第四章
膝关节周围骨折
第一节 髌骨骨折
髌骨骨折是以髌骨局部肿胀、疼痛、膝关节不能自主伸直，常有皮下瘀斑及膝部皮肤擦伤为主要表现的骨折，是较常见的损伤，在治疗意见上颇不一致。例如采用手法复位外固定或切开复位内固定，以及髌骨保留与切除等方面均有分歧。
一、解剖
髌骨是人体内最大的籽骨，位于股四头肌腱内。骨化中心在2～3岁时出现，也可推迟至6岁左右。骨化异常的表现常是在髌骨外上角出现另外一个附加骨化中心，称为二分髌骨。如果类似表现也出现在对侧髌骨上，诊断则可成立；否则应行进一步的放射线检查，例如CT扫描，以明确是二分髌骨，还是髌骨骨折不愈合。髌骨的应力骨折很难诊断，常见于骨质疏松的老年患者，在轻微创伤后诉说膝前疼痛，X线片表现并不明显，受伤几天后行髌骨骨扫描检查，如果发现与症状相对应的出现“热区”，则可肯定诊断。
髌骨外形呈倒三角形，下端为顶点。上极宽厚，有股四头肌腱附着。髌骨内、外侧缘分别接纳来自股内侧肌和股外侧肌的纤维。下极是髌腱起点。股四头肌腱的薄层部分常与较厚的Sharpey纤维一起通过髌骨前面，在远端参与组成髌腱。髌骨后方3/4有关节软骨覆盖，由中间嵴分为主要的内侧和外侧关节面，内侧缘又称为“odd facet”髌骨关节面（内侧偏面），与股骨远端的滑车相关节。
髌骨的血运由伸膝装置之外的疏松结组织内的骨外血管网所提供。有几支血管参与组成这个血管网，包括膝上正中血管，内外侧的膝上、下血管，以及股骨返血管下支等。进入髌骨内的血供主要由进入髌骨体前方中部的血管网和进入下极的血管来提供。血供组成对于理解髌骨骨折并发症之一的缺血性坏死的发生机制非常重要。髌骨中部骨折，特别是移位明显的，阻断了自髌骨中部进入的主要营养动脉升支，只保留了髌骨上极的血运，使髌骨中部有发生缺血坏死的危险。髌骨下极有来自髌骨中部和下极的双重血供，在横断骨折后不容易发生缺血坏死。据报道髌骨缺血坏死的发生率是3.5%～24%，但并不发生严重的功能障碍，一般无需特殊治疗。
二、生物力学
髌骨的功能是增加了股四头肌腱的力学优势，有助于股骨远端前方关节面的营养供给，保护股骨髁免受外伤，并将股四头肌的拉伸应力传导至髌腱。还通过增加伸膝装置至膝关节旋转轴线的距离，加长了股四头肌的力臂，提高股四头肌效能。行走时产生的髌股关节压力是体重的3倍，而在爬楼梯或者完全下蹲时，髌股关节压力可超过体重的7倍。通过髌骨的拉伸应力是3 000N（牛顿），而在运动员可达6 000N。有几位学者估算髌骨关节接触压力是每平方毫米2～10N，接近于股胫关节接触压力的2倍。上述研究表明，骨折后恢复关节面的正常解剖关系及膝关节的功能康复，能够最大限度地增加髌股关节的应力分布。
髌骨的软骨面与股骨髁前方关节面相关节。髌股间的接触区域因膝关节的位置不同而有变化。当伸膝时，只有髌骨远端与股骨髁相接触。随着屈膝角度的增加，髌骨的中部和近端部分才逐渐与股骨髁前方相接触。有一纵嵴将髌骨后关节面分为两个主要部分——内侧面和外侧面，并与股骨远端的前方关节沟相关节。髌骨关节面的下方是一个无关节面的粗糙区，称为下极，为髌韧带提供了附着点。
内侧和外侧的伸膝支持带，称为“扩张部”，由股内侧肌和股外侧肌的纵向纤维所组成。股外侧肌纤维与阔筋膜纤维绕过髌骨，直接附着于胫骨近端的Gerdy结节。完整的前方筋膜和Sharpey纤维与内、外侧扩张部，允许髌骨骨折后仍可进行主动伸膝，这点在诊断和治疗上都重要。
三、损伤机制
（一）直接暴力
