引用本文： 陈昊, 张有磊, 邢朝辉, 张柏青, 潘文琦, 孙宝亭, 甄志雷, 徐寒, 王志樱. 髌骨骨道定位器在内侧髌股韧带重建术中的临床应用. 中国修复重建外科杂志, 2023, 37(10): 1230-1237. doi: 10.7507/1002-1892.202306060 复制
近年来，越来越多学者认为内侧髌股韧带（medial patellofemoral ligament，MPFL）重建术是治疗复发性髌骨脱位的最佳手术方式[1-3]。随着对MPFL重建术研究不断深入，衍生出了不同移植物髌骨端固定方式，其中比较流行的是移植物插入髌骨骨道的固定方法；然而，无论是单骨道、双骨道还是“V”字形骨道的建立，都不可避免造成髌骨骨道前侧皮质薄弱，导致术后髌骨骨折并发症风险增加[4-5]。一旦出现髌骨骨折，不但会使移植物失效，而且骨折线往往会延伸至髌股关节面，即使通过手术对骨折进行内固定，也会增加创伤性关节炎发生率[6]。Tanaka等[7]认为髌骨骨道的位置十分重要，因为移植物强度远远超过自身MPFL，所以膝关节屈伸活动时髌骨骨道周围骨质会经历应力超载过程，如骨道偏前会造成髌骨前皮质损伤，偏后会侵犯髌股关节面，往往需要术中透视定位才能获得比较理想的骨道位置。如果有一种简单的手术器械可以在无需透视情况下准确定位髌骨骨道的位置和角度，上述问题便可迎刃而解。
基于以上考虑，我们自行研发设计了一款髌骨骨道定位器（以下简称“定位器”，专利号：ZL 2021 2 3380278.0），并应用于临床。我们采用随机对照研究，比较MPFL重建术中使用或不使用定位器干预的临床疗效，旨在验证定位器的可操作性和有效性。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准：① 诊断为复发性髌骨脱位；② 年龄<40岁；③ 胫骨结节-股骨滑车间距（tibia tubercle-trochlear groove，TT-TG）<20 mm；④ 随访时间至少6个月。排除标准：① 伴有下肢畸形；② 有手术禁忌证，无法耐受手术及麻醉；③ 伴有多发韧带松弛综合征；④ 伴有半月板损伤、大面积软骨损伤或其他韧带损伤；⑤ 习惯性髌骨脱位。
2022年1月—12月共38例患者符合选择标准纳入研究，随机分为研究组（MPFL重建术中使用定位器建立髌骨骨道）和对照组（MPFL重建术中不使用定位器），每组19例。两组患者性别、年龄、身体质量指数（body mass index，BMI）、病程、髌骨Wiberg分型、软骨损伤构成比、Caton指数、TT-TG及术前Lysholm评分、Kujal评分、Tegner评分和疼痛视觉模拟评分（VAS）等基线资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。
表1
两组患者基线资料比较（n=19）
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups (n=19)
1.2 定位器研发与制作
定位器基于髌骨单骨道MPFL重建术而设计，髌骨骨道入口选择髌骨内侧缘中上1/3点靠近髌骨关节面，骨道向前方倾斜，出口位于髌骨前面中线附近[8]。定位器主体由1个可在矢状面滑动的横梁和1个在冠状面滑动的C型轨道组成。操作时通过横梁标记髌骨上、下两极后，根据横梁刻度计算并定位髌骨中上1/3水平面，此时C型轨道上的滑动套筒可在该平面定位髌骨内侧缘中上1/3点为髌骨骨道入口，C型轨道上方的定位针与髌骨前侧皮质接触点即髌骨骨道出口。见图1。
图1
定位器及定位原理示意图
a. 定位器设计图；b. 定位器定位髌骨上、下两极；c. 定位器定位骨道出、入口及方向
Figure1. Schematic diagram of locator and positioning principlea. Locator design; b. The locator located upper and lower poles of the patella; c. Schematic diagram of the entrance, outlet, and direction of the positioning bone canal
1.3 手术方法
手术由同一位临床经验丰富的医师完成。
1.3.1 研究组
成年患者采用蛛网膜下腔-持续硬膜外复合麻醉，儿童患者采用全身麻醉；取平卧位，术区常规消毒、铺巾，患肢以气囊止血带充气止血。
