武恒敏, 王震宇, 孙学斌

(1新疆医科大学第一附属医院康复医学科， 乌鲁木齐 830054； 2陆军医科大学西南医院运动医学中心， 重庆 400038；3新疆医科大学第一附属医院骨科， 乌鲁木齐 830054)

髌骨关节不稳定是当今常见病及多发病，其发病因素与髌股关节骨性结构(关节形态及下肢力线)以及软组织平衡(静力与动力装置)等解剖结构存在很大的关系[1]。股骨滑车的深度及两侧滑坡的角度在抑制非平衡力所致的髌骨脱位及髌骨半脱位起重要作用。据相关文献报道，早期良好的髌骨运动轨迹对促进滑车沟的发育起重要的作用。在小儿习惯性髌骨脱位中，若早期积极恢复髌骨运动轨迹，可明显改善后期髌股关节形态，纠正髌股关节骨性结构异常，避免成年后因髌骨运动轨迹异常导致的髌股关节严重畸形[2]。本文通过对比习惯性髌骨脱位患儿术前髌骨及股骨滑车CT的资料，验证患儿术前髌骨与滑车发育是否具有相关性以及术前及术后1 a二者各项指标是否具有差异性，并探讨在习惯性髌骨脱位的患儿中，髌骨与滑车发育时期的关联性以及早期行髌骨复位对髌股关节发育影响的必要性。

1 资料与方法

1.1临床资料新疆医科大学第一附属医院2015年10月-2016年10月诊断为习惯性髌骨脱位的患儿7例，年龄均处于或小于生长高峰期(骨骺未闭)， 其中男性1例，女性6例 ，平均年龄为(6±2.2)岁,患儿入院后均行X光(患膝正侧位，双下肢全长片)及膝关节CT三维重建检查，并根据髌骨运动轨迹及病史确诊为习惯性髌骨脱位。患儿的主要症状为屈曲膝关节时，随着屈膝角度增大，髌骨逐渐脱出，于较大的屈曲角度时髌骨完全脱出，伸膝时接近复位。纳入标准：(1)诊断为习惯性髌骨脱位的患儿；(2)患儿骨骺均未闭合,处于生长发育期之前或正处于生长高峰期；(3)患儿患肢既往未有骨折，韧带重建与膝关节相关手术；(4)不伴有先天性多韧带松弛等情况；排除标准：(1)患儿处于生长发育低速期或骨骺接近闭合；(2)既往有膝关节外伤及手术史；(3)伴有先天性多韧带松弛等情况。

1.2方法患儿术前在我院行X片、双下肢全长片及双膝CT三维重建(CT检查体位为膝伸直位)(图1a)，患儿家属签署相应知情同意书，行手术治疗。手术方法主要为近端重排以及远端重排，以此通过软组织矫正达到髌骨复位的目的。术中患者取屈髋45°、屈膝90°仰卧位，在髌骨正中取7～15 cm切口，暴露髌骨，根据外侧软组织紧张程度行近端重排，近端重排包括外侧软组织广泛松解，松解范围包括髂胫束、髌股外侧支持带以及股外侧肌腱以及部分股中间肌腱，将外侧软组织沿肌腱走形顺行游离松解，股中间肌腱部分横断，后将部分关节囊松解并重叠缝合于髌骨内侧1/2处(内侧重叠缝合)；远端重排主要为髌韧带转位，首先充分游离出髌腱范围，再将外侧1/2髌腱自胫骨结节处游离，十字交叉于剩余的内侧1/2髌腱内下方，并切开胫骨结节内侧骨膜，将游离出的外侧1/2髌腱固定于此处(可利用锚钉缝合固定)，并将此处骨膜紧密覆盖缝合于髌腱上。术后屈曲膝关节，确保髌骨再无脱出，缝合切口并支具固定[3]。术后及时行X片及双膝CT三维重建，并积极随访患者1 a，1 a后再次行患膝X片及CT三维重建(图1b)，对比观察患者术前及术1 a髌股关节各项指标改变情况。

