膝关节置换术中腓总神经损伤的原因与预防

【摘要】  了解膝关节置换术(TKA)中腓总神经损伤的原因及预防要点。［方法］回顾本院1996年1月～2007年6月2 000例初次TKA术后腓总神经麻痹患者的致伤原因。6例新鲜完整正常人体下肢标本模拟行TKA术，观察术中容易损伤腓总神经的操作步骤。［结果］9(0.45%)例患者术中腓总神经出现不明原因损伤。标本模拟手术过程证实，术中可能导致腓总神经损伤的高危操作依次为：①松解股骨后外侧关节囊、腓肠肌外侧头时，助手自后向前环抱提拉股骨远端将腓总神经压迫贴近股骨，后外侧骨面大大增加腓总神经挫伤几率，且术后多为其深、浅支同时出现症状。②外侧Hoffman板钩放置位置偏于外侧副韧带后侧或深度过大，钩尖部在运动中容易划伤腓总神经，术后多为深支或浅支的不全损伤。③安装假体试模后，为纠正残余屈曲角度，强力完全伸直或过仰，容易导致腓总神经牵拉伤。［结论］术中松解后外侧关节囊、腓肠肌外侧头时，应该避免助手自后向前环抱股骨远端向上提拉。注意Hoffman板钩位置、插入方向及其深度。避免强力过伸膝关节。

【关键词】  关节成形术 置换 膝 总神经 损伤 应用解剖学

    Abstract: ［Objective］To explore the causing and prevention factors of peroneal nerve injury after total knee arthroplasty(TKA). ［Method］ Nine postoperative peroneal-nerve injury in 9 patients were documented in a retrospective review of 2000 consecutive total knee arthroplasties performed at one institution from Jan.1996 to Jun.2007. Six fresh cadaver knees were executed TKA to observe the causing factors of peroneal nerve injury in operation. ［Result］The causing factors of the 9 (0.45%) patients were not clear. Cadaver knees TKA suggested the dangerous handlings by turns include the belows:①lifting distal femur by encircle dragging may enhance lesion probability of common peroneal nerve. ②risk for common peroneal nerve to set Hoffman crook not paralleling longitudinal axis of tibia or posterior the lateral collateral ligament .③excessive straightening knee joint after the prosthesis had been fixed. ［Conclusion］Lifting distal femur by encircle dragging should be avoided while peeling posterolateral joint caps and caput laterale musculi gastrocnemii.The location, inserting orientation and depth of Hoffman crook should be taken care of.Hyperextension of the knee should be avoided.

    Key words：total knee arthroplasty；  common peroneal nerve；  lesion；clinical anatomy

    腓总神经麻痹是全膝关节表面置换术（TKA）后严重并发症之一，报道其发生率约为0.3%～0.8%［1、2］，导致感觉缺失、足背伸、外展功能缺失或受限。腓总神经麻痹完全恢复较少见，多遗留永久性的感觉缺失和不同程度的运动功能损害。绝大部分损伤原因不明，即使经验丰富的膝关节外科医师也偶有发生。本文对解放军总1996年1月～2007年6月期间2 000余例初次TKA患者中9例(0.45%)出现术后腓总神经麻痹病例进行回顾总结，分析可能导致术中损伤的机理；采用新鲜完整正常人体下肢标本6例，模拟TKA手术过程，观察验证术中容易损伤腓总神经的操作步骤。

    1  临床资料与方法、结果

    1.1  一般临床资料

    1996年1月～2007年6月，解放军总医院完成初次TKA 2 000余例中，9例16膝中9膝出现术后腓总神经麻痹。其中，男2例2膝，女7例7膝术后腓总神经麻痹，年龄［60±7.6(55～72)］岁。9膝均为骨性关节炎。内翻畸形6膝，内翻20°±10.3°(5°～40°)；外翻畸形3膝，外翻15°±8°(5°～30°)；均伴有固定屈曲畸形20°±10.3°(10°～40°)。7例患者为双侧同期置换，5膝为最后完成侧，以上患者均未发现明显脊柱脊髓病变，无椎板切除手术史。

    1.2  手术方法

    9例患者均采用全麻。假体为Depuy公司提供的PFC假体，手术均采用膝前正中切口，按照同一标准流程操作，由本院4位经验丰富的术者分别完成。术中均仔细保护髌腱止点、腓总神经、腘肌腱、外侧副韧带及内侧副韧带，无明显操作失误。麻醉满意，手术进行顺利，单膝手术时间平均80 min，术中视野清楚，平均出血量400 ml。术毕，弹力绷带自远端向上缠绕包扎患肢。

