下胫腓联合韧带不同程度损伤的稳定性研究

发布时间：2019-07-06 17:51

【摘要】：下胫腓前韧带、后韧带、横韧带以及骨间韧带组成下胫腓联合韧带,与踝关节内、外侧结构共同维持踩穴的稳定。近年来,随着运动的普及,踝关节损伤日趋增多,而下胫腓联合损伤的患者占了相当大的比例。下胫腓联合损伤若得不到及时有效的诊断和治疗,将会导致后期创伤性关节炎的发生。踝关节损伤后,维持和恢复下胫腓联合的稳定性至关重要。但是对哪些患者、什么程度的韧带损伤需要行下胫腓联合固定手术是目前争论的焦点之一。踩关节的下胫腓联合是一个微动连接关节,可出现旋转、前后和上下运动。下胫腓前、后韧带和骨间韧带三者共同形成的三点固定模式对腓骨在腓切迹中的正确位置起着至关重要的作用。国外有学者提出：只要胫、腓骨骨间膜保持完整,下胫腓联合就不会完全断裂,下胫腓联合就不会发生分离；在内、外踝骨折均能达到解剖复位并坚强固定的情况下,则可不予下胫腓联合固定；即使胫腓下联合发生分离,但若在三角韧带完整的情况下,踝关节的稳定性也不会发生明显改变。并且认为在踝关节平面以上3.0～4.5 cm的范围有1个过渡区,如果三角韧带完好,对内踝骨折固定,同样无须固定下胫腓联合韧带,此为"Boden理论”。国内有学者提出踩关节“三柱理论”,外、中、内侧柱分别为外踝结构、下胫腓联合、内踝结构,2柱稳定可不固定下胫腓联合。只有当三者中两处或以上发生不可逆性损伤时,踝关节的稳定才会发生改变。在什么情况下需固定损伤的下胫腓联合韧带、选择怎样的固定方法等这些问题上的争议很大,国内大多医院还遵循以往Boden理论,但目前从临床初诊、治疗中及随访结果看,这种理论是有缺陷的,是以偏概全的可能。有研究者指出：阻止腓骨外移的阻力中有90%是来自于三条下胫腓联合韧带,所以其中任何一者或两者损伤都将影响下胫腓联合的正常关节微动和稳定性。下胫腓联合韧带与胫、腓骨在下胫腓横切面上共同组成一个同心圆结构并保持一定张力,任意一个部分损伤都会导致环状链的破损,影响其生物力学,继而影响到下胫腓联合的稳定性。没有经过手术修复、自发愈合的损伤韧带,导致韧带松弛性生长,最后引起踝关节疼痛、不稳定、关节炎。如果下胫腓联合的稳定性未得到有效恢复,即使内外踝骨折已妥善固定,仍会造成踝关节疼痛、不稳、创伤性关节炎等严重的不良后果,因此,对下胫腓联合稳定性的判断十分重要。多数学者认为只要存在下胫腓分离就应该通过手术干预,良好准确的复位能达到较好的临床效果。Stark等发现旋后外旋型Ⅳ。踝关节骨折固定内外踝后,仍有39%患者的下胫腓联合关节是不稳定的。Teramoto A等通过对踝关节行三维力学分析,提出切断下胫腓韧带可导致踝关节在多个方向的不稳定,其中以踝关节的外旋和内翻时不稳定最明显。对下胫腓联合韧带损伤不稳定的诊断标准仍有争议。如：当下胫腓联合增宽超过1.5mm时应作下胫腓联合内固定：下胫腓联合分离2mmm的活动即为不稳定；踝关节骨折固定后,通过外旋应力X线片测量对比健、患侧踝关节同一水平胫腓骨间隙差异,大于1mm可诊断为下胫腓联合不稳定。罗彪等认为患者的年龄、性别、身高、体质量对下胫腓联合各评估参数的影响非常小,几乎可以不予考虑。普通人群能满足日常生活踝关节活动方向包括：中立位、背伸(15。)位、跖屈(20。)位。但特殊人群如运动员运动中还常出现：内翻(15。)位、外翻(10。)位、内旋(10°)位、外旋(5°)位。本研究目的：拟从实验生物力学的角度,在尸体标本上、不同体位(中立位、背伸位、跖屈位、内翻位、外翻位、内旋位、外旋位)下模拟下胫腓联合韧带不同程度损伤,对下胫腓联合韧带分离的距离、接触面积(尤其是胫距关节)、平均接触压强及峰值压强的变化进行生物力学测量。意义：推断下胫腓韧带损伤对踝关节稳定性的影响,为不同人群对下胫腓联合韧带损伤的治疗方案提供实验依据。检测踝关节“三柱理论”的准确性,根据分离距离推断下胫腓联合损伤的严重程度。材料和方法：选取无损伤和畸形的国人成人、经福尔马林溶液浸泡1个月内的防腐尸体下肢10具(男7具,女3具；左侧6具,右侧4具；由南方医科大学解剖教研室提供)。10具标本自踩关节上30 cm离断,保留小腿及踝、足。去除皮肤、肌肉等软组织,保留胫腓骨骨间膜、踝关节三角韧带、外侧副韧带及下胫腓韧带和关节囊。用聚甲基丙烯酸树脂包埋标本的胫骨结节端。把数字电子压力传感器(K-Scan5033, Tekscan, Inc., USA)置入踝关节内。把位移传感器套入下胫腓联合韧带起止点的定位针上,连接至静态电阻应变演示仪以记录胫腓下联合的分离移位。将标本置于BOSE Eletroc Force (?)3510材料试验机上(高精度生物材料实验系统；中国上海,力值：+/-7.5KN；动态应变：+/-25mm；频率：100HZ)。