移植物的制备：于患肢胫骨结节内侧1 cm处作长约2.5 cm斜切口，切开皮肤及皮下组织，显露股薄肌肌腱，游离肌腱并从止点处切断；清理肌腱附着处软组织，测量股薄肌肌腱直径及长度，将肌腱修整至直径约3.5 mm，尽可能保留肌腱全长，以不可吸收线编织缝合肌腱两端，备用。
MPFL重建：于患侧膝关节作关节镜前内、前外侧入路，常规镜检探查关节腔，行关节腔清理，若有游离体则取出。将定位器置于膝关节上方，先将定位杆置于髌骨上、下两极处，调节横梁处游标，定位髌骨中上1/3平面，将C型轨道定位针下沉刺入皮肤至接触髌骨前方皮质，定位髌骨骨道出口；然后滑动C型轨道套筒指向髌骨内侧缘中上1/3处，于该点作2～3 cm长切口，切开髌骨表面腱膜，推进套筒尖端至接触髌骨内侧皮质，此时髌骨骨道入口、出口已确定；将1枚直径3.5 mm克氏针插入套筒，钻孔并建立髌骨骨道，注意克氏针钻破髌骨前缘骨皮质即可，尽量不损伤皮肤。以1枚带线克氏针将编织后的股薄肌肌腱自髌骨骨道入口引入髌骨骨道并穿透至髌骨前方皮下，用探钩自皮下游离至髌骨骨道出口处，将股薄肌肌腱翻折穿过皮下骨道。参考Schottle透视法[9]定位股骨骨道，用5 mm空心钻头钻透股骨建立股骨骨道；将双股肌腱自皮下拉入股骨骨道，屈伸膝关节见肌腱等长性良好，此时镜下观察髌股关节对合程度，同时利用前外侧入路行外侧支持带松解，直至镜下观察髌骨外侧缘基本与股骨外髁对齐，此时用可吸收挤压螺钉拧入股骨骨道，固定股骨端移植物。
1.3.2 对照组
麻醉方式、术前准备、移植物制备、外侧支持带松解均与研究组一致。髌骨骨道制备：髌骨骨道制备不使用定位器，取髌骨内侧缘中上5～8 cm长切口，切开髌骨表面腱膜，以1枚直径3.5 mm克氏针斜向前外侧钻孔建立髌骨骨道。
1.4 术后处理
术后常规预防性应用抗生素、止痛药物。患肢佩戴可调膝关节护具，术后第1天开始股四头肌、踝泵训练，在疼痛可忍受情况下进行直腿抬高训练，可佩戴护具于膝关节伸直位完全负重；术后第3天开始在疼痛可忍受情况下进行屈膝训练，2～4周膝关节屈曲达90°，6周达120°，2～3个月屈膝达正常范围。术后2～4周护具角度调节至30°～90°，术后6周去除护具。
1.5 疗效评价指标
临床疗效评价：记录并比较两组患者切口长度、手术时间及术中出血量；术前及术后3 d，1、3、6个月采用Lysholm评分、Kujal评分、Tegner评分和VAS评分进行膝关节功能评价。
髌骨骨道评价：利用Mimics 21.0软件（Materialise公司，比利时）重建术前膝关节模型，并模拟理想髌骨骨道位置。理想骨道入口为髌骨内侧缘中上1/3处，距离髌骨关节面软骨3 mm，骨道斜向前下方出髌骨前侧皮质，出口位于髌骨中线附近，并测量理想前侧皮质厚度及骨道长度；术后测量实际骨道的入口和出口位置、前侧皮质厚度及骨道长度。计算以下指标：D1，理想入口与实际入口距离；D2，理想骨道长度−实际骨道长度（绝对值）；D3，理想前侧皮质厚度−实际前侧皮质厚度（绝对值）。见图2。
图2
术前重建并模拟理想髌骨骨道与术后实际髌骨骨道比较
从左至右依次为骨道入口位置、出口位置、前侧皮质厚度、骨道长度 a. 术前模拟理想髌骨骨道；b. 术后实际髌骨骨道
Figure2. Preoperative reconstruction and simulation of ideal patellar canal position compared with postoperative actual patellar canalFrom left to right for canal entrance position, outlet position, prepatellar cortical thickness, and canal length a. Preoperative simulation of ideal patellar canal; b. Postoperative actual patellar canal
1.6 统计学方法
采用SPSS21.0统计软件进行分析。计量资料经正态性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，两组间比较采用独立样本t检验；两组各时间点比较采用重复测量方差分析，若不满足球形检验，采用Greenhouse-Geisser法进行校正，同一组别不同时间点比较采用Bonferroni法，同一时间点不同组别间比较采用多因素方差分析。计数资料比较采用χ2检验。检验水准α=0.05。
2 结果
