论体育运动中膝关节半月板的损伤机理及其康复

2010-08-15 00:47蒋先军
巢湖学院学报 2010年3期
关键词:半月板关节镜胫骨

蒋先军

(安徽师范大学体育学院,安徽芜湖241000)

论体育运动中膝关节半月板的损伤机理及其康复

蒋先军

(安徽师范大学体育学院,安徽芜湖241000)

膝关节半月板是膝关节较为重要的结构,在体育运动和日常生活中,半月板的损伤较为多见。探讨半月板的解剖学和生物力学特征,分析半月板的机制,了解半月板损伤后的检测,治疗手段,掌握预防损伤的方法,将有助于减少半月板的损伤,使半月板能够得到早期正确治疗与康复,防止出现后遗症的产生。

膝关节半月板;损伤机理;康复Q

膝关节是人体关节中最大、结构复杂、活动频率最高的关节,其半月板在运动中有多种功能。如半月板具有传导载荷、吸收震荡、维持稳定、协助润滑关节以及感受本体感觉等功能。故在体育运动及日常生活中容易发生急性损伤和慢性损伤,半月板的损伤可导致运动能力极大下降,运动锻炼不能正常进行,甚至提前结束运动生命。因而,膝关节半月板的损伤及其预防引起骨科临床医学、医务科研工作者、教练员和运动员们的广泛关注。

1 膝关节半月板的解剖学特征

半月板呈半月形,断面大致呈三角形覆盖相应的胫骨平台关节面的1/2~2/3。其周缘呈凸形,较为固定,除了腘肌腱从外侧通过的部分外,其余部分均牢靠附着于膝关节内囊内。内缘呈凹形,较薄,没有附着部。半月板可分为前角、体部、和后角,它们借助9条韧带与骨性部相连。内测半月板呈“C”形,其半径大于外侧半月板,后角比前角宽,其前角牢固地附着于胫骨髁间隆起和前交叉韧带的前部分。半月板后角附着处位于后交叉韧带的前方及髁间隆起后部。外侧半月板在外形上接近“O”,前角向内附着于胫骨髁间隆起前方,而后角止于髁间隆起的后部和内侧半月板后部附着点的前方。后角常借助于Wrisbery韧带和Humphry韧带及其膝关节后外角覆盖腘肌和弓形复合体的筋膜附着于胫骨。半月板外侧1/3的血管较丰富,中间的1/3仅有很少的毛细血管,内侧1/3为无血管,在半月板表面有滑膜。半月板的功能在于使股骨踝和胫骨踝关节面相吻合;传递负荷、吸收震荡、保护相连骨关节面(有人测定,半月板切除后膝关节上的应力为正常的3倍,长期过高应力的作用,可损伤受力部位的关节软骨);增强润滑、减少摩擦,维持关节的稳定以及调节关节的内压。

2 膝关节半月板的生物力学特征

通过对半月板的解剖学分析,可以了解半月板在膝关节中有多种功能,主要有以下几点:

2.1 承重

在不负重时,胫骨与股骨不接触,全由半月板衬垫两者之间。在负重时,有约70%的负重区域在半月板上,这就大大降低了胫骨平台上的应力,从而保护了软骨。如果将半月板切除,则胫骨平台上的峰压力可上升两倍,并将引起软骨退变[1]。在负重时,半月板接受轴向应力,由于半月板前、后角胫骨韧带限制了半月板向侧方膨出,就使轴向应力转化为其内部的箍应力,如果这两个韧带断裂,则其负重能力完全丧失。将半月板前、后角胫骨韧带切断引起的软骨退变与半月板全切除引起的软骨退变类似。可以推断在半月板横裂时,半月板的承重功能完全丧失[2]。

半月板切除的大小与胫骨平台上的峰应力呈正比,与胫骨平台的退变呈正比。这就要求我们在半月板部分切除时要尽量少切。

2.2 维持膝关节运动协调

半月板随着胫骨一起运动,内侧半月板较外侧半月板移位小,且半月板在膝关节屈伸过程中可以变形以适应膝关节的解剖形态。保持了膝关节几何形态的协调,从而维持膝关节运动协调[3]。

