改良McBride手术联合跖骨双截骨术治疗青少年踇外翻的生物力学分析

陈波，雷钧，魏勇，王斌

（海警总队医院 外一科，浙江 嘉兴 314000）

踇外翻俗称“大脚骨”，是指足踇趾偏离中线，向外侧过度偏斜移位，主要表现为踇趾外展外翻畸形，足部踇囊炎，踇趾内侧关节囊红肿、疼痛，穿鞋行走受限等，严重者可影响患者的日常活动[1-2]。踇外翻是骨科常见的足部畸形，发生率约为10%，以女性最常见。目前，踇外翻的治疗包括手术和非手术治疗。非手术治疗以延缓畸形和减轻疼痛为目的，不能从根本上纠正踇外翻。因此，临床上治疗踇外翻多采用手术治疗，以矫正外翻畸形为目的[3]。

目前，青少年踇外翻的手术治疗以软组织松解术和跖骨截骨术为主[4]。改良McBride 手术是软组织松解的代表性手术，该术式将足踇收肌腱移至第1 跖趾关节外侧，同时清除跖骨和籽骨上突出的骨赘。McBride 手术不仅消除外翻畸形的因素，而且避免第1 跖骨过度偏斜[5-6]。截骨术则通过减少跖趾关节的立体容量，消除跖外侧挛缩，改变跖趾关节的负重功能，该术式在矫正畸形的同时，还可减轻患者的疼痛[7]。本课题组前期研究结果表明，与改良McBride 手术相比，改良McBride 手术联合跖骨双截骨术可显著改善踇外翻畸形，降低不良预后和复发率[8]。然而，尚不清楚该术式对踇外翻患者足部压力的影响。因此，本研究采用足部压力测量系统对踇外翻患者的足部压力进行分析，从生物力学的角度评估改良McBride 手术联合跖骨双截骨术对青少年踇外翻的治疗效果，以期为该术式的临床应用提供研究基础。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年4月—2018年8月在海警总队医院治疗的青少年踇外翻患者45 例。采用随机数字表法将患者分为对照组和实验组，分别采用改良McBride手术和改良McBride 手术联合跖骨双截骨术治疗。其中对照组22 例，男性6 例，女性16 例，平均年龄（19.7±3.0）岁；实验组23 例，男性4 例，女性19 例，平均年龄（20.8±3.6）岁。纳入标准：①临床诊断为踇外翻并接受手术治疗；②年龄16 ～30 岁；③患者知情并同意参与研究。排除标准：①因其他系统疾病引起的足部畸形；②合并足部感染或足部外伤史；③存在手术禁忌证而不能耐受手术；④不能配合治疗或中途退出研究。

1.2 足底压力测试系统

Footscan 足底压力分布系统由比利时RSscan 公司生产。该测试系统由低磁滞的压阻式传感器构成，传感器呈矩阵排列，密度达4 个/cm2，传感器的采集频率最高可达500 Hz。

1.3 方法

1.3.1 手术方法及术后处理对照组患者采用软组织松解术，具体操作方法：患者采用腰麻联合硬膜外麻醉，止血带绑紧患肢大腿，沿第1 跖趾关节内侧切开皮肤，切口呈纵弧形以松解皮下组织。切开内侧关节囊后，由远向近依次清除跖骨头内侧骨赘，修整骨面。自第1 趾蹼背面将切口向近端延伸3 ～4 cm，暴露踇收肌后将其切断，以松解踇收肌和关节囊。用克氏针贯穿跖趾关节，固定后缝合内侧关节囊滑囊瓣和皮肤。实验组患者的跖趾关节内侧切口与对照组相同，清除跖骨头内侧骨赘，松解踇收肌后行跖骨双截骨术，即在第1 跖骨头颈交界处，以内侧为基底做横行闭合性楔形截骨，楔形骨块基底宽度5 ～8 mm，然后在跖骨基底以远1.5 cm 处截骨，截骨线垂直于跖骨[8]。将远端截除的楔形骨块插入近端截骨线内，内侧骨赘修整后植于截骨周围，用螺钉和接骨板将截骨端固定，同时缝合内侧关节囊滑囊瓣和皮肤。

1.3.2 术后处理对照组患者术后第2 天即可进行足踝部功能锻炼，术后1 周进行足跟着地负重活动，2个月后拔除克氏针。3 个月后正常负重行走。实验组患者术后进行免负重短腿石膏固定6 周，拆除石膏后进行足和足趾的主动锻炼，术后1年取出内固定物。