两组患者均获随访，随访时间6～8个月，平均6.7个月。研究组切口长度和术中出血量小于对照组，但手术时间明显长于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。两组患者均未出现切口感染、积液、延迟愈合等并发症，随访期间髌骨无再脱位；研究组1例患者术后出现鹅足区持续疼痛，经局部理疗后症状缓解。两组患者术后3 d VAS评分较术前大幅增长，随时间延长逐渐降低；Lysholm评分、Kujal评分和Tegner评分变化趋势与VAS评分相反。组间比较除研究组术后3 d Lysholm评分和Kujal评分高于对照组，术后3 d、1个月VAS评分低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）外，其余各时间点两组间各评分比较差异均无统计学意义（P>0.05）。髌骨骨道评价示，两组间术前模拟理想骨道长度、前侧皮质厚度及术后实际骨道长度差异均无统计学意义（P>0.05）；研究组术后实际前侧皮质厚度显著小于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。研究组D1和D3显著大于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；两组D2比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表2，图3、4。
表2
两组患者结局指标比较（n=19，
）
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups (n=19, 
)
图3
两组患者各评分变化趋势
a. Tenger评分；b. Lysholm评分；c. Kujal评分；d. VAS评分
Figure3. The changing trend of each score in the two groupsa. Tenger score; b. Lysholm score; c. Kujal score; d. VAS score
图4
研究组患者，男，26岁，右膝复发性髌骨脱位
a. 术前MRI示右膝髌骨呈半脱位状（红箭头示MPFL断裂）；b. 术中利用定位器于体表定位髌骨骨道入口及出口位置；c、d. 于髌骨骨道入口处切开皮肤，应用3.5 mm克氏针建立髌骨骨道；e. 采用股薄肌肌腱重建的MPFL（蓝箭头）；f. 术后3 d CT示髌骨半脱位状态已纠正（红箭头示髌骨骨道，黄箭头示移植物）
Figure4. A 26-year-old male patient with recurrent right knee patella dislocation in the study groupa. Preoperative MRI showed subluxation of right knee patella (arrow showed rupture of MPFL); b. Locator was used to locate the entrance and outlet of the patellar canal on the body surface during operation; c, d. The skin was incised at the entrance of the patellar canal, and a 3.5 mm Kirschner wire was used to establish patellar canal; e. MPFL (blue arrow) was reconstructed with gracilis tendon; f. Postoperative CT at 3 days showed that the subluxation of the patella had been corrected (red arrow showed the patellar canal, yellow arrow showed the graft)
3 讨论
在MPFL重建术中，任何一种移植物固定方式均应遵循“等长原则”，所以股骨骨道的位置对于术后髌股关节压力以及髌骨运动轨迹影响较大，很多学者对MPFL重建术中如何选择正确的股骨骨道位置进行了大量研究[10-12]，而对于移植物在髌骨侧定位的研究并不多。由于MPFL在髌骨侧解剖止点为扇形分布，止点近端相当于髌骨内上角，止点远端相当于髌骨内缘中点[13]，所以通常认为该范围内均可作为移植物重建MPFL的髌骨侧止点[14-15]。
