膝關節及十字韌帶手術的新進展 Update of Stifle Surgery MANAGING MENISCAL INJURIES RELEASE, RESECT, OR REJECT CANINE MENISCUS UPDATE RE-EVALUATING MEDICAL MANAGEMENT OF CCL DISEASE AETIOLOGY AND BIOMARKERS OF CANINE CCL DISEASE MEDIAL PATELLAR LUXATION: OPTIMIZING OUTCOME MANAGING MENISCAL INJURIES RELEASE, RESECT, OR REJECT 治療半月板傷害的原則 John F. Innes BVSc PhD DSAS(orth) MRCVS University of Liverpool, Liverpool, UK CANINE MENISCUS UPDATE 犬隻半月板新知 ANTONIO POZZI, DMV, MS, DACVS. UNIVERSITY OF FLORIDA 台灣大學江茹芳醫師 2012/12/16 半月板 C 型纖維軟骨盤 加深脛骨平台的關節表面 若內外側半月板失去完整性將導致關節炎的發生 半月板的結構 The peripheral border (abaxial) is wedge shaped and tapers to the opposite border (axial), which is a thin free edge. 半月板相關韌帶 內側與外側半月板 cranial tibial and caudal tibial ligaments 外側半月板 femoral ligament intermeniscal ligament 與 CrCL 和脛骨連接處重疊 可做為 CrCL 重建的 anchor graft 半月板相關結構 兩側半月板的周圍皆與關節囊相連 內側半月板還與 medial collateral ligament 相連 使內側半月板可動性較低, 更易受傷 半月板的膠原纖維 於股骨和脛骨面主要為縱向 (radial) 排列 Central body 為環狀排列 產生環向應力 (hoop stress) 半月板相關結構 血管與神經分布 僅局限於半月板周圍, 內側三分之二無血液供應 lateral and medial genicular arteries 關節囊 :perimeniscal capillary plexus 神經分布集中於 cranial and caudal horns joint proprioception 防止關節過度負重 1
半月板的功能 負重 關節伸展時, 承受至少 50% 的 compressive load 關節彎曲時, 承受 85% 的 compressive load 不負重時可減少軟骨之間的接觸面積 吸收衝擊 半月板與骨骼負重面之間覆蓋一層關節囊液的薄膜 穩定關節 使股骨與脛骨之間的負重面較為吻合連續 在 CCL deficient stifle 可能可以防止脛骨前移 潤滑關節 本體感覺 防止滑液膜進入關節腔 (synovial impingement) 半月板傷害 前十字韌帶傷害 (CrCL insufficiency) 發生率 : 33.2% ~ 77 % 結紮 39.7% 32.2% 未結紮 13.7% 13.4% 半月板傷害 少見 外側半月板撕裂傷 (lateral discoid tears) 外側半月板的縱向撕裂傷 (longitudinal tears) 半月板傷害 縱向 (longitudinal) 水桶提把狀 (bucket handle) 橫向 (radial) 水平向 (horizontal) 及複合式破裂 外側半月板與股骨藉由韌帶相連, 當 CCL deficient knee 向前側位移 (cranial drawer), 外側半月板還是可以正常負重, 但內側半月板仍會向前移動, 所以使 caudal horn 不正常的負重 最常見的半月板傷害 : 內側半月板 caudal horn 的縱向撕裂 半月板傷害 Isolated meniscal tears 罕見 Boxers, 工作犬 與 osteochondral lesions 有關 CrCL insufficiency 內側半月板傷害比外側更常見 前十字韌帶手術後的晚期併發症 Postliminary medial meniscal tears 術後的半月板傷害 (Postliminary/postoperative meniscal tears) 發生原因 residual stifle joint instability 術中未能診斷出潛在的半月板撕裂 臨床症狀 : 持續性的跛行 發生率 :2.8 % ~17.4 % 發生時機點 : 常見於術後前四 - 六個月 ( 三週 - 九個月 ) 通常需要再次手術介入 2
