宇文星 鲁超 许珂 侯卫坤 彭侃 刘林 许鹏

膝关节炎并伴关节外胫骨应力性骨折常见于严重的原发性膝关节疾病中，通常与肥胖、骨质疏松和代谢性骨病有关。这种情况多数发生在贫困地区的膝关节炎患者中，患者多数由于手术费用和恐惧心理等因素而推迟手术，随着下肢畸形的增大，继发应力性骨折的发生概率也将增大。虽然随着全膝关节置换术 ( total knee arthroplasty，TKA ) 假体和技术的改进，许多复杂膝关节炎可以得到有效治疗。但当面对膝关节炎并伴关节外胫骨应力性骨折的双重问题时，手术的方式如何选择，就成为临床有效治疗的关键。

目前，国内外尚无膝关节炎并伴关节外胫骨应力性骨折的系统性研究，笔者采用不同治疗方式治疗的 14 例膝关节炎并伴关节外胫骨应力性骨折的临床经验并提出了新的分型方法，现报道如下。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：( 1 ) 2015 年 1 月至 2022 年 1 月，我院手术治疗的膝关节炎患者；( 2 ) 合并关节外胫骨中上段应力性骨折者；( 3 ) 伴有中晚期关节炎者( 包括骨关节炎、类风湿性关节炎、焦磷酸盐沉积症等 )。

2.排除标准：( 1 ) 膝关节置换术后发生应力性骨折者，包括单髁置换术后胫骨平台应性力骨折及内固定取出术后的应力性骨折；( 2 ) 神经病性关节炎者；( 3 ) 膝关节软骨下功能不全性骨折者；( 4 ) 膝关节炎合并胫腓骨以外的如股骨、跟骨、跖骨等部位应力性骨折者。

二、一般资料

本研究共纳入 14 例，男 4 例，女 10 例；年龄42～87 岁，平均 61 岁；体重 59.5～80.0 kg，平均66.5 kg；身高 154～176 cm，平均 162 cm。骨关节炎5 例，类风湿性关节炎 9 例。10 例临床表现为隐匿性的非创伤性疼痛伴局限性压痛；4 例为突然增加的畸形、疼痛和无法行走。术前均行双下肢负重全长 X 线片，5 例行 CT 检查。影像学检查结果提示，14 例均为膝关节炎合并胫骨应力性骨折，有明显的应力性骨折影像学特点，包括骨膜下云雾骨痂形成，水平及斜形的硬化线，骨内膜处骨痂以及明显的骨折线；其中，胫骨近端 1 / 3 处骨折 12 例，胫骨中段骨折 2 例；14 例均为膝关节内翻畸形。术前膝关节协会 ( Knee Society Score，KSS ) 23.86，平均功能得分 18.75。

三、术前骨折分型及评估

术前检查包括详细病史，并对所有患者进行了骨密度检查。根据患者的骨骼强度 ( 表1 )，分类为疲劳性应力性骨折组和低骨强度应力性骨折组。疲劳性骨折是正常骨骼受到异常应力的结果，患者的临床特点为突发的下肢畸形或疼痛、无明显骨质疏松及代谢性骨病 ( 如类风湿性关节炎 )。低骨强度骨折是指正常或异常应力作用于骨量减少或骨质疏松的异常骨骼的结果，临床特点为膝关节下方长期慢性疼痛、存在明显的骨质疏松或代谢性骨病。两种骨折类型均存在稳定型和非稳定型。

表1 骨骼强度的分类Tab.1 Classification of bone strength

四、手术方案及要点

1.手术方案：( 1 ) 疲劳性应力性骨折：稳定型，使用单纯 TKA 进行治疗；非稳定型，使用单纯钢板加植骨内固定进行治疗。( 2 ) 低骨强度应力性骨折：稳定型，使用胫骨延长杆加 TKA 治疗；非稳定型，使用钢板加胫骨延长杆加 TKA 治疗。

