文献翻译:高度“J”形征可能在股骨远端去旋转截骨治疗复发性髌骨脱位术后产生更高的髌骨松弛和残留髌股轨迹不良

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复发性髌骨脱位是青少年人群中常见的膝关节疾病,发病率大致为43/100,000,“J”形征是用于评估复发性髌骨脱位患者髌骨轨迹不良的体征。近期的研究结果显示,70%~80%的复发性髌骨脱位患者存在近端髌骨轨迹不良,产生“J”形征的原因尚不明确。既往研究提示高位髌骨、滑车发育不良、胫骨结节-股骨滑车距离(tibialtuberosity⁃trochleargroove,TT⁃TG)增大及下肢旋转畸形与髌骨的外移增加相关,“J”形征的存在增加了MPFL移植物的内在张力,最终可能导致手术失败。“J”形征是否和髌骨脱位术后的临床效果具有相关性呢?2020年1月北京积水潭医院冯华主任团队发表在美国运动医学杂志上一篇文章,对这个问题进行了阐述,以下是这篇文章的译文。

背景:假设“J”形征阳性是髌骨复发性脱位的临床结果的负面因素。

目的:评估股骨远端去旋转截骨和联合术式治疗复发性髌骨脱位的临床结果(术后髌股关节不稳性和髌骨轨迹不良矫正效果),评估严重“J”形征阳性对于临床结果的影响。

研究设计:队列研究;证据等级:3级。

方法:2015年1月至2016年12月,78例复发性髌骨脱位(RPD)患者,“J”形征阳性,股骨前倾角过大(FAA≥30°)应用DDFO和联合手术治疗。“J”形征程度根据之前描述的分级系统(1-3度)。每个患者进行常规X线和CT检查评估:髌骨高度,滑车发育不良,膝外翻,TT-TG值,髌骨外倾角(patellarlateral tilt angle),髌骨-滑车沟距离(patella–trochleargroove distance)。术前术后麻醉下应力位X线测量髌骨外移距离(patellarlateral shift distance)评估内侧髌股韧带(MPFL)移植物松弛度,“MPFL残余松弛”定义为:髌骨嵴超过股骨外侧滑车的顶点。患者术前术后应用Kujala,International Knee Documentation Committee (IKDC),和Lysholm评分。患者根据“J”形征的严重程度被分成3组:低度1组(1级;n=19),低度2组(2级;n=16),高度1组(3级;n=12)。亚组分析高度“J”对临床结果的影响。

结果:在78名患者(81膝)中47名患者(47膝)纳入,随访时间26.1±1.7个月,术前术后FAAS:36.2°±5.3°到10.0°±2.1°,平均更正角度:26.2°±5.9°。最终随访,所有患者明显改善,亚组分析高度“J”形征阳性组具有明显的低的评分:Kujala评分(75.6vs 85.3低度1组)(p<0,001)和83.4低度2组(p<0,001);Lysholm评分((77.6vs 84.6低度1组)(p=0,003);IKDC评分(78.6vs 87.3低度1组)(p=0,001)84.3低度2组(p=0,33)。MPFL移植物残余松弛的比率8.5%(4/47),术后残留“J”形征发生率:38.3%(18/47)。MPFL移植物残余松弛率在高度组和二个低度组存在明显不同(33.3%vs 0.0%低度1组)(p=0,16)和低度2组(p=0,24),残留“J”形征阳性率(91.7%vs 15.8%低度1组)(p<0,001),25.0%低度二组(p<0,001),髌骨外移距离(14.2vs 8.1 mm低度1组)(p=0,002)和8.7mm低度2组(p=0,007)。

结论:在我们治疗的这组患者当中,对于存在“J”形征阳性和FAA(≥30°)的RPD患者,术前高度“J”形征阳性的患者术后有较差的的临床结果,存在MPFL移植物松弛,残余髌骨轨迹不良。

关键词:复发性髌骨脱位;“J”征;髌骨轨迹不良;内侧髌股韧带重建;股骨远端去旋转截骨

“J”形征是最常用的评估RPD髌骨轨迹不良的方法。“J”形征的出现为多因素造成:内外侧肌肉的不平衡;髌骨高位;滑车发育不良;TT-TG值增大;膝外翻;下肢旋转畸形。但是需要更加详尽合理的阐明“J”形征阳性的原因,依次来指导骨科大夫进行RPD的手术治疗。