術後的半月板傷害 膝關節滲出液 (stifle effusion) 關節囊液量增加 黏度下降 鑑別診斷 :joint sepsis 關節囊液混濁 細胞數增加 ( 以嗜中性球為主 ) 手術介入前須做細菌培養 術後的半月板傷害 只有少數幾個大型研究探討其發生率與風險因子 與品種 年紀 脛骨平台角度 (Tibial plateau angle, TPA) 無關 上昇發生率的因子 體重過重 慢性十字韌帶傷害 十字韌帶完全斷裂 Diagnosis of Meniscal Pathology: What s NEW? CCL insufficiency 繼發二次性半月板傷害比例為 40-70% 大部分未接受治療的半月板傷害會造成持續性的跛行 better surgical exposure 降低醫源性軟骨傷害的風險 提供更精準的治療 半月板評估 關節鏡 關節切開 進階影像 提高診斷的精確度 stifle distraction meniscal probing 半月板傷害的診斷 最佳的診斷方法 關節鏡 +probing 優點 可直接檢查脛骨面的半月板 可同時做關節 ROM 時, 在較正常的解剖姿勢下評估關節 prob e MFC: medial femoral condyle MM: medial meniscus TP:tibial pleateau BHT: bucket - handle tear 半月板傷害的診斷 使用關節內視鏡的秘訣 精確的皮膚切開位置 portal location 決定是否可以好好檢查關節 instrument portal 方便器械到達病變部位做出治療 半月板傷害的診斷 決定 arthroscope portal 的位置時需將脛骨平台的形狀考量進去 當病患的 TPA 非常陡峭時, 建議 scope port 的位置可在更近端 最常犯的錯誤!! 不要忘記 30 degrees oblique view. 藉由旋轉光源來變更鏡頭的角度 3
半月板傷害的診斷 其他診斷工具 尚未被廣泛應用 超音波 已被運用在犬隻的診斷 stress MRI CT arthrogram 多層面的重組影像 可評估前後十字韌帶和半月板的完整度 Meniscal Treatment: What s NEW? meniscectomy or meniscal release predisposes to osteoarthritis 難以制定清楚的治療準則 Meniscal Treatment: What s NEW? 主張一 研究顯示 meniscal release 減低術後半月板撕裂傷的機率, 且短期內不會對肢體功能造成有害影響 (Thieman et al. 2006 ) 將 menisca release 做為預防性手術措施 主張二 完整的半月板有助於增進膝關節的生物力學結構, 延緩發生骨關節炎的進程, 若能增進半月板傷害的診斷率可減低術後發生半月板撕裂傷的風險 不需施行 meniscal release, 精確的診斷 良好的溝通與穩定缺乏前十字韌帶的膝關節能夠有效降低發生術後半月板撕裂傷的機率 半月板傷害的治療 small joint arthroscopic punches and scissors for meniscal resection 嚴重的半月板傷害可考慮 meniscal allograft 捐贈組織來源? 如何保存? 品質保證? 尺寸選擇? 如何固定? 半月板傷害的治療 研究顯示以 TPLO 治療 CrCL deficient stifle 時, 完整的半月板對於能否重建正常的關節構造排列有關鍵的影響 30% 犬隻術後仍有 cranial tibial subluxation, 其中大部分的犬隻施行半月板切除術 術後擁有正常關節排列的犬隻, 其半月板皆為完好的 4
評估犬隻 CrCLD 治療的效果 Vicki L. Wilke, DVM, PhD, DACVS University of Minnesota College of Veterinary Medicine, St. Paul, MN 過去認為在體重 >35lb 的狗, 非手術治療 CrCLD 的效果很差 這些研究的限制性 來自兩項回溯性研究 Pond et al. 1972 Vasseur 1984 評估犬隻 CrCLD 治療的效果 Pond et al. 報導 >20kg 以上的犬隻病患有 78% 的非手術成功率 近來研究為 85-92% 的成功率 Vasseur 報導 >15kg 的犬隻, 只有 19% 可以不需手術也能復原 >> 此研究沒有適當的控制組 ( 手術組 ) 兩者皆認為與跛行 關節炎程度 鬆弛程度無關 前瞻性隨機採樣的研究 評估方式 : 力板分析與飼主評估 評估時間 : 接受評估的一年後 成效 無手術組 : 接受減重 物理治療及 NSAIDs 63% 手術組 : 接受 TPLO 手術 75% 此結果排除了因年紀較大或同時罹患其他疾病以致於無法接受手術和麻醉的病患 手術組若能同時接受非手術治療, 應能得到更好的效果 AETIOLOGY AND BIOMARKERS OF CANINE CCL DISEASE 犬隻前十字韌帶疾病的病因與生物標記 相關研究 John F. Innes BVSc PhD DSAS(orth) MRCVS University of Liverpool, Liverpool, UK 前十字韌帶斷裂的可能因子 基因 種別 年紀 性別 絕育 缺血 肥胖 免疫機制 脛骨平台角度 (TPA) intercondylar notch local biomechanics 分子基因 疾病相關的蛋白質或影像 生物標記 風險 診斷 疾病進展 5