2.手术要点：( 1 ) 疲劳性骨折稳定型的手术要点：患者关节均选用 PS 假体，进行 TKA 标准截骨，关节间隙平衡后安装膝关节假体。在压配胫骨假体时，力量要轻柔，避免造成骨折端的移位增大 ( 图1 )。( 2 ) 疲劳性骨折非稳定型的手术要点：麻醉成功后，首先于髂前上棘行 3 cm 切口，取下( 3×2 ) cm大小的髂骨备用。再在胫骨近端内外侧做双切口，充分显露骨折端，仔细清理骨折端的硬化骨直至骨面渗血。然后通过反复透视定位及牵引等办法纠正下肢力线后，使用双钢板固定骨折端，见固定牢靠后将髂骨植入骨缺损处 ( 图2 )。( 3 ) 低骨强度骨折稳定及非稳定型的手术要点：本组均采用 PS 固定平台全膝关节假体；胫骨基座和延长杆近端骨水泥固定，远端压配固定，术中仔细透视确保骨水泥不进入骨折断端，待水泥凝固后，仔细胫骨骨折端的稳定性。若骨折端存在异动，则需要加装4～6 孔微型钢板固定。术中所有的延长杆均在反复扩髓后，选用最粗的胫骨延长杆进行固定以保持胫骨的稳定性 ( 图3 )。

图1 单纯 TKA 治疗应力性骨折患者的术前与术后 X 线片图2 使用钢板加植骨内固定治疗应力性骨折患者的术前与术后正侧位 X 线片图3 使用胫骨延长杆加 TKA 患者和加装钢板的患者术前与术后 X 线片Fig.1 Pre-operative and post-operative radiographs of patients with stress fracture ( treated with TKA alone )Fig.2 Pre-operative and post-operative AP and lateral views of patients with stress fracture ( treated with plate and implant internal fixation )Fig.3 Pre-operative and post-operative radiographs of patients with tibial extension bars with TKA and patients with plates

五、术后处理

术后常规应用抗生素 24 h 预防感染，术后 24 h进行膝关节被动功能锻炼，鼓励患者主动屈伸膝关节及股四头肌力量训练，对于不稳定型骨折使用下

肢可调节支具固定。术后暂禁患肢下地负重活动，待 X 线检查显示骨折线模糊或愈合后，再进行下地负重活动。术后 1 年内每 3 个月随访 1 次，1 年以后每年随访 1 次。随访内容包括对膝关节进行 KSS临床评分，摄 X 线片观察骨折愈合情况、下肢力线对位、假体及内固定位置等。

结 果

本组 8 例采用标准截骨加软组织松紧进行畸形矫正，并使用胫骨延长杆来稳定应力骨折端。其中2 例因胫骨稳定性差，加装了胫骨微型钢板。2 例使用了双钢板固定并髂骨植骨。2 例单纯地使用 TKA治疗，无钢板固定也无延长杆。患者术后随访平均39 个月，术后患者切口均获得了 Ⅰ 期愈合。X 线片复查显示，胫骨均已愈合，愈合时间 2～5 个月，平均 3.5 个月。随访时，均无假体松动、内固定失效、骨不连及关节松弛等并发症发生 ( 表2 )。膝关节内翻畸形均已纠正，末次随访时膝关节的 KSS 临床评分 ( 86.29±2.20 ) 分、功能评分 ( 77.50±4.43 )分，膝关节活动度 ( 115.0±9.8 ) °，均较术前明显改善 ( 表3 )。