直接外力所致，可致不完全骨折、简单骨折、星形骨折及粉碎骨折，移位不明显，易合并皮肤裂伤或开放性骨折，膝关节主动伸直功能多能保留。
（二）间接暴力
跌倒、高处坠落伤时，膝关节半屈曲位股四头肌强力收缩牵拉所致，多为横行骨折，伴有不同程度的下极碎裂；骨折块的移位程度往往提示伸膝支持带扩张部破裂程度，较少为粉碎性骨折，主动伸膝功能往往丧失。
（三）联合损伤
直接、间接暴力联合损伤，如高处坠落，伤情比较复杂。
四、临床表现及诊断
（1）外伤史：间接或直接暴力。
（2）肿胀疼痛：不全骨折和裂纹骨折的症状不明显，仅有局部疼痛、压痛、轻度肿胀；如为完全性骨折，关节内可有大量积血，疼痛、压痛且膝部肿胀明显，皮下瘀斑，伸膝功能丧失。
（3）X线检查：可确定骨折的类型，对不全骨折有时常规X线片不能确定诊断，必要时可摄膝关节的切线片。可显示：①骨折部位撕裂和骨折片移位情况；②观察股四头肌腱，髌韧带有无断裂。
五、分型
髌骨骨折有3种主要类型，分别是横行、粉碎和垂直骨折。髌骨近端和远端的横行骨折称为上、下极骨折，它们属于关节外骨折。在治疗上有所不同，所以可以另外归为一类。
（一）无移位骨折
1．星形骨折
一般见于直接暴力作用与髌骨。股骨髁关节面软骨有时会发生骨折，形成骨软骨块，必须明确予以诊断。通常，这类骨折的65%是无移位的。引起这种类型骨折的暴力不足以撕裂髌骨支持带。骨折块的移位多小于3mm，关节面的移位小于2mm。除非有骨软骨碎块需要切开关节或关节镜手术，否则一般采用非手术疗法。
2．横行骨折
横行骨折一般是由伸膝结构的牵拉所引起，35%或更多的横行骨折是无移位的。髌骨和股骨的关节面很少受损伤，暴力不足以撕裂内、外侧支持带。因此，患者仍然能够伸膝。软组织的完整使髌骨对位良好，骨折移位一般小于3mm，关节面台阶小于2mm，往往无须手术。
3．垂直骨折
和早期报道相反，垂直骨折（边缘或纵行骨折）也是一种常见的骨折。纵行骨折可由多种机制引起。在Bostrom的统计病例中，垂直骨折中75%以有外侧撕脱。髌骨中1/3和外1/3交界处是骨性分离的好发部位，也可发生内侧撕脱。
在临床上，患者有膝关节的疼痛和轻度的血肿。髌骨支持带完整使膝关节能主动伸直。脱位一般很少超过常规X线片可能会漏诊，通常必须拍轴位片才能做出诊断。如果正位片上发现有缺损，会误认为是二分髌骨，所以应拍对侧X线片进行对照。由于骨折块移位很小且髌骨支持带完整，所以最好采用非手术治疗。
（二）移位骨折
1．非粉碎性骨折
（1）横行／髌骨中部骨折：在所有非粉碎性横行骨折中，移位骨折略超过半数（52%）。患者膝关节无法主动伸直（穿刺热吸后）且骨折块间隙超过3mm，或关节面台阶超过2mm。这些征象提示支持带断裂和关节对合不良。此时往往需要手术修补治疗。
有些患者骨折块间隙达4～5mm，但仍可以伸直膝关节，然而这些患者有骨折不愈合的风险。综述了许多文献后认为，如果能够主动伸膝，则提示支持带是完整的，所以不需要手术治疗。
（2）极部骨折：上下极的骨折一般是横行的，发生于髋骨中纬线的近端或远端，而且累及的骨量可有不同。近极或基极骨折往往提示有股四头肌撕脱。支持带撕裂的程度决定了患者能否主动伸膝。该部位很少发生移位，在几个大样本系列中其发生率小于4%。
远端（或上极）骨折有近端髌韧带撕脱。这些发生于支持带远端边缘的骨折往往伴有不同程度的膝关节伸直障碍。因此，上极骨折的移位发生率是近下极损伤的3倍。
2．粉碎性骨折