風險因子年紀 品種 / 基因 性別 大體型 > 小體型 年輕 肥胖 ( 研究中 ) 品種 Newfoundland, Rottweiler, Labrador Retriever Greyhound, Bassett Hound, Old English Sheepdog 風險因子品種 / 基因 犬種 Newfoundland Boxer 發生率 0.27% 0.28% 相關基因 4 chromosomal regions in US 3 regions in UK 兩地之間存在顯著的基因分層 絕育 雌性 45.4% 絕育母犬是肥胖的 CCL 的代謝 Q: 在好發犬種與已絕育的犬隻,CCL 是正常的嗎? 結構是否正常? 生化性質是否正常? 荷爾蒙是否會影響 CCL 的代謝與功能? 穿透式電顯 研究顯示膠原蛋白纖維的平均直徑 : 高風險品種 ( 拉布拉多 黃金獵犬 )< 低風險品種 (Greyhound) 膠原蛋白纖維的直徑與負重有關 CCL 切斷後, 後十字韌帶的膠原蛋白纖維直徑下降 CCL 的代謝膠原蛋白 膠原蛋白代謝的標記物 (Markers of collagen turnover) 在組織中,gelatinase (matrix metalloproteinase [MMP]- 2) 於高風險品種被過度活化 tissue inhibitor of MMPs (TIMP-2) 在高風險品種其濃度較低 膠原蛋白交叉連結的特性 more intermediate collagen cross-links 膠原蛋白的代謝上升! CCL 的代謝 intecondylar notch( etiological factor) 可能影響 CCL 的生化特性 CCL 的代謝彈性蛋白 (elastin) 研究彈性蛋白的細胞型態與其扮演的角色 共軛焦顯微鏡 以上研究的限制性 對象為正常動物 非處於 end-stage disease Grayhound 的 CCL 細胞間質 6
CCL 的代謝彈性蛋白 (elastin) A: CCL 的 interfascicular regions -- 長度不一 厚而分枝的突起 ; 圓形核仁 epiligament 的細胞具有短而分枝的細胞突起 (cell processes) 進而組成緻密的網絡 Fascicular regions B. 長而細的細胞突起與膠原蛋白纖維束平行, 核仁長 窄, 有些短的橫向突起 C. 細胞突起更短 更厚, 常分支, 核更圓 D. 獨立的細胞群, 無細胞突起, 圓核 CCL 的代謝 細胞突起穿透膠原蛋白纖維束的內部 不同群細胞相互混合構成前後十字韌帶的本體 細胞密度 組成比例不同 型態反映機械力學 (tension) 細胞的型態影響製造基質與修復的能力 當細胞遠離血管卻又需要營養 長的細胞質突起 中段韌帶的機械環境讓細胞突起幾乎不可能維持 細胞密度的降低, 表示此處可獲得的營養可能較少 犬隻十字韌帶 : 不同區域的細胞型態也有顯著不同 營養 對傷害的反應 mechanical sensing 可藉由染色得知是否有纖維軟骨化的變化正發生 內分泌 女性運動員更容易有前十字韌帶斷裂 兔 ( 體外實驗 ): 雌激素負向調控 CCL 細胞的代謝 人 雌激素減少前十字韌帶的膠原蛋白合成 增加斷裂的發生率 ACL 細胞表面有雌激素受器 內分泌 犬隻絕育增加 CCL 疾病的風險 荷爾蒙狀態改變? 體重增加? 另一個需考慮的 white adipose tissue 與荷爾蒙的關係 adipokines (e.g. leptin, TNF-α) 可能影響結締組織的代謝 犬隻 CCL 上發現 leptin 受器 功能未明 TNF-α 可正向調控 protease 在犬隻 CCL 細胞的表現 ( 體外實驗 ) 7
生物力學脛骨平台角度 TPA TPA 是備受爭議的主題 Q: 斜率過大的角度導致 CCL disease? YES! (Morris E et al, 2001) NO! In Greyhounds and Labrador Retrievers (Wilke VL et al, 2002) 許多狗有陡峭的 TPA 但並沒有發展出 CCL disease 比較發生單側或雙側 CCL disease 犬隻病患的 TPA (Cabrera SY et al, 2008) 生物力學 脛骨突起的結構可能是風險因子 (Inauen R et al, 2009) 比較拉布拉多犬的後肢在結構上的差異 (Mostafa AA et al, 2009) 近端脛骨的 cranial angulation 過陡的 TPA 遠端股骨旋轉 比起造成 femoral angulation, tibial torsion, intercondylar notch stenosis, and increased inclination of the patellar ligament, 與 CCL deficiency 更有關聯 MEDIAL PATELLAR LUXATION: OPTIMIZING OUTCOME 髕骨內側異位 : 得到最好的治療效果 Michael P. Kowaleski, DVM, DACVS, DECVS Cummings School of Veterinary Medicine, Tufts University, North Grafton, MA Key points 診斷與治療 所有的 異常有助於降低復發機率 在罹患髕骨內側異位的大型品種犬隻, 遠端股骨內翻 (distal femeoral varus) 的發生率有增加的趨勢 髕骨內側異位 Medial patellar luxation (MPL) 是一種發育異常的疾病 或是創傷性疾病 ( 任何品種都有可能發生 ) 在大型犬的發生率有上升的趨勢 發生率 內側異位佔所有髕骨異位發生率的 75-80% 雙側同時有臏骨異位的比例為 20-25% 伴隨 CrCL 斷裂的比例為 15-20% 正常的股四頭肌群機制 proper axial alignment of the extensor apparatus 股直肌 起始點為髂骨 (ilium) 其餘股四頭肌群近端股骨 臏骨 脛骨突起 (tibial tuberosity) 正常的股四頭肌群機制 骨骼結構 股骨幹 滑車溝 脛骨突起 關節旁軟組織 關節囊 femoro-patellar ligaments 8
