临床论著|Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折韧带损伤的MRI观察及对膝关节稳定性的影响

引用本文: 张宇, 胡军, 宋李军, 等.  Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折韧带损伤的MRI观察及对膝关节稳定性的影响 [J] . 中华创伤骨科杂志,2020,22 (11): 927-932. DOI: 10.3760/cma.j.cn115530-20200420-00267

【摘要】  目的  使用MRI分析Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折韧带损伤的发生率，结合CT上的骨折形态确定患者膝关节脱位的主要因素。  方法  回顾分析2010年1月至2019年12月江苏省人民医院创伤骨科手术治疗并有术前X线、CT和MRI的30例Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折患者资料。男18例，女12例;年龄22~75岁，平均45.4岁。根据正位X线片判断是否发生膝关节脱位将其分为无脱位组和脱位组。在CT上根据改良胫骨平台三柱分型分析骨折的形态。在MRI上确定各主要韧带损伤的发生率。统计比较无脱位组和脱位组间骨折形态、韧带损伤发生率的差异。多元线性回归分析确定导致膝关节脱位的主要因素。  结果  30例患者中，脱位组12例，无脱位组18例。66.7%(20例)的患者表现为内侧柱 后内侧柱 后外侧柱损伤，脱位组中，该骨折形式占83.3%(10例)。膝关节前交叉韧带(ACL)损伤的总体发生率是96.7%(29例)，后交叉韧带(PCL)损伤率为43.3%(13例)，内侧副韧带(MCL)损伤率为70.0%(21例)，后外侧韧带复合体(PLC)损伤率为90.0%(27例)，前外侧韧带(ALL)损伤率为73.3%(22例)，多韧带损伤(≥2条)的发生率为90.0%(27例)。无脱位组和脱位组后外侧柱损伤发生率分别为55.6%(10/18)和91.7%(11/12)，差异有统计学意义(P<0.05)，但在各单一韧带损伤和多韧带损伤的发生率方面差异无统计学意义(P>0.05)。多元线性回归分析证明后外侧柱损伤是关节脱位的危险因素(P<0.05)。  结论  Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折的韧带损伤发生率很高，但胫骨平台后外侧柱骨折是导致部分患者发生膝关节脱位的主要原因。

胫骨平台骨折属关节内骨折，手术治疗的目标是纠正下肢力线、关节面解剖复位和恢复关节的稳定性[1]。Delamarter等[2]研究发现胫骨平台骨折治疗后膝关节不稳的发生率达50%左右。因此除下肢力线异常和关节面复位不良外，术后膝关节不稳可能是影响手术治疗效果最重要的因素[3]。Moor[4]早在1981年就报道了胫骨近端骨折患者的关节脱位现象。Kennedy[5]将膝关节完全脱位定义为股骨髁和胫骨平台间分离或正常的关节面匹配完全丧失，在Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折中相当一部分患者也会发生股骨和胫骨关节面的匹配异常[6,7]。但与膝关节完全脱位不同的是此类患者的股骨内侧髁和劈裂的胫骨内侧平台间仍保留相对正常的对位关系，同时股骨外侧髁和残余的胫骨外侧关节面仍有一定的接触。因此，从临床的角度可以将其定义为半脱位。Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折出现半脱位时反映膝关节稳定性被严重破坏(图1)，术后发生膝关节不稳的风险大大增加。但目前还不清楚Ⅳ型平台骨折中膝关节不稳、半脱位的主要原因是骨折本身还是伴发了广泛的韧带损伤。如果韧带损伤是引起膝关节半脱位的主要因素，单纯进行骨折复位内固定而忽略韧带损伤的评估和修复可能导致术后膝关节不稳，并因膝关节疼痛、无力而影响预后。因此，研究胫骨平台骨折中的韧带损伤情况并确定其是否为引起膝关节半脱位的关键因素具有重要的临床意义。尽管有学者使用MRI研究了胫骨平台骨折中主要韧带损伤的情况(同时包含了所有Schatzker亚型)，但还没有学者专门针对Schatzker Ⅳ型胫骨平台进行相关研究[8,9,10,11]。由于Schatzker Ⅰ~Ⅲ型与Ⅳ~Ⅵ型胫骨平台骨折之间在损伤机制、创伤解剖和预后上存在巨大的差异，以上研究中关于韧带损伤的结论并不能代表Ⅳ型胫骨平台的真实情况。为了研究Ⅳ型胫骨平台骨折中主要韧带损伤的发生率，膝关节脱位与骨折形态、韧带损伤之间的关系，本研究对2010年1月至2019年12月手术治疗并有术前X线、CT和MRI的30例Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折患者资料进行了回顾性研究，统计了主要韧带，包括前交叉韧带(anterior cruciate ligaments，ACL)、后交叉韧带(posterior cruciate ligament，PCL)、内侧副韧带(medial collateral ligament，MCL)、后外侧韧带复合体(posterolateral complex, PLC)和前外侧韧带(anterolateral ligament，ALL)损伤的发生率，并通过回归分析的方法探讨骨性结构损伤和韧带撕裂对骨折术后膝关节稳定性的影响。