1.3观察方法及指标患儿术前及术后1 a膝关节CT三维重建冠状位图层，找出其滑车最为清晰图层并在图层数标记相应点，测量标记点之间的距离及比值：滑车深度(点E到点C、点D连线的距离)、内外侧滑车匹配(线段ED/线段CE) 滑车角度(∠CED)(图2a)；髌骨内外侧面比例(线段IH/线段GH)髌骨内外侧面所成角度(∠GHI)(图2b) ；髌骨-滑车适配角(线段LH为股骨滑车最低点与髌骨关节面最低点的连线；线段HM为∠JNK的角平分线；适配角：∠LNM)(图2)。

a： 患儿膝关节患侧术前 b: 术后1 a

2 结果

术后滑车深度、髌骨内外侧面比例高于术前，而内外侧滑车匹配、滑车角度、髌骨内外侧面比例、髌骨内外侧面所成角度、髌骨滑车适配角低于术前，差异有统计学意义(P<0.05)，术后滑车深度、髌骨内外侧面比例较术前增大，术后内外侧滑车匹配、髌骨内外侧面比例以及滑车角度、髌骨内外侧面所成角度、髌骨滑车适配角度与术前比较差异有统计学意义(P<0.05)。术前患者内外侧滑车匹配比与髌骨内外侧面所成角度呈正相关性(r=0.83,P=0.020)。提示内外侧滑车匹配值越大，其髌骨内外侧面所成角度越大(越平坦)，同时也间接提示其外侧髁发育越差，髌骨内外侧关节面角度也发育不良，见表1。

a: 滑车角度的测量 b: 髌骨内外侧面比例的计算 c: 髌骨-滑车适配角的测量

表1 术前、术后1 a各项观察指标对比

3 讨论

习惯性髌骨脱位多为先天性膝发育缺陷引起的继发病损，多由于骨性结构以及软组织结构异常引起。其骨性结构包括：下肢力线发育异常(膝外翻)，关节旋转畸形(股骨过度前倾，胫骨过度外旋)，胫骨结节外偏，髌骨、股骨滑车形态异常及低位髌骨；在软组织层面上可包括股四头肌挛缩(挛缩范围可涉及股直肌、股中间肌、股外侧肌)，髌骨外侧组织挛缩(可累及髂胫束、外侧支持带、股外侧肌肌腱)以及股内侧肌松弛，以上因素使髌骨内外侧受力不平衡，从而引起髌骨脱位[4]。在习惯性髌骨脱位成年患者中，其骨骺已经闭合，因髌骨常年处于异常活动的状态，膝关节骨性结构发育异常，髋踝关节因代偿往往也存在一定畸形，此时行手术治疗通常只是单一解决脱位问题，并非完美恢复膝关节正常骨性及肌性稳定性，而且该类患者术前大都存在髌股关节的软骨损伤，复位术后又须经过一个长期的适应磨合过程，不可避免地会遗留一些并发症。较为常见的有关节屈伸受限、脱位复发，更有甚者因髌股外侧支持带松解过度，可导致伸膝肌力减弱及髌骨内侧脱位等[5]。若过于激进地纠正患者骨性结构与软组织结构，势必会增加手术创面，加大手术难度及风险，术后也存在更多的并发症。对于早期习惯性髌骨脱位的患者而言，虽然其存在骨性结构发育异常的基础，但因患儿骨骺未闭，膝关节骨性结构存在一定发育潜力，实施相应骨性结构矫正势必会影响患儿下肢发育，若在膝关节发育时期及时纠正异常髌股对位，可在一定情况下重塑髌股对位关系，再次为髌股关节提供良好的发育环境，以此降低髌股关节畸形程度及长期脱位带来的软骨损伤。

正常情况下髌骨在伸膝位置时处于髌骨关节外上方，在膝关节完全伸直时，髌骨和股骨滑车仅靠软组织相连维持其稳定性。从髌骨运动轨迹整体趋势来看，随着屈膝角度不断增大，髌骨逐渐向远端和内侧移动[6-7]，在膝关节屈曲过程中，髌骨内侧肌性稳定结构逐渐减小，Victor等[8]发现，在屈曲膝关节过程当中内侧髌骨股骨韧带长度并非完全等长，在0°～60°时变化缓慢，超过60°后其迅速缩短。张力层面上，Schottle等[9]发现内侧支持带(MPFL)在屈曲0°～20°时张力最大，此后张力逐渐减小并趋于稳定。Sanfridsson等[10]发现随着屈曲角度的增大，膝关节胫骨逐渐发生内旋，在屈曲角度0°～24°时内旋角度较大且较规律，24°～40°时内旋角度较小且较不规律[10]。所以在屈曲过程中，髌骨内侧肌性稳定结构对髌骨的约束力逐渐减弱，而骨性结构如股骨滑车、胫骨内旋等对髌骨关节稳定性逐渐代偿了肌性稳定结构的缺失，极大限制了髌骨向外脱位的趋势，这些都是有利于髌骨关节稳定的因素[11]。在习惯性髌骨脱位的患者中滑车沟深度及内侧髁发育明显异常，不同程度地出现了股骨前倾或胫骨外旋，所以在膝关节屈曲过程中，降低了骨性结构对肌性结构的代偿作用，或多或少均伴有低位髌骨，该症状导致了髌骨在屈曲过程中过早脱离滑车对髌骨的约束，间接削弱了骨性结构的代偿，导致其髌骨在屈膝一定角度时脱出。

