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1、1膝关节牵伸器矫治膝部屈曲挛缩畸形的评价作者：陈建文，秦泗河，焦绍锋，郑学建【摘要 】 目的通过对膝关节牵伸器矫治膝关节屈曲挛缩畸形及生物力学测评结果研究，论证该技术的安全性、临床疗效及治疗特点。 方法49 例患者(52 个膝) ，应用标准的牵伸器治疗，采用综合评定标准评价临床结果；5 例治疗前后膝部三维 CT 重建，观察关节结构的改变；检查 15 例治疗前后腘动脉的直径、血液流速及6 例小腿肌电图、神经传导，以观察牵伸对腘动脉及肢体神经的影响；对 3 例患者分别以 3 种不同的牵伸及测试方法，初步观测不同的牵伸过程中屈曲角度与膝后软组织受力变化。 结果52 个膝关节功能均有恢复，最终优良率为
2、 65%；5 例 CT 三维重建显示术后膝关节结构均较术前合理，关节面无破坏。统计结果显示牵伸过程对腘动脉没有明显的影响，可能对小腿神经有短暂的影响；3 例患者用 3 种不同的牵伸及测试方法，最后结果均不同，说明软组织受力情况与牵伸方法、患者年龄及屈膝畸形程度有关。 结论该治疗方法是安全的、合理的、有效的；膝后软组织受力受到多种因素的影响，因此牵伸速度应个体化，低负荷均匀的受力可能更有利于软组织的再生、相对更安全。 2【关键词】 膝关节牵伸器； 屈曲挛缩畸形； 软组织受力； 评定标准； 评价膝关节屈曲挛缩导致关节活动范围减少、下肢功能障碍1 ，传统的矫形手术易发生皮瓣坏死、血管、神经损伤等严重
3、并发症。用外固定装置逐渐牵伸矫治严重的膝关节屈曲挛缩，已取得了满意疗效2 ，但是既往仅限于临床上应用，未对该治疗方法进行论证性评价研究。作者于 2002 年 5 月2005 年 4 月，应用膝关节牵伸器矫治重度的膝关节屈曲挛缩畸形 49 例，对临床应用的安全性、实用性和结果进行了较系统的论证和初步的生物力学测评。1 资料与方法1.1 临床资料本组 49 例（52 个膝） ，其中男 33 例，女 16 例；年龄 3.5岁42 岁，平均 19.2 岁。病种：脊髓灰质炎后遗症 27 例，脊髓栓系综合征 5 例，先天性多发性关节挛缩症 6 例，先天性胫骨缺如 1例，先天性腓骨缺如 1 例，先天性翼蹼关
4、节 1 例，类风湿性关节炎1 例，小腿血管瘤肌挛缩 3 例，化脓性膝关节炎后遗症 1 例，肢体延长并发症 1 例，不明原因 2 例。其中双膝关节挛缩 3 例（均为先3天性多发性关节挛缩症） ，7 例既往做过屈膝松解或骨牵引术，术后畸形复发。35 例合并有较明显的屈髋、马蹄足等畸形， 3 例合并膝关节脱位和股骨下端发育畸形。49 例中，左侧 21 例，右侧 25 例，双侧 3 例。术前屈曲畸形角度 30142，平均 58.5028 。术前膝关节活动度(total arc of motion,TAM)15115 ，平均 68.8522.96 。术前下肢功能状态：跛行 4 例，一手压股行走 13 例
5、，扶单拐行走 16 例，扶双拐行走 13 例，蹲移及坐轮椅 3 例。1.2 牵伸治疗过程根据患者大腿、膝关节及小腿的最大周径和胫骨、股骨的长度，预先组装个体化的外固定牵伸器。将牵伸器的环套入肢体上，两侧的铰链中心对位膝关节大约的旋转中心，约位于股骨髁后皮质与髁间窝的交切点1 。在 X 线监视下，穿 1 枚1.5 2.0 mm 克氏针通过牵伸器两侧的绞链中心与膝关节的旋转中心；外固定器的钢环应与股骨、胫骨干相垂直，使肢体位于环的中心，以尽可能使股骨、胫骨干及膝关节与环形外固定器受力相一致。术后 57 d 待局部疼痛及肿胀反应明显减轻后，通过旋转双侧铰链远端的螺母，先使关节间隙牵开 5 10 mm
