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距骨骨软骨损伤的诊断与治疗研究进展

2019-01-08邓恩史尉利郭秦炜

中国运动医学杂志 2019年4期
关键词:距骨移位关节镜

邓恩 史尉利 郭秦炜

北京大学第三医院运动医学研究所(北京100191)

早在1737年,Monro[1]在从踝关节中取出移位的骨块时首次报道了距骨骨软骨损伤;1888年,Konig[2]首次用剥脱性骨软骨炎来描述膝关节自发性软骨下骨坏死;1922年,Kappis[3]将剥脱性骨软骨炎用于描述踝关节类似的病变;1924年,Phemister[4]提出距骨剥脱性骨软骨炎;1932年,Rendu[5]首次报道了距骨骨软骨骨折病例;1959年,Berndt 等[6]详细定义了距骨剥脱性骨软骨炎,认为是创伤引起的骨软骨骨折。距骨剥脱性骨软骨炎、距骨骨软骨骨折、距骨骨软骨病等在既往文献中均有使用[7],然而上述疾病在症状、体征以及影像学表现上难以区分,且治疗原则、方法基本相同,因此统称为距骨骨软骨损伤(osteochondral lesions of the talus,OLT)[8]。1960年以来,大量病例相继被报道,距骨骨软骨损伤已经成为一种越来越常见的疾病,约50%~73%的急性踝关节扭伤或骨折可导致距骨骨软骨损伤,多发生于20~40 岁,男性较女性多见(1.6∶1)[9-13]。本文从解剖及功能、损伤机制及分级、临床表现、辅助检查、治疗方法等方面对距骨骨软骨损伤进行系统总结,并介绍最新的研究进展。

1 解剖及功能

距骨是足踝部重要的骨骼之一,连接下肢和足部,承受重力,作为运动枢纽,是踝关节重要的组成部分。距骨有独特的解剖结构,分为体、颈、头三部分,体部体积最大,位于后方;颈部脆弱,最易损伤;头部完全被关节软骨覆盖[14]。距骨大部分表面(约60%)被关节软骨覆盖,并且没有任何肌肉的附着[15]。距骨关节软骨是透明软骨,主要由胶原、蛋白质多糖和水组成,其内无神经、血管和淋巴系统,一旦损伤自身缺乏有效的修复能力。仅有软骨下骨未被波及的表面软骨损伤时,创伤性坏死的病变局限于软骨细胞层,由于没有炎性反应和出血发生,受损软骨因缺乏有效骨髓刺激而无法自行修复;当损伤深达软骨下骨时,大量生长因子释放,血纤维凝块形成,并进一步刺激软骨下骨的骨髓细胞、软骨源性和骨源性细胞渗透到损伤软骨区域形成纤维软骨[11]。距骨的滑车关节面前宽后窄,前方宽49~61 mm,后方宽35~47 mm,中间纵向有凹沟,与胫骨关节面的纵向隆起相吻合,因此踝关节能够伸屈运动、前后滑移和内外滑动[16]。宽广的外侧关节面有助于足背伸、跖屈运动,但限制了距骨骨软骨的血液供应,血液供应的缺乏可引起创伤后缺血性骨坏死、剥脱性骨软骨炎、软骨缺损、囊性变、骨缺损等一系列变化[17]。

2 损伤机制

2.1 创伤性因素

既往文献报道,创伤是引起距骨骨软骨损伤的主要病因。赵斌等[18]报道了两种常见的距骨骨软骨损伤类型:一种是距骨顶前外侧损伤,是由于踝关节背屈和内翻时,与腓骨挤压形成;另一种是距骨顶后内侧损伤,是由于踝关节跖屈和内翻时,与踝关节胫骨面挤压形成。Berndt等[6]认为踝关节背伸内翻时,距骨上关节面外侧与腓骨关节面撞击,多导致前外侧损伤;当踝关节跖屈内翻,距骨较窄的后部进入踝穴,距骨上关节面內侧与胫骨关节面撞击,多导致后内侧损伤。Stone等[19]认为距骨骨软骨损伤外侧病损多由于踝关节内翻背伸时距骨顶前外侧与腓骨撞击所致,多位于关节面前中1/3,较浅,呈浅碟状,骨软骨片经常移位,症状较明显;内侧损伤则多由于踝关节内翻跖屈外旋力量使距骨表面后内侧与胫骨关节面撞击形成垂直应力导致深部杯形损伤,位置多位于关节面中后1/3,较深,呈杯状,较少移位,症状较外侧病损少。