1.3.3 足底压力测试两组患者于术前3 天和术后随访1年进行足底压力测试。测试前告知患者相关测试程序，并要求患者先沿测试跑道行走几圈，以熟悉环境和测试过程，待其步态稳定后再开始测定。测试时要求患者脱去鞋袜，目视前方保持放松，以日常步速匀速行走，连续记录3 次数据。采用系统配套的Footscan 软件分析数据，计算平均值。将足底分为10 个区域：第1 趾骨、第2 ～5 趾骨、第1 跖骨、第2 跖骨、第3 跖骨、第4 跖骨、第5 跖骨、中足、足跟内侧和足跟外侧。

1.4 观察指标

1.4.1 影像学检查术前3 天和术后随访1年行足部X 射线检查，测量外翻角（IMA）、第1、2 跖骨间角（HVA）和第4、5 跖骨间角（IM 4-5）。

1.4.2 足功能评估术前3 天和术后随访1年采用美国足踝外科协会足趾-跖趾-趾间关节AOFAS 功能评分评估前足功能。

1.4.3 疼痛评估术前3 天和术后随访1年采用视觉模拟评分（VAS）评估疼痛。

1.4.4 足底压力测量术前3 天和术后随访1年采用足底压力测试系统测量患者足底各个区域的平均压力峰值和平均冲量值。

1.5 统计学方法

数据分析采用SPSS 21.0 统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）表示，比较用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者手术前后畸形观察指标比较

两组患者术前HVA、IMA、IM 4-5、VAS 评分和AOFAS 评分比较，经t检验，差异无统计学意义（P＞0.05）；术后随访1年，两组上述指标比较，差异有统计学意义（P＜0.05），实验组HVA、IMA、IM 4-5和VAS 评分均低于对照组，AOFAS 评分高于对照组（见表1）。此外，两组患者手术前后典型足部X 射线检查结果表明，改良McBride 手术联合跖骨双截骨术对青少年踇外翻的治疗效果更好（见图1、2）。

表1 两组患者手术前后畸形观察指标比较 （±s）

表1 两组患者手术前后畸形观察指标比较 （±s）

HVA/（°） IMA/（°） IM4-5/（°） VAS 评分 AOFAS 评分术前 术后 术前 术后 术前 术后 术前 术后 术前 术后对照组 22 32.6±3.8 20.2±3.2 14.2±2.6 11.8±2.2 15.2±3.0 10.8±2.4 6.4±2.1 3.4±1.4 51.7±6.4 78.4±6.9实验组 23 33.2±3.9 16.7±3.0 14.9±2.5 9.2±1.9 15.5±2.8 8.4±1.8 6.7±1.9 2.1±1.2 50.8±5.9 88.8±6.3 t 值 0.522 3.787 0.921 4.249 0.347 3.806 0.503 3.349 0.491 5.284 P 值 0.604 0.001 0.362 0.001 0.730 0.001 0.618 0.001 0.626 0.001组别 n

图1 X 射线检查对照组患者手术前后足部情况

图2 X 射线检查实验组患者手术前后足部情况

2.2 两组患者手术前后足平均压力峰值比较

两组患者术前足底各区域，包括第1 趾骨、第2 ～5 趾骨、第1 跖骨、第2 跖骨、第3 跖骨、第4 跖骨、第5 跖骨、中足、足跟内侧和足跟外侧的平均压力峰值比较，经t检验，差异无统计学意义（P＞0.05）。术后随访1年，两组双足第1 跖骨平均压力峰值比较，差异有统计学意义（P＜0.05），实验组低于对照组；而其他区域的平均压力峰值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2、3。

表2 两组患者术前足平均压力峰值比较 （±s）

表2 两组患者术前足平均压力峰值比较 （±s）

第1 趾骨 第2 ～5 趾骨 第1 跖骨 第2 跖骨 第3 跖骨左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足对照组 22 55.7±16.2 57.3±18.1 28.2±10.6 26.8±11.2 135.5±33.2 130.8±30.4 162.2±45.1 159.4±39.3 171.7±46.3 177.3±48.7实验组 23 51.2±14.5 53.2±17.4 31.9±12.3 33.2±14.6 138.2±40.8 132.4±34.3 171.7±46.9 173.5±41.2 156.2±40.2 163.8±37.6 t 值 0.983 0.775 1.079 1.644 0.243 0.165 0.692 1.174 1.201 1.044 P 值 0.331 0.443 0.287 0.107 0.809 0.870 0.493 0.247 0.236 0.303组别 n第4 跖骨 第5 跖骨 中足 足跟内侧 足跟外侧左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足对照组 108.2±30.6 116.2±31.2 65.2±20.4 48.3±14.2 170.3±41.6 155.2±44.5 209.7±49.6 196.7±37.6 154.1±35.5 139.1±36.4实验组 101.2±28.3 104.2±34.8 74.3±18.4 52.4±17.6 159.0±37.3 143.2±35.5 197.6±42.8 206.4±35.0 167.4±39.1 152.8±27.4 t 值 0.797 1.216 1.573 0.858 0.960 1.002 0.877 0.896 1.193 1.431 P 值 0.430 0.231 0.123 0.396 0.342 0.322 0.385 0.375 0.239 0.160组别

