螺钉内固定与保守治疗后踝骨折：踝关节功能和足底压力的差异

doi:10.12307/2021.200

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (27): 4379-4385.doi: 10.12307/2021.200

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螺钉内固定与保守治疗后踝骨折：踝关节功能和足底压力的差异

贺毅，郑聪，何敏辉，陆锐均，黄建荣

广州医科大学附属第五医院骨科，广东省广州市 510000

收稿日期:2020-10-14 修回日期:2020-10-17 接受日期:2020-11-21 出版日期:2021-09-28 发布日期:2021-04-10
通讯作者: 黄建荣，博士，主任医师，广州医科大学附属第五医院骨科，广东省广州市 510000
作者简介:贺毅，男，1985年生，湖南省株洲市人，汉族，中南大学毕业，博士，主治医师，主要从事创伤、骨代谢、骨肿瘤方面的研究。

Screw internal fixation and conservative treatment of posterior ankle fractures: differences in ankle joint function and plantar pressure

He Yi, Zheng Cong, He Minhui, Lu Ruijun, Huang Jianrong

Department of Orthopedics, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China

Received:2020-10-14 Revised:2020-10-17 Accepted:2020-11-21 Online:2021-09-28 Published:2021-04-10
Contact: Huang Jianrong, MD, Chief physician, Department of Orthopedics, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
About author:He Yi, MD, Attending physician, Department of Orthopedics, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
足底压力：人在站立和行走时足部所受到的来自地面的反作用力，其分布能够反映下肢生物力学变化情况。基于解剖学将足底划分为3个主要区域，包括后足、中足和前足。足底压力测量能够为各足底分区提供客观数据。
后踝骨折：即为胫骨后唇骨折，可以发生在任何类型的踝关节损伤，极少单独发生，常伴随内、外踝骨折，合称三踝骨折。若后踝骨折有较大的骨片，将损害关节负重面，影响踝关节稳定性。

背景：对于后踝骨折累及关节面面积小于25%时，采用积极内固定治疗还是保守治疗，一直存在争议。
目的：评价后踝骨折累及胫骨远端关节面面积10%-25%时采用螺钉固定与保守治疗对于踝关节功能和足底压力的影响。
方法：纳入2017年3月至2020年5月广州医科大学附属第五医院收治的三踝骨折患者，CT测量后踝骨折累及胫骨远端关节面面积10%-25%，随机分组，其中后踝螺钉内固定组62例使用螺钉固定后踝骨折，后踝非内固定组53例后踝处骨块于C型臂X射线机透视辅助下行手法复位。采用X射线平片评估后踝骨折愈合情况，临床采用目测类比评分、美国矫形外科足踝协会踝-后足评分及足底压力评估结果。
结果与结论：①术后3个月两组患者的目测类比评分相比差异无显著性意义(P > 0.05)；术后6，12个月，后踝螺钉内固定组的目测类比评分低于后踝非内固定组(P < 0.05)；术后3，6，12个月，两组患者的目测类比评分均呈降低趋势，组内对比差异有显著性意义(P < 0.05)；②术后3个月两组患者的美国矫形外科足踝协会踝-后足评分相比差异无显著性意义(P > 0.05)；术后6，12个月，后踝螺钉内固定组的美国矫形外科足踝协会踝-后足评分高于后踝非内固定组(P < 0.05)；术后3，6，12个月，两组患者美国矫形外科足踝协会踝-后足评分均呈升高趋势，组内对比差异有显著性意义(P < 0.05)；③术后3个月，两组患者患侧足足底压力(全足、后足、中足、前足)显著低于健侧足(P < 0.05)；术后6个月时，后踝螺钉内固定组患者患侧足的全足、前足的足底压力低于健侧足(P < 0.05)，后足、中足的足底压力与健侧相比差异无显著性意义(P > 0.05)；后踝非内固定组患者患侧足足底压力(全足、后足、中足、前足)显著低于健侧足(P < 0.05)；术后12个月，两组患者患侧足足底压力(全足、后足、中足、前足)与健侧足相比差异无显著性意义(P > 0.05)；④提示在累及胫骨远端关节面10%-25%的后踝骨折中，螺钉内固定对骨折愈合和维持踝关节对位有较好的效果，并可改善早期临床结果；建议对于累及胫骨远端关节面10%-25%的后踝骨折可以积极进行螺钉内固定治疗。

https://orcid.org/0000-0001-5715-9248 (贺毅)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 踝关节骨折, 后踝骨折, 螺钉, 内固定, 足底压力, 生物力学

