腓骨中上段骨折对踝关节生物力学影响的临床研究

【摘要】  [目的]探讨有移位的腓骨中上段骨折对踝关节力学的影响，并为有移位的腓骨中上段骨折应进行有效内固定提供理论支持。[方法]选取本院2005年1月-2006年6月收治的有移位的腓骨中上段骨折病人20例,拍摄双侧踝关节标准正位片，测量踝穴宽度、腓骨远端上移之数值，来观测对踝关节稳定性的影响;应用footscan足底压力分析仪，检测足底压力中心轨迹，距下关节角度范围，进行健患侧对比。[结果]有移位的腓骨中上段骨折,畸形愈合后，会导致踝穴增宽、外踝上移[(平均值分别为(1.260±0.339)mm;(1.045±0.276)mm]，致使踝关节稳定性下降。有移位的腓骨中上段骨折，足底压力分析，足底压力中心轨迹偏移，距下关节角度范围比健足明显增大(P<0.01)，即足踝部存在不稳。[结论]有移位的腓骨中上段骨折应解剖复位并进行有效内固定，恢复踝关节稳定性。

【关键词】  腓骨中上段骨折; 踝关节; 生物力学; 足底压力分析

Biomechanical effect of midupper fibular fracture on ankle joint∥XIE Xinmin,LI Laifeng,ZHAO Xuechun,et al.Orthopedic Department,the Third People's Hospital,Jinan 250101,China

　　Abstract：To investigate the biomechanical effect of midupper fibular fracture on ankle joint.From January 2005 to June 2006,20 cases of midupper fibular fracture were collected.Normal anterior film of bilateral ankle joint was photographed,ankle mortise width and distal fibula upper shift were measured to observe the effect on stability of ankle joint.Footscan pressure analyzer was used to detect the central track of footplate pressue,subtalar joint angle,in order to compare the difference between normal ankle and the sick.Dislocated midupper fibular fracture could lead to ankle mortise widening,lateral malleolus up shift ( averaged,1.260±0.339mm,1.045±0.276mm).the central track of footplate pressure offset and the fracture sides subtalar joint angle were larger than those in normal feet(P<0.01).Dislocated midupper fibular fractures should be effectively internal fixed to recover the stability of ankle joint.

　　Key words：midupper fibular fracture; ankle joint; biomechanical; footscan

　腓骨中上段骨折(包括单纯腓骨骨折和胫腓骨双骨折)在临床中较为常见，但是对腓骨中上段骨折对踝关节稳定性的影响以及是否需要内固定的相关文献报道较少，且争议较大,大致有不固定和固定两种观点[1～3]。作者自2007年6月-2008年10月，对本院2005年1月-2006年6月收治的20例有移位的腓骨中上段骨折且未进行有效内固定治疗病人，通过X线片测量及足底压力分析的方法，研究腓骨中上段骨折后对踝关节稳定性的影响，得出初步结果，报告如下：

　　1 临床资料

　　1.1 一般资料

　　本组20例，男，12例，女8例;年龄18～50岁，平均33岁;左侧13例，右侧7例;受伤原因：车祸、摔伤。骨折时间：2005年1月-2006年6月，移位的腓骨均未进行有效的复位内固定治疗，患侧踝关节功能情况：主动背伸、跖屈功能均良好。

　　1.2 测量分析方法

　　1.2.1 踝穴X线测量 拍摄双侧踝关节标准正位X线片，测量踝穴宽度、外踝上移之数值，来观测对踝穴稳定性的影响。应用自制支具保证双侧踝关节在同等条件下拍摄标准正位片，用DR摄片机测量软件测量相关数据。具体测量方法:(1)于内踝尖处作一平行于距骨关节面并横穿外踝的直线A，再于外踝尖向此直线作垂线B，内踝尖a、外踝尖b、直线A与外踝内侧交点c、AB交点d (图1);(2)踝穴增宽=患侧ac-健侧ac;(3)腓骨远端上移=健侧bd-患侧bd。

　　1.2.2 足底压力分析 应用footscan足底压力分析仪，在正常匀速赤足行走条件下，检测足底压力中心轨迹，距下关节角度(subtalar joint angle)范围，进行健患足对比。

　　1.3 数据处理

　　实验所得的数据以均数±标准差表示， 采用SPSS 11.0 软件进行分析处理，健患足双侧所得实验数据进行t检验。P<0.05认为有统计学意义。

　　2 结 果

　　2.1 有移位的腓骨中上段骨折，会导致踝穴增宽(1.260±0.339)mm及外踝上移(1.045±0.276)mm，致使踝穴稳定性下降(表1)。图1 踝穴X线测量示意图表1 踝穴增宽、外踝上移测量数值

　　2.2 有移位的腓骨中上段骨折，畸形愈合后，足底压力分析，足底压力中心轨迹偏移，足底压强分布与健侧相比有明显改变，距下关节角度范围比健足明显增大，差异有统计学意义(P<0.01)，即足踝部存在不稳(表2)。表2 健患侧距下关节角度范围

　　3 典型病例

　　患者，女，30岁，车祸伤及右小腿疼痛不能活动3 h入院。入院时间2006年12月，入院诊断：右胫腓骨中段骨折。入院后行右胫骨髓内钉内固定术，腓骨未处理。现骨折愈合良好，右踝关节主动背伸、跖屈功能良好(图2～4)。