在标本足底放置水平板,模拟成年人日常生活或运动相时的足底接触面。具体步骤：1、下胫腓联合韧带完整(A组)状态下,加载500N时,分别在不同体位下：中立位、背伸(15。)位、跖屈(20。)位、内翻(15。)位、外翻(20。)位、内旋(10。)位、外旋(5。)位下,测量全部标本下胫腓分离距离、胫距关节接触面积、平均接触压强及峰值压强的变化。步骤2：全部标本切断下胫腓联合前韧带(B组),测量7种体位压力下的数据。步骤3：在步骤2基础上,随机选取5具标本再切断后韧带(C1组),另选5具标本切断骨间韧带(C2组),分别测量500N压力下、7种体位下的数据。步骤4：所有标本切断下胫腓前韧带+骨间韧带+后韧带(D组),并切断骨间膜(大于5cm),分别测量500N压力下、7种体位下的数据。开始实验前均先给予预加载,尽可能消除因韧带的蠕变产生的材料误差。以50N/S的速度对标本附加轴向载荷至500N,维持30秒,以充分记录加载过程中胫距关节接触面积、平均接触压强及峰值压强等实验数据。标本在每个实验状态下记录加载测量过程3次,以3次实验数据的平均值作为每次不同体位、不同韧带损伤模式的最终实验结果。通过I一ScanSoftware记录动态或静态测量下的压力数据,进行比较分析。以往的研究表明,正常成人踝关节活动时,踝关节所受的压力最高可达体重的5-7倍,本次实验中我们采用了500N的加载力,是为了避免反复的过度的压力加载对标本造成不可逆性损害,并且是根据成年人正常站立时下肢双足所承受的压力范围而定的。使用SPSS13.0进行数据统计,采用析因设计重复测量的方差分析,多重比较采用SNK法,P0.05则认为差异具有统计学意义。结果：实验用的10具标本正常、完整情况下,A组数据在下胫腓分离距离、胫距关节接触面积、平均接触压强及峰值压强方面差异无统计学意义(P0.05)。单纯的下胫腓前韧带损伤(B组),踝关节稳定性好,各种体位数据无明显改变,无统计学意义(P0.05)。随着损伤的加重,下胫腓韧带的分离距离增大,接触面积渐缩小,平均压强增大,峰值压强增大。各组数据间变化趋势一致。下胫腓联合韧带2条韧带及2条以上损伤(C1组、C2组、D组),在中立位、背伸位、跖屈位、外翻位、内旋位,踝关节仍能维持稳定,互相间数据差异无统计学意义(P0.05)。但在外旋及内翻应力位下,踝关节出现不稳定,在下胫腓分离距离、胫距关节接触面积、平均接触压强及峰值压强方面差异具有统计学意义(P0.05)。在外旋及内翻应力位下,下胫腓分离距离增宽基本大于2mm,比其他5种体位均明显。外旋位下(C1组、C2组、D组)胫距关节接触面积数据分别为：405.00±44.73 mm2、370.95±29.10 mm2、365.37±39.11mm2;内翻位下为408.50±38.87 mm2、376.01±30.93 mm2、372.95±38.44 mm2;接触面积渐缩小,外旋位更明显。但两组间比较差异无统计学意义(P0.05)。在外旋及内翻应力位下,平均接触压强及峰值压强明显增大,外旋位C1组：21573.35±1477.86 Kpa、36004.57±3597.73 Kpa;C2组：20716.48±1728.83 Kpa、35323.15±5173.21 Kpa;D组：22488.19±1624.46 Kpa、37393.82±4236.32 Kpa。内翻位下C1组为：21338.91±1535.81 Kpa、36317.08±3369.92 Kpa;C2组20589.06±1781.90 Kpa.35144.59±5280.99 Kpa;D组、22316.67±1964.47 Kpa、37361.07±4405.73 Kpa。两组间比较差异无统计学意义(P0.05)。但均较其他5种体位的接触面积明显缩小、压强明显增大,推断多条韧带损伤后,在外旋及内翻应力位下,踝关节更容易引起损伤及并发症。在下胫腓分离距离、平均接触压强、峰值压强方面,前韧带+后韧带损伤组比前韧带+骨间韧带损伤组更明显,说明前者对踝关节的影响比后者损伤更明显。结论：单纯的下胫腓联合韧带在不同程度的损伤中,在大部分体位下,踝关节能保持稳定,可满足普通人群的日常负重需求。但在外旋或内翻体位下,即使胫、腓骨骨间膜无或轻度损伤,下胫腓联合仍可发生分离,下胫腓联合韧带损伤会明显影响踝关节的稳定性。建议对中、重度韧带损伤者同时行踝关节内、中、外个结构的修复固定,重视对下胫腓韧带的修复固定,特别在对踝关节要求更高的人群,如运动员。
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【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

【参考文献】