移植物在髌骨侧的固定方式主要有锚钉固定和骨道固定两种方式。锚钉通过尾端缝线固定移植物，固定强度仅为骨道强度的68%，远期固定效果不及骨道固定，有锚钉松动导致移植物失效的风险[16]。髌骨骨道种类繁多，有单骨道、双骨道、贯通骨道、半骨道、“V”字形骨道、半环形骨道等[4，17-20]，然而无论哪种骨道均会破坏髌骨骨质，使骨皮质变薄，随着膝关节屈曲角度增加，髌股关节的压应力会通过移植物汇聚至骨道周围皮质，一旦发生应力过载便会发生骨折，骨折线往往会贯穿骨道全长，甚至波及髌股关节面[6]。
Wierer等[21]通过有限元分析发现，MPFL术后发生髌骨骨折的风险与钻孔技术和骨道位置有很高相关性，骨道位置偏差不可避免会造成髌骨皮质侵犯，从而增加术后骨折风险；同时，他还提到直径4.5 mm骨道和4.75 mm锚钉均会增加髌骨骨折风险。Moran等[22]认为建立直径3.2 mm的短斜形骨道可以显著降低MPFL重建术后髌骨骨折发生率，然而为了能够精确建立如此细微的骨道，只能增加切口长度以获得有效视野范围和可靠操作手感。我们既往经验发现，有一部分复发性髌骨脱位患者伴随着高BMI，这种现象在青少年更为常见，可能与患者初次脱位后不愿参加体育活动有关，这些患者的膝关节周围皮下脂肪丰富，术中利用小切口难以有效显露移植物在髌骨和股骨侧的固定位点；同时，由于髌骨本身具有一定活动性，使得术中难以从皮外徒手把持和稳定髌骨，对于传统操作方法来说，不但增加了手术操作难度，也不能保证骨道的精确性。
基于以上考虑，我们自主研发了一款髌骨骨道定位器，该装置可同时定位髌骨骨道的入口和出口，手术仅需在膝关节前内侧缘作2～3 cm切口（通过向后方牵拉皮瓣亦可满足显露股骨固定位点的需求）；髌骨骨道出口定位则由定位针与髌骨皮质接触实现，由于定位针可经皮刺入直达髌骨皮质，对于较肥胖患者也同样适用。为了达到更好的定位效果，我们在术前常规进行膝关节CT扫描及三维重建，通过模拟理想髌骨骨道初步测定骨道位置和长度，对术中操作起到良好的参考作用。
研究结果显示，通过术中使用定位器，研究组手术切口长度明显小于对照组，术中出血量也低于对照组（P<0.05）。然而，术中使用定位装置无疑增加了手术步骤，导致研究组手术时间明显长于对照组（P<0.05）。随着我们对定位器操作的次数不断增加，操作熟练程度也不断加强，研究后期手术时间已较前期大大缩短，与对照组手术时间差距可控制在15 min之内。结果还显示，两组患者术后3 d VAS评分均有大幅增长，但研究组涨幅明显低于对照组，分析原因，首先对照组切口长度大于研究组，对软组织损伤范围更广；其次，使用定位器建立骨道，可有效避免损伤髌骨关节面软骨，减轻术后疼痛。随着切口愈合、膝关节肿胀减轻，两组VAS评分均逐渐下降，且研究组患者疼痛强度明显低于对照组。
同时，受疼痛评分影响，膝关节功能Lysholm评分和Kujal评分在术后3 d也呈现降低趋势，但研究组同样优于对照组。随着时间延长，两组患者Lysholm评分、Kujal评分和Tegner评分均明显改善，且组间差异无统计学意义（P>0.05），进一步验证了在MPFL重建术中，髌骨骨道定位具有一定容错性，而股骨骨道的精准定位才是恢复髌股关节正常力学状态的关键[23-25]。但这并不代表髌骨骨道的精确定位不重要，我们通过对术后实际骨道的测量发现，研究组髌骨骨道入口较对照组更接近术前模拟的理想骨道入口，说明使用定位器可以提高手术操作的精确性；研究组骨道前侧皮质厚度更接近模拟的理想骨道，并且大于对照组，而较厚的骨皮质在屈膝时能承受更大载荷，降低髌骨骨折风险[22]。
但在研究过程中我们也发现定位器存在缺陷。首先，制作的定位器C型轨道半径只有8 cm一种型号，仅适用于膝关节周长41 cm以内的患者，后续还需制作更多尺寸的定位器，以适用于皮下脂肪更丰富的患者；其次，目前的定位器采用两点式固定髌骨上、下极，极易出现固定不牢固的情况，后续会将两点固定改为四点爪式固定，以有效提高定位器的稳定性；最后，此定位器尚无法实现对股骨骨道的定位，希望在后续开发中可以实现通过股骨内侧髁及收肌结节等解剖结构定位股骨骨道。
综上述，MPFL重建术中使用定位器可以提高手术操作精确性，降低术中损伤髌骨关节面和术后髌骨骨折可能性。
志谢 西门子（深圳）公司薛廷强工程师在定位器设计和制作中给予建议和指导
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
伦理声明 研究方案经北京德尔康尼骨科医院医学伦理委员会批准
