术中导航导板辅助MPFL重建的膝关节运动学分析*

李茂林,张 艳,李彦林,韩 睿,宁梓文,蔡国锋△

(1.曲靖市马龙区人民医院骨科,云南 曲靖 655100;2.昆明医科大学第一附属医院 a.运动医学科 b.内分泌二科,云南 昆明 650032)

步态是描述人体行走时的行为特征[1]。步态分析技术在近十年来才真正进入临床实用阶段[2]。内侧髌股韧带(medial patellofemoral ligament,MPFL)损伤或断裂可引起髌股关节不稳,常伴有膝关节疼痛、活动减少,降低生活质量[3]。解剖性MPFL重建尤为重要。术后随访时常使用的静态影像学的观察价值有限,本研究使用Opti-Knee膝关节三维运动分析系统,采集3D打印导板辅助MPFL重建治疗复发性髌骨脱位患者及常规MPFL重建患者的术前、术后3个月、6个月、9个月、12个月步态数据,同时收集30例健康志愿者的膝关节运动学数据,对比分析3D打印导板辅助MPFL重建技术的有效性,现报告如下。

1 材料与方法

1.1 研究对象和方法

1.2 纳入标准及排除标准

参照目前国际公认的MPFL重建患者纳入及排除标准进行[4]。

纳入标准:(1)髌骨向外侧复发性脱位;(2)年龄12～40岁之间,男女不限;(3)髌骨轴位片可见髌骨外侧脱位,或髌股关节对合欠佳;(4)平素体健,既往无慢性病史及其他膝关节疾病史;(5)股骨滑车发育正常,无高位或低位髌骨;(6)TT-TG间距小于20mm;(7)获得临床资料完整,随访配合者。

排除标准:(1)首次发生髌骨脱位者;(2)TT-TG间距大于20mm者;(3)合并交叉韧带损伤需重建者;(4)合并有膝关节半月板损伤及其它膝关节疾病者;(5)有手术禁忌症者;(6)不能完全按时随访者。

1.3 一般资料

3组基本情况如下,见表1。

表1 3组一般资料的比较

2 设备与方法

2.1 三维步态分析仪

产品名称:Opti-Knee膝关节三维运动分析系统,见图1。

图1 Opti-Knee膝关节三维运动分析仪

2.2 步态采集及分析方法

2.2.1 采集及分析均由受过培训和具有丰富临床经验的同一医师进行。

2.2.2 采集流程及具体步骤

按产品说明启动及正确标识及进行绑缚,启动跑步机,进行数据采集(见图2～图5,其中图2a为建立病例、2b为系统摆放。图3a、3b为标记七个骨性标记点,图3c、3d为绑缚绑带和刚体。图4a、4b、4c、4d为仪器采集各标记点位置,图4e、4f为步态采集中。),图5为收集系统生成的膝关节运动分析测试报告。

图2a 建立病例 图2b 系统摆放

图3a、3b 为标记七个骨性标记点 图3c、3d 为绑缚绑带和刚体

图4a、4b、4c、4d 为仪器采集各标记点位置 图4e、4f 为步态采集中

图5 膝关节运动分析测试报告

2.2.3 步态分析参数

分别记录手术组患者术前、术后3月、术后6月、术后9月、术后12月膝关节运动学的三维六自由度(上下位移、前后位移、内外位移、内外翻角、内外旋角及屈伸角)平均值,同时与正常组数据进行对比分析。

2.2.4 统计学方法

3 结果

2组患者膝关节运动学分析与健康志愿者比较结果 表2～表7。

表2 3组屈伸角度对比统计表

表3 3组内外翻角度对比统计表

表4 3组内外旋角度对比统计表

表5 3组前后位移对比统计表

表6 3组内外位移对比统计表

表7 3组上下位移对比统计表

4 讨论

三维步态分析已目前已在神经内科、风湿免疫科、康复科等医学领域得到广泛应用。在前、后交叉韧带重建[5,6]、单髁关节置换术[7]、全髋、膝关节置换术[8,9]、髌股疼痛综合征(PFPS)[10]、髌骨不稳定(PFI)[11]、滑车成形术[12]、外侧支持带松解术[13]后等均得到应用。

本研究采用的Opti-Knee膝关节三维运动分析系统具有便携、无创、操作简单的优点,可动态评估患者步行时膝关节在屈伸角、内外翻角、内外旋角、上下位移、前后位移、内外位移的运动学改变,准确、客观、高效评估膝关节的运动功能。

本研究得出结论:2组患者术前行走状态下的膝关节六自由度与健康成人均有统计学差异,而术后12月所有患者膝关节运动学数据均与健康成人相似。并且3D导板组在行走时的屈伸角于术后6月即与健康成人相仿,而常规组术后12月才与健康成人相仿,表明3D打印导板组可更早地恢复患肢膝关节运动功能。此研究结果与Carnesecchi等[14]人的研究结果相仿。

综上,本研究发现三维膝关节运动分析系统能客观、准确的量化分析膝关节在动态运动过程中的关节三维活动度,真实反映膝关节的运动功能,能动态、客观评估术后患膝稳定性及膝关节功能情况,为临床医生对复发性髌骨脱位的诊断、手术方式的选择、MPFL重建术后疗效评定及康复方案制定提供参考及依据。

5 结论

3D打印导板辅助股骨隧道定位行MPFL重建治疗复发性髌骨脱位可获得满意的运动学疗效。

膝关节运动学分析仪能更加客观、动态评估膝关节手术前后关节的运动学及功能。