（1）星形骨折：通常由直接暴力引起，粉碎性量形骨折通常有移位，并有不同程度的粉碎。尽管支持带完整，但关节面不平整，所以需要手术治疗。
（2）横行／极部骨折：这些粉碎性骨折往往表现为一个髋骨大骨块有不同程度的粉碎。上部骨块粉碎往往伴有一条或两条附加骨折线，移位程度不大。下部骨块粉碎往往更严重，并可能伴有上极的粉碎下极粉碎比上极粉碎更常见。
（3）严重粉碎性严重移位骨折：严重粉碎性移位骨折既包括继发于压缩且伴有严重粉碎的横行骨折，也包括继发于股四头肌猛然收缩且有明显分离的星形骨折。所有的主要骨折块移位均超过6mm，而且常会有前后向分裂。这些骨折多为开放性，可以同时伴有股骨髁上骨折。
六、非手术治疗
横行、星形和垂直无移位的闭合性髌骨骨折可以采用非手术治疗。治疗方法为伸膝位石膏固定4～6周。石膏固定范围自内踝上方数厘米一直到腹股沟（不是大腿中段）。如果这位患者是老年人或有静脉曲张，那么在石膏固定之前使用Unna靴可以减少肢体的肿胀。
石膏固定后可以立即在耐受范围内负重。开始几天可以鼓励患者进行股四头肌的等长收缩训练和直腿抬高训练。摄片证实骨折愈合后（通常为4周后）才可以去除石膏，并开始进行膝关节主动屈伸和加强肌力的训练。
如果患者能够很好配合，我们通常使用铰链式膝关节支具。这种支具比较轻便并可进行调节，允许膝关节在一定的范围内进行活动。行走时支具应该锁定在伸膝位，但在康复训练过程中可以打开锁，在允许的范围内进行活动。这种支具对老年患者尤其有利。当然也可以选择一种足够长的简便膝关节制动器来代替铰链式支具。
七、手术治疗
（一）术前计划
在手术治疗髌骨骨折之前必须先制订详尽的计划。正规的术前计划包括用X线片来评估对侧正常的髌骨。在描图纸或清晰的X线片上将正常髌骨的轮廓描绘出来。然后在正位片和侧位片上将骨折块的边界描绘出来，然后试图将这些骨折复位。接下来选择合适的内固定，可以用钢丝、螺钉、部分切除或者联合用这种方法来进行手术。把这些关键点列入计划中并用编号排好前后顺序。手术中所需要的器械也应该列出。因为髌骨和股骨是重叠的，有时外科医师会发现将髌骨描绘出来比较困难。因此，需要比较好的影像学技术来保证摄片的清晰。
术前计划使得外科医师能够预先设定手术的步骤，对骨折的个体特异性能够进行充分了解。此外，在术前必须准备好特殊器械，以避免手术中浪费时间。按照这个计划进行实施，骨折复位后X线片应该和术前计划相同。
（二）器械
内固定系统包括克氏针、1.2mm（18号）和1mm（19号）的钢丝圈、持钢丝器、钢丝收紧器、钢丝剪，如果有必要的话还要准备穿钢丝器，电钻和钻头有时也是必需的。一套小骨块复位器械和Weber（大的、尖头的）髌骨复位钳也是很有用的。有时在复位过程中Weber钳会旋转，此时需要特殊的髌骨复位钳。14号或16号导管针可以用来穿钢丝。大骨块复位固定器械也应该准备好。大的骨软骨块可以用小的骨螺钉或Herbert螺钉固定，小的骨软骨块可以用可吸收Vicryl针固定。
（三）体位
患者取仰卧位，在大腿根部上止血带。充气后止血带会压迫股四头肌而影响髌骨的复位，因此可以在屈膝90°后充气，并将股四头肌和近端髌骨块下移。如果患者支持带完全断裂，近端的髌骨骨块明显向上移位，可以用消毒的橡皮止血带，如有必要将髌骨骨折块向下拉之后，再用Esmarch驱血带由近向远端驱血。
（四）切口
