全膝关节置换联合同期切开复位内固定治疗膝骨关节炎合并髌骨骨折1例并文献复习
抽象的
严重膝关节骨关节炎合并髌骨骨折患者较少见，单期手术是否影响术后加速康复尚不明确。
本病例报告描述了两例汉族患者。患者为69岁男性，既往确诊为左膝重度骨关节炎，长期口服非甾体抗炎药、关节内注射玻璃酸钠等保守治疗，后因高处坠落致左膝急性损伤入院，确诊为左膝骨关节炎合并髌骨骨折。另一例74岁女性患者，既往确诊为左膝重度骨关节炎，长期口服非甾体抗炎药、外用中药止痛，1个月前从楼梯上摔下致左膝髌骨骨折，确诊为左膝重度骨关节炎合并陈旧性左髌骨骨折。两例患者均成功行一期全膝关节置换术、髌骨骨折内固定术，均正常开展早期功能锻炼，成功实现加速康复。
成功的单期全膝关节置换术及髌骨管理不仅可以减少手术次数，还可以使患者术后快速康复。然而，单期手术可能会增加局部手术并发症的风险。因此，对于大多数患者，尤其是麻醉相关并发症风险较低的患者，标准治疗仍然是先固定髌骨骨折，待骨折愈合后再进行全膝关节置换术。
介绍
膝骨关节炎（KOA）是常见的膝关节退行性病变，全膝关节置换术（TKA）是目前治疗终末期KOA唯一有效的方法[1]。近年来，随着手术技术的进步和加速康复外科（ERAS）方案的推进，TKA患者可以早期获得显著的疼痛缓解和良好的功能恢复[2,3,4,5,6,7]。终末期KOA患者需行TKA治疗的理念已被广泛接受，但对于合并髌骨骨折的终末期KOA患者，临床上仍缺乏统一的治疗策略。对于髌骨骨折移位较多、不适合保守治疗的患者，分期行髌骨骨折切开复位内固定（ORIF）和TKA，需分别进行两次手术。若髌骨骨折ORIF与TKA同时进行，术后早期康复锻炼成为重要且具有挑战性的问题。患者主动或被动屈伸膝关节时，髌骨受到股四头肌的张力和股骨假体前方的应力，若髌骨骨折块不能牢固固定，术后需使用石膏或支具固定膝关节数周，以防止髌骨骨折再次移位[8]。术后早期膝关节固定妨碍了全膝关节置换术后的早期康复，在一定程度上影响膝关节早期屈伸功能，不利于快速康复[9]。因此，全膝关节置换术联合髌骨骨折同期ORIF时，术中关键把握两点：（1）满意的膝关节屈伸间隙平衡及关节假体对位；（2）髌骨骨折充分复位及初期内固定牢固。本文随访了2例终末期KOA合并同侧髌骨横向骨折，移位明显，伸膝装置受损的患者，对其同时行髌骨骨折ORIF及TKA同期手术，术后按照TKA术后康复标准策略指导康复锻炼，患者早期康复，治疗效果满意。
案例 1
患者，69 岁，汉族，男性，从 4 m 高处坠落致左膝关节损伤，10 小时后入院。患者伤前为左膝关节重度 KOA（IV 期），长期口服非甾体抗炎药 (NSAID) 及关节腔内注射玻璃酸钠保守治疗。近 1 年疼痛明显加剧，口服药物及玻璃酸钠注射止痛效果不明显。查体发现患者左膝关节肿胀、压痛明显，无法主动屈伸左膝关节。X 片提示左膝关节重度 KOA，合并左髌骨骨折，左髌骨横形骨折并有分离、移位，骨质疏松（图 1A、B）。患者患有II型糖尿病和高血压，分别口服二甲双胍和硝苯地平缓释片控制良好。我们决定同时行TKA联合髌骨骨折ORIF。手术入路采用传统的左膝关节前正中切口，内侧髌旁入路。内侧髌旁切口距髌骨内侧缘至少1 cm。