胫骨结节截骨术通过降低胫股旋转改善髌骨不稳定的生物力学机制研究

《Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery》：Tibial tubercle osteotomy decreases femorotibial rotation in patients with patellar instability

本研究针对髌骨不稳定患者中胫股旋转（FT rotation）增大的临床难题，通过回顾性分析144例接受不同髌骨稳定术式（MPFL重建、TTO、滑车成形术）的患者，首次证实胫骨结节截骨术（TTO）可显著降低FT旋转（平均减少1.7°），且该效果与胫骨结节扭转角（TT torsion）的纠正直接相关（r=0.511, p<0.001），为髌骨不稳定手术方案提供了新的生物力学修正靶点。

　　

髌骨不稳定一直是困扰骨科医生的临床难题，约3%的膝关节损伤涉及髌骨脱位，非手术治疗后复发率高达15%-44%。这种疾病的复杂性在于其多因素病因，包括滑车发育不良（Trochlear Dysplasia, TD）、高位髌骨（Patella Alta）、胫骨结节-滑车沟距离（Tibial-Tubercle-Trochlear-Groove Distance, TTTG）增大等传统风险因素。近年来，研究人员逐渐认识到胫股旋转（Femorotibial Rotation, FT rotation）——即胫骨相对于股骨的外旋角度——在髌骨不稳中的关键作用。异常的FT旋转会通过改变作用于髌骨的力线，加剧髌骨外侧移位倾向。然而，如何有效矫正这一参数，至今缺乏实证研究支持。

在此背景下，由Martin Hartmann和Jakob Ackermann领衔的研究团队在《Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery》发表了一项突破性研究。他们首次证实，胫骨结节截骨术（Tibial Tubercle Osteotomy, TTO）不仅能常规矫正TTTG距离，还能显著降低FT旋转，这为髌骨不稳定的手术治疗提供了新的生物力学视角。

为探究不同髌骨稳定术式对FT旋转的影响，研究团队回顾性分析了2010-2020年间144例接受手术的滑车发育不良患者。根据术式将患者分为四组：单纯内侧髌股韧带（Medial Patellofemoral Ligament, MPFL）重建组（51膝）、MPFL重建联合TTO组（24膝）、MPFL重建联合滑车成形术组（37膝），以及三种术式联合组（32膝）。通过术前术后MRI测量Caton-Deschamps指数（CDI）、TTTG距离、胫骨结节扭转角（TT Torsion）、胫骨结节至后交叉韧带距离（TT-PCL）及FT旋转等参数。

主要技术方法

本研究采用回顾性队列设计，通过标准化MRI扫描测量各项参数。所有患者均接受MPFL重建（采用自体股薄肌腱），部分联合内侧化胫骨结节截骨术（TTO）和/或薄层滑车成形术（Bereiter技术）。两名独立观察者盲法评估影像学参数，确保数据可靠性（组内相关系数0.724-0.914）。

研究结果

术前参数组间差异显著

四组患者在年龄、体重指数方面无统计学差异，但术前解剖参数存在显著异质性。联合TTO的组别（第2、4组）呈现出更高的基线TTTG距离（15.2±3.9mm和17.2±3.3mm）和FT旋转（3.1±6.7°和9.6±6.0°），反映出手术方案选择与病情严重程度的高度匹配。

TTO有效降低胫股旋转

术后分析显示，仅同时接受TTO和滑车成形术的第4组出现FT旋转的显著降低（ΔFT rotation: -2.0±3.5°, p=0.003）。当合并TTO组（第2、4组）与非TTO组（第1、3组）对比时，TTO使FT旋转平均降低1.7±5.3°（p<0.021），而单纯MPFL重建或联合滑车成形术未产生显著旋转矫正效果。

旋转矫正与胫骨结节扭转角变化相关

相关性分析揭示，FT旋转的减少与TT扭转角的降低显著相关（r=0.511, p<0.001），而与TTO achieved的单纯内侧化距离无显著关联（r=0.185, p=0.173）。多元回归模型进一步证实，对于术前FT旋转≥8°的亚组（41膝），TTO仍是FT旋转矫正的独立预测因子（β=-3.0, p=0.031）。

讨论与结论

本研究首次揭示了TTO在髌骨稳定手术中未被充分认识的附加价值——矫正胫股旋转。其作用机制可能在于：内侧化移位后的胫骨结节改变了股四头肌力线，通过软组织张力传导间接诱导胫骨内旋。这一效应与TT扭转角的减小直接关联，提示术中针对性调整扭转角度可能进一步增强旋转稳定性。

值得注意的是，滑车成形术虽能通过沟槽加深改善髌骨匹配度，但对FT旋转无显著影响，可能因其对远端力线改变有限。研究局限性包括回顾性设计带来的组间基线差异、术后MRI的选择偏倚（主要针对症状持续者）以及样本量不足可能掩盖部分效应（统计检验力0.35）。然而，这些发现仍具重要临床意义：对于同时存在TTTG距离增大和FT旋转显著异常的患者，TTO可实现"一举三得"的矫正效果——改善髌骨轨迹、降低扭转角、纠正旋转力线。

未来研究应聚焦于优化TTO技术，主动控制TT扭转角矫正程度，并结合患者报告结局指标，验证旋转调整与临床症状改善的直接关联。这项研究为髌骨不稳定的个体化治疗提供了新的生物力学理论基础，推动手术方案从静态解剖矫正向动态旋转稳定性维护的范式转变。