Abstract: BACKGROUND: When the posterior malleolus fracture involves less than 25% of the articular surface area, whether it should be actively treated with internal fixation or conservative treatment has been controversial.
OBJECTIVE: To evaluate the impact of screw fixation and conservative treatment on the ankle joint function and plantar pressure of posterior malleolus fractures involving 10%-25% of the articular surface area of the distal tibia.
METHODS: From March 2017 to May 2020, patients with three ankle fractures treated in The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University received computed tomography to measure the area of the posterior malleolus fracture involving 10%-25% of the distal tibia articular surface area. The patients were randomized into two groups. The 62 cases in the internal fixation group were treated with screws and 53 cases in the non-internal fixation group were treated with C-arm X-ray machine fluoroscopy assisted downward manual reduction. Plain radiographs were used to evaluate the healing of posterior ankle fractures, and the visual analogue scale score, the American Orthopaedic Association ankle-hindfoot scale score and plantar pressure evaluation results were used clinically.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) There was no significant difference in the visual analogue scale scores of the two groups at 3 months after surgery (P > 0.05). The visual analogue scale scores of the internal fixation group were significantly lower than those in the non-internal fixation group at 6 and 12 months after the operation (P < 0.05). The visual analogue scale scores of the two groups were significantly reduced at 3, 6 and 12 months after surgery (P < 0.05). (2) There was no significant difference in the American Orthopaedic Association ankle-hindfoot function score between the two groups at 3 months after operation (P > 0.05). American Orthopaedic Association ankle-hindfoot function score of the internal fixation group was better than those in the non-internal fixation group at 6 and 12 months after the operation (P < 0.05). The American Orthopaedic Association ankle-hindfoot function scores were significantly improved in the two groups at 3, 6 and 12 months after surgery (P < 0.05). (3) Three months after the operation, the plantar pressure of the affected side of the two groups (full foot, hind foot, midfoot, and forefoot) was significantly lower than that in the contralateral foot (P < 0.05). At 6 months postoperatively, the plantar pressure of the whole foot and forefoot of the affected foot in the internal fixation group was lower than that of the contralateral foot (P < 0.05). There was no significant difference in the plantar pressure of the affected side (hind foot and midfoot) and the contralateral foot (P > 0.05). The plantar pressure of the affected side of the non-internal fixation group (full foot, hind foot, midfoot, and forefoot) was significantly lower than that of the uninvolved foot (P < 0.05). At 12 months after operation, there was no significant difference between the plantar pressure of the affected side (full foot, hind foot, midfoot, and forefoot) and the plantar pressure of the unaffected side between the two groups (P > 0.05). (4) It is indicated that in posterior malleolus fractures involving 10%-25% of the distal articular surface of the tibia, screw internal fixation has a better effect on fracture healing and maintenance of ankle alignment, and improves early clinical results. It is recommended that posterior malleolus fractures involving 10%-25% of the distal tibial articular surface can be actively treated with screw internal fixation.

Key words: ankle fracture, posterior ankle fracture, screw, internal fixation, plantar pressure, biomechanics

中图分类号:

贺毅, 郑聪, 何敏辉, 陆锐均, 黄建荣. 螺钉内固定与保守治疗后踝骨折：踝关节功能和足底压力的差异[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(27): 4379-4385.

He Yi, Zheng Cong, He Minhui, Lu Ruijun, Huang Jianrong. Screw internal fixation and conservative treatment of posterior ankle fractures: differences in ankle joint function and plantar pressure[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(27): 4379-4385.