　　4 讨 论

　　腓骨中上段骨折作为临床常见病、多发病，目前较为流行的观点是腓骨中上段不构成踝关节，且腓骨所占下肢负重的比例为1/6，故腓骨中上段骨折无需解剖复位，任其畸形愈合，或形成假关节，不会对踝关节有生物力学影响。甚至有些临床医师也把腓骨作为植骨源或因腓骨患某种疾患而将其不加限制的切除。不少学者认为保留腓骨远端5 cm就不会影响踝关节功能[4]。作者在临床治疗过程中对此观点进行了修正和补充，并通过实验数据证明腓骨中上段骨折应解剖复位并进行有效内固定。

　　踝关节为胫腓骨远端和距骨滑车共同组成的屈戊关节,两者结合极为严格,实验证明外踝短缩后距骨向外每移位1 mm,胫距关节接触关系丧失42%,从而认为外踝对踝关节运动的稳定作用具有重要的临床意义。Brodie[5]对大量踝关节损伤的患者(包括手术和非手术)进行随访调查,时间最短1.5年,最长17年。通过对这些病人的踝关节X线片分析比较,结合临床症状,他认为踝部骨折后期产生骨性关节炎的重要原因是外踝移位、踝穴增宽致踝关节不稳,骨性关节炎的产生多在伤后5年。Farhadi[6]通过临床试验,发现内踝及三角韧带损伤很少使踝关节产生外翻移位与不稳,而腓骨移植后则产生明显的旋转及外翻不稳,并随着应力加大,这种不稳现象进行性加重,甚至踝关节继发骨性关节炎，从而证明了腓骨完整性对踝关节的重要作用。Morin[7]强调胫腓骨骨折治疗上应固定腓骨，以促进胫骨骨折愈合，并减少踝关节骨性关节炎的发生。刘勇[8]亦报告腓骨短缩对胫距关节生物力学接触特性的影响。

　　踝关节基本上是一个铰链式关节[9,10]，只允许距骨在踝穴内背伸和跖屈。正常情况下距骨不会旋转，在踝穴内只有轻微的内外翻。踝关节的运动轴通过踝尖，与膝关节轴相比约有25°的外旋，同时有轻度的向外倾斜。足部最重要的关节是距下关节，这个关节正常有40°的活动，其旋转轴从跟骨的后外侧斜向上、向前、向内到距骨颈的后内侧，其他一些研究表明，韧带结构完整时，距下关节活动范围要小，平均15.5°。踝关节的活动加上距下关节内外翻活动，就近乎一个万向关节的活动了。当足跟着地接触不平的地面时，可以通过距下关节的调节使距骨在踝穴内正常对位。同样地，如果不是足跟中心正常接触地面，而是偏足内侧或足外侧，距下关节也可以进行调节，允许正常的踝关节活动和正常的步态。图2 踝穴增宽1.0 mm，腓骨上移0.9 mm 图3 足底压力中心轨迹左右不一致 左足跟着地，沿足外侧前移，经过第四跖骨，移向第一跖骨附近，由趾离地。右足跟着地，沿足中部前移，经过第三跖骨，移向第四跖骨，由趾离地。 图4 距下关节角度：患侧36.5°，健侧11.1°，患侧角度范围大。

　　从实验结果可以看出，腓骨中上段骨折，断端移位，造成外踝上移，踝穴增宽，其平均值分别为：踝穴增宽(1.237±0.324)mm;腓骨上移(1.042±0.283)mm。作者分析：腓骨骨折，断端移位，腓骨远端失去支持，可能是腓骨上移的主要原因;外踝远端内侧为斜行关节面，腓骨上移造成踝穴增宽。并且通过足底压力分析，足底压力中心轨迹，足底压强分布，距下关节角度范围，进行健患足对比存在明显差异。其中距下关节角度患侧明显比健侧大，作者分析为腓骨骨折所致的踝穴不稳，跟骨负重点改变，在行走过程中通过距下关节的调节，即距下关节活动范围变大，是距骨在踝穴内正常对位的体现。

　　腓骨中上段骨折，断端移位，造成外踝上移，踝穴增宽，畸形愈合后改变了胫腓骨远端和距骨滑车关节面的匹配关系，引起了踝关节生物力学改变，最终导致踝关节创伤性关节炎的发生。因此，腓骨中上段骨折应解剖复位并进行有效内固定，恢复踝穴的正常结构，以减少创伤性关节炎的发生。由于本次研究随访时间为2年，时间稍显不足，不能完全客观反映迟发性踝关节创伤性关节炎对踝穴生物力学的影响。另外缺少手术组对照，是本次研究的一个缺憾，将在以后对其进行深入的的研究。

【参考文献】
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　　[3] Chou SW,Liao HT,Yazar S,et al.Assessment of fibula osteoseptocutaneous flap donorsite morbidity using balance and gait test[J].Orthop Res,2008，2：193.

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　　[6] Farhadi J,Valderrabano V,Kunz C,et al.Free fibula donor-site morbidity: clinical and biomechanical analysis[J].Ann Plast Surg,2007,58:405-410.

　　[7] Morin PM,Reindl R,Harvey EJ,et al.Fibular fixation as an adjuvant to tibial intramedullary nailing in the treatment of combined distal third tibia and fibula fractures: a biomechanical investigation[J].Can J Surg,2008,51:45-50.

　　[8] 刘 勇,彭阿钦,焦建宝,等.腓骨短缩对胫距关节生物力学接触特性的影响[J].中国矫形外科杂志,2007,1:134-136.

　　[9] 荣国威,王承武.骨折[M].北京:人民卫生出版社,2004，1204-1205.

　　[10]王亦璁.骨与关节损伤[M].第3版,北京:人民卫生出版社,2003,1121-1123.

作者单位：济南市第三人民医院骨科,250101