Flick等[20]分析了500例距骨骨软骨损伤病例,发现98%的距骨骨软骨外侧损伤和70%的内侧损伤与创伤相关,最常见于踝关节扭伤。 Elias 等[21]首次采用9宫格分区法研究了424 例患者的距骨骨软骨损伤MRI 特点,发现9 个分区中,4 区(内侧中部)和6 区(外侧中部)是最常见的损伤区域。郭秦炜等[8]分析了35 例距骨骨软骨损伤患者的X 线片和MRI 认为,距骨骨软骨损伤主要位于内侧中部及外侧中部,内侧病损以Hepple Ⅱ型和Ⅴ型为主,外侧病变以Ⅲ型为主。史尉利等[22]分析了107 例距骨骨软骨损伤患者的MRI 认为,Hepple Ⅴ型损伤多位于距骨内侧中部。

2.2 非创伤性因素

多种非创伤性因素已被报道可导致距骨骨软骨损伤,如血管或滑膜损伤、软组织(前下胫腓韧带)磨损、微创伤、慢性踝关节不稳定、内分泌异常、遗传因素、周围血管病、缺血性坏死、新陈代谢及酗酒[10,13,23]等。Konig[2]认为软骨下血管阻塞可引起软骨损伤、软骨下骨囊变,最终导致软骨下骨分裂和位移。Ferkel等[24]认为一些先天或获得性因素可以引发微血管血供减少,故引发缺血,继而引起软骨损伤、软骨下骨坏死,并导致软骨下骨折移位或塌陷。Looze等[13]认为虽然骨软骨损伤与血管损伤发病的前后关系尚未明确,但血管损伤仍被认为与距骨骨软骨损伤密切相关。此外,内分泌异常如甲状腺功能减退、甲状旁腺功能减退、维生素D及钙的缺乏均被认为可导致距骨骨软骨损伤[23]。

3 分类分型

3.1 X 线分型

1959年,Berndt 等[6]基于X 线片对距骨骨软骨损伤进行了分型:Ⅰ型,软骨下小片状骨质压缩;Ⅱ型,骨软骨碎片部分撕脱分离;Ⅲ型,骨软骨碎片完全撕脱分离,但无移位;Ⅳ型,骨软骨碎片完全撕脱分离,且移位。1993年,Loomer等[25]修改了这一分型,在Berndt分型基础上,增加了第Ⅴ型,软骨下骨囊肿形成。2004年,Raikin 等[26]在上述基础上增加了第Ⅵ型,软骨缺损区域面积超过3000 mm3。目前,Loomer 改良分型被广泛运用于临床中,其他分型仅作为补充。

3.2 CT 分型

1990年,Ferkel等[27]在Berndt X线分型的基础上,基于CT评估骨坏死情况及软骨下骨囊肿形成情况,首次提出CT 分型:Ⅰ型,距骨顶部软骨下骨囊变,距骨顶部完整;Ⅱa 型,软骨下骨囊变通入关节面;Ⅱb 型,距骨关节面损伤,但无骨块移位;Ⅲ型,软骨下骨囊变,且无骨块移位;Ⅳ型,软骨下骨囊变,且有骨块移位。CT对诊断单纯距骨软骨损伤、骨挫伤和无移位的骨损伤及软组织损伤敏感性低,因此CT分型在国内外研究中尚未广泛应用。