图1  Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折前、后位X线片上可见股骨髁连同平台内侧骨折块向内侧半脱位(A，B)

图2  病例1，男，52岁。因电瓶车祸导致左膝疼痛、肿胀1 d入院。患者术前轴位CT显示骨折累及胫骨平台内侧柱、后内侧柱和后外侧柱(A);CT重建冠状位片提示骨折线经过髁间嵴外侧，股骨外侧髁和胫骨外侧平台之间的对位关系丧失(B);CT三维重建图像显示胫骨平台后外侧柱粉碎性骨折(C);T2加权像矢状位片提示ACL撕脱骨折合并韧带实质撕裂(白色粗箭头)，PCL止点撕脱骨折(白色细箭头)(D);T2加权像冠状位片提示MCL Ⅲ度撕裂(白色细箭头)、腘肌腱股骨外侧髁止点撕脱骨折、腓侧副韧带损伤(白色粗箭头)(E)

图3  病例2，女性，61岁，车祸致右膝关节疼痛、肿胀1 d入院。术前轴位CT可见Segond骨折块(粗白色箭头所示)

资料与方法   

一、病例纳入与排除标准

病例纳入标准：①Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折者，②具有完整的术前X线、CT和MRI影像资料者。病例排除标准：①患膝既往有外伤或手术史者，②术前CT或MRI缺失者，③骨骺未闭合者，④病理性骨折者，⑤患膝先天性畸形者。

二、一般资料

本研究共纳入30例Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折患者，男18例，女12例;年龄22~75岁，平均45.4岁;左侧14例，右侧16例。均为闭合性骨折，均无重要血管、神经损伤。致伤原因：摔伤11例(7例为自楼梯1~3个台阶高度跌落，4例为1 m以上高度摔伤)，交通伤19例(17例为电瓶车相关事故，另2例分别为自行车和摩托车相关事故)。

本研究通过南京医科大学第一附属医院伦理委员会批准(2020-SR-282)，所有患者均知情同意并签署知情同意书。

三、膝关节CT及MRI的影像学评估

所有患者的膝关节X线、CT和MRI均由1名高年资创伤骨科医师和1名运动医学科医师通过影像传输系统进行评估，诊断成立的标准为2人评估结果达成一致。在正位X线片上根据胫骨、股骨的对位关系将患者分为无脱位组和脱位组。在CT轴位平扫上(观察平面在腓骨尖水平)，根据Luo等[12]的改良胫骨平台骨折三柱理论将胫骨平台分为内侧柱、外侧柱、后内侧柱和后外侧柱。所有患者据此统计胫骨平台骨折累及关节面的范围。同样在轴状位CT上寻找Segond骨折的证据，并在CT矢、冠状位片上观察是否存在ACL、PCL撕脱骨折。在MRI上观察ACL、PCL实质撕裂，MCL、PLC损伤及ALL撕裂。其中ACL、PCL止点撕脱骨折、韧带完全撕裂和止点撕脱骨折 韧带部分撕裂定义为交叉韧带损伤。后外侧复合体主要的评估对象包括腓侧副韧带和腘肌腱，包括腓侧副韧带撕脱骨折、断裂，腘肌腱断裂和股骨侧止点撕脱骨折。MCLⅡ度以上的损伤定义为具有临床意义的损伤。ALL损伤包括Segond骨折和韧带撕裂。多韧带损伤是指患者的交叉韧带和侧副韧带中，同时发生2条及以上韧带损伤[13]。

四、统计学处理

采用IBM SPSS 20.0统计学软件，对Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折中膝关节无脱位和脱位组之间就性别、骨折形态、主要韧带损伤分布情况之间进行χ2检验。两组间年龄分布差异采用独立样本t检验。为了确定关节脱位的危险因素，使用多元线性回归分析进行检验。Wang等[14]报道，后外侧柱损伤与ACL撕脱骨折之间存在相关性。因此将两者纳入多元线性回归分析。P<0.05认为差异有统计学意义。

