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背景:巨大肩袖撕裂主要是指肩袖撕裂口在前后方向或者内外方向超过5cm,或累及2根及2根以上肩袖肌腱的撕裂。有学者认为在核磁共振扫描图像中的矢状位和冠状位图片显示肌腱断裂回缩导致缺损达到2 cm×2 cm以上,或者断裂肌腱回缩至肩胛盂缘,以及MRI矢状面图像显示有至少三分之二的大结节裸露时,也属于巨大肩袖撕裂。在巨大肩袖撕裂形成的同时往往伴随着肌肉脂肪浸润和肌肉萎缩程度的加重,导致在手术中彻底松解肌腱后仍难以将其拉回足印区进行修补,或修补后极易再次撕裂,成为不可修复巨大肩袖撕裂。不可修复巨大肩袖撕裂治疗难度极大,有研究认为手术失败率达到94%左右,严重影响患者肩关节功能恢复。随着相关研究不断深入,人们发现肩关节上关节囊对肱骨头的稳定作用十分重要,手术重建肩关节上关节囊能够非常有效地治疗不可修复巨大肩袖撕裂,恢复肩关节功能。传统的上关节囊重建(superior capsule reconstruction,SCR)手术采用的移植材料是阔筋膜或生物补片,是目前研究最深入、临床应用最多的标准化手术方式,但是该手术过程复杂,学习曲线长,难度较大。近年来不断有学者提出采用肱二头肌长头腱转位或者腘绳肌腱移植等非传统方法重建上关节囊,临床研究证实治疗效果满意,同时极大地简化了手术操作、降低了手术难度,但这些方法仍存在一定的局限性,还有进一步发展的空间。我们在对各种上关节囊重建手术进行研究分析后,全新设计了一种采用自体腘绳肌腱在全关节镜下重建上关节囊来治疗不可修复巨大肩袖撕裂的方法,通过有限元分析进行生物力学研究来验证这种方法的有效性,并开展临床应用观察其临床效果。目的:研究一:通过有限元分析对完整肩关节模型、冈上肌缺失模型、腘绳肌腱重建上关节囊模型和阔筋膜重建上关节囊模型进行生物力学研究,验证腘绳肌腱重建上关节囊手术的有效性。研究二:观察全关节镜下自体腘绳肌腱重建上关节囊技术治疗不可修复巨大肩袖撕裂的临床效果以及相关影像学表现。方法:研究一:采集1名健康男性志愿者的左肩关节CT和MRI扫描数据,利用有限元分析的方法构建完整肩关节模型、冈上肌缺失模型、腘绳肌腱重建上关节囊模型和阔筋膜重建上关节囊模型,模拟肩胛骨内侧缘和锁骨胸骨端固定的条件下,施加与肱骨干垂直方向的力使肩关节在各个方向上0°-30°范围内活动(外展、内收、前屈、后伸、外旋、内旋),观察肱骨头中心向上位移距离和移植物、肩袖肌肉的应力分布情况。研究二:选择2019年12月至2021年1月在安徽医科大学第一附属医院骨科运动创伤与关节镜病区住院,并采用全关节镜下自体腘绳肌腱重建上关节囊技术治疗不可修复巨大肩袖撕裂的15名患者,其中男性9例,女性6例,左侧7例,右侧8例,年龄51至69岁。手术中取自体半腱肌肌腱编织成长度9.0-9.5cm,直径6mm以上的移植肌腱束,于肩胛盂上方软骨缘内侧,右肩1点和11:30方向或者左肩11点和12:30方向各植入1枚带线锚钉,将移植肌腱对折端固定牢固。移植肌腱尾端在肱骨大结节冈上肌腱原始止点前缘和后缘、软骨缘外侧用2枚锚钉予以内排固定,两束肌腱尾端编织缝线再用1枚外排锚钉固定于肱骨大结节外侧。手术中将前方的喙肱韧带组织、内侧回缩的冈上肌腱以及后方的冈下肌腱与移植肌腱缝合,整合成一个整体,恢复肩关节力偶平衡。同时行关节镜下肱二头肌长头腱胸大肌上转位术和肩峰成形术。