3.3 MRI 分型

MRI 对诊断关节软骨损伤、软骨下骨囊变以及软组织损伤灵敏度高,目前,临床上的MRI 分型多由X 线分型发展而来[28]。1989年,Anderson 等[29]首次提出MRI 分型:Ⅰ型,软骨下骨小梁压缩;Ⅱ型,骨软骨块不完全撕脱分离;Ⅱa 型,软骨下骨囊肿形成;Ⅱb型,软骨下骨囊肿塌陷;Ⅲ型,骨软骨块撕脱分离但无移位;Ⅳ型,骨软骨块撕脱分离且有移位。1991年,Dipaola等[30]改进了基于MRI的分型:Ⅰ型,关节软骨增厚,呈低信号改变; Ⅱ型,关节软骨破坏,软骨下有线状低信号; Ⅲ型,关节软骨破坏,软骨下有高信号改变; Ⅳ型,骨软骨块完全撕脱分离移位。1999年,Hepple等[31]提出Hepple 改良分型,目前是临床中最常用的分型方法[28]:Ⅰ型,仅有关节软骨损伤;Ⅱ型,关节软骨损伤,伴软骨下距骨隐匿性骨折;Ⅲ型,骨软骨块与距骨体撕脱分离但无移位;Ⅳ型,骨软骨块和距骨体撕脱分离且移位;Ⅴ型,软骨下骨囊肿形成。2012年,Griffith等[32]提出了新的分型方法:Ⅰa型,有骨髓水肿,无软骨下骨区塌陷,无骨软骨损伤;Ⅰb型,骨髓水肿伴有关节软骨损伤;Ⅱa 型,软骨下骨塌陷、骨软骨块分离、但软骨关节面完整;Ⅱb 型,软骨下骨塌陷、骨软骨块分离、但软骨关节面不完整;Ⅲa型,软骨下骨塌陷、无骨软骨块分离、但软骨关节面完整;Ⅲb 型,软骨下骨塌陷、无骨软骨块分离、但软骨关节面不完整;Ⅳa型,骨软骨损伤至关节软骨面,无骨软骨块移位;Ⅳb型,骨软骨损伤连同关节软骨面损伤,无骨软骨块移位;Ⅴ型,有骨软骨块撕脱分离移位。

3.4 关节镜下分级

1986年,Pritsch 等[27]首次用关节镜对骨软骨损伤分级:1 级,软骨完整;2 级,软骨软化;3 级,软骨破损。2003年,Mintz 等[33]结合MRI 和关节镜提出新的分期:0 期,正常;1 期,软骨关节面完整但在T2WI 上呈高信号;2期,关节面纤维化或有裂隙,但未累及软骨下骨;3 期,软骨瓣状损伤或暴露软骨下骨;4 期,骨软骨撕脱分离但无移位;5期,骨软骨撕脱分离且移位。

4 诊断方法

4.1 症状、体征

距骨骨软骨损伤患者通常是有脚踝部扭伤病史,典型临床表现是有踝关节慢性持续非特异性疼痛,可与损伤区域不相关;其他症状包括反复肿胀、僵硬、弹响、踝关节不稳定及交锁[13]。查体发现通常是细微的,因此常需与健侧踝关节对比,距骨骨软骨损伤的患者可有损伤区域压痛,在踝关节背伸时距骨顶的前外侧存在压痛,可提示距骨前外侧骨软骨损伤;而在踝关节跖屈时距骨顶的后内侧存在压痛,可提示距骨后内侧骨软骨损伤[18,28,34]。对于踝关节急性损伤的患者还应注意排除是否合并韧带损伤及胫腓骨远端骨折。对于可疑距骨骨软骨损伤或者可能存在其他损伤的患者均应做相应的辅助检查来明确诊断。