    1.3  结果

    9例均于麻醉期后检查发现患肢胫骨前肌、?母长伸肌肌力0级。其中8例伴有足背、第1趾蹼区感觉缺失；7例腓骨长肌肌力0级，余2例分别为Ⅱ、Ⅲ级。及时检查包扎敷料，无压迫迹象，确认为术中损伤。损伤原因与年龄、性别、体重、术中是否用止血带等均无显著性统计学意义。

    经科室专家讨论，分析总结认为以下操作步骤可能损伤腓总神经：①外侧板钩放置位置不当，压迫致伤；②清理胫骨平台后缘时过度向前脱位，牵拉致伤；③股骨远端截骨时，胫骨向后移位挤压致伤；④松解清理股骨后髁时骨膜剥离子挫伤；⑤过伸膝关节导致牵拉伤等推测假设。但手术组医师详细回顾每步操作过程，在以上高危步骤时均小心操作，排除锐性损伤可能，钝性损伤原因不明。鉴于上述病例的困惑，推测可能与术中体位导致腓总神经移位而增加损伤有关［2］，因此进行相关临床应用解剖学研究，在标本上模拟手术过程，验证损伤的较大可能原因。

    2  应用解剖学研究

    2.1  材料与方法

    采用新鲜完整正常人体下肢标本6例(南方医科大学临床解剖学研究所提供)，年龄、性别不详，按标准流程操作模拟TKA手术过程。同时，解剖显露出膝部腓总神经，保留其与深部组织之间的纤维连接，避免游离腓总神经。重点观察以上容易损伤腓总神经的操作步骤中，何种体位、操作、器械插入深度与方向可能牵拉、挤压、挫伤腓总神经。

    2.2  结果

    2.2.1  腓总神经的走行与毗邻

    腓总神经在胫神经外侧进入腘窝，沿股二头肌腱的内侧向远端走行。伸直位时，与下肢中线呈约30°，跨腓肠肌外侧头肌腱，向下外走行于股二头肌腱与腓肠肌外侧头之间，绕腓骨颈分为腓浅神经、腓深神经，支配小腿外侧肌群和胫前肌群。为便于下文表述，腘窝顶至腓骨颈部段腓总神经干被分为3部分(图1)：第1段为股骨后髁上缘以上部分，神经干紧邻股骨干后侧骨面，仅有疏松结缔组织相隔；第2段为股骨后髁上缘以下至胫骨平台平面部分，神经干在腓肠肌外侧头肌腱、腘肌腱浅面走行；第3段为胫骨平台平面以下至腓骨颈部分。前两段腓总神经被疏松结缔组织包裹，与腓肠肌外侧头、股二头肌腱等软组织床有疏松连接，活动度较大。第3段远侧部分被股二头肌腱筋膜张部、小腿深筋膜包被，紧紧束缚于腓骨颈部，活动度相对较小。

    2.2.2  屈曲体位下腓总神经位置与所受张力的变化

    膝关节过伸位，在前后交叉韧带完整时，腓总神经伴随紧张的股二头肌腱而伸直，但触摸未见明显绷紧、拉伸。切除前后交叉韧带后，腓总神经被牵拉绷紧，松解腓肠肌内外侧头起点后，其张力更高。表明随着膝关节限制过伸的静力稳定结构被松解，腓总神经在过伸位受到的张力增高，容易导致牵拉伤。

    随着膝关节屈曲度增高，腓总神经松弛并不断迂曲，第2段在关节线平面形成折叠堆积(图2)。当周围软组织被环状挤压固定时，腓总神经干第1～2段有较大的侧方活动度，同时常被挤压贴近股骨干后侧骨面和股骨后髁，腓总神经干第3段离胫骨上缘皮质也更加贴近。当牵拉股二头肌、腘绳肌，模拟主动屈曲时，由于肌肉张力，腓总神经位置向后移动约6 mm。

    2.3  TKA术中腓总神经容易受伤的操作步骤与体位

    2.3.1  外侧板钩放置

    按标准髌旁内侧入路显露关节腔后，膝关节屈曲90°，放置外侧Hoffman板钩，将髌骨及伸膝装置挡开是清理关节腔的必要显露。不当的外侧板钩放置位置、插入时方向、深度，Hoffman板钩尖部有可能挫伤、挤压腓总神经，致其损伤。