结果  

30例患者中，12例患者在正位X线片上表现为明显的膝关节冠状面半脱位(表1)。CT研究发现本组患者中内侧柱 后内侧柱 后外侧柱是最常见的骨折形式，共有20例，占总数的66.7%(图2A,图2B,图2C)。其次为内侧柱 后内侧柱和内侧柱 后内侧柱 外侧柱，各为4例。无脱位组和脱位组后外侧柱骨折的发生率分别为55.6%(10/18)和91.7%(11/12)(表1)，两组之间的差异具有统计学意义(P=0.034)。29例患者发现有ACL损伤(图2D)，占总数的96.7%。其中8例为止点撕脱骨折，12例为撕脱骨折 韧带部分撕裂，3例为完全撕裂，6例为部分撕裂。PCL损伤的发生率为43.3%(13例)，其中5例为止点撕脱骨折，4例为撕脱骨折 韧带部分撕裂，2例为撕脱骨折 韧带完全撕裂，2例为完全撕裂(图2D)。MCL Ⅱ度以上损伤共21例(70.0%)，其中Ⅱ度损伤12例，Ⅲ度9例(图2E)。共有27例患者出现PLC损伤(90.0%)，其中单纯腘肌腱和外侧副韧带撕脱骨折各1例，腘肌腱 外侧副韧带撕裂8例，单纯外侧副韧带撕脱骨折 腘肌腱撕裂3例，腘肌腱止点撕脱骨折 外侧副韧带撕裂5例，外侧副韧带 腘肌腱止点撕脱骨折6例，单纯外侧副韧带撕裂3例(图2E)。ALL损伤的发生率为73.3%(22例)，其中Segond骨折12例(图3)，韧带实质撕裂10例。除ALL以外，有8例患者出现了4条主要韧带均损伤，有17例患者出现3条主要韧带损伤，2例患者出现2条主要韧带损伤，3例为单一韧带损伤(表1)。

表1  无脱位组和脱位组间Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折患者性别、年龄及骨折形态和韧带损伤的分布与比较

两组间在ACL、PCL、MCL、PLC、ALL损伤和多韧带损伤方面的差异均无统计学意义(P>0.05，表1)。线性回归分析证实胫骨平台后外侧柱损伤与Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折后膝关节半脱位存在相关性(β=0.386，95% CI：0.031~0.794，P=0.035)。多元线性回归分析的结果证实Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折中骨折累及后外侧柱是关节发生脱位的危险因素(β=0.386，95% CI：0.023~0.802, P=0.039)。

讨 论  

1979年Schatzker等[7]指出Ⅳ型胫骨平台骨折的治疗效果不佳。除创伤性关节炎外，因膝关节不稳而导致的疼痛、无力也是膝关节功能恢复不良的重要原因。在骨折的创伤解剖方面，Wahlquist等[15]按照前后位X线上内侧平台主要骨折线位于胫骨髁间嵴内侧、经髁间嵴或位于髁间嵴外侧将其分为A、B、C 3个亚型;马卓等[16]在研究Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折患者的CT后发现此类患者的骨折形态更加复杂，可根据骨折是否累及胫骨平台外侧部分而分为2大类、8个亚型。因此，骨折形式多样、复杂是Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折的特点之一。常发生膝关节冠状面半脱位是Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折的另一个特点，并且术前膝关节的脱位/半脱位常被视为术后容易发生膝关节不稳的危险因素。尽管严重而复杂的骨折可以是创伤后膝关节半脱位的重要原因，但伴发的重要韧带损伤对膝关节稳定性的影响也需要充分考虑。因为Schatzker等[7]和Potocnik等[17]都指出在Ⅳ型胫骨平台骨折中韧带损伤也比较常见，如果韧带损伤未妥善治疗将会造成术后膝关节不稳和功能障碍。但目前还没有针对Ⅳ型胫骨平台中主要韧带损伤的发生率、严重程度及其对膝关节稳定性影响的研究，因此也无法确定Ⅳ型胫骨平台骨折中一期修复韧带损伤的具体指征。

本研究收集了30例具有完整术前CT和MRI的Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折患者，是目前同时使用CT和MRI研究该型平台骨折的研究中样本量最大的。我们发现有40.0%的患者在就诊时膝关节仍然处于半脱位的状态，尽管部分患者可能在受伤时膝关节发生了脱位但在就诊前就已自发性复位[18]，但我们认为一直处于脱位状态的膝关节的稳定性可能更差。在所有Ⅳ型胫骨平台骨折中平台后外侧柱损伤的发生率为70.0%，而在脱位组中，后外侧柱损伤的发生率为91.7%，发现无脱位组和脱位组之间在后外侧柱骨折发生率方面的差异有统计学意义(P<0.05)，线性回归分析的结果显示在Ⅳ型胫骨平台骨折中后外侧柱发生骨折与膝关节脱位存在相关性(P<0.05)。因此可以认为后外侧柱损伤是Ⅳ型胫骨平台骨折后膝关节半脱位的重要因素。