2.3 维持稳定

半月板切除在前交叉韧带完整时,不引起胫骨前移,而在前交叉韧带断裂时,则引起更大程度的胫骨前移[4]。

2.4 吸收震荡

有这样一些膝痛病人,关节镜检病理未发现任何异常情况,而其症状明显,后经检查发现其半月板吸收功能较差[5]。

另外半月板还有润滑关节等功能,半月板可将关节液均匀涂布于关节表面,使关节的摩擦系数大为减小。

3 膝关节半月板的损伤机理

半月板损伤的机制在于膝关节运动中引起的半月板的矛盾运动(矛盾性)以及膝关节运动中的突然变化(突然性)。膝关节的各种运动使半月板不断承受着传承载荷的垂直压力,向周缘移位的水平拉力和旋转时的剪式应力。当膝关节在屈曲135°左右左强力外翻或内翻、旋内或旋外,半月板的上面因粘住股骨踝部随之活动,下面与胫骨平台之间形式旋转摩擦剪力。若动作突然,力量很大,关节面之间对半月板的压力也加大。当旋转、碾挫力量超过了半月板所能承受的极限时,即可引起半月板的损伤。如篮球运动员的转身跳跃、铁饼运动员的旋转动作都是在瞬间完成,具有强大的爆发力易导致半月板的损伤;如足球运动中队员踢球时脚踢空,造成腿的突然过伸,半月板被挤于股骨与胫骨髁之间,或在两角之间形成反向牵拉,造成横裂或前角撕裂;另外在踢球时脚突然出现伸屈、旋转加外翻,内侧半月板被拉向中央,被凸出的股骨内踝所压榨,当膝关节继续伸直时,可造成纵裂或边缘撕裂;又如举重起身时,两膝外翻同时并膝,也易导致半月板损伤。但也有部分病例无明显外伤史、可能与半月板长期反复磨损或微小创伤有关。

半月板损伤一般分为:边缘型撕裂、前角撕裂、后角撕裂、横行撕裂、水平(纵行)撕裂、桶柄式撕裂等类型。其中水平撕裂、边缘型撕裂常因破裂处套住股骨踝而发生“绞锁”,而横行撕裂多位于半月板的中央部,不易发生绞锁,此外有前角及后角撕脱或瓣状破裂,破裂的背影根部以蒂相连,游离于关节间隙,少数患者无撕裂,但也可出现类似症状,如合并囊肿,盘状软骨,过度活动性半月软骨。半月软骨周围炎等。

4 膝关节半月板损伤的诊断

4.1 外伤史患者右膝关节突然旋转,或跳跃落地时扭伤史,或有多次膝关节扭伤肿痛史。

4.2 关节绞锁征患者一般主诉关节一侧痛或后方痛,位置较固定。股四头肌力减弱,膝关节控制乏力。上楼时会发生突然伸直障碍。经别人或自己将患肢旋转摇摆后,突然弹响或弹跳,即可恢复。

4.3 体征股四头肌萎缩,关节间隙压痛,压痛点较之局限固定。膝关节过伸过屈实验即可引起疼痛。

4.4 检查

4.4.1 压痛点:多位于膝关节内侧或外侧间隙处,如有积液,则关节肿胀,浮髌实验阳性。

4.4.2 Memurra征阳性(麦克麦雷征):研磨试验阳性,半月板重力试验阳性。

4.4.3 股四头肌萎缩:尤以股四头肌内侧头更为显著。如晚期患者没有股四头肌萎缩,半月板损伤的诊断就应怀疑,测量部位部位一般在膝上15cm处,双侧比较。

4.4.4 X线片:不能显示膝关节半月板损伤,但可以排除关节的骨性病变及其他疾患。

4.5 膝关节镜检查:对关节内结构可提供直观形象,但不能以它来完全代替其他检查。对半月板损伤,只有在临床上高度怀疑,而经体检、x线造影均无法肯定或排除,或体检与x线造影不符,或不能肯定o侧半月板损伤以及半月板切除术后长期原因不明的疼痛或遗留其他症状时,才需做关节镜检查。

5 膝关节半月板损伤的治疗与康复

半月板损伤多由外伤、关节退变、炎症及慢性劳损引起半月板撕裂、半月板分层破裂及半月板嵌顿等。国外文献报道半月板损伤以内侧居多,而国内文献报道则以外侧多见。半月板损伤后,可出现不同程度的变性、边缘及周围肌肉组织增生、肥厚、水肿等,膝关节失去稳定性及正常的活动功能,出现一系列临床症状和体征。以往多采用半月板部分或全部切除手术,尽其疗效比较满意。但近年来随着对半月板结构、功能及损伤机制研究深入,多数学者主张尽量非手术或手术修复手术的半月板。

