采用SwiveLock锚钉的中斜方肌转位对不可修复冈上肌腱撕裂中盂肱关节上移及肩峰下压力的影响——一项静态与动态机器人生物力学研究

《JSES International》：The Effect of Middle Trapezius Transfer using SwiveLocks on Glenohumeral Translation and Subacromial Pressure in Irreparable Supraspinatus Tears – A Static and Dynamic Robotic Biomechanical Investigation

　　

背景：为处理不可修复冈上肌(SSP)撕裂，近期出现了中斜方肌转位(middle trapezius transfer, MTT)等动态术式；然而其在恢复生理生物力学方面的数据不足。目的：评估MTT对不可修复SSP撕裂状态下肱骨头向上移位及肩峰下压力的影响。假设为SSP撕裂会增加向上移位和肩峰下压力，而MTT会降低上述指标。方法：10例新鲜冷冻尸体肩关节固定于6自由度机器人臂(KUKA KR-60)，在完整、模拟不可修复SSP撕裂、采用SwiveLock锚钉且负荷10 N的MTT三种状态下，于外展(ABD)30°、45°、60°、75°、90°施加60 N向上力模拟负荷外展；由机器人测量向上移位(mm)，压力传感器测量肩峰下接触面积(mm2)和峰值接触压力(MPa)。结果：SSP缺损态在各外展角向上移位显著增加(+1.6至+3.8 mm, p<0.001)，外展<90°峰值压力较原生增加(+0.48 MPa, p=0.009至+0.55 MPa, p=0.030)，外展>30°接触面积显著减少(-15至-40 mm2)。MTT在各外展角显著降低向上移位(-0.7至-1.6 mm)，但未恢复至原生；MTT使峰值压力恢复至原生水平，30°和45°较缺损态显著降低；30°接触面积较缺损态增加(+32 mm2)，但60°和90°未恢复原生。结论：MTT通过减少肱骨头向上移位与肩峰下峰值压力、增加接触面积改善肩关节运动学，在不可修复SSP撕裂中对原生状态有部分恢复作用。

研究背景与立项依据

不可修复冈上肌(supraspinatus, SSP)肌腱撕裂的治疗仍存在争议。SSP撕裂会造成肱骨头向上迁移、盂肱关节旋转中心改变、肩袖与三角肌协同破坏、关节接触负荷增加及软骨退变，临床表现为疼痛、功能丧失和早期肩袖关节病。反式全肩关节置换(reverse total shoulder arthroplasty, rTSA)在年轻活跃患者中面临假体磨损和翻修问题；上关节囊重建(superior capsular reconstruction, SCR)、肩峰下滑囊重建、生物结节成形术、可吸收球囊等术式多具“间隔物效应”，但缺乏动态肌腱外展成分。背阔肌转位(latissimus dorsi transfer, LDT)和下斜方肌转位(lower trapezius transfer, LTT)力向量与原生SSP不同。中斜方肌转位(middle trapezius transfer, MTT)因力向量、横截面积和行程接近SSP而被提出用于孤立性不可修复SSP缺陷，但原装非增强MTT的动态机器人生物力学证据有限。研究人员因此在尸体模型中以静态与动态机器人方法评估MTT对向上移位和肩峰下力学的影响。论文发表于《JSES International》。

主要技术方法

研究人员采用10例新鲜冷冻尸体肩关节（男6女4，左6右4，均值57.8岁，无外伤、手术、骨质疏松、骨关节炎史），建立已验证的静态与动态机器人肩模型；以六自由度机器人臂驱动肱骨，滑轮配重按解剖向量加载SSP、冈下肌(infraspinatus, ISP)、斜方肌(trapezius, TM)、肩胛下肌(subscapularis, SSC)和三角肌，原生态SSP 10 N、ISP 5 N、TM 5 N、SSC 10 N、三角肌40 N，MTT取中斜方肌约50%并以10 N加载；肩峰下置入Tekscan压力传感器测接触面积与峰值压力；依次测试完整态、SSP大结节止点锐性离断缺损态、按Moroder原术式以两枚SwiveLock锚钉单行固定MTT态；动态测试按体内肩胛肱骨运动关系从中立位到120°肱胸抬举，静态测试在中立及30°、45°、60°、75°、90°外展施加60 N向上力；统计采用随机截距线性混合效应模型与统计参数映射(statistical parametric mapping, SPM)。

研究结果

动态机器人测试：SSP缺损态在20°—80°肱胸外展较原生态向上移位增加2.5—4.0 mm；MTT较缺损态在65°前显著减少向上移位，但在20°—40°仍较原生态高约1.5 mm。说明MTT可部分纠正动态上移，未完全恢复原生。

静态测试：向上移位方面，缺损态各角度较原生显著增加(+1.6至+3.8 mm)；MTT各角度较缺损态显著减少(-0.7至-1.6 mm)；但MTT较原生仍显著增加(+0.9至+2.3 mm)。峰值压力方面，缺损态至75°前较原生升高(+0.48至+0.55 MPa)；MTT在30°和45°较缺损态降低(+0.33至+0.38 MPa)，且与原生各角度无显著差异。接触面积方面，缺损态大于30°外展较原生减少(-15至-40 mm²)；MTT在30°较缺损态增加(+32 mm²)，但60°(-22 mm²)和90°(-20 mm²)仍显著低于原生。结果表明MTT改善肩峰下接触力学但未全量复原。

讨论部分总结

研究人员指出，孤立性不可修复SSP撕裂的保关节方案难以同时实现解剖覆盖与主动外展；MTT具备接近SSP的力线、尺寸与激活模式，可提供静态间隔与动态外展双重作用。与Baek等使用下中斜方肌加跟腱移植的模型相比，本研究原装直接MTT在上外展弧仍残留统计显著的上移，可能源于上中斜方肌向量更垂直、无间隙移植、未与冈下肌侧侧缝合及单行修复覆盖较小。MTT使峰值压力恢复原生，对肩峰下撞击痛机理由减压获益；接触面积在高位外展未恢复，与单行修复足迹覆盖和向量角度随外展放大有关。现有临床报道中MTT增强SCR或联合筋膜移植可改善活动度和评分，但本尸体模型为time-zero、固定肩胛、静态负荷，不能替代神经肌肉控制与愈合过程；移植延长可解决活体肩胛前伸导致长度不足，但带来愈合与费用问题。局限包括机器人驱动、静态肌负荷、未测修复张力、无生物愈合、消除肩胛胸壁运动、未按标本测横截面积、未量化转移后肌腱长度张力等。

结论翻译

孤立性不可修复SSP撕裂显著增加盂肱关节向上移位和肩峰下峰值压力，并降低肩峰下接触面积。中斜方肌转位(MTT)通过显著减少肱骨头向上移位与肩峰下峰值压力、增加肩峰下接触面积改善肩关节运动学。该转位兼具处理静态与动态成分的优势，在不可修复SSP撕裂存在时可将肩关节运动学部分恢复至原生状态。