髌骨未外翻，仅施加轻微牵引以暴露手术区域。切除最少量的髌下脂肪垫以充分暴露手术部位。我们采用测量截骨法，即根据术前测量的股骨外翻6°和外旋3°截骨，胫骨假体外旋放置。胫骨假体中心与胫骨结节内侧1/3及踝关节中心在同一线上。股骨侧行髓内定位，胫骨侧行髓外定位。安装胫骨及股骨假体后，伸直膝关节，直视下将髌骨骨折端复位，将2根2.0 mm克氏针与髌骨纵轴平行穿过髌骨，以8字形及环形方式用张力带钢丝固定髌骨，钢丝缠绕于髌骨缘软组织下，将克氏针端部及连接处折弯并埋入软组织内，确保关节活动时不刮伤或冲击膝关节假体。在伸膝位将髌骨略外翻，暴露髌骨关节面。然后用钟摆锯修整髌骨关节面、去除骨赘，电灼去髌骨神经支配。术中无拇指试验示髌骨轨迹良好，膝关节极度屈曲、伸展时髌骨骨折面无移位。用可吸收缝线重建内侧关节囊及伸肌支持带。放置引流管，分层关闭切口。术中关节周围注射鸡尾酒疗法。术后镇痛采用患者自控镇痛（PCA）联合口服NSAIDs，次日拔除引流管。手术当天鼓励患者进行踝泵锻炼，术后第二天在持续被动运动（CPM）机辅助下可被动屈曲至100°，借助助行器可负重行走。术后第三天患者可独立进行直腿抬高运动。术后5个月髌骨骨折愈合，患者可正常行走，左膝关节屈曲110°，伸直0°（图2），无伸膝迟缓症状。X线片示髌骨骨折愈合满意，关节间隙及假体对位满意（图1C、D）。
图 1
A、B 术前前后位和侧位 X 光片显示病例 1 严重膝关节骨关节炎和横向髌骨骨折；C、D 5 个月随访 X 光片显示病例 1 髌骨骨折愈合、张力带结构牢固、全膝关节置换术可接受
图 2
病例1术后5个月主动屈膝及主动直腿抬高活动
案例 2
第二例患者为汉族女性，74岁，10年前确诊为左侧KOA，一直口服NSAIDs及外敷中药以缓解左膝疼痛，近3个月疼痛加剧，1个月前患者下楼梯时不慎摔倒，左膝疼痛加剧，活动受限。体格检查发现左膝关节屈曲内翻畸形，内翻角约5°，主动屈曲可达100°，无法主动伸膝，被动伸展-20°。既往高血压病史10年，服用硝苯地平缓释片控制良好。术前心脏超声提示慢性心力衰竭。X线检查发现左膝重度KOA，合并左髌骨陈旧性骨折，髌骨横形骨折，伴有分离、移位；骨折端硬化。骨质疏松中度至重度（图3A、B）。我们采用膝关节前正中切口、髌旁内侧入路同时行左侧髌骨骨折ORIF联合左侧TKA。术中观察到髌骨骨折横向分离、移位，前部软组织撕裂，骨折面内外侧仅剩部分软组织连接，纤维组织填充骨折间隙。骨折端硬化，骨质疏松中度至重度。我们先行左侧TKA，髌旁内侧切口距髌骨内侧缘至少1 cm。术中髌骨不外翻，仅施加轻微牵引以暴露手术区域，切除最少量的髌下脂肪垫以充分暴露手术部位。与病例1类似，全膝关节置换术采用测量截骨法，根据术前测量的股骨外翻5°、外旋3°截骨，股骨、胫骨部件安装原则与病例1类似。然后伸直膝关节，清除髌骨骨折面的纤维组织，清创硬化骨直至出血。直视下将髌骨骨折断端复位，沿髌骨纵轴平行穿过2根2.0 mm克氏针。以8字形、环形方式用张力带钢丝固定髌骨，钢丝缠绕在软组织下髌骨边缘，克氏针端部及连接处折弯并埋入软组织内，以确保关节活动时不会刮伤或撞击膝关节假体。髌骨面处理同例1。术中无拇指试验示髌骨轨迹良好，膝关节极度屈曲及伸展时髌骨骨折面无移位。使用可吸收缝线重建内侧关节囊及伸肌支持带。放置引流管，分层关闭切口。止痛及术后康复方案同例1。术后第二天患者可主动屈曲左膝至100°，辅助助行器负重行走，术后第三天可独立进行直腿抬高运动，伸直-5°，无伸肌迟滞症状（图4）。X线示髌骨骨折复位满意，关节间隙及假体对位满意（图3C、D）。
