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【摘要】 ［目的］探讨应用改良Ilizarov技术矫治重度膝关节屈曲挛缩畸形的方法和疗效。［方法］依据Ilizarov张力—应力法则及其应用技术，按个体化要求，设计、安装膝关节牵伸矫正器，术中穿针固定牵伸器时，两侧的关节铰链应与膝关节的旋转中心一致。术后牵伸前先牵开关节间隙5～10 mm，再逐渐牵拉矫正屈膝畸形。牵伸速度应根据患者的耐受程度调整，一般不大于关节水平1 mm/d。牵伸过程中应定期实施X线检查，以防止膝关节脱位和关节软骨受压。牵伸矫正的最终要求，若是单纯的软组织型屈膝孪缩，需将膝关节过度牵伸5°～10°，若合并股骨下段前弓畸形，屈膝矫正的程度应减除骨性畸形的角度。然后患肢维持牵伸位持重行走2～4周，再拆除牵伸器，配合CPM机活动膝关节，站立行走时配戴支具维持膝关节矫正位不少于3个月。8例患者因术前合并股骨下段前弓畸形，Ⅱ期实施股骨髁上截骨术矫正。［结果］49例52个膝关节，术前屈膝畸形平均58.50°±21.28 °；矫正后屈曲角度平均4.12°± 4.61°。38例，40个关节平均随访6.8个月，其中28个关节维持牵伸术后的效果，12个关节屈膝畸形部分复发，平均 9.30°±8.24°。［结论］正确使用Ilizarov技术矫治重度的膝关节屈曲挛缩畸形，疗效满意，并发症少；是一种微创、安全、有效的治疗方法。
【关键词】 膝关节屈曲挛缩； 牵伸治疗； 外固定矫正器； 微创； Ilizarov技术
先天或后天的多种原因或疾病皆可以引起膝关节屈曲挛缩（flexion contractures of the knee,FCK），如先天性下肢畸形、类风湿性关节炎、脊髓灰质炎后遗症、膝关节及其周围的外伤或感染等［1］。屈膝畸形早期可仅为软组织挛缩，若在幼年或少年期发病，在发育过程中多继发骨关节的畸形改变。轻度的屈膝畸形，导致步态明显异常；屈膝畸形>40°时，将造成下肢行走功能的严重病废，若双膝罹患者仅靠坐轮椅代步或蹲移［2］。传统手术方法，有膝后软组织松解、骨牵引、截骨术以及几种手术方式的联合应用，创伤大，并发症多［１］，疗效差，术后屈膝畸形易复发。因此重度屈膝畸形的外科治疗与功能重建，仍是矫形外科的难题。从2002年5月～2005年4月，作者根据Ilizarov张力－应力法则及技术，用自行设计、研制的新型膝关节牵伸器，治疗多种原因所致的重度膝关节屈曲挛缩畸形49例，获满意疗效。
1 资料与方法
1.1 一般资料
本组49例（52个膝），男33例，女16例；年龄3.5岁～42岁，平均19.2岁。左膝21例，右膝 25例，双侧 3例；术前屈膝角度30°～135°，平均58.50°±21.28°。术前膝关节活动度(total arc of motion,TAM)15°～115°，平均68.85°±22.96° 。
病种：脊髓灰质炎后遗症27例，脊髓栓系综合征6例，先天性多发性关节挛缩症6例，先天性胫骨缺如1例，先天性腓骨缺如1例，先天性翼蹼膝关节1例，类风湿性关节炎2例，小腿血管瘤肌挛缩3例，化脓性膝关节炎后遗症2例。其中双膝关节挛缩3例（均为先天性多发性关节挛缩症），7例既往做过屈膝松解或骨牵引术，术后畸形复发。
合并下肢其它畸形：25例合并不同程度的屈髋畸形；28例合并足的不同类别畸形；5例合并>5 cm的下肢短缩畸形；11例合并膝内、外翻，关节轻度脱位，凡脊髓灰质炎后遗症皆合并股四头肌瘫痪萎缩，以及其他肌肉不同程度瘫痪。