图/表（结果） 10

2.1 参与者数量分析纳入三踝骨折患者115例，随机分为2组，分别进行治疗及随访，所有试验对象均完成随访，无脱落。
2.2 试验流程图见图2。

2.3 基本资料比较根据纳入标准，共有115例患者符合条件并完成治疗及评价，两组患者的一般情况见表2。两组患者的年龄、性别、身高、体质量和体质量指数相比，差异均无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性。

2.4 两组患者术后目测类比评分情况两组患者术后3个月(T0)、6个月(T1)及12个月(T2)的目测类比评分结果见
表3。经独立样本t检验，术后3个月(T0)两组患者的目测类比评分相比差异无显著性意义(P > 0.05)；术后6个月(T1)及
12个月(T2)时，后踝螺钉内固定组的目测类比评分明显低于后踝非内固定组(P < 0.05)。
经重复测量检验，术后3个月(T0)、6个月(T1)及12个月(T2)时，两组患者的目测类比评分均呈降低趋势，组内相比差异有显著性意义(后踝螺钉内固定组：F=137.727，P=0.000；后踝非内固定组：F=97.936，P=0.000)。

2.5 两组患者术后AOFAS踝-后足功能评分情况两组患者术后3个月(T0)、6个月(T1)及12个月(T2)的AOFAS踝-后足评分结果见表4。

经配对样本t检验，术后3个月(T0)，两组患者的AOFAS踝-后足评分相比差异无显著性意义(P > 0.05)；术后6个月(T1)及12个月(T2)时，后踝螺钉内固定组的AOFAS踝-后足评分明显高于后踝非内固定组(P < 0.05)。
经重复测量检验，术后3个月(T0)、6个月(T1)及12个月(T2)时，两组患者AOFAS踝-后足评分均呈升高趋势，组间相比差异有显著性意义(后踝螺钉内固定组：F=712.916，P=0.000；后踝非内固定组：F=275.932，P=0.000)。
2.6 两组患者术后足底压力情况两组患者术后足底压力情况分别见表5，6。经配对样本t检验，术后3个月时，后踝螺钉内固定组与后踝非内固定组足底压力显著不平衡，患侧足足底压力(全足、后足、中足、前足)显著低于健侧足(P < 0.05)。
术后6个月时，后踝螺钉内固定组患侧足的全足、前足的足底压力仍低于健侧足 (P < 0.05)；但其后足、中足的足底压力与健侧差异无显著性意义(P > 0.05)。后踝非内固定组患侧足足底压力(全足、后足、中足、前足)仍显著低于健侧足
(P < 0.05)。术后12个月时，两组患者患侧与健侧足的足底压力均趋于平衡，患侧足足底压力(全足、后足、中足、前足)与健侧足相比差异无显著性意义(P > 0.05)。

2.7 术后影像学情况
后踝非内固定组25岁女性患者：患者三踝骨折，外踝钢板固定，内踝螺钉固定，下胫腓联合分离拉力钉固定；术后3个月下肢完全负重时取出下胫腓联合固定钉，后踝行手法复位，未行内固定，术后随访影像学图片见图3。

后踝螺钉内固定组24岁女性患者：患者三踝骨折，外踝钢板固定，内踝螺钉固定，后踝行螺钉内固定，术后随访影像学图片见图4。

2.8 植入物与宿主的生物相容性两组植入物生物相容性良好，见表7。

2.9 不良反应两组患者均未出现植入物相关不良反应，见表8。

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引言

材料方法

1.1 设计前瞻性随机对照试验。
1.2 时间及地点于2017年3月至2020年5月在广州医科大学附属第五医院骨科完成。
1.3 对象选择2017年3月至2020年5月在广州医科大学附属第五医院骨科就诊的三踝骨折患者115例，根据随机数字表法分为2组，其中后踝螺钉内固定组62例使用螺钉固定后踝，后踝非内固定组53例后踝处骨块于C型臂X射线机透视辅助下行手法复位。随机分组由专人负责与实施，随机分组人员不参加此次研究其他流程。所有受试者均知情并自愿参与此次研究。
纳入标准：①年龄18-60岁；②单纯三踝骨折，病程小于3周；③根据踝关节CT测量后踝骨折累及胫骨远端关节面面积10%-25%。
排除标准：①年龄<18岁；②根据踝关节CT测量后踝骨折块累及胫骨远端关节面小于10%或>25%；③骨质疏松(骨密度T值<-2.5)；④开放性骨折或合并其他下肢骨折；⑤心、脑血管疾病、精神类疾病等不能耐受手术或不能配合随访及功能锻炼的患者。
1.4 材料植入物的材料学特征见表1。