表3 两组患者术后足平均压力峰值比较 （±s）

表3 两组患者术后足平均压力峰值比较 （±s）

第1 趾骨 第2 ～5 趾骨 第1 跖骨 第2 跖骨 第3 跖骨左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足对照组 22 51.5±13.9 53.2±16.4 27.3±12.3 28.4±13.6 101.3±22.8 104.2±25.4 158.3±42.0 153.3±40.5 175.4±41.3 160.0±43.7实验组 23 53.1±12.8 50.9±15.9 29.4±10.8 25.3±12.8 86.3±24.5 80.2±20.1 147.9±43.1 148.2±38.4 159.3±37.2 153.4±39.2 t 值 0.402 0.478 0.609 0.788 2.124 3.523 0.819 0.434 1.375 0.534 P 值 0.690 0.635 0.546 0.435 0.039 0.001 0.417 0.667 0.176 0.596组别 n

续表3

2.3 两组患者手术前后足平均冲量值比较

两组患者术前足底各区域，包括第1 趾骨、第2 ～5 趾骨、第1 跖骨、第2 跖骨、第3 跖骨、第4 跖骨、第5 跖骨、中足、足跟内侧和足跟外侧的平均冲量值比较，经t检验，差异无统计学意义（P＞0.05）。术后随访1年，两组患者双足第2 ～5 趾骨、第1 跖骨、足跟内侧和足跟外侧的平均冲量值比较，差异有统计学意义（P＜0.05），实验组均低于对照组；而其他区域的平均冲量值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4、5。

表4 两组患者术前足平均冲量值比较 （±s）

表4 两组患者术前足平均冲量值比较 （±s）

第1 趾骨 第2 ～5 趾骨 第1 跖骨 第2 跖骨 第3 跖骨左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足对照组 22 15.7±3.0 14.5±3.1 7.9±2.3 8.1±2.2 52.8±10.3 60.2±11.5 62.4±12.6 69.3±10.3 71.0±13.4 77.3±13.6实验组 23 14.5±3.5 13.7±3.8 7.2±1.8 8.4±2.4 51.2±12.5 64.4±14.1 67.2±14.3 73.1±12.2 66.9±10.2 71.9±12.5 t 值 1.232 0.772 1.140 0.437 0.791 0.306 1.193 1.126 1.158 1.388 P 值 0.225 0.446 0.261 0.665 0.643 0.761 0.240 0.266 0.253 0.172组别 n第4 跖骨 第5 跖骨 中足 足跟内侧 足跟外侧左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足对照组 45.9±9.2 49.2±10.4 42.2±10.1 48.3±11.2 78.3±14.6 69.7±14.5 97.5±15.3 96.1±17.6 74.3±12.7 79.3±16.0实验组 48.0±8.6 50.1±9.3 44.3±14.3 52.4±13.6 71.6±13.3 73.3±15.1 93.6±12.8 92.3±15.5 78.5±15.9 72.8±14.3 t 值 0.467 1.140 0.567 1.101 1.611 0.815 0.929 0.770 0.976 1.438 P 值 0.433 0.761 0.574 0.277 0.115 0.420 0.358 0.446 0.334 0.158组别

表5 两组患者术后足平均冲量值比较 （±s）

表5 两组患者术后足平均冲量值比较 （±s）

第1 趾骨 第2 ～5 趾骨 第1 跖骨 第2 跖骨 第3 跖骨左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足对照组 22 12.4±2.4 11.5±2.1 4.2±1.2 3.9±1.2 28.4±4.1 29.2±3.4 55.2±10.2 59.5±10.3 67.2±12.3 67.3±13.1实验组 23 12.3±2.1 11.7±2.8 3.3±1.0 3.0±0.9 17.3±3.2 18.2±2.7 61.3±12.0 63.1±11.1 63.1±12.8 63.2±10.5 t 值 0.149 0.270 2.738 2.855 10.150 12.050 1.763 1.126 1.095 1.161 P 值 0.882 0.788 0.008 0.006 0.001 0.001 0.085 0.266 0.280 0.252组别 n第4 跖骨 第5 跖骨 中足 足跟内侧 足跟外侧左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足 左足 右足对照组 47.8±8.5 52.0±10.2 38.2±9.1 38.3±9.4 65.5±12.6 60.7±12.5 87.6±11.3 86.1±15.6 73.3±12.7 74.3±13.4实验组 43.5±9.4 54.1±11.4 34.3±7.3 42.3±8.6 61.6±13.1 64.3±13.1 71.4±10.9 73.2±11.3 56.5±12.0 52.8±11.5 t 值 1.607 0.650 1.589 1.490 1.017 0.942 4.895 3.187 4.563 5.784 P 值 0.115 0.519 0.119 0.143 0.315 0.351 0.001 0.002 0.001 0.001组别