术前下肢行走功能：跛行4例，手压股行走13例，扶单拐行走16例，扶双拐行走13例，蹲移及坐轮椅3例。
1.2 膝关节屈曲牵伸器的标准构型
主要包括环式股骨外固定及胫骨外固定器，中间由两个绞链连接，后方或侧后方安装1～2个能旋转推拉的带弹簧的牵伸杆等。通过多枚贯穿的克氏针或橄榄针（钢针直径1.5～2.5 mm）及半针固定于股骨中下段及胫骨中上段。术前应准确测量患肢大腿与小腿的周经、长度，膝关节最大屈曲和伸直的角度，预先组装、测试好与其相适应的个体化的膝关节牵伸外固定器。
1.3 手术操作及牵伸器的安装
仰卧位，腰麻或硬膜外麻醉。当合并较明显屈髋畸形时，应先予以松解矫正。对合并有较明显髂胫束及股二头肌挛缩时，应先在膝上外侧切口，斜行切断髂胫束及延长股二头肌肌腱，能减少牵伸过程中腘后软组织的张力。
安装牵伸器：两侧的铰链中心对准膝关节的旋转中心，约位于股骨髁后皮质与髁间窝的交切点［1］。由于膝关节的运动是旋转与滑动的组合，事实上膝关节没有一个确切固定的旋转中心，仅为瞬间旋转中心。在X线片监视下，穿1枚1.5～2.0 mm克氏针通过牵伸器两侧的铰链洞孔与设定的膝关节旋转中心（股骨内外髁后部的冠状连线）；固定器的钢环应与股骨、胫骨干相垂直，使肢体位于环的中心，钢环距周围皮肤的距离应>2 cm，以尽可能使股骨、胫骨干及膝关节与固定器受力相一致。固定针：半针用3.5～4.0mm螺纹针，贯穿股骨或胫骨的全针用2.0～2.5mm的克氏针，与钢环固定时必须将钢针用拉张器拉张。穿针时应避开血管、神经解剖区，尽量避免贯穿肌肉。膝关节周围由于血管、神经均位于后方，可于股骨远端及胫骨近端各交叉穿两枚全针，而在股骨上段的外侧和胫骨的中、远端前内侧，用4～5 mm螺纹半针与钢环固定，如此穿针布局，可减少钢针对软组织的干扰。避免误伤重要组织。牵伸器在膝关节上下的固定钢度应参考屈膝挛缩的程度、患者的年龄、以及是否同期实施骨性手术等。牵伸器安装完成后，适当旋转腘后的螺纹牵伸杆，维持腘后软组织有一定的持续牵伸张力。
1.4 术后操作及处理
术后5～7 d待局部疼痛及肿胀反应基本消失后，可通过旋转双侧铰链关节的螺纹杆，先使膝关节间隙牵开5 mm左右，以避免在牵伸矫正屈膝畸形期间发生关节软骨的挤压及滑膜的嵌顿。然后开始旋转腘后牵伸杆上的螺母，逐渐牵张膝后软组织，缓慢矫正屈膝畸形。若术前屈膝畸形角度>45°,可先牵伸矫正使屈膝畸形<40°后，再牵拉开大膝关节间隙。
牵伸速度一般为关节水平1 mm/d（牵伸杆伸长3～4 mm/d），通常以旋转牵伸杆上的螺母3～4圈确定，每天分为3～6次为宜，应根据患者的耐受程度及下肢的反应及时调整牵伸速度。当患肢出现疼痛或麻木，说明牵伸过快致血管、神经过度牵张引起，应减缓牵伸速度。对屈膝畸形严重的成年患者牵伸速度应<1 mm/d。
术后3～5 d即可下床扶双拐用健侧肢体行走锻炼，随着屈膝畸形的逐渐矫正，患肢必须负重行走。应定期实施膝关节X线检查，若发现膝关节间隙狭窄或胫骨平台有前后滑移，应开大膝关节间隙，调整关节铰链的位置。
畸形矫正的标准：单纯软组织性屈膝挛缩，应矫枉过正，达到膝过伸５°～10°，若患者合并有股骨下端或胫骨上段的前弓畸形时，屈膝畸形牵伸矫正的最后角度，应当减去骨性畸形的角度，残留的骨性畸形需Ⅱ期手术截骨矫正。
畸形矫正至矫形需要的位置后，带牵伸器行走2～3周后再拆除牵伸器，活动膝关节，然后配戴下肢伸直位支具行走至少3个月，直到膝关节功能恢复满意为止，如此可避免屈膝畸形的复发。
