踝关节内侧韧带解剖学与影像学及生物力学研究

发布时间：2017-09-05 17:20

  本文关键词：踝关节内侧韧带解剖学与影像学及生物力学研究

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【摘要】：背景随着医学显微外科技术的发展,各个相关领域突飞猛进,应运而生的足踝外科学是运动医学研究焦点,而踝关节内侧韧带损伤一直是足踝外科学面临的难题。外踝骨折的患者中至少40%存在踝关节内侧韧带损伤,若处理不当,晚期可能给患者带来踝部持续性疼痛,甚至外翻畸形,严重影响生活质量。急性踝关节损伤中约15%累及踝关节内侧韧带,而实际上踝关节内侧韧带单独损伤较少见,往往复合有外踝骨折或下胫腓联合韧带复合体的损伤。因此,踝关节内侧韧带损伤后如何最佳的诊断和治疗是运动医学急需解决的关键。综观国内外关于踝关节内侧韧带研究进展,对于踝关节内侧韧带具体解剖形态学特征、诊断方式及具体损伤后的治疗方法均存在争议。而对踝关节内侧韧带的充分认识是每个运动医学生必须具备的。年轻医师对其认识不足而治疗不当可导致踝关节内侧失去稳定性,长期以往容易引起踝关节慢性疼痛不适。因此如果临床医生对其缺乏具体的认识,较难充分掌握其诊断及治疗,一定程度上存在给患者带来创伤性关节炎等后遗症的隐患。目前对于踝关节内侧韧带具体组成部分、是否存在变异及分离等问题尚未达到统一认识。因此,非常有必要通过局部解剖,对其形态学特征加以描述,从而分析踝关节内侧韧带各部分在维持踝关节内侧稳定性所起的作用。然而如何早期发现可能存在踝关节内侧韧带的损伤是关键。踝关节内侧韧带损伤常发生于跑步着地、下楼梯及高速变向时,此位置特别容易发生踝关节急性损伤,因踝关节处于跖屈位置的同时还受到外翻或外旋暴力而导致严重的踝关节外翻或内旋暴力导致后足旋转,甚至发生骨折可能。因此,充分掌握踝关节复杂受伤机制是我们充分认识踝关节内侧韧带的基础。而踝关节慢性损伤则多因胫骨后肌腱功能丧失、运动性复合损伤或踝关节成形术后。对踝关节内侧韧带的损伤诊断方式各异,踝关节内侧韧带损伤体格检查时表现为踝关节内侧肿痛明显,皮下可有瘀斑,外翻应力时疼痛加剧。踝关节处体征的检查至关重要,能第一直觉提示可能合并踝关节内侧韧带损伤。临床中诊断踝关节内侧韧带浅层损伤的检查主要依靠外翻或外旋被动活动踝关节,观察距骨的活动度。当距骨外翻角度相比健侧而言增大则提示可能存在踝关节内侧韧带浅层损伤,而踝关节内侧韧带深层损伤可表现为距骨后移增大。体格检查中外翻应力试验能一定程度上反映内侧韧带深层损伤的情况,缺点是患者疼痛,较难实现,故多麻醉状态下操作,但总体误差较大,临床应用有限,而且应力下不同位置拍片存在误差,往往选择中立位置0。下拍X片。应力位下X线片经PACS软件测得的踝关节内侧间隙(MCS)可作为诊断踝关节内侧韧带断裂的一个依据,因诊断医师经验差异,诊断结果存在较高的假阳性率。MRI检查能有效显示脂肪、韧带等软组织结构变化,能较好显示踝关节内侧韧带损伤时韧带损伤情况,为临床诊断提供参考价值。但时间、经济花费大,缺点较多,难以在基层医院普及。CT检查可用来充分评估踝关节面骨折情况,对关节面骨折及移位情况能详细评估,为术前计划提供参考。但其对韧带等软组织不能显示。而X线片检查因医生经验有限,未能充分初步判断可能存在踝关节内侧韧带损伤,因此充分利用简便的常规X线检查诊断踝关节内侧韧带损伤一直是目前探讨的难题。因此本课题通过对成年男性下肢标本进行大体局部剥离解剖,观测其组成部分起止及各组成部分的长度、宽度及厚度,描述其形态学特征与功能之间关系。将标本分为三组,建立踝关节受伤时的初始位置及不同损伤程度模型,模拟踝关节三个位置进行生物力学研究,分析踝关节内侧韧带在复杂受伤机制中所起作用。