一般推荐髌前横行、正中纵行或髌旁外侧切口。有严重支持带断裂的患者，可以采用横行入路以减小切口的长度。粉碎性骨折可以用中央纵向切口或髌旁外侧切口，特别适用于以后需要做全膝置换手术的患者。髌外侧纵向切口可以避免损伤股神经的隐神经分支。另有一种经皮髌骨骨折固定术，适用于皮肤有严重损伤的患者。
Berg用广泛切开方法来暴露髌骨粉碎性骨折，适合于需要做胫骨结节截骨逆行暴露髌骨进行固定的患者、这种方法可以避免胫骨结节截骨带来的并发症，使髌骨骨折容易暴露并被固定。此外，还可以避免行部分切除补救手术。因此，有利于将来选择关节重建手术。
Gardner等人提出另一种暴露技术，该技术能够完全显露关节。这种技术与全膝关节成形术的暴露方法相似，通过侧方髌旁关节切开术翻转髌骨，以完全暴露髌骨关节面，再进行直接复位。作者认为这种暴露技术也能用于髌骨部分切除术。
（五）手术方法
所有移位的髌骨骨折都需要手术干预。如前所述，所用的手术方法取决于骨折类型和伴发损伤。
1．张力带钢丝固定
（1）改良的髌骨前方张力带钢丝固定：对于有移位的髌骨非粉碎性二部分骨折，可以用改良的前方张力带钢丝进行固定。
做膝前正中纵向切口，切开皮肤和前方滑囊。暴露骨折端，清除碎骨屑和血凝块，注意仔细操作不要破坏骨折块的血供。冲洗关节腔，去除所有游离的碎片。
进行骨折的初步复位，以评估各骨折块的正确位置。然后将骨折块分开，屈膝90°。用1个2mm钻头，逆行钻入近端骨折块。开口距髌骨关节面约5mm，位于髌骨三等分的位置。换用1.6mm的克氏针插入孔道直至末端到达骨折面。接着钻第2个孔，孔道位于髌骨另1/3侧，同样插入克氏针。将骨折复位后用Weber钳或髌骨钳固定。移除克氏针，使用2mm钻头钻远端骨折块，但注意不要穿透远端皮质。用1.6mm克氏针插入孔道，小心敲击后穿过远端骨质。然后将1.2mm（18号）钢丝紧贴穿过克氏针上方的钩和下方的末端。用钢丝收紧器旋紧钢丝。伸膝来评估内固定的稳定程度，用手指触摸关节面来观察关节面复位情况。如果支持带的撕裂比较小，手指无法进入，可以纵行切开支持带。关节面对合满意后继续拧紧钢丝，将末端咬断后折弯贴于骨面。将克氏针尾部旋转朝向后方紧贴于髌骨上端，剪断远端的克氏针。
一些作者建议交叉拧紧张力带钢丝，但从我们的经验来看，钢丝交叉会减少髌骨加压的面积，可以引起骨固定的不稳定。我们也不推荐使用预制的钢圈来代替张力带，因为无法进行早期功能锻炼。最后可以用“8”字形Vicryl缝合线修补支持带，然后逐层关闭切口。
（2）改良张力带钢丝穿空心加压螺钉固定：一些老年人骨质疏松的髌骨骨折，有时用标准张力带技术固定不稳定，此时可以用改良张力带钢丝穿空心加压螺钉来固定。Berg等在导引针指导下打入2枚空心螺钉对骨折块产生加压，用18号AO钢丝穿过空心螺钉，然后用克氏牵引弓收紧。其他的固定技术和标准张力带相同。
（3）前方纵行钢丝带和钢丝环扎术：一些移位小的星形骨折，其骨折块往往不够大，无法用改良的张力技术。此时应将克氏针适当成角，也可以用Ecker和Lotke推荐的前方纵行钢丝带加钢丝环扎进行固定。
暴露髌骨，骨折端的处理和改良张力带钢丝术相同。在距髌骨边缘1cm处通过对线的髌骨骨折块顺行钻孔打入2枚平行的Beath-Steinmann针（远端顶部有孔）。然后将1根22号钢丝穿过这2根针的孔内，把2根针向近侧拔出。把远端的袢移到髌骨前方，将钢丝一个游离的末端穿过这个袢。然后将这个末端和钢丝另一头连接并收紧。这种技术能使前方张力带和骨内的钢丝之间连接牢固。直径粗的钢丝可能更为牢固，例如借助放在克氏针上的大号血管造影导管穿入18号钢丝。