1.5 屈膝合并小腿及足部畸形的同步治疗
本组2例因合并重度下肢短缩，同期实施矫正屈膝畸形和胫骨延长术，最终达到屈膝畸形矫正，胫骨延长1例6 cm，1例12 cm的效果。使用该方法时要注意先进行胫骨的截骨、安装小腿延长器，再借助铰链将胫骨上端延长器的环与股骨上的钢环相连。由于在牵伸过程中两者都会作用于膝部及小腿的神经、血管和肌肉，牵伸速度应缓慢。本组12例对足部的畸形同期手术矫治，也获得满意的矫正效果（图1、2）。但是同期实施屈膝及小腿、足部的畸形矫治，增加了手术操作和术后管理的复杂性，治疗效果相互间可能会产生一定的影响，对合并严重的下肢短缩及踝足畸形者分期手术为宜。
2 结果
本组病例牵伸结束时，屈膝畸形均得到预期矫正，术后屈膝角度平均为4.12°±4.61°，其中23例屈膝畸形得到完全矫治，膝关节伸直达到0°～－５°；24例因合并骨性畸形最终保留屈膝畸形10°～30°；2例矫正不满意。牵伸时间最短为14 d，最长为14个月，其中43例<60 d。1例先天性膝关节翼蹼畸形患者，术前屈曲畸形135°，经过14个月牵伸和带架行走，最终取得了满意的疗效。还有5例先天性下肢畸形与成年脊髓灰质炎后遗症患者，牵伸时间>60 d。矫治结束时，膝关节活动度皆有不同程度的丢失，平均为50.29°±21.20°。
38例（40个关节）有完整的随访记录，拆牵伸器后随访时间3个月～3年，平均6.8个月。随访时屈膝角度平均为9.30°±8.24°，其中有10例（12个关节）在随访时屈膝畸形有<20°的复发。其关节活动度较矫治结束时明显改善，平均84.63°±59.36°；16例关节活动度能够接近于正常，屈曲100°～135°，伸0°～10°；9例关节活动度较术前明显减少，其中2例膝伸屈范围<30°，所有患者步态较术前明显改善，其中3例由术前的蹲行能够直立行走。11例感觉行走时膝关节疼痛不适，38例治疗结果评价见表1、2。
表1 膝关节功能评价标准（略）
注：≤4分为很差；≤8分为差；≤12分为可；＜16分为良；16分为优。
表2 38例（40个关节）治疗前、治疗后及随访时膝关节功能评价（略）
注：治疗前、治疗后及随访时膝关节功能积分统计处理(spss12.0软件包)，t检验，P<0.01，具有显著性的差异。
3 讨论
由于屈膝挛缩畸形是逐渐形成的，很难通过一次松解手术达到满意的矫正效果，因此传统外科方法治疗FCK必然存在许多难以解决的问题［1，3］，例如：皮肤坏死、膝关节软骨的挤压、关节脱位、血管神经损伤、较高的畸形再发生率、关节僵硬等。
Ilizarov技术已经被多人［3］应用于治疗FCK并取得理想的效果。秦泗河等［4，5］首次在国内应用改良的Ilizarov技术，矫治儿童膝关节重度屈曲畸形和成年人类风湿性关节炎所致重度屈膝挛缩，取得满意的疗效。其基本原理是依据Ilizarov的张力—应力法则（the law of tensionstress，LTS），当组织受到一个持续缓慢的张应力时，能发生细胞分裂组织再生，从而使膝关节屈曲挛缩获得符合生物学的逐渐矫正［6，7］。在逐步完成复杂的膝部畸形矫正的同时，还可以同步纠正足部畸形并进行下肢的延长［3］。该治疗方式比传统的矫形手术有许多肯定的优点［8，9］：(1)手术操作仅是穿细克氏针安装牵伸器，是一个微创甚至是无血的治疗方法；(2)容易被掌握，屈膝畸形矫正的速度医生可以控制；(3)治疗期间不限制患者的活动；(4)如果能正确执行穿针及安装外固定器，术后牵伸等处理方法按规定程序管理，医源性风险很小；(5)适用于任何原因所致的屈膝挛缩，既往手术治疗失败的患者，仍可应用此方法；(6)同时能矫正多个下肢复杂畸形；(7)在牵伸矫正屈膝畸形的过程中，能够拉开膝关节间隙，从而防止膝关节软骨面的挤压性损伤。