6、，以避免在矫正期间发生关节软骨的挤压及滑膜的嵌顿。然后旋转膝关节后方牵伸杆上的螺栓，牵张膝4后软组织使屈曲畸形得到矫正。牵伸速度一般为关节水平 1 mm/d（牵伸杆伸长 34 mm/d） ，通常以旋转牵伸杆上的螺母34 圈确定,每天分为 36 次为宜。牵伸天数最长 180 d，最短14 d，平均 46.5 d。牵伸过程中应根据患者的耐受程度及下肢的反应及时调整牵伸速度。牵伸结束时应当使畸形过分矫正使膝关节轻度过伸，然后保留牵伸架维持膝关节过伸 24 周再拆除，根据病情，配戴下肢伸直位矫形支具行走 1 个月以上，进行膝关节活动度训练，直到膝关节功能恢复满意为止。1.3 临床评价1.3.1 膝关节
7、功能评价标准（表 1）表 1 膝关节功能评价标准（略）注：4 分为很差；8 分为差；12 分为可；16 分为良；16 分为优。1.3.2 X 线测量摄取所有患者牵伸前、牵伸中及牵伸后的膝关节正侧位 X 线片，测量屈曲的角度、股骨胫骨的前弓畸形角度、观察关节的脱位5情况。膝关节屈曲角度=股骨轴线与胫骨轴线的交角-股骨和/或胫骨的前弓角。1.3.3 牵伸前后膝关节结构的变化随机选择 5 例患者，进行治疗前后的膝关节螺旋 CT 检查及三维重建，以观察膝关节结构的改变。1.3.4 牵伸对腘动脉及神经的影响(1)随机选择 15 例患者，利用超声多普勒检查牵伸前及结束后腘动脉的直径及血液流速，以初步认定牵
8、伸对腘动脉的影响。(2)随机选择 6 例患者，检查患肢术前及治疗结束后的小腿肌电图及神经传导、神经诱发，以观察牵伸对肢体神经的影响。1.4 牵伸下屈膝角度演变与膝后软组织受力分析利用自行设计的电子角度及受力测试仪（与中国中医研究院骨伤研究所生物力学实验室合作） ，分别安装于铰链及牵伸杆上，初步观测牵伸过程中的屈曲角度与膝后软组织的受力（图 1） 。随机选择 3 个病例，采用 3 种不同的牵伸及测试方法，但每天均旋转牵伸6螺栓 3 圈（6 个面/1 圈，1 mm/1 圈）为一个轮回，直到牵伸结束，全程记录膝关节被牵伸到不同的角度下膝后软组织的受力变化。具体测试方法为：（1） 1 次转够 3 圈，
9、每 3 h 测量 1 次角度及受力 ，测量时间为730；1030；1330；1630；1930；2230 ；（2 ）多次转够 3 圈，每 3 h 转 3 个面(1/2 圈) ，同时测量角度及转之前后的受力，时间安排为730；1030；1330；1630；1930；2230 ；（3 ）分次转够 3 圈，每 6 h 转 1 圈，同时测量角度及转之前后的受力，时间安排为 730；1330 ；1930。2 结果本组 49 例中 23 例屈膝畸形得到完全矫治，膝关节伸直达到0；基本被矫正的 24 例（残留的屈膝畸形15） ；2 例矫正不满意。38 例（40 个关节）有完整的随访记录，随访时间 3 个月3
10、年，平均 6.8 个月，治疗结果 (表 2) ，优良率 65%。表 2 38 例（40 个关节）矫治前、矫治后及随访时膝关节功能评价（略）图 1 在膝关节牵伸器上安装自行设计的电子角度及受力测试7仪（略）术前术后膝关节屈曲角度的 X 线测量统计：术前平均膝关节屈曲 58.5021.28，术后平均膝关节屈曲角度 4.124.61，术前术后比较 t=18.141，P=0.000 两者具有显著性差异。关节活动度手术前平均 68.8522.96，牵伸治疗结束后平均 50.2921.20，牵伸后较手术前有所减少，但通过治疗结束后的关节功能训练，多数能得到较好的恢复，平均 65.0019.70（表 3）
11、，三者比较统计学处理结果见表 4。表 3 手术前、治疗结束时及康复训练后膝关节活动度（略）表 4 手术前、治疗结束时及康复训练后膝关节活动度比较统计学结果（略）5 例患者的术前术后螺旋 CT 三维重建，术前呈屈膝、半脱位或伴旋转状态，髌韧带紧张、髌股关节顺位不良，关节间隙较窄；术后膝关节结构均较术前合理，关节间隙正常,关节面无破坏及塌陷，但有明显骨质疏松表现。15 例患肢手术前腘动脉血液最大流速平均为 45.4716.80 8cm/s，矫正结束后最大流速平均为 51.3315.86 cm/s，两者比较t=-1.453，=0.168 无显著性差异。手术前腘动脉管径平均0.480.10 cm，矫正