作者贡献声明 张有磊、陈昊：参与手术、数据整理、文章撰写；邢朝辉、张柏青：手术指导、研究过程监督；潘文琦、孙宝亭、王志樱：数据整理、统计学分析；甄志雷、徐寒：参与手术、数据收集
近年来，越来越多学者认为内侧髌股韧带（medial patellofemoral ligament，MPFL）重建术是治疗复发性髌骨脱位的最佳手术方式[1-3]。随着对MPFL重建术研究不断深入，衍生出了不同移植物髌骨端固定方式，其中比较流行的是移植物插入髌骨骨道的固定方法；然而，无论是单骨道、双骨道还是“V”字形骨道的建立，都不可避免造成髌骨骨道前侧皮质薄弱，导致术后髌骨骨折并发症风险增加[4-5]。一旦出现髌骨骨折，不但会使移植物失效，而且骨折线往往会延伸至髌股关节面，即使通过手术对骨折进行内固定，也会增加创伤性关节炎发生率[6]。Tanaka等[7]认为髌骨骨道的位置十分重要，因为移植物强度远远超过自身MPFL，所以膝关节屈伸活动时髌骨骨道周围骨质会经历应力超载过程，如骨道偏前会造成髌骨前皮质损伤，偏后会侵犯髌股关节面，往往需要术中透视定位才能获得比较理想的骨道位置。如果有一种简单的手术器械可以在无需透视情况下准确定位髌骨骨道的位置和角度，上述问题便可迎刃而解。
基于以上考虑，我们自行研发设计了一款髌骨骨道定位器（以下简称“定位器”，专利号：ZL 2021 2 3380278.0），并应用于临床。我们采用随机对照研究，比较MPFL重建术中使用或不使用定位器干预的临床疗效，旨在验证定位器的可操作性和有效性。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准：① 诊断为复发性髌骨脱位；② 年龄<40岁；③ 胫骨结节-股骨滑车间距（tibia tubercle-trochlear groove，TT-TG）<20 mm；④ 随访时间至少6个月。排除标准：① 伴有下肢畸形；② 有手术禁忌证，无法耐受手术及麻醉；③ 伴有多发韧带松弛综合征；④ 伴有半月板损伤、大面积软骨损伤或其他韧带损伤；⑤ 习惯性髌骨脱位。
2022年1月—12月共38例患者符合选择标准纳入研究，随机分为研究组（MPFL重建术中使用定位器建立髌骨骨道）和对照组（MPFL重建术中不使用定位器），每组19例。两组患者性别、年龄、身体质量指数（body mass index，BMI）、病程、髌骨Wiberg分型、软骨损伤构成比、Caton指数、TT-TG及术前Lysholm评分、Kujal评分、Tegner评分和疼痛视觉模拟评分（VAS）等基线资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。
表1
两组患者基线资料比较（n=19）
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups (n=19)
1.2 定位器研发与制作
定位器基于髌骨单骨道MPFL重建术而设计，髌骨骨道入口选择髌骨内侧缘中上1/3点靠近髌骨关节面，骨道向前方倾斜，出口位于髌骨前面中线附近[8]。定位器主体由1个可在矢状面滑动的横梁和1个在冠状面滑动的C型轨道组成。操作时通过横梁标记髌骨上、下两极后，根据横梁刻度计算并定位髌骨中上1/3水平面，此时C型轨道上的滑动套筒可在该平面定位髌骨内侧缘中上1/3点为髌骨骨道入口，C型轨道上方的定位针与髌骨前侧皮质接触点即髌骨骨道出口。见图1。
图1
定位器及定位原理示意图
a. 定位器设计图；b. 定位器定位髌骨上、下两极；c. 定位器定位骨道出、入口及方向
Figure1. Schematic diagram of locator and positioning principlea. Locator design; b. The locator located upper and lower poles of the patella; c. Schematic diagram of the entrance, outlet, and direction of the positioning bone canal
1.3 手术方法
手术由同一位临床经验丰富的医师完成。
1.3.1 研究组
成年患者采用蛛网膜下腔-持续硬膜外复合麻醉，儿童患者采用全身麻醉；取平卧位，术区常规消毒、铺巾，患肢以气囊止血带充气止血。
移植物的制备：于患肢胫骨结节内侧1 cm处作长约2.5 cm斜切口，切开皮肤及皮下组织，显露股薄肌肌腱，游离肌腱并从止点处切断；清理肌腱附着处软组织，测量股薄肌肌腱直径及长度，将肌腱修整至直径约3.5 mm，尽可能保留肌腱全长，以不可吸收线编织缝合肌腱两端，备用。