    在胫骨平台外侧缘前1／2(腓骨头尖部前侧)，插入Hoffman板钩，只要其深度未及腓骨颈部，不会触及腓总神经，较为安全。而于胫骨平台外侧缘前后1／2(腓骨头尖部后侧)，插入Hoffman板钩时，务必非常谨慎操作。应该紧贴胫骨外后侧骨面插入板钩，插入方向与胫骨纵轴平行(图3)，插入深度胫骨平台下10～15 mm，不宜超过20 mm。术中助手维持该板钩位置，要避免板钩尖部向后并外展。如果Hoffman板钩插入时与胫骨纵轴呈向后外的方向，腓总神经第2～3段极有可能被挫伤，临床上多表现为不完全性损伤。

    2.3.2  股骨后髁清理、松解

    股骨后髁骨赘清理、关节囊及腓肠肌内外侧头松解，常常是TKA术后获得关节完全伸直、较高屈曲度的必要措施。用弯骨膜剥离器、骨刀于股骨后髁骨膜下自远端向近端推，将以上结构松解，黄韧带咬骨钳等清除游离的骨赘。腓总神经第1段由于膝关节屈曲而迂曲折叠，因此在腘窝外侧角部更贴近骨面，但松弛、活动度大，一般来说用弯骨刀或骨膜剥离子小幅度的松解不会对其造成损伤。但是，在这一操作过程中，常需助手将胫骨后推开固定，同时将股骨上提，以显露股骨后髁，便于操作。标本模拟操作表明，该步骤操作，器械容易向后瞬间突出，挫伤腓总神经1段的可能性较大，尤其当助手自后向前环抱向上提拉股骨远端时，将腓总神经紧紧向前贴压在骨面，损伤几率大大增加。

    胫骨后推向后脱位时，腓总神经伴随向后位移，未见在截骨面间被嵌压；当股骨上提时，可以增大关节囊及腓肠肌内外侧头与股骨髁间隙与夹角，便于操作，该步骤操作安全。用骨膜剥离器或骨刀清理后髁截骨边缘骨赘时，刃口与股骨纵轴夹角保持在30°～45°较为理想，器械紧贴骨面，不易滑动；操作器械较直时，刃口与股骨纵轴夹角常常有限。后关节囊及腓肠肌内外侧头在股骨后髁附着处的夏皮氏纤维韧、厚，剥离操作器械最好用刃口更锋利的骨刀。操作方法宜用骨锤或掌根轻轻敲击器械末端，较好控制器械位移方向与距离，徒手推需用力较大，难以控制滑动方向与距离，瞬间向后突出可以挫伤腓总神经(图4)。腓总神经1段靠近股骨中线，器械刃口在外侧股骨后髁由内侧向外侧推进较为安全，反之有挫伤腓总神经的可能。向上提拉股骨干时，避免自后向前环抱股骨远端，利用髓腔杆上提，腓总神经较为游离，活动度大，即使受到器械刃口冲击，损伤几率相对较小而更加安全(图5)。图1膝关节过伸，腓总神经绷紧

    图2膝关节屈曲，腓总神经迂曲、松弛，活动度增大

    图3外侧板钩在外侧副韧带前侧，平行胫骨纵轴插入可以防止腓总神经损伤

    图4环抱提拉股骨远端，增加腓总神经损伤几率

    图5髓腔杆中心提拉股骨远端，减少腓总神经损伤几率2.3.3  其他

    如前所述，膝关节限制过伸的静力稳定结构被松解，腓总神经在过伸位受到的张力会增高，可能导致牵拉伤。尤其当股骨后髁关节囊及腓肠肌内外侧头松解，安装试模后，通过按压膝关节导致过伸，试图撕裂可能未被完全松解的部分，以纠正残余屈曲度数的操作，损伤腓总神经的可能性显著增加。但本试验中无法验证撕裂瞬间神经受力和损伤情况。

    另外还有，术中过长时间使用止血带等；术后敷料包扎过紧，导致腓总神经腓骨颈段被压迫而导致损伤，及时松解包扎可以较快恢复。

    3  讨论

    腓总神经损伤尚缺乏有效方法，处理较为棘手，神经功能恢复过程与预后缺乏可预测性。多次报道TKA腓总神经麻痹病例，Mont等报道其发生率为0.58%(74／12 784)，  Mayo临床8 754例TKA病例中其发生率约为0.3%），在膝关节瘤段切除定制假体置换时其发生率高达23%。本组发生率0.45%，与国外报道结果相近。总的看来，在严重屈曲挛缩畸形、严重外翻畸形等需要大范围软组织处理时，其发生率较高。