“J”形征的阳性对于RPD手术方法的选择具有很大意义。FroschandSchmeling指出低估了“J”形征是MPFLR(medialpatellofemoral ligament reconstruction)失效的主要原因。其他学者也强调具有“J”形征阳性的髌骨脱位是髌骨稳定术的最大挑战。另外,Sappey-Marinier等最近报道了211例RPD行单纯MPFLR的患者,他们发现术前“J”征阳性是导致MPFLR失效的独立风险因素。由于引起“J”形征阳性的多样性,缺少描述严重“J”形征阳性对于RPD患者临床结果影响的研究。

最近的研究认为,FAA的增大是导致RPD的危险因素之一。DDFO在稳定髌骨方面具有满意的临床效果,而且可以改善髌骨轨迹不良。Dickschas等报道了应用旋转截骨治疗髌股关节轨迹不良合并不稳的32例患者,取得了良好的临床效果。同样,最近的生物力学研究,Kaiser等发现DDFO能够矫正髌股轨迹不良。因此,一些学者建议应用DDFO治疗FAA增大合并髌骨轨迹不良的RPD患者。

本研究的目的评估DDFO和联合手术治疗RPD,患者术后的临床效果,髌骨稳定性,髌股关节轨迹不良矫正的效果。同时评估严重“J”形征阳性患者的临床结果。假设DDFO联合手术是治疗“J”形征阳性合并FAA增大的RPD有效方法。术前“J”形征高度阳性患者会导致术后较差的临床效果和MPFL移植物的残余松弛。

方法

研究设计

2015年1月至2016年12月,180个膝(177个患者)诊断为RPD在我们科室进行治疗。纳入标准:(1)慢性RPD患者,(2)术前“J”形征阳性,(3)FAA≥30°,(4)DDFO联合手术,(5)最少随访时间2年。除外标准患侧出现至少1条:(1)初次急性脱位(2)翻修病历(3)胫骨外旋角>35°(4)多关节松弛(>.5/9 Beighton 评分)。“J”形征阳性合并FAA≥30°是我们科室进行DDFO的适应症。20个膝除外因为“J”形征阴性。另外79个膝(79名患者),尽管“J”形征阳性,由于FAA没有增大(≥30°)进行了MPFLR治疗,没有进行胫骨结节截骨,也除外此项研究。78名(81个膝关节)“J”形征阳性合并FAA增大的RPD患者进行了DDFO及联合手术。最后,47个膝关节纳入此项研究(图1),本研究通过伦理委员会的允许。

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图1.筛选患者流程图。FAA,股骨前倾角;MPFLR:内侧髌股韧带重建;RPD,复发性髌骨脱位

临床评估和“J”形征分度

术前术后由(H.F)利用照相机对所有患者进行髌骨轨迹录像评估(NikonJ1, Nikon),“J”形征评估在手指放置在滑车外缘,通过膝关节的活动评估髌骨向外侧移动的程度。“J”形征阳性:膝关节完全伸直髌骨向外侧移位,术前和术后的髌股轨迹回顾性分析由(H.Z和H.F)进行分级。临床分级方法根据Franciozi等提供的方法。分级方法如下:1级:向外移动四分之一,2级:向外移动四分之二,3级:完全脱位。根据“J”形征阳性的程度,患者被分入低度1组(1度;n=19),低度2组(2度;n=16),高度组(3度;n=12)。

影像学测量的解剖参数

所有患者进行CT(东芝)扫描,髋-膝-踝CT扫描进行3维重建,应用Mimics20.0进行分析,根据Takagi等描述的方法测量下肢旋转参数(图2)。FAA测量:(1)建立股骨前后位像;(2)3维90°旋转模型,形成横断位,俯视股骨;(3)股骨垂直旋转观察股骨干,测量FFA。胫骨外旋角测量,旋转模型得到胫骨近端和远端。

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图2.旋转参数测量标准。根据Takagi et al.描述的方法,三维CT测量这些参数。(A)股骨前倾角(FAA)定义为股骨颈和股骨远端轴线的夹角。(OA)股骨颈中点和股骨头中心之间的连线和(AB)股骨内外侧后髁最后点的连线。OA和AB线之间轴位上的夹角为FAA。(B)胫骨外旋角:胫骨近端相对于远端旋转的角度。(CE)内外踝中点连线和(CD)胫骨内外后髁最后点连线之间轴位上的夹角。