Ilizarov技术治疗FCK是一个动态的过程，同时还应遵循个体化的原则［9、10］。因此，在治疗过程中需要注意以下几个方面：(1)应根据畸形的类型术前设计、组装个体化的牵伸器；(2)由于膝关节的运动包括股骨髁在胫骨平台上的滚动与滑动两种形式，牵伸器上的关节铰链在一定程度上限制了股骨髁的滑动，当膝关节被牵伸到一定范围时，如果铰链的运动轨迹与膝关节的旋转中心发生明显不匹配时，会发生关节的轻度脱位。因此术后要根据牵伸的程度，定期进行膝关节的X线检查，及时调整牵伸器上的铰链位置，使之与膝关节的实时旋转中心相适应；(3)在牵伸的不同阶段，根据膝关节畸形矫正情况，以及患者的耐受状态，适当调整牵伸速度，整个牵伸过程应有经验的医务人员指导下完成；(4)对合并软组织型膝内、外翻和膝关节脱位，可以通过牵伸器构型的相应改变在牵伸过程中给予矫正。对合并胫骨的短缩、旋转、足部畸形，可以根据情况决定是否同步矫正。一般当屈膝挛缩较轻、患者能够很好配合时，可以考虑对合并的小腿及足部畸形给予Ⅰ期矫正，否则还是分期矫正为宜。但当合并屈髋畸形时，均应同期矫治，否则屈髋畸形的存在必然促使屈膝畸形的复发。对合并股骨下端及胫骨上端的骨性畸形，应予Ⅱ期实施截骨矫形；(5)牵伸结束后保留牵伸器固定2～4周，以预防畸形反弹。畸形严重者，需要较长的治疗过程，并有一定的痛苦，术前必须给患者及家属讲明，以取得他们的配合。
Ilizarov技术治疗FCK若掌握不恰当，也会产生一些并发症［12］：(1)针道感染；(2)穿针对神经、血管的损伤；(3)牵伸过程中的神经麻痹；(4)下肢骨筋膜室综合征；(5)膝关节脱位；(6)膝关节周围的骨折；(7)下肢深静脉血栓；(8)断针；(9)屈膝畸形复发；(10)膝关节活动范围的丢失等。本组涉及的并发症也有8种，但给予及时妥善的处理，这些并发症并未引起严重的后果。能够正确掌握牵伸器的安装固定方法和术后管理程序，这些并发症是可以避免的。牵伸的结束并不代表整个治疗程序的结束，为了防止畸形的复发，拆除牵伸器后及时配合理疗活动膝关节，尽快恢复关节功能。还让患者佩戴一段时间下肢支具行走。有关牵伸过程中的膝关节功能训练，Herzenberg［1］主张每天将牵伸螺母松开2～3次，个体化被动活动膝关节。屈膝挛缩畸形矫治结束后，患肢合并的其他畸形也应尽快给予矫正，以恢复下肢的持重力线，否则会影响膝关节已获得的治疗效果。由于双下肢的站立行走属统一行动，当合并有对侧下肢畸形时，也应及时给予矫治。只有将患者的下肢畸形作为一个整体考虑，统筹安排，才能保证最佳的治疗效果。
Ilizarov技术治疗FCK是一个简单有效的符合生物学和微创外科治疗原则的矫治方法，但如何在矫正屈膝挛缩畸形的同时避免关节活动度的丢失？如何克服反弹及复发现象？仍是作者需要进一步解决的问题，同时应了解已经严重挛缩的腘后肌肉是如何在张应力的作用下再生的，是在何部位被伸长的？也需要作者进一步的探讨。
(本文附图见加页2)（略）
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作者单位：北京市朝阳区矫形外科医院，100024；北京骨外固定技术研究所