蒋宁,李金坤,曾宪铁
Freiberg 病是第四常见的原发性骨软骨病[1],由Freiberg 于1914 年首次报道了6 例并命名,Kohler 于1915 年以第2 跖骨头坏死来描述,因此Freiberg 病又称第2 跖骨头缺血性坏死或跖骨头骨软骨病。早期,患者前足偶尔出现疼痛,没有明显的损伤,赤脚走路和穿高跟鞋时疼痛加重;中期,受影响的跖趾关节通常出现积液和周围肿胀,有触痛感,关节活动范围减小并伴有可触及的捻发感和严重的足底或背部压痛;随着疾病发展,跖趾关节可能会出现爪状或交叉样关节畸形[2]。疾病早期以保守治疗为主,并以减轻受累足压力为原则,是所有Freiberg 病患者的首选,当保守治疗不能取得预期效果时,手术治疗最终不可避免。尽管文献中描述了各种手术治疗,但对于最佳手术治疗尚未达成共识,且不同手术方案各有利弊,少数患者在手术治疗后存在不同程度的功能缺失,因此选择合适的治疗措施尤为重要。本文从解剖学、流行病学、病因、影像学评估及分型、治疗等方面进行综述,为Freiberg 病的临床治疗提供依据。
跖骨位于足底部,是足骨中唯一的长骨。跖骨近端为跖骨底,中部为跖骨体,远端为跖骨头。跖骨头与近端趾骨相连构成跖趾关节;跖骨底与跗骨相连构成跗跖关节;跖骨与足底韧带、肌腱共同构成足弓,第2 跖骨与第1、3 跖骨形成内侧纵足弓。趾长伸肌与趾短伸肌在第2 跖趾关节背侧交叉汇合并穿过第2跖趾关节,在行走时起到背伸足趾和稳定足趾的作用;两条骨间背侧肌穿过第2 跖趾关节,在横平面上起到稳定跖趾关节的作用[3]。
Petersen 等[4]在一项大体标本的研究中发现,小跖骨骨干的主要血供来自跖骨基底区域从跖底动脉分开的血管;第2跖骨头血供来源于足底内侧动脉分支和足背侧动脉,这两条血管汇合在跖骨头周围形成血管环,并为跖骨头周围提供骨外动脉网络,该网络的小动脉分支在跖骨皮质上向远端延伸,进入跖骨头;软骨下骨的血供来自头部动脉,这些动脉在内侧、外侧和背侧进入并分成致密的软骨下动脉网。
Freiberg 病可覆盖所有年龄阶段,但好发于青少年运动人群,男女比例为5∶1[5],第2跖骨受累占68%,第3跖骨占27%,第4跖骨占3%。Kilic等[6]报道14例Freiberg 病患者,男女比例为1∶13,平均年龄29 岁;Çevik 等[7]分析24 例Freiberg 病患者,平均年龄29.4岁,男女比例为5∶19;Mutlu等[8]报道60例65足,男女比例为1∶2,第2 跖骨受累50 足,第3 跖骨受累9 足,第4 跖骨受累6 足。由于Freiberg 病不是常见的足踝疾病,各报道的样本量均较少,当前可获取的流行病学信息有限。
目前,关于Freiberg 病机制的研究较少,且尚未形成共识。大多数学者认为Freiberg 病由多种因素引起,主要包括创伤、足部力学和足部血供,此外糖尿病、系统性红斑狼疮、高凝血等全身性疾病也与其发展有关[2]。
第2跖骨是最长的跖骨,人在行走、奔跑、跳跃等负重或运动过程中会承受较大的应力,其干骺端和生长板易受到多次、反复的微骨折而引起软骨下骨的血液供应损失、松质骨塌陷和软骨变形。第2跖骨背侧动脉的分支通过关节囊韧带及骨骺骺板,青少年由于在发育阶段骺板末闭合,当关节囊和骺板受到冲击时会使血管受压,损害骨骺血供,导致血运重建失败,从而引发疾病进程[9],这也是青少年运动员好发Freiberg 病的原因之一;此外,部分Freiberg 病也与第2跖骨背侧动脉的缺如有关。