3 讨论

目前，踇外翻的发病原因尚不完全清楚，常见病因包括家族遗传、性别、创伤、骨性结构异常、神经肌肉系统疾病、穿戴过紧的鞋袜、肥胖或高跟鞋等[9-10]。流行病学资料显示，超过70%患者有明确的家族史，其中母系遗传因素起主要作用[11]。近年来，随着生活水平的提高，越来越多的年轻女性追求美观而穿高跟鞋或尖头鞋，导致踇外翻的发生率居高不下。高跟鞋或尖头鞋的前端和根部过窄，长时间行走时身体重心靠前，足底最大压力前移，导致踇长伸肌肌腱向踇趾外侧偏移，而踇短屈肌和踇收肌紧张收缩，促使第1 跖骨内翻和踇外翻畸形形成[12]。

踇外翻的手术治疗大致分为软组织修复及截骨矫形2 种方式[13-14]。McBride 术是软组织修复术的代表性术式，该术式操作简单、内固定物少，但术后复发率高。截骨术方式多种多样，可根据畸形程度和病理变化，选择针对性的手术方法[15-16]。跖骨双截骨术的特点是在不改变第1 跖骨长度的基础上，复位塌陷的足横弓和脱出的籽骨，矫正第1、2 跖骨间夹角，解除踇长伸肌腱的弓悬作用，从而改善踇内翻[17-18]。本研究将改良的McBride 手术与跖骨双截骨术融合在一起，探究这种综合术式治疗踇外翻的效果。结果表明，与改良McBride 手术相比，改良McBride 手术联合跖骨双截骨术可降低HVA、IMA、IM 4-5 和VAS 评分，升高AOFAS 评分。表明该术式可明显改善踇外翻畸形，降低不良预后和复发率，具有良好的临床应用前景。

足横弓是由足骨（包括5 块跖骨、3 块楔骨和骰骨）、肌肉和韧带共同组成的三维结构。足横弓拥有适宜的弹性，结构上也较为稳定，起到吸收震荡和能量、均衡足底压力、保护血管和神经的作用，其结构和功能对于维持正常的足部功能至关重要[19-20]。研究表明，踇外翻患者的跖趾关节脱位，籽骨和跖骨的位置关系改变，正常的足横弓结构被破坏，足横弓塌陷。足横弓结构的变形破坏了足部压力的正常分布，其中以第1 跖骨区压力升高最明显[21-22]。研究表明，相较于足部其他区域，踇外翻患者第1 跖骨区的压力显著升高，减轻第1 跖骨区的负重和压力可能起到延缓或治疗踇外翻的作用[23]。

足部压力测量系统是目前国内外研究足底部生物力学的先进工具，在足部患者的临床及康复治疗中发挥重要作用[24-25]。压力峰值和冲量值是评估足底压力变化的主要指标，对研究足部受力程度和判断易损伤部位具有重要意义。研究表明，健康成人足底第2、3 跖骨区的压力峰值和冲量最大，其次为第4 跖骨区。而踇外翻患者第1 跖骨区的压力峰值和冲量显著升高，高于第4 跖骨区[26]。然而，尚不清楚不同手术方式对于踇外翻患者足部压力变化的影响。因而，本研究使用Footscan 足底压力分布系统分析不同术式对踇外翻患者足底压力变化的影响。结果表明，与对照组相比，实验组患者足部第1 跖骨的平均压力峰值和平均冲量值显著降低。提示改良McBride 手术联合跖骨双截骨术可能通过降低第1 跖骨区压力和负重，平衡足底受力，改善踇外翻畸形。

综上所述，改良McBride 手术联合跖骨双截骨术可能通过降低第1 跖骨区压力和负重，改善踇外翻畸形，降低不良预后和复发率，表明该术式具有良好的临床应用前景。然而，本研究仍有一些局限性：一是单中心研究，病例数较少，需进行多中心、大样本研究来验证该术式的疗效；二是随访时间较短，需进一步评估该术式的远期疗效。