骨骼发育是一个非常复杂的过程，研究发现生物力学刺激是影响骨骼生长发育及塑形的主要因素之一，股骨滑车和髌骨的发育成型同时受到遗传因素和两者之间互为生物力学刺激因素的影响，生物力学刺激可以诱导股骨滑车及髌骨生成更多的关节软骨并刺激诱导股骨滑车和髌骨的正常发育和塑形。因此，髌骨对股骨滑车的正常应力性刺激对股骨滑车和髌骨的后天发育具有重要的作用[12-14]。本研究显示患者术前髌骨内外侧滑车匹配比与髌骨内外侧面所成角度存在正相关，在骨骺未闭患儿中，其骨性结构形态重塑能力强，具有极大的纠正关节骨性畸形潜力。

在滑车层面，Biedert等[15]认为，髌骨脱位患者股骨外侧髁高度与正常人群虽然没有明显差异，而股骨滑车和股骨内侧髁高度高于正常人群，其内外侧滑车比值明显增大，相对该现象也直接影响到髌骨形态发育，使髌骨在进入滑车中产生了极大的不稳定因素，在本研究中，术后半年可见滑车深度由(2.12±0.09)cm提升至(2.49±0.17)cm，而内外侧滑车匹配由(0.74±0.02)降低至(0.71±0.02)，滑车角度由(155.90±5.55)°降至(143.69±5.11)°，在髌骨复位后由于髌骨及滑车生物力学相互作用，其滑车深度明显增加，内外侧滑车的匹配比例降低，提示其内侧髁的高度相对于外侧髁高度有所降低，同时滑车角度也有原先的“平坦”转变为“凹陷”，在具有生长发育潜能的前提下，髌骨复位后，髌骨运动轨迹得到了纠正，其滑车在生物力学作用下重新塑形，使滑车形态趋于正常，Amis等[16]认为，股骨滑车发育不良会明显降低髌骨外侧稳定性，而加深发育不良的股骨滑车沟可明显改善髌骨外侧稳定性，本研究结果与其相符。

髌骨在膝关节伸直膝过程中起到了杠杆作用[17]，在形态分为三类，复发性髌骨脱位的患者其形态多为Ⅱ型，对于严重滑车不良的患者其形态可表现为Ⅲ型。所以滑车发育异常其势必影响髌骨发育，二者互为影响，正常的膝关节髌骨外侧与内侧关节面比例近似为1∶1，与滑车相接近，良好的髌骨滑车对位关系可保证髌骨正常运动轨迹及膝关节正常的伸屈活动度。术前患者膝关节在屈曲活动中，髌骨始终处于异常活动范围，使得髌骨大小及内外侧关节面均出现异常，术后积极纠正髌骨与滑车对位关系，本组患者髌骨内外侧面比例由(0.45±0.02)高到(0.49±0.01)，相应髌骨关节所成角度由(133.00±3.06)°降低至(125.50±3.55)°，由原来的“平坦”变得更加“尖耸”，与滑车改变相互契合，因此术后髌骨由原来的外侧脱位纠正到正常解剖关系，其髌骨滑车适配角也得到了相应的纠正，在生物力学的影响下，髌骨与滑车两者互为作用，重塑后形态将趋于正常。

综上所述，在早期通过复合软组织手术，纠正髌骨及滑车对位关系可适当重塑髌骨及滑车异常形态，但随着年龄的增加，骨骺逐渐闭合，极大地降低了髌股关节塑形能力，吕学敏等[3]发现，年龄<8岁组患儿手术前后股骨滑车角有明显改变，股骨滑车窝明显减小，髌骨股骨更为适应，但髌股关节再塑形能力随着年龄增长逐渐减小。早期及时有效的手术干预措施纠正患儿髌骨异常活动轨迹，可极大地重塑髌股关节契合度。但该手术存在一定风险，因患儿均骨骺未闭，在骨性畸形方面采取保守措施，但往往通过复合软组织矫形来恢复髌骨运动轨迹，手术本身改变患者膝关节原有解剖构，同样也会对患者伸膝肌力造成影响，若手术一旦失败，则后期翻修难度极大，需等待患者骨骺闭合行骨畸形矫正。