旋转Scarf截骨治疗(?)外翻的生物力学及临床疗效分析

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luchsky123
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(?)外翻(Hallux Valgus,HV)是一种十分常见的足部畸形,文献记载有超过200种手术方式,其中Scarf截骨是最常用的手术方式之一,多用于有症状的中、重度(?)外翻、跖骨间角(Intermetatarsal Angle,IMA)为14°~20°、跖骨远端关节固定角(Distal metatarsal articular angle,DMAA)正常或稍微增大、骨量充足的患者。然而,Scarf截骨在平移后存在的“沟槽效应”及受限于跖骨干宽度而影响此种术式的矫正能力等弊端使得其适应症有限,术后并发症较多。近年来,旋转Scarf截骨逐渐得到应用,在治疗(?)外翻时能够有效避免“沟槽效应”,改善术后并发症。然而,关于旋转Scarf截骨与传统平移Scarf截骨之间在矫正能力、生物力学等方面具体区别在何处,何种方式更有优势,既往并无文献报道,仍需要深入探讨。有限元(Finite Element,FE)分析已广泛应用于医学尤其是骨科领域,通过模拟具体的身体构造(比如骨骼),包含相应的软组织进行具体的力学分析,从而进行复杂而精细的探究,已得到众多研究者的青睐。文献表明,利用有限元的方法来分析(?)外翻足中各种力学特点,还可以对不同类型手术进行模拟,以求探究彼此之间的优劣,不仅显示清晰、准确,也可以作为尸体生物力学的有力补充,在临床上能够有效指导手术的选择。研究表明,旋转Scarf截骨在矫正(?)外翻角(Hallux valgus angle HVA)和IMA的同时,还会增加DMAA,影响(?)外翻患者术后功能及增大复发风险,因此旋转Scarf截骨主要适用于DMAA不大的中重度(?)外翻患者,此类患者往往存在跖趾关节不匹配。文献报道,关于评估(?)外翻跖趾关节匹配关系的数据相差较大,相同程度(?)外翻患者,因跖趾关节匹配程度差异较大,手术方式的选择也存在较大的差异性。既往文献关于衡量跖趾关节匹配关系仅仅是通过肉眼观察关节面的弧面平行程度,缺少定量的测量指标,不能作为(?)外翻术前术后疗效评估的指标。因此,寻找一种能够有效衡量跖趾关节匹配关系的指标十分必要,不仅能够在术前定量衡量匹配关系,有助于手术方式的选择,对术后疗效的判定也能够起到评估效果。研究目的:1.通过有限元分析的方法,评估旋转Scarf截骨与平移Scarf截骨对(?)外翻的矫正能力及生物力学区别;2.评估及优化衡量(?)外翻第一跖趾关节匹配关系的影像学指标,为指导(?)外翻的手术方式选择及定量评估跖趾关节匹配关系提供依据;3.评估旋转Scarf截骨治疗伴有跖趾关节不匹配的中重度(?)外翻患者的临床疗效。方法:1.选择一(?)外翻患者的CT数据建立有限元模型,在模型基础上模拟标准Scarf截骨,分别进行旋转与平移,记录远端跖骨块每旋转1°和每平移1mm后,IMA、接触面积、DMAA及第一跖骨绝对长度等不同指标的大小。在骨质模型基础上完善软骨、韧带等其他组织建立全足模型,完善边界及加载条件后,分析“沟槽效应”,足底跖腱膜拉力、足底软组织、地面等部位应力及三点弯实验观察断端稳定性情况。2.选择门诊系统中行足站立位正侧位X线的患者并排除外伤、畸形、手术等因素,最终纳入(?)外翻患者183例,245足,测量HVA、DMAA、跖趾关节面角(Metatarsophalangeal joint angle,MTPJA)、嵌合指数(Congruency index,CI)、胫侧籽骨位置(Tibial sesamoid position,TSP)等指标。