图 3
A、B病例2术前X光片显示严重的膝关节骨关节炎和陈旧的髌骨横向骨折；C、D病例2术后即刻X光片显示髌骨骨折复位良好，张力带结构牢固，全膝关节置换术良好
图 4
病例2术后第3天主动屈膝及主动直腿抬高运动
讨论
严重KOA合并髌骨骨折患者在临床上相对少见，目前对此类患者的诊治尚无标准化指南。如果髌骨骨折位移小于4 mm或关节面塌陷小于3 mm，且伸膝机制完整，可以考虑保守治疗，通常需要用石膏或支具固定4-6周，之后酌情逐渐进行关节活动、负重。大量研究表明保守治疗可以取得满意的疗效[10,11,12]。虽然这些研究主要针对单纯髌骨骨折或假体周围骨折的患者，但我们认为，即使是合并终末期OA的患者，如果髌骨骨折符合保守治疗的标准，也可以先行保守治疗，待骨折愈合后再行TKA，患者只需接受一次手术。然而，当髌骨骨折不适合保守治疗时，分期治疗髌骨骨折和膝关节骨关节炎是治疗的标准。一次手术可能导致更高的术后并发症，特别是当患者的髌骨骨折严重粉碎，或骨质疏松症极度严重而无法进行可靠的内固定，或髌骨骨折开放时[13,14]。这些患者更适合先固定髌骨骨折，待骨折愈合后再接受全膝关节置换术，这可以最大限度地降低髌骨骨折手术引起并发症的风险。然而，分期治疗髌骨骨折和膝关节骨关节炎不可避免地会增加患者的手术次数和总住院时间。对于患有多种合并症（如心脏病、糖尿病或肺部疾病）的患者来说，这一点尤其令人担忧，因为分期手术无疑会增加麻醉相关风险。此外，有研究报告称，先前的膝关节骨折ORIF可能会增加后续全膝关节置换术后感染的风险[15]。既往膝关节手术史也可能影响后续全膝关节置换术后功能，可能与关节周围软组织瘢痕形成有关[16,17]。因此，对于合并基础疾病较多、麻醉风险较高的髌骨横向骨折不适合保守治疗且合并终末期膝骨关节炎的患者，同期全膝关节置换联合髌骨骨折ORIF可能是可考虑的治疗策略。
但与初次单纯全膝关节置换相比，同期行全膝关节置换和髌骨骨折ORIF可能会增加术后膝关节功能恢复的不确定性。对于初次单纯全膝关节置换患者，术后早期功能锻炼主要包括膝关节主动和被动屈伸运动、直腿抬高运动、踝泵运动等，以最大程度恢复膝关节功能。对同期全膝关节置换和髌骨ORIF患者进行术后早期康复训练时，膝关节屈曲时髌骨受到股四头肌腱的拉力和股骨部件滑车的应力，可能导致髌骨骨折断端再次移位，甚至伸膝机制紊乱[18,19]。如果患者髌骨骨质差或内固定不可靠，术后早期功能锻炼时髌骨骨折移位的风险进一步增加。为了防止这种情况的发生，外科医生常建议术后用石膏或支具固定膝关节4至6周，再逐渐恢复功能锻炼。但术后早期膝关节固定可能影响全膝关节置换术后早期或远期功能恢复[20,21,22]，且全膝关节置换术后早期固定不利于缩短住院时间、减轻疼痛，且可能导致股四头肌萎缩、增加泌尿系统及肺部并发症风险，增加压疮及骨质疏松风险[12,23]，因此，对于此类患者，术中正确、牢固地固定髌骨骨折对术后早期康复锻炼及预防术后并发症至关重要。