5.1 非手术治疗法

一般认为部分厚度的沿半月板长轴裂伤、<5mm的全层垂直或斜形裂伤、<5mm的放射状裂伤均可不做手术,进行非手术疗法治疗[6~7]。

5.1.1 固定疗法[1,8,9]

有人主张采用膝关节伸直位外固定数周,待其自行愈合,经观察发现此疗法疗效与半月板缝合修补术相同,甚至优于缝合修补术。但长期固定可导致膝关节强直、肌肉萎缩、影响功能恢复。固定方式和方法有不同,有人主张采用膝关节伸直位外固定,有人主张急性损伤期用夹板或石膏托固定膝关节160~170°,休息3~4周。还有人主张采用膝关节略屈曲20°位外固定可以消除关节肿胀、滑膜炎症、肌肉痉挛,促进损伤半月板修复。

5.1.2 药物治疗

早期宜内服消炎止痛的药物,并可以外敷消炎止痛的药膏,后期宜内服温经通络止痛的药物,并可配中药熏洗。

5.1.3 手法

5.1.3.1 外侧半月板损伤

(1)外旋过伸屈膝法:适用于外侧半月板急性嵌顿,病人取仰卧位。术者立于伤侧,一手握伤肢膝部,另手拿其踝部,在小腿被动外旋姿势下过伸膝关节;将膝关节过度屈曲(此时,多有明显的半月板弹响或复位感觉),再缓缓伸直膝关节。

(2)回旋伸膝按压法:适用于外侧半月板轻度撕裂伤,病人取仰卧位。术者立于伤侧,一手握拿伤肢踝部,另一手拇指按压外侧半月板痛点,余四指扶住膝内侧,两手协同动作,屈膝90°,将小腿内收、外旋,并迅速外展、伸直膝关节。此时,按压外侧半月板痛点之拇指趁机向内按压半月板前角,并顺关节间隙挤压半月板边缘,偶可闻及半月板破裂处的闭合声。

5.1.3.2 内侧半月板损伤

(1)内旋过伸屈膝法:适用于内侧半月板急性嵌顿,操作方法与“外旋过伸屈膝法”相似,但应在小腿被动内旋姿势下过伸与过屈膝关节。(2)回旋伸膝按压法:适用于内侧半月板轻度撕裂伤,与外侧半月撕裂伤手法操作相似,但应在屈膝姿势下,使小腿外展、内旋、内收,同时将膝关节伸直,另手(拇指按压于内侧半月板前角,余四指扶膝关节外侧)复位方法相同。路力为[4]采用手法治疗本病52例,痊愈34例(65.3%)、显效12例(23.0%)、总有效率88.3%。

5.1.4 中医疗法

(1)中药内服:中药可以作用于半月板软骨、半月板表面软骨膜细胞,通过内加生长促进损伤半月板的愈合。黄霄汉[10]采用筋骨痛消丸(药物组成:丹参、香附、桂枝、白芍、川芎等)结合三七接骨散(药物组成:三七、乳香、没药、当归、牡丹茯苓、自然铜等)治疗本病50例,痊愈40例(82.0%)、显效5例(10.0%)、总有效率95.0%。郑怀贤[12]用中药治疗也取得一定疗效。(2)中药外敷或熏洗:①一号外敷药处方:白芨、白芍、甜瓜籽、合欢皮、续断、千年健各50g,土鳖、远志、萆解、白芷各16g,甘草9g(中年人可加檀香、三七、广木香各16g)。上药共研细末,用水调匀,然后加鸡蛋清调敷伤处。有逐寒、散瘀、消肿、止痛、续筋之功效。②二号外敷药处方:海桐皮、紫荆皮、羌活、独活各3g,土鳖、木香、牛膝、续断、儿茶各6g。上药共研细末,蜂蜜调敷。适用于半月板损伤伴有韧带撕裂者。

5.1.5 针灸

晋松认为针灸可以促进已撕裂的半月板修复,无论对急性期损伤还是术后康复,针灸均有止痛、消肿、改善新陈代谢、促进血液循环作用。主穴:内膝眼、犊鼻、阳陵泉、曲泉,配穴:悬钟、侠溪、阴陵泉、血海、梁丘、足三里等。每次选4个主穴,2~4个配穴;内膝眼和犊鼻为一组,阳陵泉和曲泉为一组,接电针刺激仪,急性期选疏密波,慢性期选疏波,30 min,配穴不接电刺激仪。关涛等[13]采用针灸、中药、按摩治疗62例,疼痛缓解显效率为95.38%、体征改善显效率为86.30%、大腿肌肉萎缩改善显效率为95.92%。