4.2 辅助检查

4.2.1 X线片

Stroud 等[35]认为所有急性踝关节扭伤并伴关节内出血或者疼痛明显者均应拍摄踝关节的正侧位X 线片;Verhagen 等[36]分析了104 例距骨骨软骨损伤患者的X 线片认为,X 线片敏感度为59%,特异性为91%,漏诊率为 41%,踝穴位X 线检查可提高敏感度至70%。Hepple 等[31]认为43%X 线片无异常的患者可用MRI 诊断为距骨骨软骨损伤。由于X 线片的低敏感性,因此,对于怀疑距骨骨软骨损伤的X线片无异常患者,并不能排除损伤,需进一步完善MRI检查。

4.2.2 CT

CT可以很好地显示骨软骨移位的大小、部位及缺损情况,但是对发现单纯软骨损伤、骨挫伤、没有移位的损伤及软组织损伤敏感性差。Verhagen 等[36]认为CT 较X 线片能更清楚地发现距骨骨软骨损伤范围,CT 诊断骨软骨损伤敏感性为81%,特异性为99%。Nakasa等[37]认为CT对于关节软骨退化的诊断有助于距骨骨软骨损伤患者治疗方式的选择。

4.2.3 MRI

MRI 具有较高的组织分辨能力,可清楚地显示软骨、松质骨、骨囊变、骨坏死、软组织(肌腱、韧带)等的病变,对于诊断关节软骨、软骨下骨及软组织损伤有巨大优势,而且准确率与关节镜接近[24]。Verhagen等[36]认为MRI 诊断距骨骨软骨损伤的敏感性和特异性均高达96%。虽然对软骨自身的微小病变显示不佳,但是对软骨深层病变尤其是对软骨下骨囊肿的显示敏感,因此,对于距骨骨软骨损伤患者的治疗方式具有指导意义[30]。此外,Elias 等[21]认为,MRI 可能会夸大了急性踝关节损伤后损伤区域的信号变化。

4.2.4 SPECT

SPECT/CT 结合了闪烁显像的成骨活性信息和CT扫描的解剖学特征,因此不仅获得了距骨骨软骨损伤的形态学信息,也获得了其生物学信息,并反映了局部区域的放射性核素浓聚[38]。与MRI 相比,SPECT 能够提供额外的生物学信息,并影响距骨骨软骨损伤治疗方式的选择。然而,目前国内外尚未有关于SPECT 和MRI指导治疗方式的术后临床疗效对比研究报道。

4.2.5 骨扫描

尽管目前在国内外尚未被广泛运用,但骨扫描已经被证明在诊断距骨骨软骨损伤中有重要价值[13]。Loomer等[25]认为锝-99m骨扫描在诊断距骨骨软骨损伤中敏感度高达99%。

4.2.6 关节镜检查

关节镜检查作为诊断金标准虽然能清楚暴露软骨表面病变,但发现深部软骨、软骨下骨病变较困难;此外,关节镜检查为有创性检查,多用于需要手术治疗的患者[39]。

5 治疗方法

5.1 保守治疗

治疗方案的选择取决于患者年龄、症状严重程度及病变的分型等[14,34]。既往文献报道,有症状无移位的骨骺未闭合患者保守治疗效果较好[13,28]。对于Hepple改良MRI 分型Ⅰ型、症状较轻的Ⅱ型、损伤面积较小、剥脱骨块稳定以及无移位的距骨骨软骨损伤也可以采用保守治疗,决定手术前应至少保守治疗3 个月,即使病程相对较长的病例采用保守治疗仍能取得一定效果,且风险较小[40,41]。

5.1.1 传统保守治疗

传统的保守治疗包括:休息、制动、非甾体抗炎药[7]。休息与局部制动是最常用的保守治疗方法,早期休息、禁止负重并使用石膏固定,后期穿特制踝靴保护性制动并逐渐恢复运动[7,42]。非甾体抗炎药及前列环素类等药物目前已被广泛用于治疗无软骨下骨折或塌陷的距骨骨软骨损伤,可减小损伤软骨的负荷以减轻或消除距骨软骨水肿并防止软骨坏死,使分离软骨重新黏附并自我修复[12,42,43]。