Freiberg病早期,X 线片除显示关节间隙扩大外,关节和骨结构无明显异常;MRI 更为敏感,表现为骨髓水肿、骨缺损和软骨损伤[11],T1 加权像表现为低信号,T2 加权像表现为高信号。随着骨坏死的进展,X线片上显示跖骨头逐渐变得扁平和塌陷,可见关节内游离体、关节间隙变窄伴跖骨头硬化、软骨下骨密度增加等[2,13];MRI 表现为跖骨头塌陷,T2 加权像出现低信号,与X线片上的硬化相对应[14]。
Smillie[15]根据病理学改变和影像学分期表现系统描述了术中观察到的跖骨头结构变化,将Freiberg 病分为5 期:Ⅰ期为缺血的骨骺出现裂隙,裂隙两侧松质出现硬化;Ⅱ期为跖骨头松质骨发生吸收,导致软骨下骨发生下沉,而边缘和足底软骨保持完整,导致关节面轮廓的改变;Ⅲ期为持续的吸收使软骨下骨进一步向头部中央下沉,两侧骨质突出更为明显,足底软骨保持完整;Ⅳ期为中心部分继续下沉,关节面凹陷无法恢复正常解剖结构,周围突起在中央部分断裂形成游离体;Ⅴ期为跖骨头畸形,只有跖骨软骨的足底部分软骨保留了头部的原始轮廓,关节内游离体体积缩小或消失,跖骨干增厚致密。
保守治疗以缓解跖骨头压力、消除疼痛、减少跖骨头变形为目的,是治疗Freiberg病的首选方案[2,13,16],如口服抗炎药物和注射类固醇、减少跖骨头负重、减少跑步跳跃等高冲击性活动、穿着矫正鞋、使用带跖骨垫或跖骨棒的矫形器来缓解跖骨头下的压力,疼痛剧烈时可使用石膏进行外固定[13,17-19]。
对于保守治疗无效和疾病晚期患者,可根据Smillie 分型选择手术方案[20]。常用的手术方式主要分为:关节保留术,如钻孔减压术、关节清创术和截骨术;关节重建术,如关节成形术和骨软骨移植术等。但以上方案只是依据疾病所处阶段提出治疗建议,并不一定是最佳治疗选择,最终手术方案应对每个患者进行全面评估后进行制定。
减压术的目的是缓解因缺血而升高的跖骨头骨内压力,促进坏死骨和软骨表面的血运重建。该技术在治疗距骨坏死、股骨头坏死和月骨坏死等骨坏死中均获得良好的疗效[21-23],但针对该技术治疗Freiberg 病的报道仅2 例。有研究在跖骨头发生结构变化前使用1.1 mm 克氏针在跖骨头上多次开孔行跖骨头核心减压治疗,经过5年的随访,患者无疼痛,能够不受限制地参加体育运动[24]。Dolce等[25]使用克氏针在每个跖骨头上钻5 个孔,术后9 周时患者无疼痛感,术后12周复查X 线片显示跖骨头硬化消退,术后14个月时,患者所有症状均消退。
关节清创术是将病变部分的游离体、骨赘和分层软骨进行移除,可减少对跖骨头血运的损伤,其破坏性小、不影响后续手术治疗,是一种简单、可重复的手术,单独使用关节清创术适用于无明显骨或软骨缺损的骨撞击或关节内游离体引起的疼痛[12]。关节清创术对疾病早期患者有较好的疗效,去除病变部位后可防止其炎性改变,常在进行其他手术之前实施关节清创术,因此单纯使用关节清创术的文献报道较少。Erdil等[26]对14 例患者行关节清创术和跖骨头重塑术,平均随访40.2个月,术后1年美国足踝外科协会(American Orthopedic Foot and Ankle Society,AOFAS)踝-后足评分和第2 跖趾关节活动范围较术前有明显改善;Viladot等[27]使用关节清创术联合微骨折术治疗13 例Freiberg 病晚期患者也获得了满意的疗效。