MPFL重建：于患侧膝关节作关节镜前内、前外侧入路，常规镜检探查关节腔，行关节腔清理，若有游离体则取出。将定位器置于膝关节上方，先将定位杆置于髌骨上、下两极处，调节横梁处游标，定位髌骨中上1/3平面，将C型轨道定位针下沉刺入皮肤至接触髌骨前方皮质，定位髌骨骨道出口；然后滑动C型轨道套筒指向髌骨内侧缘中上1/3处，于该点作2～3 cm长切口，切开髌骨表面腱膜，推进套筒尖端至接触髌骨内侧皮质，此时髌骨骨道入口、出口已确定；将1枚直径3.5 mm克氏针插入套筒，钻孔并建立髌骨骨道，注意克氏针钻破髌骨前缘骨皮质即可，尽量不损伤皮肤。以1枚带线克氏针将编织后的股薄肌肌腱自髌骨骨道入口引入髌骨骨道并穿透至髌骨前方皮下，用探钩自皮下游离至髌骨骨道出口处，将股薄肌肌腱翻折穿过皮下骨道。参考Schottle透视法[9]定位股骨骨道，用5 mm空心钻头钻透股骨建立股骨骨道；将双股肌腱自皮下拉入股骨骨道，屈伸膝关节见肌腱等长性良好，此时镜下观察髌股关节对合程度，同时利用前外侧入路行外侧支持带松解，直至镜下观察髌骨外侧缘基本与股骨外髁对齐，此时用可吸收挤压螺钉拧入股骨骨道，固定股骨端移植物。
1.3.2 对照组
麻醉方式、术前准备、移植物制备、外侧支持带松解均与研究组一致。髌骨骨道制备：髌骨骨道制备不使用定位器，取髌骨内侧缘中上5～8 cm长切口，切开髌骨表面腱膜，以1枚直径3.5 mm克氏针斜向前外侧钻孔建立髌骨骨道。
1.4 术后处理
术后常规预防性应用抗生素、止痛药物。患肢佩戴可调膝关节护具，术后第1天开始股四头肌、踝泵训练，在疼痛可忍受情况下进行直腿抬高训练，可佩戴护具于膝关节伸直位完全负重；术后第3天开始在疼痛可忍受情况下进行屈膝训练，2～4周膝关节屈曲达90°，6周达120°，2～3个月屈膝达正常范围。术后2～4周护具角度调节至30°～90°，术后6周去除护具。
1.5 疗效评价指标
临床疗效评价：记录并比较两组患者切口长度、手术时间及术中出血量；术前及术后3 d，1、3、6个月采用Lysholm评分、Kujal评分、Tegner评分和VAS评分进行膝关节功能评价。
髌骨骨道评价：利用Mimics 21.0软件（Materialise公司，比利时）重建术前膝关节模型，并模拟理想髌骨骨道位置。理想骨道入口为髌骨内侧缘中上1/3处，距离髌骨关节面软骨3 mm，骨道斜向前下方出髌骨前侧皮质，出口位于髌骨中线附近，并测量理想前侧皮质厚度及骨道长度；术后测量实际骨道的入口和出口位置、前侧皮质厚度及骨道长度。计算以下指标：D1，理想入口与实际入口距离；D2，理想骨道长度−实际骨道长度（绝对值）；D3，理想前侧皮质厚度−实际前侧皮质厚度（绝对值）。见图2。
图2
术前重建并模拟理想髌骨骨道与术后实际髌骨骨道比较
从左至右依次为骨道入口位置、出口位置、前侧皮质厚度、骨道长度 a. 术前模拟理想髌骨骨道；b. 术后实际髌骨骨道
Figure2. Preoperative reconstruction and simulation of ideal patellar canal position compared with postoperative actual patellar canalFrom left to right for canal entrance position, outlet position, prepatellar cortical thickness, and canal length a. Preoperative simulation of ideal patellar canal; b. Postoperative actual patellar canal
1.6 统计学方法
采用SPSS21.0统计软件进行分析。计量资料经正态性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，两组间比较采用独立样本t检验；两组各时间点比较采用重复测量方差分析，若不满足球形检验，采用Greenhouse-Geisser法进行校正，同一组别不同时间点比较采用Bonferroni法，同一时间点不同组别间比较采用多因素方差分析。计数资料比较采用χ2检验。检验水准α=0.05。
2 结果