表2 患者详情及手术管理Tab.2 Patient details and surgical management

表3 患者术前与术后 KSS 评分Tab.3 Pre-operative and post-operative KSS scores

讨 论

应力性骨折虽然不是常见骨折，但在骨科领域却是一个众所周知的骨折类型。应力性骨折最初在新兵和运动员中发现，一般认为，应力性骨折是由于跑步或跳跃反复承受多次最大载荷所致。对应力性骨折的首次描述可以追溯到 100 年前，1733年，古奇首次描述了由慢性咳嗽引起的肋骨骨折。而膝关节炎合并应力性骨折最早是由 Wheeldon 等在老年类风湿患者中发现这一现象，他认为膝关节屈曲畸形后的异常负荷是应力性骨折的原因。Reynolds是第一个提出冠状面畸形，无论是内翻还是外翻，都会改变胫骨的负荷，从而使正常的下床活动将应力集中在骨骼上，达到疲劳的程度。Mullaji 和 Shetty 注意到，在他们手术的 2000 多个膝关节中，应力性骨折的发生率为 1.4%。笔者无法提供这样的流行病学数据，可能由于病例数较少，文献中对治疗方案的描述也很模糊。

一些文献认为手术治疗的目的是矫正肢体力线和治疗关节炎，并且介绍了分阶段的手术治疗方式，如截骨矫形术后 TKA 治疗。其实笔者在2015 年治疗第一例膝关节炎合并关节外应力性骨折的病例时，是将膝关节炎和应力性骨折分开看待的。但是随着患者的增多，笔者发现每例患者发生应力性骨折的机制和机理并不一致。

通过了解应力性骨折的发生机制，笔者发现应力性骨折通常是由于骨骼长期的重复微创伤而发生的骨折，这种骨折同时具备不断破坏而又不断修复的特性。在骨折的类型上应力性骨折可以分为疲劳性应力性骨折和低骨强度的应力性骨折，但应力性骨折的本质都是由于下肢的异常应力对骨造成破坏，只是由于骨骼强度的不同，使得应力性骨折存在两种临床表现，即疲劳性应力性骨折和低骨强度应力性骨折。笔者认为不同的临床表现，也应该有不同的治疗方式。通过术前严格的骨密度检查，将患者分成两大组，即疲劳性的应力性骨折组和低骨强度的应力性骨折组。

对于疲劳性的应力性骨折，其发病较为突然也较为明显，如图1 患者，是因为膝关节炎造成下肢力线发生变化，胫骨应力不均衡，从而引发的应力性骨折。而且因为良好的骨质强度，膝关节退变程度往往较慢。对于这样的患者只需要恢复正常的下肢力线，解决应力集中问题，就可以恢复良好的治疗效果。所以在治疗这类患者时，通常选择胫骨截骨矫形加植骨钢板固定或者单纯 TKA 来治疗，术后两种手术的患者都需要暂禁下地活动，待骨折端愈合后才能下地活动。在治疗方式选择方面，如果疲劳性应力性骨折移位不大或者只是单皮质骨折，一般选择单纯 TKA 进行治疗。如果应力性骨折移位较大或者骨折端出现成角，优先选择胫骨截骨矫形加钢板植骨内固定来进行治疗。

对于低骨强度的应力性骨折来说，问题会复杂一些。首先，这类患者的发病更为隐匿，而且因为应力性骨折不断破坏、不断修复的特性，所以低骨强度的应力性骨折线在早期并不明显，患者的病程往往较长。并且骨质疏松会让患者膝关节退变程度加快，所以多数低骨强度的应力性患者在骨折线明显时膝关节面已严重退变，单纯的改善应力问题并不能完全解决患者的痛苦，需要同时治疗骨折和关节炎。而且由于骨质强度不够，骨折端的稳定性更为脆弱，所以在治疗中，选择带胫骨延长杆的 TKA 来治疗，安装完假体后，会检查骨折端的稳定性，若骨折端不稳定会加装钢板来固定。这种治疗方式也是目前应力性骨折报道最多的一种，Pan等报道了对膝骨关节炎合并应力性骨折患者成功地使用了带延长杆的胫骨假体 TKA 治疗经验。Pai等描述了在骨折部位使用附加的单皮质钢板和胫骨延长杆来保持旋转稳定性。虽然有些文献认为在骨折部位添加钢板会增加伤口破裂的机会，而且认为钢板无法起到骨折断端的加压效果，可能会造成骨折的延迟愈合。笔者认为对于低骨强度的应力性骨折，恢复下肢力线和稳定骨折断端同样重要。所以在选用胫骨假体的延长杆时，都会反复扩髓，然后选择最粗的延长杆来增加骨折端的稳定性，并且在需要时加装钢板增强稳定性。