5.1.2 冲击波疗法

邢更彦等[44]首次利用冲击波治疗无骨软骨块分离及没有明显软骨下骨囊变的患者,取得良好临床疗效。冲击波可改善距骨骨软骨损伤部位局部组织血液循环,减轻骨髓水肿,从而减轻症状。

5.2 手术治疗

Hepple 分型Π~Ⅴ型症状明显、保守治疗3~6 个月以上无效或者损伤面积较大的、急性有分离移位的距骨软骨损伤需要手术治疗[28,41,42,45,46]。关节镜技术目前已成为距骨软骨损伤手术治疗的重要手段[46,47]。手术治疗包括关节镜下病灶清理、微骨折及钻孔术、骨软骨块复位内固定术,自体及异体骨软骨移植、自体软骨细胞移植、自体骨骨膜移植术、关节腔内注射生物附加物技术、组织工程技术、关节融合术、踝关节置换术等[48-54]。李延炜等[41]认为目前距骨骨软骨损伤的手术方法大都基于以下3 个目的:清除不稳定骨块及关节内游离体,刺激组织生长自我修复(包括病灶清理、微骨折及钻孔术);固定游离骨块,保护病变距骨软骨,防止继发性损伤(复位内固定术);损伤面积过大、形成软骨下骨囊变而无法自我修复时,人工或自体组织移植修复(软骨移植、植骨术、自体软骨细胞移植、组织工程技术)。

5.2.1 关节镜下病灶清理、微骨折及钻孔术

此方法适用于初次发病、病灶直径小于1 cm 的病灶。优点是可通过关节镜完成,创伤小,操作简单,患者术后疼痛反应轻;缺点是缺损区形成弹性及光滑等方面均不如透明软骨的纤维软骨,如果修复失败,会对软骨造成更大损伤,并且不适于直径较大的病灶及合并软骨下骨囊变的距骨骨软骨损伤[28]。手术方法:关节镜下彻底清除所有松动的软骨组织,包括坏死的软骨下骨,用直径2 mm 或1.4 mm 的克氏针在缺损区骨质上穿孔,破坏硬化区域,创建软骨下骨开口,破坏骨内血管分支,促进纤维蛋白凝块形成,局部刺激新血管形成,刺激骨髓细胞、软骨源性和骨源性细胞渗透到损伤区产生纤维软骨。单纯病灶清除术通常疗效不佳,结合微骨折及钻孔术可获得更好的疗效[55]。既往文献报道采用关节镜辅助逆行钻孔技术,术后取得较好疗效[56,57];既往文献报道采用微骨折技术治疗距骨骨软骨损伤,术后骨软骨损伤区域由不均匀的纤维软骨填充,中期随访效果好,疗效可靠,可有效修复距骨骨软骨损伤并恢复正常关节功能[58-61]。

5.2.2 复位内固定术

此方法适用于移位的骨软骨块较大并且附有大量软骨下骨的距骨骨软骨损伤。骨软骨损伤复位内固定的材料有克氏针、皮质骨钉、可吸收固定物等,均取得较好效果[28]。Schuh 等[62]报道20 例使用克氏针行复位内固定术的距骨骨软骨损伤患者,无并发症出现,术后疗效均良好;Kumai 等[63]报道27 例用皮质钉内固定治疗距骨骨软骨损伤患者7年以上,24 例(89%)术后疗效好,3 例(11%)术后疗效良;Zetent 等[64]报道1 例用可吸收针内固定治疗距骨骨软骨损伤的患者术后无功能受限。

