如何避免HTO术中胫骨后倾角变化

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高位胫骨截骨术(HTO)可以矫正冠状面力线,但由此引起的矢状面胫骨后倾角的变化同样引起广泛关注[1]。

在胫骨截骨后,矢状面常发生胫骨后倾角过大或过小,会影响前后交叉韧带功能、影响髌骨高度变化(显著相关性),导致膝关节不稳定,影响HTO的长期效果。

膝关节轴向载荷作用于具有后倾角的胫骨平台上,可将接触应力分解为压应力及剪切应力;剪切力使得股骨沿后倾的胫骨平台向后移动,引起ACL拉伸和PCL的松弛;

eg:胫骨后倾角10°时,其剪力应力为轴向载荷的0.17。则轴向载荷为体重3倍时,ACL必须抵抗~400N(0.5倍体重)力。在极端情况下,沿胫骨轴施加5.4±2.0 kN载荷会导致胫骨前移12.0±2.0 mm,并导致ACL断裂。

有研究认为[1],胫骨后倾角的改变除了与冠状面矫正量有关,也与手术技术相关。

后内侧皮质截骨不完整、后内侧软组织松解不完全、撑开过程干骺端绕合页点位旋转、截骨前后位撑开相等、板固定靠前等都会导致后倾角产生变化,影响长期效果。

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术前胫骨平台后倾角测量

以胫骨解剖轴测量,国人正常胫骨后倾角范围为10.8°(SD3.5°)[2],但个体之间存在较大差异,所以术前有效的测量非常重要。

膝关节完全伸展,股骨髁完全重叠,同时应避免胫骨旋转,以获得真实的侧位x线片,同时采用严格的测量方法,胫骨后倾角测量的准确性或可达到1°-4°。

左右滑动查看更多胫骨平台后倾角测量方法(目前HTO术后倾角测量仍采用胫骨近端解剖轴与胫骨平台内侧斜线夹角的余角。胫骨近端解剖轴:找到胫骨近端1/3及最远端处均相距4-5cm的前后皮质两点;此两连线中点的连线;胫骨平台内侧倾斜线:胫骨平台内侧前后部最高点连线[3])

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外侧合页的位置

有研究显示[4],与标准合页相比,采用低合页位置截骨除了可能会增大导致外侧合页骨折风险外,可显著增大胫骨后倾角。

合页位置(标准铰链位置(A)画出一条位于胫骨内侧平台下方3cm朝向腓骨头部的线,并将其与一条位于腓骨轴内侧1cm的纵向线相交的位置。低合页位置位于安全位置,但是低于标准合页位置1cm。)

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截骨完全性及软组织松解

胫骨后侧皮质截骨不完全或后侧软组织部分松解会影响两个合页点的方位角,导致闭合型HTO术后后倾角异常。

对于开放型HTO术,由于内侧副韧带的限制,截骨区可能在撑开时前方撑开较多,从而增加胫骨平台后倾角,因此应注意确保内侧副韧带表层长纤维(尤其是后内侧)已经得到充分松解。

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撑开间隙预估

从横断面观察,胫骨近端前内侧皮质呈斜形或三角形,与后侧皮质约呈45°。

图A胫骨近端骨干与干骺端连接处横截面;B前内侧皮质楔形角在开放楔形截骨术(冠状面)中沿倾斜的前内侧胫骨皮质形成。胫骨后外侧轴与胫骨前内侧轴夹角成为前内侧皮质倾斜角45°±6°(范围34°-56°)

外侧皮质更垂直于胫骨后缘;因此具有相同前后间隙的开放楔形截骨术可增加胫骨后倾角。

图A适当的楔形角度选择,可保持胫骨矢状面后倾角不变;B楔角不当导致胫骨坡度增大。无论是单平面截骨还是双平面截骨,应选择适当的楔形角度,维持胫骨矢状面后倾角。

相比之下,沿外侧胫骨皮质前后间隙相等的外侧闭合楔形截骨术对胫骨后倾角影响相对较小。

有研究显示[5],如果前撑开间隙(胫骨结节)约为后撑开间隙的一半,则TPS可以维持。建议暴露胫骨后皮层以评估前后间隙,或可参考如下图方案:L=(X1-X2)/sin (θ); Y2=(X2)(Y1)/X1)

前侧截骨撑开间隙确定(X1:胫骨的宽度(即冠状面上与合页轴的距离);Y1:胫骨最内侧楔形截骨撑开高度(Y1);L:两撑开高度测量点之间的距离;Y2第二个测量点的楔形截骨撑开高度;可在表中找到(假设截骨区胫骨前内侧皮质倾斜角为45°);若θ不是45°,或可采用公式:L=(X1-X2)/sin (θ); Y2=(X2)(Y1)/X1)

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固定位置

研究显示[6],固定位置与后倾角变化显著相关(P<0.001)),不考虑板长度,前部和中部的板位置会增加胫骨的后倾(P<0.05)。Rodner等人[7]发现,对于行OWHTO术的患者(术前8°)当板放置于胫骨前内侧嵴正中时,后倾角增加至14度。有建议称,内侧中后1/3板位能更好地实现结构稳定性和安全性。

胫骨后倾角与板位置关系(板位置:Anterior胫骨前嵴; Posterior胫骨平台后方;Middle两者之间)

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参考文献

[1]Hohmann E , Bryant A. Closing or Opening Wedge High Tibial Osteotomy: Watch Out for the Slope[J]. Operative Techniques in Orthopaedics, 2007, 17(1):38-45.

[2]Chiu K, Zhang S, Zhang G. Posterior slope of tibial plateau in Chinese[J]. Journal of Arthroplasty, 2000, 15(2):224-227.

[3]Hashemi J, Chandrashekar N, Gill B, et al. The Geometry of the Tibial Plateau and Its Influence on the Biomechanics of the Tibiofemoral Joint[J]. Journal of Bone & Joint Surgery, 2008, 90(12):2724---2734.

[4]  Jo H S , Park J S , Byun J H , et al. The effects of different hinge positions on posterior tibial slope in medial open-wedge high tibial osteotomy[J]. Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy, 2017.

[5]Noyes,F.R. Opening wedge tibial osteotomy: the 3-triangle method to correct axial alignment and tibial slope.[J]. Am J Sports Med, 2005, 33(3):378-387.

[6] Arciero, R, Rodner, Craig M, Santangelo, A, et al. . Medial opening wedge tibial osteotomy and the sagittal plane: the effect of increasing tibial slope on tibiofemoral contact pressure.[J]. American Journal of Sports Medicine, 2007, 35(3):495-6.

[7] Petersen J, Ritzau-Tondrow U, Hoerauf H. The effect of plate position and size on tibial slope in high tibial osteotomy: a cadaveric study.[J]. Journal of Knee Surgery, 2008, 21(01):75-79.

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