X线包括:膝关节前后位和屈曲30°侧位像。FAA定义为股骨颈轴线和股骨远端之间的夹角。胫骨外旋角定义为胫骨近端相对于胫骨远端的旋转角度。

Caton指数用于测量髌骨高度,高位髌骨定义为:CDI指数>1.2,滑车发育不良评估需要膝关节纯侧位像,根据Dejour分型分为4型,根据Campet al的方法轴位CT测量TT-TG值,TT-TG值增加定位>20mm。通过双下肢站立位全长像测量股胫角评估患者是否存在外翻畸形。

根据Xue等描述的方法,术前术后测量髌骨外倾角(PLTA)和髌骨-滑车沟距离(PTG distance)评估髌骨力线。PLTA定义为沿着髌骨最宽部位的切线和股骨后髁轴线之间的夹角。PTG distance定义为髌骨内侧缘和通过股骨滑车最深处和股骨后髁垂线之间的距离。外侧移位定义为正值(图3)。

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图3.髌骨力线测量方法(A)髌骨倾斜角(PLTA)定义为:(ao)髌骨内外侧轴线和(线1)股骨后髁轴线之间的夹角。线“co”平行于线1(股骨后髁轴线),co和ao之间的夹角为髌骨倾斜角。(B)髌骨-滑车沟距离描述为髌骨外侧移位的距离:髌骨内侧缘(m)相对于股骨滑车最深点之间的移位距离。“cd”髌骨内侧缘和股骨后髁的垂线,“ab”股骨滑车最低点和股骨后髁垂线。线2是髌骨向外侧脱位的距离,定义为正值。

手术技术

股骨远端去旋转截骨

标准股骨远端入路,直切口切开髂筋束,股四头肌牵拉至内侧,应用牵开器暴露股骨远端。自行设计的截骨测量器确定截骨部位去除旋转的角度。应用2枚克氏针标记(Youke)。应用摆锯进行截骨,骨圆针钻入截骨部位的近端和远端,控住轴位旋转角度。术前计划术后FAA为10°,应用骨圆针进行设计角度的旋转,再应用Tomo-Fix股骨远端钢板((DePuy Synthes)进行固定(图4)。如果存在外翻畸形,同时进行改变外侧截骨间隙。

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图4 股骨远端去旋转截骨,箭头处,应用Tomo-fix股骨远端钢板进行固定(DePuy Synthes),右膝,M:内侧,L:外侧

联合手术

不同手术方式的适应症列表(表1)

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CDI,Caton-Deschamps指数;DDFO,股骨远端去旋转截骨;FFA,股骨前倾角;MPFLR,内侧髌股韧带重建;TTD,胫骨结节远端移位;TTM,胫骨结节内移;TT-TG,胫骨结节滑车沟间距

MPFL应用自体半腱肌腱重建MPFL(47名患者,47膝)。采用Schöttle等的方法,术中应用“C”臂透视定位股骨隧道,髌骨内侧缘上三分之一植入两枚双线锚钉,移植物固定在髌骨侧,移植物的末端拉入股骨隧道,膝关节屈曲20-30°,应用可吸收界面螺钉进行固定。

胫骨结节内移对于TT-TG值>20mm采用Elmslie-Trillat内移截骨至TT-TG正常化10-12mm(20患者,20膝)。

胫骨结节远端移位 对于CDI>1.2的患者采用此种手术(8患者,8膝),摆锯截断胫骨结节长度约4-5cm,向远端移位,应用2-mm克氏针临时固定,“C”透视确认髌骨术前设计的高度,4.0mm的皮质骨螺钉将胫骨结节固定在远端新的位置。

术后康复

三组应用相同的康复计划,术后6周应用非限位支具固定,拄拐下地部分负重(20KG)活动,6周后,全部负重。术后进行等长股四头肌锻炼,膝关节屈曲缓慢进行。

应力位像

屈膝30°轴位评估MPFL移植物的残余度。所有患者在术前和术后2年(取出内固定)双侧进行应力位像,在进行应力位透视时,(H.Z)将手放在膝关节外侧防止过度外推髌骨导致的下肢旋转,不透光的尺子放置在髌骨近端,透视得到髌骨应力位像(图5),示意图描述如何应用应力位像测量髌骨外移的距离(图6),如果髌骨中心嵴超过股骨滑车外侧最高点,说明重建的MPFL移植物存在松弛。