5.1.6 组织工程技术[6,7,14]

组织工程技术是生长因子治疗、基因治疗、组织细胞基因支架研究的综合应用,基本方法是利用降解生物材料与种子细胞(纤维软骨细胞)复合移植到体内组织缺损部位,完成组织缺损的修复和再造;或利用功能细胞及基因支架培育出工程组织,重建或替代损伤半月板。还有一些学者认为利用自身细胞植入可降解生物材料来重建半月板工程组织技术已成熟地走出实验室,进入临床应用,同种异体半月板移植已显得没有必要了。

5.1.7 功能锻炼[6]

功能锻炼分两个阶段,前阶段以加强患侧膝关节股四头肌内侧头肌力为主,从而改善髌股关节接触面外侧倾斜,降低外侧接触应力。后阶段目的是提高股四头肌与腘绳肌的肌力比值,增加膝关节稳定性,全面增强其他肌群力量。患侧股四头肌等长收缩训练方法有:下肢伸直用力收缩股四头肌、采用Cybex膝关节坐位屈伸训练器、靠墙静蹲等。患侧大腿其他肌群训练方法有:大腿内收肌群训练、大腿外展肌群训练、髋关节屈伸训练、膝关节屈伸肌群闭链运动训练。

5.2 手术疗法[6,8]

半月板损伤是膝关节常见疾病。自Brodhurst首次报道了切开关节的半月板切除术以来,100多年来其一直作为半月板损伤的常用治疗方法。但通过研究,人们发现半月板切除后将导致膝关节载荷传导紊乱,从而加速关节软骨的退行性改变。有些作者认为半月板切除后可获得再生,但并无正常半月板的形态,无法阻止半月板切除后造成的膝关节生物力学紊乱的发生。半月板切除术对膝关节功能带来的损害已愈来愈受到重视。因此,保留半月板一直是临床医师的努力方向。

常规手术如经非手术治疗无效,症状和体征明显,诊断明确者,应及早手术切除损伤的半月板或把撕裂部分切除或进行半月板修补缝合,以防发生创伤性关节炎。如果患者比较年轻,损伤位于血液供应区域,而且韧带完整应尽量将撕裂的半月板缝合;如果患者年龄比较大,损伤位于没有血液供应区域,应将半月板撕裂的部分切除。一些学者通过对半月板切除患者平均4~18年不等时间的随访观察表明,切除半月板后疗效满意率最高为86%,最低为42.5%。术后伸膝位加压包扎,次日开始作四头肌静止性收缩练习,2~3天后开始作直腿抬高运动,以防股四头肌萎缩,两周后开始下地行走,一般在术后2~3个月可恢复正常功能。

关节镜手术Keelchi1979年在日本东京,首次施行关节镜下半月板修补术。1980年,Henning等在美国,第一个施行关节镜下半月板修补术。半月板损伤的关节镜治疗包括关节镜下半月板部分切除、半月板成形术、半月板缝合术,关节镜下半月板缝合术是最常使用的方法,关节镜下半月板缝合术基本方法有以下三种:由内到外,由外到内,全内缝合。Hotibe等报道,由内到外缝合术完全愈合率为73.0%,部分愈合率为19.0%;Mariani等报道,由外到内缝合术优良率为77. 3%;Scott等应用膝关节后切口在关节镜下行半月板修补并对260例病人随访,愈合61.8%,部分愈合16.9%,不愈合21.2%,92%的半月板临床表现稳定。半月板边缘撕裂可行缝合修复,通常行半月板部分切除,保留未损伤的部分。对早期怀疑半月板损伤者可行急诊关节镜检查,早期处理半月板损伤,缩短疗程,提高治疗效果,减少损伤性关节炎的发生。通过关节镜手术创伤小,恢复快,处理半月板问题成功率高。此外,随着关节镜技术的日益成熟,激光及其黏合剂也被运用到关节镜手术中,进行半月板缝合和“焊接”。近年来,半月板损伤经关节镜治疗有以下进展:(1)为了避免和减少半月板全切除后的不良后果,经关节镜损伤半月板的全切除改为部分切除术。(2)多数学者经关节镜部分半月板切除的临床及研究得出除已破损的或力学性能不稳定的部分外,不应更多地切除半月板;同时尽可能保留一个凹形光滑的半月板边缘及半月板周围的纤维环,尤其是靠近外侧半月板腘肌孔处。半月板部分切除优于全切,提出宁可保留退变但无破裂的半月板甚至破裂的但不影响正常关节生物力学的半月板也不做切除的观点;(3)半月板部分切除术后,虽可保留一定的半月板功能,但肯定不及完整的半月板。即使切除一小部分半月板,也会使承受压力异常而导致早期的半月板软骨退行性变。半月板应该保留越多越好,最好的方法是破裂口缝合,使裂口愈合。因此,尽可能修复损伤的半月板。

