踝关节骨折：三角韧带损伤对Weber B型踝关节骨折稳定性的影响

2023

10.26

06:10:00

作者

足踝一昇

踝关节骨折：三角韧带损伤对Weber

引言

不稳定的Weber B/Lauge-Hansen旋后-外旋（SER）踝关节骨折的识别非常重要，以便提供正确的治疗建议并降低踝关节创伤后骨关节炎的风险。完整的三角韧带可防止踝关节不稳定，即使是腓骨骨折，也称为SER-2骨折。传统上，所有影像学和临床表现为不稳定的骨折均应采用手术治疗。然而，最近的临床研究表明，如果在负重位拍摄踝关节X线片，这些骨折可能会出现正常的关节对线，因此可能被认为是稳定的。有人建议，这些被称为SER-4a骨折;据报道，非手术治疗后短期和中期的临床和功能结局可接受。然而，SER-4a骨折非手术治疗的主要问题是长期潜在不稳定导致创伤后骨关节炎的风险。

图示非负重踝关节前后位X线片（a，b）。在无距骨外侧移位且距骨内侧面与内踝内侧面之间距离狭窄的情况下（内侧间隙; MCS），三角韧带完整（黑色箭头）。根据Lauge-Hansen分类，这被描述为旋后-外旋II度（SER-2）骨折（a）。MCS增宽表明三角韧带断裂（白色箭头）。这被归类为SER-4骨折（b）。

图示踝关节非负重X线片（a）显示内侧间隙增宽（白色箭头）。几天后，同一患者（b）的负重X线片显示踝关节对线一致性，因此可能是稳定性骨折。我们将其归类为旋后外旋IV（a）（“SER-4a”）骨折。它可以通过非手术治疗，允许固定后在耐受的情况下承重。

图示负重踝关节X线片，显示距骨移位（白色箭头）。这种骨折是不稳定的，与足的位置无关。将此骨折分类为旋后外旋SER-4b骨折。

本研究建立在Gougoulias和Sakellariou的理论基础上，理论指出在SER-4a骨折中，三角韧带浅层及三角韧带深层前束损伤，而三角韧带深层后束保持完整。从生物力学的观点来看，三角韧带的浅层部分与距骨本身没有附着。因此，它们对于稳定距骨在踝穴中并不重要。相反，三角韧带深层是距骨在踝穴中的关键稳定器，因为它们起于内踝并止于距骨的内侧。已经发现深层前韧带在跖屈时是紧的，而从跖屈至背屈时是松的。对于深层后韧带，情况正好相反。这可以解释为什么影像学稳定性指标可以根据踝关节的位置而变化。在SER-4a骨折的影像学应力测试中观察到的不稳定的可能原因可能是在应力影像学采集期间踝关节跖屈，这是完整的深层后束松弛的位置，导致出现不稳定的踝穴。相反，在踝关节负重位置，三角韧带深层后束将变紧实，因此通过保持距骨与胫骨关节面正常一致来稳定踝关节。

三角韧带解剖示意图。三角韧带浅层由胫距后韧带浅层、胫跟韧带、胫弹簧韧带和胫舟韧带组成。三角韧带深层由胫距后韧带深层和胫距前韧带深层组成。

材料和方法

本研究采集新鲜冷冻的人尸体足和踝关节标本，并使用了一个落地式工业机器人上安装有力/扭矩传感器。将每个样本安装在踝关节相对于旋转、屈曲和内翻/外翻处于中性位置，并且定向为保持踝背跖屈与机器人的工作轴线平行。使用2根螺纹杆将跟骨刚性固定到安装平台上，然后将胫骨近端固定到远端机械臂/力-扭矩传感器上（图1-3）。将C形臂放置在机器人和固定平台之间，以获得踝关节的X线照片。测试设置如图4所示。生物力学测试方案力引导机器人通过相对于固定的跟骨移动胫骨来执行生物力学测试。通过X线透视确认位置。所有样本均为SER-2、SER-4a和SER-4b模型依次进行测试。进行性关节损伤的创建Lauge-Hansen SER分类的描述和用于创建损伤模型的相应骨和软组织损伤描述于表1中。Weber B型骨折是通过用摆锯在腓骨与下胫腓联合齐平地进行斜截骨，从腓骨的后皮质到前皮质以及从外侧皮质到内侧皮质向下倾斜（图2）。使用手术刀横切三角韧带的相关部分。在SER-4a模型中，三角韧带的浅层和深层前束被横切，胫距后韧带深层后束被保留（参见图3）。在测试之后，通过横切剩余的胫距后韧带深层后束来创建SER-4b模型。