    大部分文献报道TKA腓总神经麻痹均未发现明确原因和损伤机理，而是推测可能与直接损伤(切割、烧灼)、牵拉性损伤和压迫性损伤等有关［3～5］。Idusuyi等认为可能与硬膜外麻醉术后镇痛、既往的椎板切除和术前膝外翻畸形等有关，而与患者年龄、性别、关节炎类型和止血带使用时间无关。本组病例损伤未发现明确原因，术后均未采用硬膜外麻醉术后镇痛，既往无椎板切除手术史，内翻畸形(6／9)多于外翻畸形(3／9)，术中无直接损伤史，推测与术中牵拉或一过性压迫、挫伤有关。

    关于膝关节屈曲状态下，膝关节血管神经及其分支距离胫骨后缘皮质更近还是更远的问题，一直存在争议。1973年Conventry首先指出术中屈膝位，腘动脉等远离胫骨平台后皮质，可以避免腘血管神经及其分支受损，Farrington等分别应用彩色多普勒技术、MRI扫描、动脉造影技术对32例(45膝)、9例(9膝)、8例(8膝)仰卧位患者进行研究，结果支持Conventry的看法。但是，1995年Zaidi等报道结果与他们恰恰相反，并指出原因在于膝关节屈曲时由于腘肌体积发生变化所致。张昊伟等认为后者研究时患者处于侧卧位，未考虑仰卧位时肌肉软组织的重力效应，所以导致相反的结论。本组研究认为，相比较完全伸直位，股二头肌、腘绳肌牵拉紧张，膝关节主动屈曲保持90°时，腘血管神经有少量(6 mm)向后移动，与Conventry等学者结果一致；但在完全放松状态下(正如术中麻醉后)，被动体位保持屈曲90°时，腘血管神经在关节线平面折叠挤压，反而更加贴近胫骨平台后侧骨皮质，与Zaidi等结果相近。本研究结果示，无论TKA，还是胫骨平台截骨术，屈曲90°位时腘部血管神经处于放松状态，有较大位移幅度和活动空间，才是减少损伤可能的关键所在。在非锐性操作时，体位变化导致血管神经的少量位移并不具有重要临床意义。

    本组标本手术过程，解剖观察证实股骨后髁关节囊、腓肠肌起点松解时，最容易挫伤腓总神经，其可能表现为运动、感觉完全(部分)丧失。尤其是在该步骤操作时，助手提拉股骨的施力方式与位置不当，将大大增加损伤几率。建议避免在股骨远端自后向前环抱提拉，使腓总神经有较大的活动度，可以减少器械挫伤的机会。其次是外侧Hoffman板钩放置的位置和插入方向、深度不当，可能挫伤腓总神经某一支，其表现一般为部分运动、感觉的丧失。完成软组织松解，安装假体试模后的过伸体位可能对腓总神经造成牵拉伤，应该尽可能避免。

    总之，无论是术者，还是助手，熟悉生理状态下的局部解剖结构层次与毗邻是防止TKA腓总神经损伤的基本要求，同时应该掌握在关节畸形、不同屈曲程度时，包括腓总神经在内的局部解剖结构的相应变化。术者如果非常清楚器械的进入方向、操作范围与腓总神经的关系，谨慎小心操作，可以最大程度上避免包括腓总神经在内的腘血管神经损伤。［6］

【文献】
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［2］ 袁艾东，蔡道章，王昆，等.影响全膝关节置换术后疗效的相关因素分析［J］.修复重建外科杂志,2007,3：235-239.

［3］ 高巍，陈百城，段俊婷，等.胫骨近端手术中腓总神经安全区的定位及临床意义［J］.中国临床解剖学杂志,2006,24：139-141.

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［5］ Paolo A, Domenico L, Pierluigi C, et al. Total knee arthroplasty using a Pie-crusting technique for valgus deformity［J］. Clin Orthop Relat Res, 2007,464:73-77.

［6］ 刘杰，王克力，葛许峰，等.膝关节镜下膝后外侧腔室联合手术入路的探讨［J］.中国矫形外科杂志，2007，15：101-103.