5.2.3 骨软骨移植术

此方法适用于治疗关节软骨全层损坏并伴或不伴软骨下骨囊变的距骨骨软骨损伤。自体移植术供区多取自非负重区,如膝内侧、股骨外侧髁或髁间窝软骨的骨软骨,优点为移植物来自本体,无异物排斥反应和传播疾病的风险;缺点为存在供区并发症,如膝关节疼痛、感染等[65]。Scranton 等[66]随访采用自体骨软骨移植术治疗50 例Hepple V 型的距骨骨软骨损伤患者,优良率达90%。Rodriguez 等[67]报道6 例用异体骨软骨移植术治疗距骨骨软骨损伤患者,5 例术后临床疗效较好,缺损区平均术后16 周坚固愈合,术后症状明显缓解,无功能受限。此方法优点为避免供区损伤问题,适于对缺损较大、难以接受自体骨软骨移植的患者;缺点为恢复时间长及排异、软骨存活力有限及可能感染传染病等问题。此外,颗粒状异体青少年软骨移植是近年出现的一种新的软骨移植方法,将新鲜的青少年软骨剪切成颗粒状碎块,用纤维素胶将软骨颗粒黏附在缺损区,从而达到修复大面积距骨骨软骨损伤的目的,然而此种方法尚未得到广泛临床应用,尚需更多的临床研究来证实其疗效[28]。

5.2.4 软骨细胞移植术

此方法适用于软骨关节面损伤面积较大的距骨骨软骨损伤患者,优点为能解决初次治疗失败后遗留的较大骨软骨缺损,也可治疗囊性变较大的病灶;缺点为治疗时间长,治疗费用昂贵,软骨细胞可向外渗漏及分布不均。由于需要健康的软骨下骨促进软骨细胞生长,所以在治疗软骨下囊肿较大的距骨骨软骨损伤时应先清理囊肿并行囊腔松质骨移植[28]。既往大量文献报道,采用自体软骨细胞移植,术中清理软骨下骨囊肿的同时采用松质骨填充囊腔,然后在软骨缺损的表面用自体软骨细胞覆盖,术后影像学检查显示移植区域均被类软骨组织覆盖,术后临床疗效优良,患者满意率高[68-70]。

5.2.5 骨-骨膜移植术

此方法适用于较大的骨软骨损伤或合并软骨下骨囊变的距骨骨软骨损伤患者。优点为骨膜具有一定的软骨化生能力,骨-骨膜移植物的骨膜可与骨紧密结合,不存在修复软骨与软骨下骨之间分层的问题;缺点是骨膜层有可能过度增生而需要二次关节镜修复。目前常用的骨-骨膜来源包括髂骨来源和胫骨来源。胡跃林[51]和郭秦炜[34]等通过自体髂骨取骨行骨-骨膜移植治疗囊肿直径较大的Hepple V 型距骨骨软骨损伤,取得了满意疗效。袁毅等[71]报道28 例利用胫骨来源骨-骨膜移植修复距骨骨软骨损伤患者,术后疗效良好。

5.2.6 关节腔内注射生物附加物技术

关节腔内注射生物附加物技术包括透明质酸、富含血小板血浆、浓缩的骨髓提取物及其他来源的间充质干细胞[72]。该方法运用于临床的时间较短,尚未发现明显副作用或并发症,尚需更多的临床研究来证实关节腔内注射生物附加物技术治疗距骨骨软骨损伤的长期疗效及安全性[73]。

5.2.7 组织工程技术

组织工程技术是将种子细胞在体外增殖后,经支架材料搭载移植于骨软骨损伤区域,使移植细胞分化成与原部位类似的组织细胞,恢复缺损区域原有功能,其中,骨膜复合间充质干细胞和软骨细胞体内移植、骨髓间充质干细胞复合多肽凝胶及成软骨生成因子等均可用于距骨软骨损伤的修复[46]。

6 总结

距骨骨软骨损伤是常见的踝关节运动损伤,病史采集、体格检查及踝关节X 线、CT、MRI、骨扫描、SPECT 等影像学检查对于诊断有重要意义,作为诊断金标准的关节镜检查也可用于治疗。早期诊断,儿童及部分成人保守治疗临床效果尚可;根据损伤部位、大小、程度及患者个体状况选择合理的手术方式治疗距骨骨软骨损伤,会取得良好的治疗效果。

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