術中導航導板輔助MPFL重建的膝關節運動學分析*

李茂林,張 艷,李彥林,韓 睿,寧梓文,蔡國鋒△

(1.曲靖市馬龍區人民醫院骨科,云南 曲靖 655100;2.昆明醫科大學第一附屬醫院 a.運動醫學科 b.內分泌二科,云南 昆明 650032)

步態是描述人體行走時的行為特征[1]。步態分析技術在近十年來才真正進入臨床實用階段[2]。內側髕股韌帶(medial patellofemoral ligament,MPFL)損傷或斷裂可引起髕股關節不穩,常伴有膝關節疼痛、活動減少,降低生活質量[3]。解剖性MPFL重建尤為重要。術后隨訪時常使用的靜態影像學的觀察價值有限,本研究使用Opti-Knee膝關節三維運動分析系統,采集3D打印導板輔助MPFL重建治療復發性髕骨脫位患者及常規MPFL重建患者的術前、術后3個月、6個月、9個月、12個月步態數據,同時收集30例健康志愿者的膝關節運動學數據,對比分析3D打印導板輔助MPFL重建技術的有效性,現報告如下。

1 材料與方法

1.1 研究對象和方法

1.2 納入標準及排除標準

參照目前國際公認的MPFL重建患者納入及排除標準進行[4]。

納入標準:(1)髕骨向外側復發性脫位;(2)年齡12～40歲之間,男女不限;(3)髕骨軸位片可見髕骨外側脫位,或髕股關節對合欠佳;(4)平素體健,既往無慢性病史及其他膝關節疾病史;(5)股骨滑車發育正常,無高位或低位髕骨;(6)TT-TG間距小于20mm;(7)獲得臨床資料完整,隨訪配合者。

排除標準:(1)首次發生髕骨脫位者;(2)TT-TG間距大于20mm者;(3)合并交叉韌帶損傷需重建者;(4)合并有膝關節半月板損傷及其它膝關節疾病者;(5)有手術禁忌癥者;(6)不能完全按時隨訪者。

1.3 一般資料

3組基本情況如下,見表1。

表1 3組一般資料的比較

2 設備與方法

2.1 三維步態分析儀

產品名稱:Opti-Knee膝關節三維運動分析系統,見圖1。

圖1 Opti-Knee膝關節三維運動分析儀

2.2 步態采集及分析方法

2.2.1 采集及分析均由受過培訓和具有豐富臨床經驗的同一醫師進行。

2.2.2 采集流程及具體步驟

按產品說明啟動及正確標識及進行綁縛,啟動跑步機,進行數據采集(見圖2～圖5,其中圖2a為建立病例、2b為系統擺放。圖3a、3b為標記七個骨性標記點,圖3c、3d為綁縛綁帶和剛體。圖4a、4b、4c、4d為儀器采集各標記點位置,圖4e、4f為步態采集中。),圖5為收集系統生成的膝關節運動分析測試報告。

圖2a 建立病例 圖2b 系統擺放

圖3a、3b 為標記七個骨性標記點 圖3c、3d 為綁縛綁帶和剛體

圖4a、4b、4c、4d 為儀器采集各標記點位置 圖4e、4f 為步態采集中

圖5 膝關節運動分析測試報告

2.2.3 步態分析參數

分別記錄手術組患者術前、術后3月、術后6月、術后9月、術后12月膝關節運動學的三維六自由度(上下位移、前后位移、內外位移、內外翻角、內外旋角及屈伸角)平均值,同時與正常組數據進行對比分析。

2.2.4 統計學方法

3 結果

2組患者膝關節運動學分析與健康志愿者比較結果 表2～表7。

表2 3組屈伸角度對比統計表

表3 3組內外翻角度對比統計表

表4 3組內外旋角度對比統計表

表5 3組前后位移對比統計表

表6 3組內外位移對比統計表

表7 3組上下位移對比統計表

4 討論

三維步態分析已目前已在神經內科、風濕免疫科、康復科等醫學領域得到廣泛應用。在前、后交叉韌帶重建[5,6]、單髁關節置換術[7]、全髖、膝關節置換術[8,9]、髕股疼痛綜合征(PFPS)[10]、髕骨不穩定(PFI)[11]、滑車成形術[12]、外側支持帶松解術[13]后等均得到應用。

本研究采用的Opti-Knee膝關節三維運動分析系統具有便攜、無創、操作簡單的優點,可動態評估患者步行時膝關節在屈伸角、內外翻角、內外旋角、上下位移、前后位移、內外位移的運動學改變,準確、客觀、高效評估膝關節的運動功能。

本研究得出結論:2組患者術前行走狀態下的膝關節六自由度與健康成人均有統計學差異,而術后12月所有患者膝關節運動學數據均與健康成人相似。并且3D導板組在行走時的屈伸角于術后6月即與健康成人相仿,而常規組術后12月才與健康成人相仿,表明3D打印導板組可更早地恢復患肢膝關節運動功能。此研究結果與Carnesecchi等[14]人的研究結果相仿。

綜上,本研究發現三維膝關節運動分析系統能客觀、準確的量化分析膝關節在動態運動過程中的關節三維活動度,真實反映膝關節的運動功能,能動態、客觀評估術后患膝穩定性及膝關節功能情況,為臨床醫生對復發性髕骨脫位的診斷、手術方式的選擇、MPFL重建術后療效評定及康復方案制定提供參考及依據。

5 結論

3D打印導板輔助股骨隧道定位行MPFL重建治療復發性髕骨脫位可獲得滿意的運動學療效。

膝關節運動學分析儀能更加客觀、動態評估膝關節手術前后關節的運動學及功能。