为了研究Ⅳ型胫骨平台骨折中伴发的韧带损伤对膝关节稳定性的影响，作者利用创伤后MRI对这些韧带进行了评估。此前有研究将Schatzker分型的所有亚型均纳入研究对象[8,9,10,11]，尽管个别研究的样本总量相对较大，但其中Ⅳ型胫骨平台骨折的比例很低，导致该型病例的绝对数量很少。因此还不能充分说明Ⅳ型胫骨平台骨折中韧带损伤真正的发生率。本研究在30例Ⅳ型胫骨平台骨折患者中发现：ACL损伤的发生率高于以往的大部分报道，而与Gardner等[9]的结论相近。本研究还发现PCL和MCL损伤的发生率均高于胫骨平台骨折整体的平均水平[8,10,11]。本研究首次将胫骨平台骨折中PLC和ALL的损伤情况纳入研究。结果显示，在Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折中无论是无脱位组还是脱位组PLC损伤的发生率均较高。根据经典的受伤机制理论，Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折是膝关节在不同屈伸角度下遭受内翻暴力而发生的骨折。在受伤瞬间，外侧为张力侧，因此PLC受到较大的暴力而容易发生损伤。统计比较发现无脱位组和脱位组间在主要韧带损伤和多韧带损伤的发生率方面均差异均无统计学意义(P>0.05)。因此可以初步认为韧带损伤在半脱位型的Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折中对膝关节不稳并不发挥主要作用。多元线性回归分析的结果进一步证实了后外侧柱骨折是引起膝关节不稳的唯一重要因素。

以上研究的结果揭示，Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折中ACL、PCL和后外侧复合体损伤的发生率远高于胫骨平台骨折的整体平均水平。但就Ⅳ型胫骨平台骨折自身而言，后外侧柱损伤与膝关节半脱位的关系相对更加密切，而韧带损伤的数量和严重程度与骨折后膝关节脱位之间无明确相关性。因此可以得出这样的结论：在Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折中膝关节脱位主要是由于严重的骨性结构损伤导致的。虽然韧带损伤的现象较为普遍，但并未加重胫骨平台骨折后的关节不稳定。我们认为恢复胫骨平台的正常解剖形态(平台的宽度、内外侧平台的相对高度和平台关节面的后倾角)是恢复膝关节稳定性的最重要因素。由于PLC损伤在该型胫骨平台中的发病率较高，并与平台后外侧柱损伤关联性较大，我们建议在完成骨性结构修复后应常规进行膝关节应力试验。如果出现外侧关节间隙明显增宽，应一期进行外侧韧带结构的直接修复(韧带止点撕脱骨折的固定或韧带实质撕裂的直接缝合)。如果ACL损伤为撕脱骨折，可以进行一期修复。而对于合并多韧带损伤的Ⅳ型胫骨平台骨折，我们认为最终膝关节的稳定性受到骨折的复位质量、骨折复位是否丢失、膝关节是否发生僵硬等诸多因素的影响。应待骨折愈合后对膝关节各个方向上的稳定性进行精确评估后制定合理的修复方案。

本文为回顾性研究，因临床工作中MRI检查很少应用于Schatzker Ⅳ型胫骨平台骨折的评估，导致符合入组条件的病例数少，可能导致本研究统计学检验的效力受一定影响。但与其他相似的研究相比，本研究的纳入研究病例数较大，并通过统计学分析的设计尽可能地排除了混杂因素的干扰。

总之，本研究认为韧带损伤并不是Schatzker Ⅳ型胫骨平台发生膝关节半脱位的主要因素。在此型胫骨平台骨折中，骨折的解剖复位与固定仍然是重建膝关节稳定的最重要手段，特别是要重视后外侧柱骨折的修复。我们建议术中在骨折复位、内固定完成后通过应力试验评估PLC修复的必要性。对于合并多韧带损伤的患者，建议在骨折愈合后全面地评估膝关节的稳定性，根据膝关节不稳的具体方向和程度二期进行韧带修复或重建，以改善膝关节术后的稳定性。

参考文献略 

《中华创伤骨科杂志》