髌骨骨折常用的内固定方法包括张力带钢丝、空心螺钉或不可吸收缝线，但目前尚无哪种固定方法显示出明显的优越性[12]。其中，张力带固定是经典且应用广泛的技术，常用材料包括克氏针、钢丝、空心螺钉、不可吸收缝线等。张力带固定将股四头肌产生的纵向拉力转化为髌股关节面的压应力，有助于抵消股四头肌的拉力，保持骨折复位。但Menget al.发现张力带固定的并发症发生率高达31.6%[24]。值得注意的是，在该研究中，失败率最高的是克氏针联合8字形钛缆的张力带固定，而加压螺钉联合环形钛缆的固定将并发症发生率降低了近一半（16.7%）。Baiet al.研究发现克氏针或双头加压螺钉联合环状钢丝张力带固定的并发症发生率低于克氏针或双头加压螺钉联合8字形钢丝张力带固定。另一方面，也有学者认为空心螺钉可能比克氏针提供更强的稳定性和加压作用，空心螺钉张力带结构可能获得更好的临床效果[25，26，27，28]。但有文献报道空心螺钉突出部分不能很好地埋入，可能引起临床症状导致内固定失败[29]。在循环载荷实验中，螺钉尾部突出可能增加局部应力或降低内固定结构抵抗骨折分离的能力[30]。埋置双头加压螺钉可避免螺钉突出相关的并发症，增加固定强度，但对于髌骨骨质量差的患者是否具有相同的固定效果尚不确定[18]。Martinet al.发现无头螺钉结构的失败率高于有头螺钉结构[31]。总之，张力带结构治疗髌骨骨折适用范围广，但应根据患者髌骨骨质选择合适的内固定材料和具体的结构设计。
Rao等报道2例患者，其中1例髌骨支持带完整，髌骨未移位，完成全膝关节置换术后，髌骨选择保守治疗。另一例患者同期行全膝关节置换联合髌骨骨折ORIF，应用半腱肌腱、纤维丝、纤维胶带固定髌骨[32]。该患者术后3个月开始功能康复，膝关节石膏固定，术后4个月活动范围为10~70°。Surendra等报道的病例使用不可吸收缝线固定髌骨[33]。患者术后4~6周被动屈曲至100°，6周后开始负重。 Rao和Surendran手术治疗的2例髌骨骨折患者骨质良好，伸肌支持带相对完整，骨折端用不可吸收缝线固定是潜在的良好选择。Patel报道了一例慢性髌骨骨折患者，在完成TKA术后，同期行克氏针联合8字形钢丝张力带固定髌骨骨折，取得良好效果[34]，说明克氏针及钢丝张力带可以用于此类患者的髌骨骨折治疗。此外，Zhu和Agarwalet等也发现8字形与环形相结合的张力带结构固定成功率更高[35,36]。本文报道的2例患者均有不同程度的骨质疏松及伸肌支持带断裂，为加强固定，我们采用克氏针联合8字形钢丝张力带及环形钢丝环扎固定。两名患者均获得膝关节功能的早期恢复，疼痛明显缓解，无内固定相关并发症。