截骨术通过缩短跖骨长度切除坏死组织,或抬高跖骨头减轻跖骨头下的压力,从而改善疼痛和功能[11],尤其在有跖骨头缺血性坏死时具有很好的疗效。Hoggett 等[28]通过CT 检查进行分类建立了一个简单、可重复的方法来确定截骨术的可行性。研究者从跖骨头旋转中心沿跖骨体下缘向近端绘制一条线,然后将这条线向远端延长,把关节软骨分为1 区(背侧面)和2 区(足底部),当病变出现在1 区时即可使用截骨术。
背侧闭合楔形截骨术的目的是改变关节面,让完整的足底软骨与近端跖趾关节连接,恢复跖骨头的血液供应,以防止进一步畸形和塌陷。手术入路选择跖骨背内侧和背外侧,分别位于趾长伸肌腱至第2 趾的内侧和外侧[29]。背侧闭合楔形截骨术是Freiberg 病外科治疗的金标准,在关节内和关节外均有良好的效果且发病率低,在临床上被广泛使用[8]。
5.3.1 关节内闭合楔形截骨术
关节内闭合楔形截骨术是通过楔形截骨清除背侧坏死部位,将跖骨头跖侧保存完整的关节软骨面移动到背侧负重区。Helix-Giordanino 等[30]使用关节内闭合楔形截骨术治疗28 例30 足,术后3 周患者开始接受康复治疗,平均随访6.5 年,末次随访时患者满意度高达100%,所有病例均实现骨愈合。Dhar等[31]报道20 例患者接受关节内闭合楔形截骨术,术中使用克氏针固定,术后跖骨平均缩短1.75 mm,6周后全部愈合,无其他并发症发生,随访1~5 年后发现所有患者功能评分均较术前有显著提高。随着手术技术的发展,楔形截骨术可以通过小切口进行,极大降低了并发症发生率。此外,有研究在切除了病变组织后发现跖骨头剩余的完整部分太小,无法进行内固定,因此截骨部位应向近端靠近[31]。
5.3.2 关节外闭合楔形截骨术
关节外闭合楔形截骨术是将截除的骨块从远端部分向近端及背侧翻转后进行固定。吴仕舟等[32]报道了13 例Smillie Ⅳ、Ⅴ期Freiberg 病患者接受关节外闭合楔形截骨术和关节清理术,术后8~12 周患者截骨部位均愈合,疼痛症状较术前明显改善,平均随访17 个月,末次随访时AOFAS 评分平均为(79.7±5.5)分。Ikoma等[33]报道关节外闭合楔形截骨术治疗13 例患者,夹板固定1 周后开始负重训练,末次随访时,未观察到转移性跖骨疼痛和浮趾畸形情况,所有患者在运动时的疼痛症状均有所改善。
5.3.3 Weil截骨术
Weil 截骨术是缩短跖骨长度的远端斜截骨术,与背侧关节内闭合楔形截骨术相比,切除了坏死部位,楔形顶点更近端,截骨面更水平,更利于螺钉固定。Lee等[34]报道了接受Weil截骨术和背侧闭合楔形截骨术的20例患者,术后跖骨长度平均缩短3.2 mm,术后8 周的影像学检查显示所有患者截骨部位均愈合;术后24 个月随访的疼痛视觉模拟评分(visual analog scale, VAS)和AOFAS 评分与术前比较差异均有统计学意义(P<0.05),认为Weil 截骨术和背侧闭合楔形截骨术能有效缩短跖骨长度,改善跖趾关节功能。周鹏等[35]报道了接受改良Wei 截骨术的11 例患者,术后跖骨平均缩短2.53 mm,并未发生任何并发症,平均随访13.8 个月,仅1 例运动后出现跖趾关节不适症状,末次随访时所有患者AOFAS 评分均较术前有显著提高。