如果骨折粉碎严重，可以用16号或14号血管造影导管紧贴髌骨插入，并将环扎钢丝环绕在髌骨周围。然后进行LDB/C钢丝环扎固定。用“8”字形Vicryl缝线间断缝合支持带，逐层关闭切口并留置引流。
（4）单独拉力螺钉加改良的前方张力带钢丝：有些横行骨折，在其主要骨折块上可能有1条或2条附加骨折线，将骨折块分成2块或3块。这些二次骨折线通常无移位，但在手术之后可能发生移位。治疗时应遵从骨折内固定的基本原则，即将多个骨折块变成2个主要骨折块，然后再将它们固定成一个整体。这种固定通常单独用拉力螺钉沿水平方向来完成，然后再用改的良张力带技术进行环扎。螺钉的尺寸根据骨折的大小而不同（一般可以用3.5mm皮质骨螺钉），对于成年人的大骨块可以用4.5mm的螺钉。如果在螺钉入口处骨折块粉碎，可以使用垫圈。有时在打入拉力螺钉时会造成矢状面开裂，使骨折块的前方皮质和软骨面分离。如果重置螺钉无法挽救骨折块，可以考虑使用LAB/C钢丝或者切除该骨块。
2．髌骨部分切除术
髌骨骨折出现极部严重粉碎并不少见，骨折块可累及大部分或小部分髂骨。一般使用改良张力带技术或LAB/C钢丝固定可以获得较好结果。如果无法用以上的方法，则可以行髌骨部分切除术。
用前面所述的方法切开并暴露髌骨。所有较大的、稳定的、远端的骨块都应该保留，而小的粉碎骨块可以切除。股四头肌扩张部撕裂的纤维应全部清除。如果远端骨块比较大，复位后可以用拉力螺钉固定。必须注意防止骨块的成角或髌股关节炎的发生。在踝关节下方垫个软枕使膝关节过伸，可使手术操作比较简便。
因为股四头肌会产生强大的拉力，所以会在修补部位施加很大的应力，因此必须保护修补处。为此可以用张力带交叉穿过股四头肌止点或髌骨的近端和胫骨的近端。我们建议钢丝直接穿过骨，这样的固定比较简单，也容易去除。也可以使用Mersilene扎带或筋膜。
如果远端的骨块很小，可以用以下的技术。将前方骨膜反折在近端骨折块上约5mm，并用咬骨钳在近端骨折块的骨折线内咬出一条横槽。然后距骨折线等距钻出3个孔，穿出髌骨的上表面。接着用粗的不可吸收编织线和无创针，采用连续交锁方式从髌腱的一边向中央缝合。第2条缝线用相同的方法从髌腱的另一侧缝回到中央。缝线的末端穿过髌骨相应的孔，中央的孔穿入2根线尾，每根缝线和它相对的末端收紧打结。进行这一步操作时膝关节要在过伸位，而且要让髌韧带端位于髂骨近端远侧面靠近那条横槽的部位。为了中和修补的应力应再加一条张力带钢丝。用“8”字形Vicryl缝线间断缝合支持带，逐层关闭伤口，必要时留置引流。
对于髌骨下极撕脱性骨折建议使用另外一种技术。该技术采用篮状钢板固定和髌骨下极直接重建术。这种钢板能够捕获髌骨下极粉碎骨折块，固定这些骨折骨块并使它们保持活力。用该技术治疗的患者与髌骨部分切除患者相比。这种技术治疗组术后膝关节疼痛较轻，活动水平高，关节活动度大。出现髌骨巴贾象征功能不佳。
3．髌骨全切术
无论骨折移位多明显、粉碎程度多严重，在做髌骨全切术前都应该试图复位。几位学者强调，即使保留一个骨块也能保持一定的力臂。在做全切除的决定之前，可以先试着采用部分髌骨切除术联合改良张力带或LAB/C钢丝进行治疗。尽管存在很多技术，但增强术比简单修补术更合理下面描述的技术是文献中最受欢迎的技术。