1.5 方法
1.5.1 后踝骨折累及胫骨远端关节面面积测量用CT评估后踝骨折面积的大小，选择可测量直径最大的CT切片来测量未骨折的胫骨关节面的轮廓，并测量骨折的胫骨关节面的面积，最后计算累及胫骨远端关节面面积的百分比(图1)。

累及胫骨远端关节面面积的百分比=骨折的胫骨关节面面积/(骨折的胫骨关节面面积+未骨折的胫骨关节面面积)。后踝骨折累及胫骨远端关节面面积10%-25%的患者纳入此次研究。
1.5.2 手术方法所有患者入院后检查心电图、血常规、肝肾功、凝血功能及输血常规，术前完善踝关节X射线片、CT检查，明确骨折粉碎和移位程度。两组手术均由同一手术组人员完成。
后踝螺钉内固定组：所有患者实施硬脊膜外腔阻滞麻醉，平卧位，使用下肢止血带，常规消毒铺巾。首先外踝远端处采用纵形切口，依次切开皮肤、皮下组织，纵行切开骨膜，直视下复位骨折，并以钢板及螺钉固定骨折；自外踝后侧向内后上方剥离软组织，暴露胫骨下端后侧，将后踝撬拨复位，使用螺钉固定后踝；取内踝切口，显露内踝，复位后应用螺钉固定，C型臂X射线机透视见骨折复位良好。冲洗、止血，清点器械无误后，予以逐层缝合。
后踝非内固定组：所有患者实施硬脊膜外腔阻滞麻醉，平卧位。使用下肢止血带，常规消毒铺巾。外踝处使用钢板固定、内踝处以螺钉固定。后踝处骨块于C型臂X射线机透视辅助下行手法复位，冲洗、止血，清点器械无误后，予以逐层缝合。
术后两组患者均使用踝关节外固定支具固定6周，期间避免负重踩地，术后第2天开始踝关节活动度、踝泵训练。6周后复查踝关节X射线片，根据骨折愈合情况，进行下肢部分负重行走。
1.6 主要观察指标分别在术后3个月(T0)、6个月 (T1)及12个月(T2)评估患者行走时的目测类比评分、美国矫形外科足踝协会(American Orthopaedic Foot& Ankle Society，
AOFAS)踝-后足评分及足底压力。所有观察指标均采用盲法评估。
1.6.1 目测类比评分 10 cm的直线上两端分别标上“无痛”和“最严重的疼痛”，患者根据本身疼痛情况选择相应分数。0分：无痛；3分以下：有轻微的疼痛，患者可忍受；4-6分：患者疼痛且影响睡眠，可忍受；7-10分：患者感到强烈疼痛，疼痛不能忍受。
1.6.2 AOFAS踝-后足评分该评分包括疼痛、功能和自主活动、支撑情况、最大步行距离(街区)、地面步行、反常步态、前后活动(屈曲加伸展)、后足活动(内翻加外翻)、踝-后足稳定性(前后及内翻-外翻)、足部力线等指标，分级标准：90-100分为优，75-89分为良，50-74分为一般，< 50分为差。
1.6.3 足底压力分析使用足底扫描仪Foot Scan(韩国 Techstorm公司，感知范围：384 mm×384 mm，传感器分辨率：8 mm×8 mm，显示分辨率：4 mm×4 mm)分析足底压力分布情况。患者开始测试前，进行几次练习以确保适应实验环境并正常行走。测试时，共行走3次，最后选取3次行走的平均值作为患者的测试数据。
足底压力分区：基于解剖学将足底划分为3个主要区域，包括后足、中足和前足。
足底最大压力：足底在行走过程中受到的峰值压力(单位：N)。
1.7 统计学分析使用SPSS 20.0软件进行统计分析，计量资料用 x±s表示，两样本均数比较采用独立样本t检验、配对样本t检验及Bonferroni重复测量检验；计数资料采用χ2检验；P < 0.05被认为差异有显著性意义。

