。

总之,这种类型的患者完成屈曲运动相对容易,所以如何维持膝关节的完全伸直是我们更应关注的地方。

4 并发症

在全膝关节置换术中松解固定屈曲挛缩有很大的风险,而且这种风险随着畸形严重程度的增加而增加。最严重的风险就是神经和血管损伤。当我们意识到膝关节可能会出现屈曲,则要容许部分的术前畸形再次发生。Clayton报道了20位患有类风湿关节炎并伴有严重的术前屈曲挛缩的患者,2例发生了腓神经麻痹。其他的软组织问题包括伤口愈合较差、畸形复发、韧带不稳、屈曲时过度松弛。后方半脱位的可能性在屈曲不稳定,它是一个力学问题,应该在术中发现并用合适的截骨或假体选择来纠正。如果屈伸间隙不平衡无法解决,则应该选择全髁假体Ⅲ型来防止半脱位。

5 结果

Firestone及同事对51例屈曲挛缩超过20°的膝关节进行了全膝关节置换术,并评估了手术疗效。他们选择使用后交叉韧带保留型假体。在关节置换术完成时,测量残留的屈曲挛缩为3.1°,术后3个月测量时屈曲挛缩为10.1°,术后2年测量时屈曲挛缩为7°。在术后55个月后,骨关节炎组患者屈曲挛缩从25.5°改善到3.6°,而类风湿关节炎组从28.7°改善到8.6°;骨关节炎组平均KSS评分为89分,而类风湿关节炎组为81分。膝关节在关节置换术完成时如果残留越严重的屈曲挛缩,在随访中残留的屈曲挛缩也越大。

有些研究者认为手术时没有必要完全矫正屈曲挛缩。McPhearson及同事对29例术前屈曲挛缩不超过30°,挛缩程度相对较轻的患者进行了研究,但是在随后的关节置换术中屈曲挛缩并没有矫正到正常。他们注意到,屈曲挛缩的平均值从术后即刻测得的10°到术后24个月时变为了1°。这似乎表明,术中完全矫正对于小于30°的轻度挛缩患者来说似乎不是必须的。

Tanzer和Miller也得到了类似的研究结果。他们的研究包括了35例膝关节术前屈曲挛缩小于30°的患者。所有的患者在术后即刻残留15°的屈曲挛缩。在随访中,他们最终残留的屈曲挛缩平均为2.9°。他们认为对于轻度的固定型屈曲挛缩没有必要在手术时完全矫正,而且术中将股骨远端进行过多的截骨是没有指征的。但是应该强调的是,这些报道都是相对轻度挛缩而言,对于严重的挛缩可能并不合适。

6 总结

在全膝关节置换术中,与术前屈曲挛缩相关的困难随着畸形程度的增加而增加。总的来说,通过去除骨赘和松解后方的关节囊来改善挛缩,畸形越小,切开越少。广泛而固定的畸形需要对膝关节后方和侧方进行广泛的软组织松解,而关节线的上移将增加股骨远端的截骨。术后患者应该得到较好的护理从而使他们的畸形不会复发。如果需要,石膏固定和手法推拿能够完成这一目标。最严重的并发症是神经和血管,因此必须在术后进行评估。

由于极大地限制了活动和行走,屈曲挛缩的患者术前功能很差。因此,他们的膝关节一旦接受了成功的关节置换术,在术后能够完全伸直,他们将是最感激我们的患者之一。

参考文献:略

译者:

汪龙,中南大学湘雅医院,骨科,医师,医学博士

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