图1 机器人对样本执行外翻测试的实际测试示意图。

图2 描述如何进行经下胫腓联合水平腓骨截骨术。

图3 SER4a模型的内侧视图，显示完整的深层三角韧带后束。去除三角韧带浅层及三角韧带前束。

图4 用于踝关节稳定性测试的实验装置的示意图，示出了机器人（箭头1）、C形臂（箭头2）、固定平台（箭头3）和踝关节尸体样本（箭头4）。

表1 Lauge-Hansen SER分类和用于创建损伤模型的相应骨和软组织损伤的描述。

结果

主要结果是测量的踝关节损伤的3个阶段（SER-2 、SER-4a和SER-4b）的放射学距骨移位（毫米）相对于正常踝关节的变化。图5和6显示了正常踝关节的生物力学稳定性，以及在10度背屈、中立位和20度跖屈中测量的进行性损伤的3个阶段的生物力学稳定性。正常关节模型和损伤模型之间的稳定性比较见表2，所有测量见表3。

图5 对15个踝关节标本进行侧向平移和外翻试验的生物力学稳定性测量，依次作为正常、SER-2、SER-4a和SER-4b模型进行测试。该图显示了SER4a和SER4b模型之间踝关节稳定性的显著差异。标记表示平均值，而阴影区域表示平均值的95%CI。带阴影的蓝色圆形标记表示整个踝关节复合体上的机器人测量值。黄色菱形标记和阴影代表影像学测量值，距骨移位测量为内侧透明空间（MCS），用于外侧平移，距骨倾斜测量为外翻。

图6 对15个踝关节标本进行内旋和外旋生物力学稳定性测量，分别作为正常、SER-2、SER-4a和SER-4b模型进行测试。该图示出了SER4a和SER4b模型之间的踝关节稳定性对于内旋转的显著差异（虚线）。然而，对于外旋，所有损伤状态均不稳定。标记表示平均值，阴影区域表示平均值的95% CI。

表2 与正常踝关节相比，SER-2、SER-4a及SER-4b损伤模型的稳定性的平均差异。

表3 测量15个踝关节的稳定性，这些踝关节作为正常、SER-2、SER-4a和SER-4b模型依次进行测试。数字是简单的平均值和标准偏差，并且对应于图5和图6中报告的平均值。

讨论

本研究的主要发现表明SER-4a和SER-4b模型之间的踝关节稳定性存在实质性差异，并强调了深层胫距后韧带的稳定重要性。通常，SER-2和SER-4a模型是稳定的。相反，在SER-4b模型中，在所有方向和所有测试位置都观察到大幅度的不稳定性。这些发现表明Weber B踝关节骨折伴三角韧带损伤的稳定性异质性，并支持部分（SER-4a）和完全（SER-4b）三角韧带损伤之间的差异治疗。WeberB型骨折合并部分三角韧带损伤的生物力学稳定性数据有限。尽管稳定性研究结果可能无法准确反映负重踝关节的稳定性，但它们确实提供了对骨折踝关节不稳定阈值的深入了解。

临床相关性

传统上，Weber B型踝关节骨折伴三角韧带损伤被认为是不稳定的，并采用手术固定治疗，包括SER-4a和SER-4b骨折。然而，该研究的结果表明，在大多数测试中，SER4a模型并不比正常踝关节显示出更不稳定的数据，而SER-4b模型是显示不稳定的。踝关节骨折手术固定的基本原理是潜在的距骨移位可能导致关节接触表面积改变、骨关节炎发展和功能不良。在本研究中，在SER-2模型的所有测试中以及在SER-4a模型的中性和10度背屈测试中，距骨移位的可能性极小。值得注意的是，当在20度跖屈下测试SER-4a模型时距骨移位不稳定。当测试内旋时，SER-2和SER-4a模型与自然状态的比较具有统计学显著性，但差异分别<2度和<5度，并且临床相关性似乎不确定。外旋测试的突出之处在于观察到从SER-2模型开始的不稳定性增加，并通过SER-4a和SER-4b模型线性持续，表明即使是孤立的经下胫腓联合骨折也会增加距骨外旋。这些发现可能难以解释，因为不确定什么构成了临床相关的外旋增加。尽管一些临床研究表明，非手术治疗可以为SER-4a骨折带来良好的结局，但对于手术或非手术治疗是否是更好的选择仍没有达成共识。本研究结果与McCormack等人的研究一致。支持胫距后韧带深层损伤可能代表是否需要手术的分水岭。但是，即使是SER-4a骨折非手术治疗的倡导者也对替代非手术方法存在分歧。最重要的是，有人认为踝关节中立位固定对于避免跖屈至关重要，因为跖屈可能导致后期三角韧带功能不全和创伤后骨关节炎风险增加。本研究结果可能支持这一论点，其中SER-4a模型在跖屈20°时整体不稳定性增加。这些发现意味着稳定性在跖屈位置受到损害，这可能在非负重踝关节中具有临床意义，即在步态的摆动阶段。本研究同时强调了解踝关节不同位置部分三角韧带损伤引起的踝关节不稳定的生物力学的重要性，以制定有针对性的干预措施和康复策略以降低创伤后骨关节炎的风险。

结论

本研究通过证实部分性（SER-4a）和完全性三角韧带损伤（SER-4b）之间踝关节稳定性的显著差异，为Weber B型踝关节骨折伴三角韧带损伤的异质性提供了新的见解。

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