最后通过临床病例回顾性研究分析踝关节内侧韧带间隙(MCS)与踝关节内侧韧带损伤的相关性,从而多方面的探讨踩关节内侧韧带在维持踝关节内侧稳定性时发挥的重要作用,对生物力学的研究及临床工作具有一定指导意义。研究目的1、大体解剖观察踝关节内侧韧带的各组成部分及其毗邻,充分认识踝关节内侧韧带形态学特征及其与功能之间的关系。2、通过对下肢标本损伤模型分组进行生物力学研究,探讨踝关节内侧韧带完整组、浅层断裂组与完全断裂组等在不同踝关节位置时对维持踝关节内侧稳定性的差异。3、临床病例回顾性研究,经医院PACS系统观测对比踝关节内侧间隙(MCS)值与“金标准”MRI关系,为临床初步诊断踝关节内侧韧带损伤提供较可靠临界值。研究方法1、踝关节内侧韧带静态局部解剖观察研究选择成年男性新鲜下肢标本8例,逐层解剖后观测踝关节内侧韧带组成束数及层数、走形及起止分布,用精度为0.02mmm游标卡尺分别测量踝关节内侧韧带的长、宽、厚度,分别测量3次,取平均值。2、踝关节内侧韧带在不同程度损伤及不同初始受力位置下的生物力学研究将解剖的下肢8例标本分为踝关节内侧韧带完整组、浅层断裂组及完全断裂组,利用BOSE力学试验机、数字电子压力传感器及压敏片技术分别在踝关节不同的位置行生物力学测验,测量踝关节不同初始位置(中立位0°、跖屈30°、背伸200)及踝关节内侧韧带不同损伤情况下(完整组、浅层断裂组、完全断裂组)的胫距关节接触面积,压应力分布及压强分布的动态变化,利用统计学软件SPSS13.0及重复测量的方差分析方法对收集的数据进行统计,以P0.05或P0.01作为存在统计学意义的标准。经过力学研究,进一步分析了踝关节初始受伤位置及不同损伤程度与踝关节内侧韧带损伤之间复杂性,进一步探讨踩关节内侧韧带深、浅层对维持其稳定性之间的差异。3、应力位下,常规应力位下X线片检查踝关节内侧间隙(MCS)在诊断踝关节内侧韧带损伤的临床应用通过对搜集的临床病例行回顾性研究,以MRI检查为“金标准”,对比观测急性踝关节损伤时踝关节内侧间隙(MCS)值,经SPSS软件统计及受试者工作特征(ROC曲线)分析,分析得诊断踝关节内侧韧带不同程度损伤时较高精度的踝关节内侧间隙(MCS)临界值。从而通过常规X线片检查能为临床初步诊断踝关节内侧韧带不同程度损伤提供较可靠依据,为临床踝关节内侧韧带损伤诊断及治疗提供指导。结果1、踝关节内侧韧带被斜行屈肌支持带覆盖,胫骨后肌腱穿行于踝关节内侧韧带中、后部。根据其走形及起止分浅、深两层,逐层解剖从前至后侧浅层结构跨越踝关节和距下关节,包括：胫舟韧带、胫弹簧韧带(胫跳跃韧带)、胫跟韧带和胫距后韧带浅层。深层结构仅跨越踝关节,包括：胫距前韧带、胫距后韧带深层。其中浅层结构中胫舟韧带与关节囊紧密相邻,较难完全分离。胫舟韧带是内侧韧带最长的一束,长18.22～26.14mm。而胫跟韧带起于内踝前丘内侧表面,止于跟骨载距突、跟舟跖侧韧带及舟骨。胫弹簧韧带起于内踝中丘侧,位于胫跟韧带与胫舟韧带之间,垂直下行止于足底弹簧韧带表面。与胫跟韧带和胫舟韧带纤维束紧密相邻,较难解剖分离。胫距后韧带浅层起于内踝丘间沟,斜下后内侧以远止于距骨后表面。该韧带束较短,长8.32～13.52mm：深层结构特点中包括胫距前韧带及胫距后韧带深层。前者起于内踝前内侧,紧邻胫弹簧韧带起点,韧带下行以远止于距骨颈后部,部分韧带纤维与胫跟韧带相融合,略呈扇形分布。浅层是胫骨后肌腱鞘,深层为关节囊,愈着紧密,该韧带束长为11.32～15.62mm。后者则位于胫距后韧带浅层内面,与胫距后韧带浅层类似起止点,仅跨越踝关节。该韧带是组成韧带束中最宽、最厚的,宽度为6.72-9.84mm,厚度为1.72-2.24mm。