跖骨头成形术可以缓解Freiberg 病晚期的关节疼痛,但切除受累跖骨头可导致邻近跖骨下的压迫性跖骨疼痛,甚至导致足趾畸形[19]。此外,切除跖骨头会使足趾不稳定,再次使前足的受力不平衡,而使用间置物的插入式成形术能改善单纯关节成形术的不足。Çevik 等[7]报道了使用趾短伸肌腱作为间置物的插入式关节成形术治疗24例Freiberg病晚期患者,术者首先使用克氏针在近端跖趾关节面中心钻孔,取5~6 cm 趾短伸肌腱穿过孔洞,再用线把肌腱制成球形缝合在包膜下面。研究者对患者进行长期AOFAS 评分和影像学评估,末次随访时的总体AOFAS评分优良率较高(91.6%),且有满意的影像学结果。虽然疼痛减轻程度很好,但跖趾关节活动度没有增加且有2例出现疼痛,可能是行单独切口获取自体肌腱移植物而导致供体部位感染和形成过敏性瘢痕。为了最大限度地降低感染风险和患者发病率,Abdul等[36]对23例患者以跖骨干骨膜和脂肪蒂作为移植物进行治疗,将其放入关节间隙并向下缝合至足底板,患者术后的VAS 和AOFAS 评分均有显著改善,仅1例发生伤口的表浅感染。这种使用骨膜和脂肪作为间置物的新型术式,不仅改善了患者的疼痛,还避免了因切口造成供体部位感染。
骨软骨移植术是将非承重区域的健康透明软骨移植到局灶性软骨缺损处,以恢复功能并缓解疼痛。该术式通常用于髋、膝关节,Hayashi等[37]提出将其用于Freiberg 病,其主要优点是替代跖骨头的正常关节面,即使在存在大面积软骨损伤的情况下,也能恢复跖趾关节的一致性。骨软骨移植物镶嵌在受体窝中,无需额外固定即可保持稳定,且移植物表面和受体部位的接触有助于早期愈合。Georgiannos 等[38]和Kim 等[39]发表的采用自体骨软骨移植术与背侧闭合截骨术治疗Freiberg 病的对比研究显示,绝大部分患者末次随访的VAS 与AOFAS 评分较术前均有显著提高。
Georgiannos 等[38]的研究中所有患者均是运动员,接受骨软骨移植术治疗的患者比接受跖骨截骨术治疗的患者提前2~3 周恢复训练和运动。此结果可能由以下原因造成:①在移植组中患者关节活动度较截骨组有所增加,关节一致性也得到改善;②骨软骨栓与骨窝之间大面积接触也有利于早期骨间愈合。上述优势使运动员能够更早地恢复到以前的运动水平。此外,用透明软骨修复的关节表面是耐用的,能够抵抗重复性应力和满足高要求的体育活动。
Freiberg 病是罕见的足踝外科疾病,其病理特征是跖骨头骨软骨缺损或跖骨头缺血性坏死,已有研究表明保守治疗和手术治疗能取得良好的临床疗效,但手术治疗存在一定的危险因素。关节清创术虽然不妨碍其他外科手术,但改变了跖趾关节的解剖条件,可能会加剧病情恶化。目前,跖骨截骨术的术式繁多,不同的截骨术广泛应用于Freiberg 病的中晚期且具有较好的临床疗效,但由于跖骨头脆弱的血运,在截骨过程中很可能会导致跖骨头内侧和外侧血管损伤,中断跖骨头的血供;另有研究表明,截骨术会导致跖趾关节的活动度降低,部分患者存在关节僵硬和受累足趾轻度畸形[39]。插入式关节成形术的间置物具有容易获得和高性价比的特点:①间置物通常来自自体的掌长肌肌腱、腓骨短肌腱和趾长伸肌腱、趾短伸肌腱等;②肌腱间置物不仅可以维持关节表面间隙,还能防止运动过程中的骨撞击,且术后也很少有并发症发生。骨软骨移植术适用于损伤较严重或者经其他手术治疗失败的患者,此外对于那些对运动要求较高的患者,骨软骨移植术也是较好的选择。
综上,Freiberg 病的手术方案有很多,每种术式均有良好的临床效果,同时存在不同的术后并发症,因此术前首先应对所有患者根据Smillie 分型制定初步手术方案。保守治疗和保留关节手术,如钻孔减压术、清创术及截骨术适用于Ⅰ~Ⅲ期的患者;关节重建术,如关节成形术、骨软骨移植术等适用于Ⅲ~Ⅴ期的患者。此外,需要考虑患者的年龄、症状、整体力线、畸形程度、经济水平和患者的个性化需求来确定最终手术方案。
【利益冲突】所有作者均声明不存在利益冲突