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图5.麻醉下应力位像。不透光的尺(黑箭头)放置在髌骨近端,透视得到影像。L,外侧;M,内侧

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图6.测量髌骨外移距离。应力位像,一条线和股骨滑车切线,2条垂线内侧滑车切线点和髌骨内缘。距离(AB)是髌骨外移距离。

观察者间和观察者内可重复性

为了得到观察者间和观察者内加权Kappa(“J”分型)或组内相关系数(髌骨外移距离)可重复性,两名作者(H.Z., H.F.)随机筛选了30名患者。同一作者6周后,重复评估。“J”形征分型组间和组内加权Kappa值是0.78和0.84,髌骨外移距离组间和组内相关系数是0.86和0.92。

统计学分析

应用SPSS20.0软件(IBMCorp). Pearson卡方检验或Fisher精确检验用来比较分类变量,t检验或Mann-Whitney U检验连续性变量(如果数据不符合使用正态性和同态性假设来比较)。亚组分析比较不同患者不同的“J”形征程度。为了这项研究更具有说服性,应用G*Power 3.1.9.2进行术后归因分析。术后Kujala评分有效值为1.14。具有潜在的影响值a为0.05,power为0.82。

结果

47名患者(47膝)随访时间(26.1±1.7个月)(24-31个月)。入组患者的脱位平均次数是5.2次。90%的患者是在日常活动中脱位,10%的患者是在竞技运动中脱位。FAA术前和术后分别为:36.2°±5.3°到10.0°±2.1°,平均更正角度:26.2°±5.9°,三组没有明显差异。随访中没有再次脱位(典型失效)。患者信息见表2。

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所有患者报道的结果(Kujala,Lysholm, 和IKDC)随访时均有明显改善(表3)亚组分析高度“J”形征阳性组具有明显的低的评分:Kujala评分(75.6 vs 85.3低度1组)(p<0,01)和83.4低度2组(p<0,01);Lysholm评分((77.6 vs 84.6低度1组)(p=0,03);IKDC评分(78.6 vs 87.3低度1组) (p=0,01)84.3低度2组(p=0,33)(表4)。

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髌骨外移距离平均减小,术前21.0mm-术后9.9mm,术后高度组对比低度2组有明显外移(表4)。MPFL移植物残余松弛的比率8.5%(4/47)。MPFL移植物残余松弛率在高度组和二个低度组存在明显不同(33.3%vs 0.0%低度1组)(p=0,16)和低度2组(p=0,24)。

术后残留“J”形征阳性率38.3%(18/47),高度“J”形征组明显差异(91.7%vs 15.8%低度1组)(p<0,01),25.0%低度二组(p<0,01)(表4)。

残余“J”形征阳性和MPFL移植物残余松弛患者自行报道初步进行分析。患者残余“J”形征阳性同时会有较低的Kujala评分(78.8 vs 83.3; P = .043),IKDC 评分(81.1 vs 86.0; P = .017)对比术后正常的髌股轨迹患者(图7)。 相同,根据患者自行汇报效果较差,MPFL移植物残余松弛(n=4)相对于没有松弛患者(图8)。

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图7.比较Kujala, Lysholm, 和 International Knee Documentation Committee (IKDC) 评分在“J”残余阳性组和正常髌股轨迹组。二组统计学差异为(<0.05)

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图8.比较Kujala, Lysholm, and International Knee DocumentationCommittee (IKDC)评分,在移植物残余松弛组和正常组。二组统计学差异(p<0.001),内侧髌股韧带MPFL。

MPFL残余松弛进一步分析显示:MPFL残余松弛(n=4)显示术前具有高度“J”形征阳性(100.0% vs 18.6%, P = .003),术后残余“J”形征阳性对比正常组(100.0% vs 32.6%; P = .017)(表5)。

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没有患者有并发症,例如:截骨部位延迟愈合和不愈合,肌间隔综合征,深静脉血栓,感染。有一例患者有关节僵硬(活动范围0°-80°),在取内固定时麻醉下进行了松解。