讨论

踝部骨折的发病率呈上升趋势，研究表明，双踝骨折患者发生创伤后关节病的风险为4%，而三踝骨折患者的风险高达34%[8]，因此，骨折越复杂解剖重建的必要性就越大。有观点认为，对于三踝骨折中的后踝骨折，当后踝骨折至少影响胫骨远端关节面的25%时，才需要进行内固定治疗[9]。有学者持有与其不同的见解，后踝骨折应该积极进行内固定治疗，以减少创伤性踝关节炎的发生[10]；然而，关于关节面面积小于25%的后踝骨折是否也应该解剖复位和固定的争论仍在继续。此次研究对此进行了进一步探讨，由于后踝骨折累及关节面面积小于10%的骨块较小，螺钉固定困难，因此对后踝骨折累及关节面面积10%-25%的患者进行螺钉内固定和非内固定治疗，并进行了踝关节功能及生物力学评估。
此次研究结果表明，对于踝关节骨折和涉及关节表
面<25%的后踝骨折的手术固定，特别是在短期内可以获得更好的临床效果，而螺钉固定相对容易使用，并保持骨折复位，随访X射线片上未发现踝关节炎改变和后踝骨折的移位情况。术后3个月时，后踝螺钉内固定组和后踝非内固定组患者的目测类比评分、AOFAS踝-后足评分相比差异无显著性意义；两组患者术后3个月时踝关节疼痛、功能较差；术后6个月时，两组患者踝关节功能明显改善，疼痛减轻，并且后踝螺钉内固定组改善更加明显；术后12个月时，两组患者疼痛、踝关节功能进一步改善，后踝螺钉内固定组优于后踝非内固定组。这一结果与EGOL等[11]研究报告基本一致，踝部骨折手术后1年，患者总体表现良好，大多数患者感受到的疼痛很少或轻微，功能活动也很少受到限制；与术后6个月相比，功能有明显改善。早期负重和踝关节活动度练习可以提高踝关节功能，当非手术治疗后踝骨折时，可以在一定程度上保持踝关节复位，后下胫腓韧带骨通过韧带趋化自发复位，但在早期愈合期间有必要防止旋转力，因此非手术治疗的后踝骨折其负重下地时间及功能锻炼将受阻。在术后康复方面，KEENE等[12]研究发现，与未固定的患者相比，较小的后踝骨折使用拉力螺钉固定后患者可以更早负重。此次研究结果同样发现，在术后6，12个月时，后踝螺钉内固定组获得了更好的临床效果。
此外，作者对其足底压力的研究结果发现，术后3个月时，两组患者的患侧足底压力(全足、后足、中足、前足)显著低于健侧足底压力，双侧足底压力不平衡，这表明行走过程中患者因为疼痛将大部分体质量加在健侧足，而患侧足避免过度负重引起疼痛。BECKER等[13]的研究早就证明，踝关节骨折患者早期足底压力分布呈明显的非对称性负荷，他们同样证明踝关节骨折术后早期足底压力分布的改变是创伤后疼痛导致的结果。此次研究中术后6个月时，作者发现虽然两组患者双侧足底压力仍未达到平衡状态，但后踝螺钉内固定组患侧足底压力明显提高，而且后足、中足的足底压力与健侧相比无显著差异；后踝非内固定组在术后6个月时双侧足底压力仍显著不平衡。最近有研究证明，未固定的后踝骨折会影响早期踝关节活动度和早期承重，并影响距骨后移和踝关节运动的稳定性[14]。MANGNUS等[15]指出，后踝骨折可以发生在不同的方向，而且骨折线位置可能比骨折面积的大小对稳定性的影响更大，即使后踝骨折很小，也会影响踝关节稳定。GARDNER等[16]在术后CT扫描上证实后踝骨折影响下胫腓韧带的稳定性，不固定的后踝可导致胫腓关节半脱位。因此，作者认为后踝螺钉内固定组足底压力在术后6个月时优于后踝非内固定组是由于踝关节代偿机制导致，后踝骨折未完全愈合，踝关节稳定性较差，在行走时踝关节避免过度用力，以使得踝关节旋转时更柔和一些，从而大部分压力集中在健侧足部。另外，有研究认为，踝关节骨折术后足底压力不平衡是由于踝关节周围肌肉力量减弱造成的，尤其是保守治疗的踝关节骨折，在行走过程中的足推离阶段，踝关节跖屈无力，为保持行走时身体稳定，健侧足承担更多压力[17]。此次研究结果也证明这一理论，虽然术后6个月时后踝螺钉内固定组的足底压力(后足、中足)趋于平衡，但是两组患者前足压力仍低于健侧前足压力，考虑踝关节周围肌力减退有关。随时间延长，骨折愈合，踝关节功能进一步得到锻炼；术后12个月时，此次研究发现两组的足底压力趋于平衡状态，作者认为术后12个月时其生物力学基本恢复，但是踝关节功能仍有差异，后踝螺钉内固定组优于保守治疗组。