对于简单的初次全膝关节置换术，术后髌股关节并发症仍然是一个棘手的问题，影响多达 8% 的患者 [37,38]。髌股关节并发症的原因可能与患者、外科医生和植入物相关因素有关 [39]。对于接受一期全膝关节置换术且髌骨骨折 ORIF 的患者，植入物相关的髌股关节需要更加谨慎。对于这两名患者，髌骨关节面复位良好、初始固定牢固与膝关节假体的良好对位同样重要。股骨髁在外旋 3° 处进行截骨，这被认为有利于恢复正常的髌股关节运动轨迹 [40]。此外，我们以胫骨结节中段 1/3 处和踝关节中心为解剖参考点，以适当的外旋方式安装胫骨平台，避免胫骨部件内旋导致 TKA 后内侧或前侧膝关节疼痛 [41]。填充过度是膝前疼痛的另一个重要原因，它也与髌股关节压力增加和膝关节活动减少有关 [42]。这可能会增加髌骨骨折患者骨折再次移位的风险。为减少填充过度，股骨切口厚度应与假体厚度相匹配，并选择合适部件尺寸 [39]。我们采用后参考系统准确测量股骨截骨面，使股骨前髁截骨面与前侧皮质处于同一平面。然后，我们选择了电灼术进行髌骨神经切除术，这被认为可以减少膝前疼痛的发生率[43]。
髌骨缺血性坏死是全膝关节置换术后的严重并发症，发病率为0.05%–2% [44]。髌骨缺血导致髌骨坏死可能与继发感染或骨不连有关[12,45,46]，这可能会增加术后并发症的风险。因此，保护​​髌骨血供至关重要[47]。髌骨血供来源于髌外环状吻合环，骨内血管从该环流出。全膝关节置换术的传统入路是前内侧髌旁入路，这可能会完全阻断髌骨内侧血供，只剩下外侧血供。因此，我们应避免术中松解外侧髌骨支持带[48]。幸运的是，这两例患者术中髌骨轨迹良好，无需松解外侧髌骨支持带[49]。此外，考虑到膝上动脉位于股内侧斜肌内，有研究者建议内侧髌旁切口距离髌骨缘至少1 cm，以保护该血管通路[48]。同时，术中应尽量减少髌下脂肪垫的切除，以保留下极血管及髌下横支。此外，Stofelet等通过多普勒超声发现外翻髌骨可能加剧髌骨缺血，而轻微牵引髌骨显露手术部位可有效避免干扰髌骨血运[50]。因此我们在术中严格遵循这些原则，在显露手术部位的同时保护髌骨血运。
TKA联合同期ORIF治疗膝骨关节炎合并髌骨骨折可避免两次手术，但与分期手术相比，一期手术存在一些不确定性，如内固定松动、内固定与膝关节假体碰撞或摩擦、髌骨骨折未愈合、髌股关节异常等。另外，一期手术患者由于存在髌骨骨折，不宜术中髌骨置换，而髌骨置换对部分患者可能有益[51,52]。因此，对大部分患者而言，先固定髌骨骨折，待固定愈合后再行TKA仍是标准治疗方案。
本研究存在一些局限性，例如，我们无法确认与分期手术相比，同时手术是否会增加失血量或需要更长的单次手术时间。本研究报告的两例患者短期随访结果令人满意，但该治疗方法的长期疗效需要通过更大的样本量和更长期的随访研究进一步证实。
结论
术前重度膝关节骨关节炎合并髌骨骨折在膝关节手术患者中较少见，对于合并多种疾病且麻醉相关并发症风险较高的患者，成功实施一期全膝关节置换术及髌骨处理，可减少患者手术次数，降低麻醉并发症风险，利于早期快速康复。但一期手术可能增加髌股关节及内固定相关并发症的风险。因此，对大多数患者而言，先固定髌骨骨折，待固定愈合后再行全膝关节置换术仍是标准治疗方案。
数据和材料的可用性
数据共享不适用于本文，因为在当前研究期间没有生成或分析任何数据集。
缩写
非甾体抗炎药
膝关节骨关节炎
全膝关节置换术
术后恢复更快
切开复位内固定
持续被动运动
患者自控镇痛
参考
Bruyère O

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