胫骨平台后方骨折的形态学研究及其治疗进展
黄 强 高仕长
重庆医科大学附属第一医院骨科,重庆 400016
[摘要]胫骨平台后方骨折是一种比较特殊的胫骨平台骨折类型,也是创伤骨科治疗难点和热点之一。本文回顾有关该类型骨折的损伤机制、分型、形态学特点、手术入路以及固定方式的文献,进行归纳分析,得出以下结论:①膝关节屈曲位时受到轴向、内翻或外翻暴力常常是引起胫骨平台后方骨折的原因;②胫骨平台后方骨折是一种接近冠状面的垂直骨折模式,后方支撑钢板在保证生物力学稳定方面可能效果更好;③而手术入路和固定方式的选择,取决于具体的骨折形态学特点、手术入路自身优缺点等多种因素。因此,准确认识胫骨平台后方骨折的损伤机制、形态学特点及手术入路等,有助于临床治疗方案的科学选择。
[关键词]胫骨平台后方骨折;损伤机制;形态学;治疗
胫骨平台骨折约占所有骨折的1.00%[1],但其中累及到平台后方的比例达到了28.80%~70.70%,由于其严重性和特殊性,得到了越来越多的临床骨科医生的关注[2-4]。随着罗从风等[5]“三柱理论”的提出,将胫骨平台分为内侧柱、外侧住和后柱,强调了胫骨平台后柱骨折的重要性。为进一步提高对该类损伤的认识,本文就胫骨平台后方骨折的损伤机制、分型、形态学特点、手术入路以及固定方式等做一综述,为其治疗提供参考。
1 损伤机制
胫骨平台骨折的损伤机制主要包括两个因素:一是受伤时膝关节所处的位置,即股骨与胫骨的相对位置(膝关节伸直位、屈曲位、过伸位);二是外力的方向(外翻、内翻、轴向)。而平台后方的骨折往往是在膝关节处于屈曲位时受到了轴向、内翻或外翻暴力引起的[6-8]。准确分析损伤机制,有助于理解骨折的形态学特点,提高复位的效率。
1.1 屈膝外翻损伤
当暴力较小时,则表现为胫骨平台的后外骨折,此时骨折的塌陷位于后外侧平台,即Schatzker分型中的Ⅲ型骨折[9],若暴力进一步增大,可累及整个外侧平台。
1.2 屈膝内翻损伤
当暴力较小时,表现为后内侧骨折;若暴力进一步增大,则表现为整个内侧平台骨折。
1.3 屈膝轴向损伤
常表现为胫骨平台后内侧、后外侧冠状面上的骨折。值得一提的是,平台后外侧柱软骨下骨密度相对较低,且有腓骨头支撑这一区域,因此,后外侧柱易发生塌陷性骨折,而不是劈裂骨折;而当应力作用于后内侧平台时,由于其骨密度较高,这一区域易发生劈裂骨折[7,10]
2 分型
胫骨平台骨折的形态复杂多变,分型方法也众多。既往比较经典的有基于X线的Schatzker分型[9]以及AO/OTA分型[11]。其中Schatzker分型中的Ⅰ~Ⅲ型骨折分别表示外侧平台的单纯劈裂、劈裂合并塌陷,以及单纯中央塌陷骨折,这一类骨折大多由低能量损伤造成,而复杂的SchatzkerⅣ~Ⅵ型骨折常为高能量损伤所致,分别为单纯内侧髁骨折、双髁骨折但干骺端与骨干连续,以及干骺端与骨干分离的平台骨折;而在AO/OTA分型系统中,胫腓骨近端由“41”表示,A、B、C型分别为关节外、部分关节关节内、完全关节内骨折,因此胫骨平台骨折主要指AO/OTA分型系统中的41-B型和41-C型骨折,具体又细分为2型6组18个亚型。以上分型方式均基于X线进行,难以完全反应骨折的真实情况,容易忽视胫骨平台后方骨折,尤其是平台后方冠状面的骨折[12-14]。罗从风等[5]基于CT提出的“三柱分型”,取胫骨平台俯面观,A点为胫骨结节,B点为胫骨平台内侧嵴,C点为腓骨头前缘,O点为胫骨棘连线中点。胫骨平台被OA、OB、OC三条线分割为3个部分,分别定义为外侧柱、内侧柱及后柱(图1)。随后,通过延长AO把后柱分为后外侧柱和后内侧柱,发展为“四柱分型”(图2)。