两组患者均获随访，随访时间6～8个月，平均6.7个月。研究组切口长度和术中出血量小于对照组，但手术时间明显长于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。两组患者均未出现切口感染、积液、延迟愈合等并发症，随访期间髌骨无再脱位；研究组1例患者术后出现鹅足区持续疼痛，经局部理疗后症状缓解。两组患者术后3 d VAS评分较术前大幅增长，随时间延长逐渐降低；Lysholm评分、Kujal评分和Tegner评分变化趋势与VAS评分相反。组间比较除研究组术后3 d Lysholm评分和Kujal评分高于对照组，术后3 d、1个月VAS评分低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）外，其余各时间点两组间各评分比较差异均无统计学意义（P>0.05）。髌骨骨道评价示，两组间术前模拟理想骨道长度、前侧皮质厚度及术后实际骨道长度差异均无统计学意义（P>0.05）；研究组术后实际前侧皮质厚度显著小于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。研究组D1和D3显著大于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；两组D2比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表2，图3、4。
表2
两组患者结局指标比较（n=19，）
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups (n=19, )
图3
两组患者各评分变化趋势
a. Tenger评分；b. Lysholm评分；c. Kujal评分；d. VAS评分
Figure3. The changing trend of each score in the two groupsa. Tenger score; b. Lysholm score; c. Kujal score; d. VAS score
图4
研究组患者，男，26岁，右膝复发性髌骨脱位
a. 术前MRI示右膝髌骨呈半脱位状（红箭头示MPFL断裂）；b. 术中利用定位器于体表定位髌骨骨道入口及出口位置；c、d. 于髌骨骨道入口处切开皮肤，应用3.5 mm克氏针建立髌骨骨道；e. 采用股薄肌肌腱重建的MPFL（蓝箭头）；f. 术后3 d CT示髌骨半脱位状态已纠正（红箭头示髌骨骨道，黄箭头示移植物）
Figure4. A 26-year-old male patient with recurrent right knee patella dislocation in the study groupa. Preoperative MRI showed subluxation of right knee patella (arrow showed rupture of MPFL); b. Locator was used to locate the entrance and outlet of the patellar canal on the body surface during operation; c, d. The skin was incised at the entrance of the patellar canal, and a 3.5 mm Kirschner wire was used to establish patellar canal; e. MPFL (blue arrow) was reconstructed with gracilis tendon; f. Postoperative CT at 3 days showed that the subluxation of the patella had been corrected (red arrow showed the patellar canal, yellow arrow showed the graft)
3 讨论
在MPFL重建术中，任何一种移植物固定方式均应遵循“等长原则”，所以股骨骨道的位置对于术后髌股关节压力以及髌骨运动轨迹影响较大，很多学者对MPFL重建术中如何选择正确的股骨骨道位置进行了大量研究[10-12]，而对于移植物在髌骨侧定位的研究并不多。由于MPFL在髌骨侧解剖止点为扇形分布，止点近端相当于髌骨内上角，止点远端相当于髌骨内缘中点[13]，所以通常认为该范围内均可作为移植物重建MPFL的髌骨侧止点[14-15]。