讨论

本研究最重要的发现DDFO联合术式是治疗“J”形征阳性和FAA增加(≥30°)RPD有效的手术方式,术前高度“J”阳性是术后临床效果的负面影响因素,术前高度“J”形征阳性和术后残余“J”形征阳性和MPFL移植物松弛具有相关性。手术治疗RPD的原理是稳定髌骨,恢复髌股关节正常的生物力学环境。尽管MPFLR是最重要的稳定髌骨的手术,但是单一的MPFLR不能改善髌骨轨迹和运动学功能,特别是高度“J”形征阳性患者是临床工作中最具有挑战性的RPD病例。导致严重“J”形征阳性的RPD的原因具有多样性,手术需要矫正髌骨在伸直过程中的异常,手术包括:胫骨结节截骨,股骨、胫骨旋转截骨。Frosch and Schmeling指出对于没有髌骨轨迹不良的RPD患者可以采用单纯的MPFLR的方法进行治疗。但是当RPD合并髌骨轨迹不良,需要通过MPFLR联合软组织和骨性手术进行治疗。考虑到髌骨“J”形征的意义,高度“J”形征对比低度“J”形征更需要引起重视。

大量的文献研究提及到了髌骨不稳和股骨旋转畸形的相关性,一些研究认为股骨旋转畸形也是“J”形征阳性的风险因素。在一项研究中,Kaiser 等指出:在MPFL缺失的患者当中,FAA仅有10°的增大,会明显增加髌骨向外侧脱位的力量。作者进一步指出仅仅行MPFLR,当髌骨活动时,增大的股骨前倾角会对髌骨产生持续的向外侧的力量,会增加重建后MPFL的压力,甚至导致MPFLR的失效。因此,作者建议此类病历进行附加DDFO手术,中和股骨扭转导致的向外侧的拉力。Nelitz等指出FAA是髌股轨迹重要的影响因素,特别是在膝关节伸直末期。作者对12名股骨前倾角(>25°)患者进行了DDFO联合MPFLR手术,明显改善了膝关节功能。Frosch and Schmeling将髌骨脱位的患者进行分类,髌股轨迹不良合并扭转畸形的患者,分型为3e,认为扭转畸形是髌股轨迹的重要影响因素。Imhoff等对42名股骨前倾角增大的RPD患者进行了联合DDFO手术,指出DDFO是治疗股骨前倾角增大的RPD的有效治疗方式。综合上述研究,DDFO治疗股骨前倾角增大的RPD患者,可以明显改善患者的功能和主观满意度。

最近公布一项研究,Franciozi等对42例RPD患者进行了MPFLR和胫骨结节截骨和非截骨手术,患者术前TT-TG值为17-20mm,术前“J”形征阳性,术后取得了良好的临床效果,低的残余“J”形征阳性率(19.0%)。相反,本研究显示较高的残余“J”形征阳性率(38.3%)。这两项研究残余“J”形征阳性率不同可以通过以下原因解释:一些骨性的异常会导致“J”形征的产生,但是术前解剖的畸形在2项研究中有很大的不同。Franciozi 等研究中纳入的患者具有正常的TT-TG值,42例患者中仅有7例患者具有增大的FAA;相比,在本项研究中,42.6%的患者TT-TG值(≥20mm),所有患者均有增大的FAA。因此,本项研究中的患者有更多的骨性异常,可以导致更高术后残余“J”形征阳性。

髌骨轨迹的天然复杂性导致RPD(patient-reported outcomes)临床结果很难有效的评估。患者报告结果是目前髌股关节不稳文献里最常用的评估临床疗效的工具。三组中不同的PROs显示“J”形征等级对于RPD患者制定手术计划的重要性,同时表达的信息是对于不同程度的“J”阳性患者,采用同一手术方法可能是不恰当和不合理的,对于高度“J”阳性患者,为了获得术后良好的PROs,需要向患者交代可能需要进行更多的手术操作。但是,PROs的差异,可能与病例数相对少具有相关性。不同于PROs,残余“J”阳性评估和髌骨应力位像能够量化术后髌骨轨迹更正的效果,MPFL移植物残余松弛度可以提供额外的信息来评估RPD手术的有效性。尽管残余“J”形征阳性和MPFL移植物残余松弛度对于临床意义在文献中没有得到证实。本研究显示有残余“J”形征阳性和MPFL移植物残余松弛的患者PROs较差,在某种程度上证实了,残余“J”形征阳性和MPFL移植物残余松弛度对于RPD的临床意义。