术前、术后测量患者肩关节活动度,A-H值,VAS评分,肩关节ASES评分,UCLA评分和Constant评分,通过肩关节MRI检查术后移植物形态和愈合情况。结果:研究一:在完整肩关节模型中,肩关节外展0°-30°范围内冈上肌最大应力为4.23MPa,平均应力为2.16 MPa,冈下肌最大应力16.20Mpa,肩胛下肌的最大应力为15.84MPa,小圆肌最大应力3.23MPa,肱骨大结节顶点垂直位移为17.64mm,肱骨头中心垂直位移为3.83mm。在冈上肌缺失模型中,肩关节外展0°-30°范围内冈下肌最大应力29.67Mpa,肩胛下肌的最大应力为15.9MPa,小圆肌最大应力7.96MPa,肱骨大结节顶点垂直位移为18.71mm,肱骨头中心垂直位移为6.51mm。在腘绳肌腱重建上关节囊模型中,肩关节外展0°-30°范围内腘绳肌腱最大应力为167.87Mpa,平均应力为24.11MPa,冈下肌最大应力14.21Mpa,肩胛下肌最大应力为17.98MPa,小圆肌最大应力为4.05MPa,肱骨大结节顶点垂直位移为17.81mm,肱骨头中心垂直位移为4.87mm。在阔筋膜重建上关节囊模型中,肩关节外展0°-30°范围内阔筋膜最大应力为103.7MPa,平均应力为25.36MPa,冈下肌最大应力为13.28 MPa,肩胛下肌最大应力为18.54MPa,小圆肌最大应力为2.79MPa,肱骨大结节顶点垂直位移为15.81mm,肱骨头中心垂直位移为4.27mm。腘绳肌腱和阔筋膜重建上关节囊后肩关节外展过程中肱骨头中心垂直位移较冈上肌缺失模型明显减小,同时冈下肌和小圆肌承受应力减小,趋向于完整肩关节模型。腘绳肌腱承受的最大应力较阔筋膜大,承受的平均应力差别不大。研究二:15例患者平均随访18.53±4.13个月(12~24个月),患者A-H值由术前的5.03±0.6mm上升至术后的8.19±0.49mm(P<0.05)。肩关节VAS评分术前为6.33±1.35分,术后一个月降低至1.93±0.93分,术后1年和末次随访时肩关节VAS评分分别为0.33±0.70分和0.4±0.71分(P<0.05)。肩关节前屈、外展和外旋活动度由术前的100.00±46.62°,48.33±26.50°和16.67±9.25°增加至末次随访时的158.00±12.22°,85.67±22.43°和31.33±3.40°(P<0.05)。肩关节ASES评分由术前的42.89±14.13分增加至末次随访时的90.09±5.30分,UCLA评分由术前的15.40±4.94分增加至末次随访时的31.60±3.24分,Constant评分由术前的56.80±13.93分增加至末次随访时的88.93±6.58分(P<0.05)。有1例患者在术后20个月时因车祸受到外伤导致肩关节疼痛、活动受限,复查肩关节MRI提示重建的上关节囊失效,经再次翻修手术治疗,目前恢复良好,该患者术后18个月随访时数据仍统计在本组患者中未予剔除。随访过程中通过肩关节MRI未发现盂肱关节骨性关节炎有加重现象,除再次受伤1位患者,其他14位患者未见移植物失效。结论:研究一:腘绳肌腱重建肩关节上关节囊能够为肩关节提供良好的静力稳定性和应力分布,与阔筋膜重建上关节囊的效果相差不大,为下一步在临床开展该手术提供了理论依据。研究二:全关节镜下自体腘绳肌腱重建上关节囊治疗不可修复巨大肩袖撕裂能够显著减轻患者疼痛,改善肩关节活动度和功能,术后A-H值显著改善而且不会导致骨关节炎加重。