移植物在髌骨侧的固定方式主要有锚钉固定和骨道固定两种方式。锚钉通过尾端缝线固定移植物，固定强度仅为骨道强度的68%，远期固定效果不及骨道固定，有锚钉松动导致移植物失效的风险[16]。髌骨骨道种类繁多，有单骨道、双骨道、贯通骨道、半骨道、“V”字形骨道、半环形骨道等[4，17-20]，然而无论哪种骨道均会破坏髌骨骨质，使骨皮质变薄，随着膝关节屈曲角度增加，髌股关节的压应力会通过移植物汇聚至骨道周围皮质，一旦发生应力过载便会发生骨折，骨折线往往会贯穿骨道全长，甚至波及髌股关节面[6]。
Wierer等[21]通过有限元分析发现，MPFL术后发生髌骨骨折的风险与钻孔技术和骨道位置有很高相关性，骨道位置偏差不可避免会造成髌骨皮质侵犯，从而增加术后骨折风险；同时，他还提到直径4.5 mm骨道和4.75 mm锚钉均会增加髌骨骨折风险。Moran等[22]认为建立直径3.2 mm的短斜形骨道可以显著降低MPFL重建术后髌骨骨折发生率，然而为了能够精确建立如此细微的骨道，只能增加切口长度以获得有效视野范围和可靠操作手感。我们既往经验发现，有一部分复发性髌骨脱位患者伴随着高BMI，这种现象在青少年更为常见，可能与患者初次脱位后不愿参加体育活动有关，这些患者的膝关节周围皮下脂肪丰富，术中利用小切口难以有效显露移植物在髌骨和股骨侧的固定位点；同时，由于髌骨本身具有一定活动性，使得术中难以从皮外徒手把持和稳定髌骨，对于传统操作方法来说，不但增加了手术操作难度，也不能保证骨道的精确性。
基于以上考虑，我们自主研发了一款髌骨骨道定位器，该装置可同时定位髌骨骨道的入口和出口，手术仅需在膝关节前内侧缘作2～3 cm切口（通过向后方牵拉皮瓣亦可满足显露股骨固定位点的需求）；髌骨骨道出口定位则由定位针与髌骨皮质接触实现，由于定位针可经皮刺入直达髌骨皮质，对于较肥胖患者也同样适用。为了达到更好的定位效果，我们在术前常规进行膝关节CT扫描及三维重建，通过模拟理想髌骨骨道初步测定骨道位置和长度，对术中操作起到良好的参考作用。
研究结果显示，通过术中使用定位器，研究组手术切口长度明显小于对照组，术中出血量也低于对照组（P<0.05）。然而，术中使用定位装置无疑增加了手术步骤，导致研究组手术时间明显长于对照组（P<0.05）。随着我们对定位器操作的次数不断增加，操作熟练程度也不断加强，研究后期手术时间已较前期大大缩短，与对照组手术时间差距可控制在15 min之内。结果还显示，两组患者术后3 d VAS评分均有大幅增长，但研究组涨幅明显低于对照组，分析原因，首先对照组切口长度大于研究组，对软组织损伤范围更广；其次，使用定位器建立骨道，可有效避免损伤髌骨关节面软骨，减轻术后疼痛。随着切口愈合、膝关节肿胀减轻，两组VAS评分均逐渐下降，且研究组患者疼痛强度明显低于对照组。
同时，受疼痛评分影响，膝关节功能Lysholm评分和Kujal评分在术后3 d也呈现降低趋势，但研究组同样优于对照组。随着时间延长，两组患者Lysholm评分、Kujal评分和Tegner评分均明显改善，且组间差异无统计学意义（P>0.05），进一步验证了在MPFL重建术中，髌骨骨道定位具有一定容错性，而股骨骨道的精准定位才是恢复髌股关节正常力学状态的关键[23-25]。但这并不代表髌骨骨道的精确定位不重要，我们通过对术后实际骨道的测量发现，研究组髌骨骨道入口较对照组更接近术前模拟的理想骨道入口，说明使用定位器可以提高手术操作的精确性；研究组骨道前侧皮质厚度更接近模拟的理想骨道，并且大于对照组，而较厚的骨皮质在屈膝时能承受更大载荷，降低髌骨骨折风险[22]。
但在研究过程中我们也发现定位器存在缺陷。首先，制作的定位器C型轨道半径只有8 cm一种型号，仅适用于膝关节周长41 cm以内的患者，后续还需制作更多尺寸的定位器，以适用于皮下脂肪更丰富的患者；其次，目前的定位器采用两点式固定髌骨上、下极，极易出现固定不牢固的情况，后续会将两点固定改为四点爪式固定，以有效提高定位器的稳定性；最后，此定位器尚无法实现对股骨骨道的定位，希望在后续开发中可以实现通过股骨内侧髁及收肌结节等解剖结构定位股骨骨道。
综上述，MPFL重建术中使用定位器可以提高手术操作精确性，降低术中损伤髌骨关节面和术后髌骨骨折可能性。
志谢 西门子（深圳）公司薛廷强工程师在定位器设计和制作中给予建议和指导
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
伦理声明 研究方案经北京德尔康尼骨科医院医学伦理委员会批准
作者贡献声明 张有磊、陈昊：参与手术、数据整理、文章撰写；邢朝辉、张柏青：手术指导、研究过程监督；潘文琦、孙宝亭、王志樱：数据整理、统计学分析；甄志雷、徐寒：参与手术、数据收集