“J”形征对于RPD临床效果的影响最近得到了关注。Sappey-Marinier等报道了211例RPD患者行单一MPFLR的临床效果,发现术前“J”形征阳性是MPFLR失效单一的危险因素(odds ratio, 3.9)。本项研究中,所有患者术后随访中没有再次脱位(定义为失败),但是,4名患者(4膝)髌骨应力位像存在MPFL移植物残余松弛,进一步分析显示术前高度“J”形征阳性对比低度“J”形征阳性,术后会有较差的PROs和MPFL移植物残余松弛,这与Sappey-Marinier等的研究相一致。Sappey-Marinier等建议对于RPD术前计划要更多的重视高度“J”形征患者,高度“J”形征患者术后可能存在MPFL移植物残余松弛和较差的PROs。低度“J”形征阳性的两组中,术后没有出现再次脱位和MPFL移植物残余松弛,临床效果好于高度“J”形征阳性组。尽管良好的临床效果出现在DDFO联合手术治疗的低度“J”形征阳性和增大的FAA患者中,但也不意味着对于这些患者是最恰当的治疗方式。DDFO具有较大的手术创伤,可以有较小的手术创伤的术式可以选择,例如:MPFLR联合胫骨结节截骨或者单纯MPFLR,在未来的研究中低度“J”形征RPD患者要达到较小的创伤和良好的临床效果的平衡。相反,在高度“J”形征阳性的RPD患者中,存在更少的临床满意效果和较高的残余“J”形征阳性率,在恢复髌股关节稳定和矫正髌骨轨迹不良上显示出手术方式的不充足。在本研究中只有严重的滑车发育不良是未治疗的解剖学畸形,会影响到MPFLR的临床效果。Sappey-Marinier 等发现了严重滑车发育不良(Dejour 分型 B和D)和“J”形征阳性(odds ratio, 16.9)具有相关性。Sappey-Marinier等建议严重的滑车发育不良合并“J”形征阳性患者需要行滑车成形术,这可以解释高度“J”形征患者未得到矫正和较差的临床效果的原因。

但是,DDFO是创伤很大的手术,再联合滑车成形术,会引起潜在的风险性。目前不清楚附加滑车成形术的风险性。从目前的观点,手术医生非常担心对于高度“J”形征阳性的RPD患者,通过附加的滑车成形手术是否能够矫正残余“J”形征阳性和改善RPD的临床效果。另外,除外骨性异常,软组织因素在髌骨轨迹不良中起到了作用也不能忽视。Pal 等显示股内侧肌激活的延迟和髌骨轨迹不良具有相关性,股内侧肌激活的延迟可导致股四头肌力量的不平衡,导致髌外侧轨迹不良。但是。最近的研究显示,由于软组织畸形矫正手术的限制,所以仅有骨性畸形可能会导致在高度“J”形征阳性患者中存在残余“J”形征阳性。进一步的研究需要证实股四头肌的动力性效果和影响髌骨轨迹的矢量力对于“J”形征的影响。

本研究的局限性

第一,“J”形征分度是主观评定。检查者评定和患者股四头肌收缩力会影响最后的分度。第二,非随机设计和相对小样本会影响统计学分析。第三,仅有单变量分析对于MPFL移植物残余松弛的因素。第四,麻醉下的应力位像和相对放射暴露限制了应力位像的应用。第五,15名患者术后2年拆除内固定,增加了随访的丢失(32.9%; 23/70)。

结论

在我们治疗的这组患者当中,对于存在“J”形征阳性和FAA(≥30°)的RPD患者,术前高度“J”形征阳性的患者术后有较差的的临床结果,存在MPFL移植物松弛,残余髌骨轨迹不良。综上所述,“J”形征阳性患者多存在于髌骨轨迹不良的患者当中,特别是在股骨前倾角增大股骨过度内旋的患者当中,术前“J”形征阳性程度对于患者术后的临床评分和MPFL的残余松弛度具有预判的作用。“J”形征阳性发生的机制还未完全明确,需要进一步研究。

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