此次研究对两组患者的影像学随访中发现，术后3个月时后踝非内固定组仍可见后踝骨折线，后踝关节面未完全恢复平整；后踝螺钉内固定组见后踝骨折愈合良好，关节面平整；术后6个月时，从影像学分析，后踝螺钉内固定组后踝骨折愈合更加牢靠；术后12个月时，两组骨折愈合未见差异；临床骨折愈合情况，与生物力学研究一致，最后一次随访时，临床结果差异无显著性意义。LANGENHUISEN等[18]调查了对于累及关节面面积小于25%的后踝骨折患者及其预后，发现即使是骨折碎片面积累及10%-25%关节面的后踝骨折患者也应该得到内部稳定，否则临床结果会更差。MINGO-ROBINET
等[19]将他们的患者分为2组：后踝骨折大于和小于关节表面25%；平均随访2年，通过X射线片分析关节炎的变化，通过AOFAS评分和Olerud&Molander评分检查患者的预后；另外对术后X射线片的重建不良情况进行分析。他们发现，与后踝骨折小于关节表面25%的患者相比，大于关节表面25%的患者AOFAS评分结果明显更差；然而，他们也建议切开复位内固定较小的骨折碎片，因为未固定的小骨折碎片术后长期放射学结果较差，这与此文作者的观点相似，作者认为积极的螺钉内固定治疗后踝骨折可以使得患者开展早期负重和踝关节锻炼，从而有助于踝关节稳定性的提高；后踝骨折的空心螺钉内固定创伤相对较小，手术时间不会延长太多。在外踝固定后，螺钉固定后踝骨折可获得更好的结果，在这些情况下处理后踝骨折并不会增加术后感染问题。有研究报道，与螺钉固定相比，后踝骨折接受钢板治疗更能增加踝关节的稳定性[20-21]，但是接受钢板治疗的患者踝关节屈曲功能障碍高达30%，足外侧麻木率为38%，这表明钢板固定后踝骨折会导致更多的纤维粘连(即拇长屈肌和腓骨肌)以及腓骨、腓神经损伤。万全会[22]在后踝关节骨折不同内固定方式的生物力学性能对比研究中发现，微型钢板组的手术时间长于拉力螺钉组，微型钢板组的术中出血量大于拉力螺钉组，住院时间长于拉力螺钉组；临床对后踝关节骨折(累及胫骨远端关节面25%以下)的患者进行内固定治疗过程中，予以拉力螺钉内固定可以获得较微型钢板内固定更好的临床效果。
综上所述，在累及胫骨远端关节面10%-25%的后踝骨折患者中，螺钉内固定对骨折愈合和维持踝关节对位有较好的效果；此外，它还改善了短期临床结果，疼痛、踝关节功能和生物力学明显提高，作者认为这是由于后踝骨折得到固定，进而达到踝关节表面稳定的结果[23-30]。因此，建议对于累及胫骨远端关节面10%-25%的后踝骨折积极进行螺钉内固定治疗。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

螺钉内固定与保守治疗后踝骨折：踝关节功能和足底压力的差异

Screw internal fixation and conservative treatment of posterior ankle fractures: differences in ankle joint function and plantar pressure

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