12、结束后腘动脉管径平均 0.490.11 cm，两者比较 t=-0.936，=0.365 无显著性差异（表 5） 。6 例患肢术前及治疗结束后的神经传导检查，胫神经运动潜伏期明显延长者仅 1 例，传导速度减慢者两例，但患者均无明显神经麻痹的自觉症状。表 5 牵伸治疗前后腘动脉管径与血液最大流速的统计学结果（略） 3 例患者分别 3 种不同的牵伸方法，例 1 采用第 1 种测试方法测试了 18 d，结果显示随着牵伸屈曲角度逐渐减少，软组织所受到的牵伸力呈递减趋势(图 2a)；相关性检验，屈曲角度与软组织受力两者有相关性，P0.01。例 2 采用第 2 种测试方法，有 25 d 完整的测试记录，角度
13、与软组织受力情况见(图 2b、2c） ；比较旋转牵伸螺栓前后的软组织受力，t=-2.122 ，P=0.035 两者具有显著性差异，软组织受力旋转牵伸螺栓后的大于旋转牵伸螺栓前的（表 6） ；软组织受力与角度变化相关性检验，两者无相关性。例 3 采用第 3种测试方法，有 16 d 完整的测试记录，角度与软组织受力情况见(图 2d、2e)；比较旋转牵伸螺栓前后的软组织受力，t=0.086，P=0.932 两者无显著性差异（表 6） ；屈曲角度与软组织9受力相关性检验 P0.01，两者有相关性。统计学处理采用 SPSS 12.0 软件包。表 6 旋转牵伸螺栓前后的软组织受力的统计学结果（略）3 讨论
14、3.1 一般技术及原理Ilizarov 技术及原理矫治关节挛缩及畸形，显示出比传统的治疗方法具有更多的优越性3 。经皮穿针在膝关节上下安装外固定牵伸器，通过缓慢、逐渐的机械牵伸，使得膝关节屈曲畸形得到逐渐的矫正。这种牵伸不是简单地使得软组织弹性伸长，而是受到牵拉的肌肉、神经、血管和皮肤，发生细胞分裂而再生性延展。新生的肌肉、肌腱、筋膜，可以预防对关节慢性屈曲挛缩快速伸展时，并发组织及肢体坏死4 。3.2 疗效评定及临床结果分析目前有关 Ilizarov 技术矫治膝关节屈曲挛缩畸形的疗效评定尚无一个统一的标准，Herzenberg 等1根据屈曲挛缩最终矫正的程度分为：优，05；良，615；可，
15、1629；差，1030。在其治疗的 10 个病例 14 个膝关节中，结果为优的有 3 个膝关节，6 个良，2 个可，差的有 3 个膝。Huang2不仅考虑了屈膝矫正的程度，同时也将关节的活动度及并发症作为治疗结果评定的指标：优：为残留畸形5，关节活动度与对侧正常关节比较相差10，没有并发症；良：为残留畸形15，关节活动度与治疗前比较没有差异或更好，仅有轻微的并发症不影响治疗结果；可：残留畸形30，关节活动度明显减少，有严重的并发症需再次较复杂的手术，或有永久的后遗症。其治疗了 10 例患者，仅 1 例烧伤屈膝挛缩病例最终结果为优。作者采用评分的方法（表 1） ，比较客观地对治疗前后及随访时膝关节功能进行评价。没有将并发症列入评分项，是因为本组病例在治疗过程中均未并发严重的并发症，而其他的一些并发症在列表的评分项中已有所体现。治疗结束评定和随访时结果显示膝关节功能明显优于矫治前（表 2） ，最终治疗的优良率为 65%。图 2a 例 1 采用第 1 种测试方法（略）图 2b 例 2 采用第 2 种测试方法（略）11图 2c 例 2 采用第 2 种测试方法（略）图 2d 例 3 采用第 3 种测试方法（略）图 2e 例 3 采用第 3 种测试方法（略）注：图中测量数值表示，屈膝角度为实测度数(单位：)，膝后受力为 10