 
图1 三柱分型

 
图2 四柱分型
3 形态学特点
在CT影像学上对胫骨平台后方骨折形态的研究主要包括以下5个参数:骨折面积百分比、水平面骨折线角度、骨折移位距离、骨折最大高度和矢状面骨折线角度。其中又分别对胫骨平台后内侧[15-19]和后外侧[20-22]的骨折形态学进行描述(表1)。
3.1 骨折面积百分比(percentage of fracture area,POFA)
POFA指在胫骨近端关节面水平或腓骨头出现的第一张CT水平面图像上,测量其后方骨折块面积占整个胫骨平台面积的百分比(表1)。其中,部分学者[15,17-18,20]以胫骨近端关节面水平做为测量平面,但是均未提及具体的第一张CT层面如何确定,使得其结果的可重复性较差。
Barei等[15]和Molenaars等[18]用穿过胫骨髁间棘的矢状线,来分割后内侧与后外侧平台。分别计算出后内侧骨折块面积平均占胫骨内侧平台面积的58.00%、59.00%。
对于整个胫骨平台总面积的测量,以往有两种方法:其一是分别测量后方骨折块和胫骨平台剩余骨质的面积,两者相加得到胫骨平台总面积,但由于骨折的塌陷,使得测得的总面积比实际偏小,POFA值偏大;另一种方法则是围绕外缘的骨皮质直接测量出胫骨平台总面积,但由于骨折的位移,使得测得的总面积比实际偏大,POFA值偏小。
3.2 水平面骨折线角度(horizontal fracture line angle,HFLA)
HFLA指在测量其POFA值的同一CT水平面上,后方主要的骨折线与同侧股骨双后髁后缘的切线,即股骨后髁轴(posterior femoral condylar axis,PFCA,图3)之间的角度(图4),骨折线相对PFCA内旋记为正,反之则记为负(表1)。

 
图3 PFCA

 
图4 HFLA
Sohn等[21]在对平台后外侧的骨折线角度进行测量时,提出了外侧主要骨折线角度(lateral major fracture line angle,LMFLA)和后方主要骨折线角度(posterior major fracture line angle,PMFLA)的概念,为了分别描述后外侧骨折块的骨折线在突破平台外侧和后侧边缘时所对应的角度。方法同上,测得LMFLA平均-12.69°;以PFCA的垂线作为参考,测得PMFLA平均-19.13°。同时,还测得骨折线在平台外侧和后方的出口之间的平均距离为32.75 mm。
然而Molenaars等[18]提出,在骨折复位之前确定的HFLA并不是骨折线的真实角度,因此他们提出,将骨折虚拟复位后测量的HFLA来表示真实的骨折线方向。并且统计发现平台后内侧骨折块的HFLA与其骨折块水平面表面积呈显著正相关。
HFLA描述了后方主要骨折线与冠状面的角度,提供了骨折线方向的概念,有助于确定螺钉垂直于骨折线固定,从而改善预后[17]。表1中的数据显示各HFLA平均值均是小于45°的锐角,为接近冠状面的骨折线,因此为使螺钉尽可能垂直于骨折线固定,达到生物力学稳定,其内植物尽可能靠后放置。
3.3 骨折移位距离(fracture displacement distance,FDD)
既往研究中,该参数的测量方法各不相同。Gao等[20]和Zhai等[22]分别在矢状面和冠状面上测量后方骨折块与残余的正常关节面之间的最大位移;另外两位学者[16,21]是在其测量POFA值的同一CT水平面上,找出后方骨折块和残余平台之间的最大移位(表1)。
值得一提的是,作为参考的残余关节部分仍有可能发生骨折甚至移位,并且在移位距离的测量时,没有一个确定“两点”的选择方法,这将影响数据的真实性。
3.4 骨折最大高度(maximum height of fracture,MHOF)
MHOF指在CT矢状面的图像上,后侧骨块皮质断裂的最远端到其关节面或关节面最后方的直线距离(表1)。其中Yang等[19]在测量MHOF时选取的CT平面除矢状面外,还有冠状面;而Barei等[15]进行以上数据进行统计分析得出,平台后内侧骨折块的MHOF与其骨折块水平面表面积和POFA值显著相关。
3.5 矢状面骨折线角度(sagittal fracture line angle,SFLA)
SFLA指在测量MHOF的同一CT矢状面图像上,测量胫骨平台后方骨块的骨折线与其关节面之间的夹角(表1)。Barei等[15]对其测得的参数做了分析,提示平台后内侧骨折块的SFLA与其他参数(POFA、HFLA和MHOF)没有任何相关性。
表1中的各SFLA平均值在73.00°~81.00°之间波动,描述了一种垂直方向的骨折模式,在生理负荷中后方骨折块易受剪切力的影响而向下移位。因此,平台后侧支撑接骨板被优先考虑用来对抗这一剪切力。
表1 胫骨平台后方骨折的形态学参数(±s)

 
“a”为FDD大于5 mm所占的百分比
4 手术入路及固定方式
由于胫骨平台后方的腘血管和胫神经,外侧的胫前动脉、腓总神经以及腓骨头的阻挡,在治疗胫骨平台后方的骨折时,尤其是后外侧的骨折,其手术入路和固定方式的选择均较困难[23-24]。一种合适的手术入路关键在于使得骨折部位暴露充分,同时为内植物提供有效的放置空间,并减少周围结构的损伤。既往报道了多种显露后方平台的手术入路,各有其优缺点(表 2)。
表2 胫骨平台后方骨折的手术入路