2、踝关节在不同位置(中立0°位、跖屈30°、背伸20°)及踝关节内侧韧带不同程度损伤情况下(完整组、浅层断裂组、完全断裂组),经BOSE力学试验机、压敏片技术及I-Scan软件测得的胫距关节接触总面积、压应力峰值及压应力分布情况存在不同差异。具体表现为：中立0°位及背伸20°情况下,踝关节内侧韧带不同损伤组之间胫距关节的接触总面积均无明显差异,而在跖屈30°位置下,踝关节内侧韧带不同损伤组之间存在明显差异(P0.05)。随着垂直应力加载的进行,动态变化表现为三个不同损伤组之间胫距关节接触面的压应力及峰值逐渐增强,表现为压应力中心颜色区域的加深和中心的位移改变等。3、以MRI作为金标准(Gold Standard)检查踝关节内侧韧带损伤,主要表现为内侧韧带连续性的中断、韧带松弛,如波浪线改变,同时韧带内出现异常高信号,往往伴随有骨折或骨撕裂,关节囊积液和周围软组织肿胀等。以MRI检查为“金标准”,经统计学受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析知：踝关节内侧韧带完全断裂(包括深层断裂、及浅层和深层同时断裂两种情况)的MCS的最适临界值为5.80mm,而诊断踝关节内侧韧带浅层断裂的MCS的最适临界值为4.50mm,对临床中急性踝关节损伤诊断踝关节内侧韧带损伤提供参考依据。结论1、踝关节内侧韧带以胫骨后肌腱为标志,呈扇形斜下内下方,根据起止点可分辨其具体名称。熟练掌握踝关节内侧韧带解剖形态学特征,有助于合理手术方案的设计。2、踝关节内侧韧带不同程度损伤状态下,步态周期三种典型姿态之间存在差异,跖屈30°时,踝关节内侧韧带浅、深层对内侧稳定性均起着至关重要作用。3、较高精度诊断浅层断裂的MCS临界值为4.50mm,而深层断裂MCS临界值为5.8mm,X线片合理应用能为内侧韧带损伤提供早期诊断依据。
【关键词】：踝关节 内侧韧带 解剖学 影像学 生物力学
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.3
【目录】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-18
• 引言18-20
• 第一章 踝关节内侧韧带静态解剖学观察研究20-28
• 研究背景20
• 1 材料及方法20
• 2 结果20-24
• 3 讨论24-26
• 参考文献26-28
• 第二章 踝关节内侧韧带损伤状态下的动态生物力学观察研究28-47
• 研究背景28-29
• 1 实验方法29-30
• 2 实验结果30-44
• 3 讨论44-46
• 参考文献46-47
• 第三章 踝关节内侧韧带损伤状态下的临床影像学观察研究47-58
• 研究背景47-48
• 1 资料与方法48-50
• 2 结果50-53
• 3 讨论53-56
• 参考文献56-58
• 全文总结58-63
• 综述63-74
• 参考文献69-74
• 攻读学位期间成果74-75
• 致谢75-76

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 蒋拥军;董御曦;徐伟;陈伟;;斜横轴位扫描在距腓前韧带损伤诊断中的价值[J];局解手术学杂志;2015年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 张建锐;大变形柔顺仿生足的刚度特性研究[D];燕山大学;2009年

2 魏铭浩;三黄油膏外敷治疗踝关节骨折术前肿胀疼痛的临床疗效观察[D];南京中医药大学;2012年

3 吕成国;急性踝关节损伤X线检查的临床研究[D];南方医科大学;2013年

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本文编号：799264