虽然在以往的文献中，如何确定骨折端的稳定性一直存在争议。但是纵观所有患者的应力性骨折 X 线片可以发现，关节外的胫骨应力性骨折基本上都是一些简单骨折，如青枝骨折、横断性骨折或者压缩性骨折。Jehyun 等在一项应力性骨折研究进展中发现，应力性骨折只会发生在骨骼应力最集中和骨骼强度最薄弱的地方，其骨折线不会跨度太长，所以应力性骨折类型大多数是横断性骨折或者压缩性骨折，只有少量应力性骨折是斜形骨折。而横断性骨折和压缩性骨折都是稳定性骨折的一种，所以对于这样一种相对稳定的骨折，笔者认为只要骨折具备以下任何一项就可确定为不稳定骨折：( a ) 骨折移位或骨折端明显成角；( b ) 骨折复位后骨折端存在骨缺损；( c ) 合并腓骨骨折；( d ) 斜形骨折线。其余可归为稳定性骨折。

文献中描述了与骨关节炎相关的应力性骨折的非手术治疗，然而这容易导致石膏固定后膝关节僵硬，如果畸形矫正失败也可能导致再骨折和骨不连。而且关节炎引起的疼痛仍然存在，膝关节退行性改变也在继续。但并不排斥非手术治疗，只不过会参考应力性骨折患者对侧膝关节的退变程度，根据患者膝关节的疼痛程度来选择治疗方式。应力性骨折是具有隐匿性属性的，而且膝关节炎患者疼痛时的特点是双膝关节交替疼痛，所以患者来就诊时，疼痛最严重的关节可能并不是患有应力性骨折的一侧。对于这类患者，疼痛最强烈的一侧会优先手术，比如行 TKA 治疗 ( 图3 )。对于患有应力性骨折的一侧膝关节，会优先选择使用限制性的支具来保护膝关节，在 TKA 术后以床上锻炼为主，术后1 个月，定期复查患有应力性骨折一侧的 X 线片，如果骨折移位没有增大并且骨折端存在明显愈合趋势，可短时间不进行第 2 次手术，待骨折端基本愈合后行单纯的 TKA 治疗即可。如果复查时骨折线仍然清晰，则使用加延长杆的 TKA 治疗。本组 6 例优先治疗了应力性骨折的对侧腿，在患者术后 2～3 周，才再次行应力性骨折的对症治疗。这种治疗方式不仅能最大限度地减轻患者的痛苦，而且应力性骨折在保守治疗后，多数骨折可从不稳定性骨折转变为稳定性骨折。

本研究存在以下缺点：( 1 ) 这是一项回顾性研究，关节炎合并关节外胫骨应力性骨折的临床病例较为罕见，但根据文献报道病例特点及治疗得失进而总结出的分型仍具备较大的临床意义和合理性；( 2 ) 这种新分型的提出基于回顾性分析并缺乏大量的样本验证，其临床意义及可靠性有待进一步研究；( 3 ) 对于骨折的稳定型和不稳定型，需要具有较强临床经验的医师确定，不过也可以结合术中影像学来判断，可以极大的提高临床效率和手术成功率。

总之，骨关节炎患者的应力性骨折对骨科医师来说是一个重大的挑战。每种应力性骨折合并骨关节炎都有一个独特的问题，需要根据其部位和性质分别加以处理。在治疗前需要仔细评估好应力性骨折的分型，通过分型可以更好的选择到最简洁及效果最佳的治疗方案。