髌骨全切术通常是一种补救手术。故外科医师会发现有各个皮肤切口和支持带残留。一旦决定做髌骨全切术，就应清除所有的骨块和撕裂的肌腱，肌腱扩张部应尽可能保留。髌骨全切术的关键是肌腱修复，而增强术可以保护修复的肌腱。髌骨切除会使四头肌肌腱延长，这种松弛可通过叠盖术来收紧（即紧缩修补），否则会导致伸膝阻滞。
如果保留下来的肌腱无法做原位缝合，可以用以下两类方法：股四头肌翻转缝合术和筋膜或肌腱编织缝合。前者用于髌前软组织有缺损者，后者用于股四头肌腱被破坏者。
最常用的股四头肌翻转术是Shorbe和Dohson等施行的倒“V”字形成形术髌骨切除后，暴露长约3英寸（1英寸＝2.54cm）的股四头肌腱。“V”字形全层切开股四头肌腱，其尖端位于髌骨近侧缘2.5英寸处。两侧切口向远侧延伸约2英寸，这样可以保持1/4英寸到1/2英寸的肌腱和支持带相连续。成角处也可以根据需要加强缝合。将尖端向下翻和髌骨近端的腱膜缝合。关闭股四头肌腱，修补所有边缘。这种修补技术很方便，强度大足可以允许早期活动。
如果股四头肌腱缺损严重，可以用游离的筋膜或肌腱条带和剩下的肌腱一起编织。首先将过多的撕裂肌腱切除。在踝后垫垫子使膝关节过伸，测量一下缺损大小。将此长度乘2再加2英寸就是所需要取的筋膜带的长度。可以延长切口或者做外侧切口，取宽度为1～1.5cm的阔筋膜条带或髌胫束。将筋膜卷成条索并自身加强缝合，然后和股四头肌腱及肌肉编织，穿过髌韧带，把松弛的肌腱重新收紧。移植物必须足够长，以便能够将其一个末端和另一个末端相缝合。最后，加强缝合所有的边缘。如果需要更长的条带，可以取跖肌腱。
4．关节镜辅助技术
对于轻微移位的髌骨骨折，几位作者建议用关节镜辅助复位和固定。这些病例没有对照，但是他们提供了关节镜辅助技术对于治疗相对简单的髌骨骨折的潜在优点。这些优点包括解剖复位的确认、减小手术切口促进恢复。粉碎性或严重移位的骨折可能不适于关节镜单独修复，且关节镜难以修复韧带。然而，切开联合关节镜技术辅助复位，既可发挥关节镜的优势，又避免其局限性。
（六）术后处理
采用稳定的骨缝合术，患者在术后早期即可开始在能耐受的范围内使用连续性被动运动机进行锻炼。我们的经验认为，这样可以缓解疼痛和避免关节僵硬。术后第1天患者可以下床抬腿，开始进行股四头肌等长训练。术后48h可撤去引流管。患者可以使用可移动式膝支具，将膝关节固定于伸直位并允许负重。在进行主动活动度训练时，可以将锁链松开。一般到3周时伤口愈合后才能进行这些训练。术后第1周就可以开始主动伸膝和直腿抬高训练。渐进性抗阻训练一般在术后6周X线片证实骨折愈合后进行。一般在3个月以后可以不再使用支具，此时骨折已愈合，股四头肌力量已恢复。4～6个月的康复训练结束后，患者可以进行体育活动。
如果骨折固定不稳定，那么要注意保护修补的组织，使用膝关节支具在允许的范围内活动。调整支具使膝关节能完全伸展。被动屈膝的角度根据手术中修复的允许范围来定，屈伸关节可以保证软骨的营养。在康复过程都要带支具，直到骨折愈合后才能进行主动屈膝功能锻炼。第2周开始进行股四头肌等长收缩。疼痛缓解后就可以允许患者进行伸膝位负重。屈膝位负重必须在骨折愈合后进行。患者必须理解，不进行合理的锻炼膝关节会有僵硬的可能。在X线片证实骨折愈合，临床比较稳定后，可以增加屈膝角度和增强肌力的训练。
骨折愈合后可以考虑取出内固定，一般至少需要6个月。克氏针顶住皮肤或引起疼痛者可将其拔出。一旦内固定松动骨折发生移位，则需要进行翻修手术。内固定物不引起症状也可以不拔除。髌腱修补后的加强钢丝至少应该保留3～6个月。
（沈烈军）