胫骨平台后内侧骨折以劈裂移位为主,其SFLA提示了平台后方为垂直方向的骨折模式,临床上常用支撑钢板固定;平台后外侧以塌陷合并劈裂移位为主,临床上常先复位塌陷的骨块后进行植骨,然后以竹筏式支撑方式固定。HFLA提示平台后方是一种接近冠状面的骨折模式,因此内植物放置在靠后方,可能更有效地起到支撑作用,有利于螺钉垂直于骨折线固定,以达到最稳定的固定。然而,目前尚缺乏解剖服帖的固定后方平台骨折的内固定装置,临床上常用桡骨远端的T形接骨板塑形后进行支撑固定。
4.1 后内侧入路
后内侧倒L形切口入路[25],患者伸膝俯卧位,倒L形切口始于腘窝皮肤皱纹的中央,平行向内行走,在腘窝的内侧角处转弯并向下。通过分离牵拉腓肠肌内侧头、腘肌和比目鱼肌的起点,可以较好地显露平台后内侧以及部分后外侧的骨折。
4.2 后外侧入路
经腓肠肌外侧头与比目鱼肌外侧间隙,分为腓骨截骨和不截骨两种类型。不截骨的改良Carlson后外侧入路,即直接后外侧入路[26],取俯卧位,从腘窝皱纹上方2 cm开始,沿腓骨头内缘向下做一长8~10 cm的竖直形切口,注意胫前血管、腓总神经和腓肠外侧皮神经的保护,通过分离牵拉腓肠肌外侧头以及比目鱼肌,暴露平台的后外侧,此入路一般选用小T形或L形接骨板固定,钢板竖直放置且不宜过长,以免损伤胫前血管。腓骨颈截骨入路[27]和腓骨头截骨入路[28],它们通过腓骨截骨,将其向近端掀起,可显露外侧及后外侧胫骨平台。
4.3 后正中入路
后方腘窝S形切口入路[29]取俯卧位,“S”形切口由近端外侧到远端内侧弯曲,横穿腘窝,止于小腿上段后内侧。经腘窝腓肠肌内、外侧头之间,可以屈膝减少后方神经血管束的张力进行分离,显露后关节囊和胫骨平台后侧。
4.4 前外侧入路
改良的扩大前外侧入路[30]:取伸膝仰卧位,做一个15 cm长的“S”形切口,从股二头肌的前缘开始(膝关节皱纹近端约5 cm处),向下延伸至距膝关节皱纹约1 cm位置,切口穿过Gerdy结节横向前,最后距胫骨结节外侧1 cm处向远端延伸。分离牵拉外侧副韧带、腘肌腱和外侧半月板,通过调整膝关节屈曲角度,可显露整个外侧平台。
腓骨头上入路[31]:取伸膝侧卧位,从Gerdy结节开始,向后上方延伸,穿过腓骨头至关节线,做一个10 cm长的斜形切口,将膝关节屈曲60°,横向切开冠状韧带与关节囊,分离牵拉外侧副韧带和外侧半月板,可显露后外侧平台。内植物通常选用短型且较窄的3.5 mm胫骨平台外侧解剖锁定接骨板或L形接骨板,通过腓骨头上间隙,尽量向后侧放置,使后侧螺钉位于腓骨头上方,确保后方骨折块有2枚以上的螺钉支撑固定。
5 小结
随着基于CT的三柱分型理论的提出,胫骨平台后方骨折越来越受到重视。其损伤机制是屈膝时受到轴向、内翻或外翻暴力。胫骨平台后方骨折形态学特点中HFLA和SFLA提示平台后方是一种接近冠状面的垂直骨折模式,因此后方支撑钢板在保证生物力学稳定方面可能效果更好。而手术入路和固定方式取决于具体的骨折损伤机制、形态特点以及软组织损伤情况等。
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Progress in morphological study and treatment of posterior tibial plateau fracture
HUANG Qiang GAO Shi-chang
Department of Orthopedics,the First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing 400016,China
[Abstract]Posterior tibial plateau fracture (PTPF)is a special type of tibial plateau fracture,and it is also one of the difficulties and hotspots in orthopedic trauma treatment.This paper reviews the literature about the injury mechanism,classification,morphological characteristic,surgical approach and fixation of this type of fracture,and draws the following conclusions:①Usually,PTPF is due to axial,varus or valgus violence in flexion position of the knee joint.②PTPF is a vertical fracture pattern close to the coronal plane,so the posterior supporting plate may be more effective in ensuring biomechanical stability.③And the choice of surgical approach and fixation depends on multiple factors,such as the specific morphological characteristics of fracture,the advantages and disadvantages of surgical approach and so on.Therefore,an accurate understanding of the injury mechanism,morphological characteristic and surgical approach of PTPF is helpful to the wise choice of clinical treatment.
[Key words]Posterior tibial plateau fracture;Injury mechanism;Morphology;Treatment
[中图分类号]R683.42
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2021)11(a)-0037-05
[作者简介]黄强(1995-),男,重庆涪陵人,重庆医科大学2014级临床医学5+3(外科学)在读硕士研究生,研究方向:创伤骨科。
通讯作者:高仕长(1971-),男,四川广元人,博士,主任医师,研究方向:创伤骨科。
(收稿日期:2021-06-15)