半月板移植重建术对半月板损伤严重无法修补或半月板切除术后患者可以考虑进行半月板移植和半月板重建手术。可以采用自体游离滑膜、股四头肌肌腱、关节滑膜、自体肋软骨、髌前脂肪垫等作为半月板替代物,其优点是取材方便,但效果不肯定。有人有工程组织来代替,在解决免疫排斥后,植入的半月板可能发挥一定的功能。还有人采用人工高分子生物材料制成的半月板假体移植到体内,这可能取代自体或同种异体半月板移植,但这种技术还处于临床实验阶段。

半月板缝合术后康复训练[6,15]术后用大腿石膏或夹板固定,术后4周内仅允许用双拐杖触地负重,此后应采用能控制膝关节活动的支架,逐渐增加膝关节屈曲活动。6~8周后,完全去除固定,开始实施康复操练计划。在以后4~6周逐渐增加负重。在术后10~12周,逐步过渡到无保护负重。在6个月内,不允许跑、蹲或作其他强的应力活动。有人认为应术后固定患膝屈曲30~45°位3~4周,此后逐步锻炼关节的活动幅度,前6周患者拄双拐不负重,6周后部分负重,8周后不再用拐杖,6个月后可恢复体育运动。

6 小结与建议

6.1 小结

由于膝关节半月板是膝关节装置中的特殊结构,对膝关节的正常活动和稳定有重要作用。一般情况下,半月板是紧粘合在胫骨平台的关节面上,膝关节在运动过程中是不移动的,只有膝关节屈曲135°位置,关节做内、外旋运动时,半月板才有轻微地移动,故这一体征是半月板容易致伤的主要原因。所以在体育锻炼中发生急、慢性损伤的现象较为多见,损伤将直接影响膝关节运动功能。因内侧半月板与胫侧副韧带愈着,因此,它的损伤较外侧半月板高7~10倍。半月板边缘损伤一般愈合较好,中医中药在治疗损伤半月板方面有一定效果。若半月板内侧缘无血管损伤,应尽早手术,一般术后效果较好。故半月板损伤后,只要能够得到有效的治疗与休息,修复较快,效果较好,一般不会留下后遗症。

6.2 建议

半月板的损伤常严重影响运动员的训练于比赛,因此应注重预防工作。预防半月板损伤的主要措施有:运动前要做好充分的准备活动,根据专项特点,注意发展膝关节的柔韧性和灵活性。如足球、篮球、排球运动要求膝关节有较好的灵活性,可根据运动特点编制专门的辅助动作进行练习,并持之以恒,青少年尤应注意。体操、跳高、跨栏等项目要加强下肢落地缓冲动作的训练,使动作准确、熟练。同时,在运动中要合理安排运动负荷,避免下肢及膝关节的过度疲劳,导致损伤出现。

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Abstract:the knee meniscus is more important,the structure of knee joint in sports and daily life,meniscal injury relatively more see.Explore the meniscus of anatomy and biomechanics,analyzes the characteristics of meniscus,understand the mechanism of meniscal injury,treatment,and prevention methods of master damage could help reduce meniscal injury,make the meniscus can get early correct treatment and rehabilitation,prevent complications.

Key words:knee meniscus;Damage mechanism;rehabilitation

责任编辑:澍斌

THEORY IN SPORTS,KNEE AND REHABILITATION DAMAGE MECHANISM OF MENISCUS

JIANG Xian-jun
(Physical Education College,Anhui Normal University,Wuhu Anhui 241000)

R873.5

A

1672-2868(2010)03-0098-05

2010-01-16

蒋先军(1969-),男,安徽巢湖人。安徽师范大学体育学院副教授。

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