统计跖趾关节匹配组与不匹配组在轻、中、重度(?)外翻患者中不同影像学指标的差别,MTPJA和CI两种新型测量指标的敏感度、特异度及临界值。3.搜集2010年9月至2019年1月我科收治的(?)外翻患者245例,选择其中行旋转Scarf截骨治疗的伴有跖趾关节不匹配的中重度(?)外翻患者36例(38足),评估患者术前、术后6周以及末次随访时的HVA、IMA、DMAA、MTPJA、CI、第一跖骨长度以及功能评分、并发症发生情况。结果:1.在矫正IMA的能力方面,旋转截骨具有更大的矫正IMA的能力,在矫正相同角度的情况下,旋转组的接触面积更大,在第一跖骨绝对长度方面,随着矫正角度的增大,两种方式术后第一跖骨长度差别呈现先增大后缩小的现象,但在DMAA的测量上,旋转组表现出显著的劣势,能够明显增大DMAA。加载负荷后,平移手术模型中,松质骨与皮质骨接触部分,松质骨有较大的应力,说明对侧皮质骨会挤压该处松质骨,即“沟槽效应”的产生原因。此外,足底跖腱膜、足底软组织以及地面的应力分布结果显示两组之间并无显著差别。三点弯试验表明,旋转Scarf截骨模型的断端分离略小于平移Scarf截骨模型,并且随着负荷增加,差距逐渐增大。2.(?)外翻程度越高,第一跖趾关节不匹配的比例越高。中重度(?)外翻患者匹配与不匹配两组之间的DMAA、MTPJA、CI差别存在显著性差异。DMAA诊断关节匹配的ROC曲线下面积为0.554(P>0.05),而MTPJA、CI诊断关节匹配的ROC曲线下面积分别为0.906和0.884,诊断效能明显,其灵敏度和特异度分别达到了0.791和0.862、0.949和0.644,临界值分别为10.67和0.765。相关性检验提示,在匹配组中,DMAA与HVA存在显著正相关,但MTPJA、CI与HVA相关系数较低,在不匹配组中,DMAA与HVA并无显著相关,而MTPJA与HVA呈显著正相关,CI与HVA呈显著负相关。无论是匹配组还是不匹配组,MTPJA与CI均呈显著负相关。3.术后6周与末次随访时的HVA较术前均有明显下降,并且,相比较术后6周,末次随访时HVA有增大趋势,差异有统计学差异(P<0.05)。术后两次的IMA较术前有明显改善,并且末次随访与术后6周相比差异并无统计学差异(P>0.05)。术前与术后两个时间点的DMAA与第一跖骨长度并无明显变化(P>0.05),术后6周及末次随访时的CI与MTPJA明显优于术前,并且末次随访较术后6周并无明显改变(P>0.05)。功能评分方面,三种评分结果均显示末次随访较术前有显著性改善,差异均有统计学差异(P<0.05)。并发症方面:38足中(?)外翻复发的患者有2例,转移性跖痛患者3例,足趾麻木1例,第一跖趾关节僵硬患者1例。结论:1.旋转Scarf截骨较传统平移Scarf能够纠正更大的IMA,一定范围内延长第一跖骨长度,显著增大断端接触面积,有效避免“沟槽效应”,断端分离较小,有助于术后稳定性及愈合。而旋转Scarf截骨也有弊端,能够相应增大DMAA,对DMAA较大的患者临床上需考虑其他术式。2.MTPJA、CI是能够定量评估第一跖趾关节匹配关系的指标,分别以10°和0.765为分界点,临床上针对不同程度(?)外翻手术方式选择时需考虑跖趾关节匹配关系,可以将MTPJA、CI作为定量评估指标。3.旋转Scarf截骨治疗伴有跖趾关节不匹配的中重度(?)外翻能够明显改善患者畸形,提高跖趾关节匹配关系,疗效显著。
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