相關的骨骼異常 髖關節內翻 (coxa vara) 頸幹角變小 膝內翻 (genu varum) 膝蓋不正常的分開, 呈現彎曲的站姿 遠端股骨內翻 (distal femoral varus) 遠端股骨向中線彎曲 遠端股骨外轉 (external torsion) 相關的骨骼異常 滑車溝變淺 近端脛骨內翻或外翻 (varus or valgus): 近端脛骨朝向或背向中線彎曲 脛骨內轉 (internal tibial torsion) 脛骨突起內側異位 (medial displacement of the tibial tubercle) 理學檢查 手術矯正的適應症 所有第三級或第四級病患 部分第二級病患 手術目標 使 extensor mechanism 恢復正常 加深滑車溝 詳盡的理學檢查很重要, 可以幫助醫師判讀影像, 並制定合適的手術計畫 需確認病患是否同時有髖關節發育不良 股骨頭部分或完全脫臼 前十字韌帶部分或完全斷裂 脛骨或股骨是否有發育的異常 影像診斷 全身麻醉 精確的擺位 完整的評估 至少包含從骨盆到近端脛骨的側照與 VD view 股骨的 axial view 其他 股骨的 cranio-caudal and medio-lateral views 脛骨的 caudo-cranial and lateral views( 包含膝關節與趺關節 ) 影像診斷 -- 股骨內翻畸形 femoral varus deformity 量測 Varus angle(v) 若髖關節 ROM 受限, 而影響伸展. Beam 垂直股骨長軸 ; 卡匣垂直 beam 使用 V-trough 墊高病患 Horizontal beam 股骨需平行脊柱與片匣 proximal femoral mechanical axis 小轉結後在股骨中軸上取三到四點連成直線 Distal femoral mechanical axis transcondylar axis 影像診斷 前傾角 (anteversion angle) axial view of the femur 背側躺 彎曲髖關節, 使 X-ray beam 射線方向可以朝向股骨骨幹的中心 卡匣放置在髖關節之下 股骨頭與股骨頸中心連線 anteversion angle (A) Transcondylar axis 9
影像診斷 同一角度需照多次以比較 變異超過 2-3 度表示可能有擺位或測量的人為誤差 若脛骨有 tibial torsional / angular abnormalities 需拍攝脛骨的 caudo-cranial and lateral views( 包含膝關節與趺關節 ) 近來研究顯示電腦斷層評估 tibial torsion 比起 X 光可能更為精準 重建手術技巧 軟組織技術 fascial release fascial imbrication anti-rotational sutures 不能單一使用此技術做為主要矯正的方法 滑車溝相關 Trochlear chondroplasty Trochlear sulcoplasty Trochlear wedge recession (TWR) Trochlear block recession 重建手術技巧 Tibial tuberosity transposition (TTT) 改變脛骨突的位置以符合 quadriceps mechanism 以 2 K-wires 和 8 字型 tension band 固定 重建手術技巧 Femoral osteotomy laterally based closing wedge ostectomy medial opening wedge osteotomy radial osteotomy 通常使用骨板固定 Lateral Closing Wedge Femoral Osteotomy 矯正遠端股骨內翻 如果前十字韌帶斷裂了 量測股骨內翻的角度, 決定最彎曲的位置 * 正常內翻角度為 0-10 度量測 anteversion angle* 正常角度為 27 度決定脛骨突是否向內側移位或脛骨是否有 torsional abnormalities 確認前十字韌帶是否完整 internal tibial torsion + tibial tuberosity is medially displaced TPLO with internal tibial torsional correction No tibial torsion TTT + lateral suture Alternative technique a TPLO with internal torsional correction + de-rotational proximal tibial osteotomy lateral translation of the tibial tuberosity segment + tibial tuberosity transposition 10
TPLO CCWO/TCWO tibial closing wedge ostectomy TPLO+CCWO TTA Lateral Closing Wedge Femoral Osteotomy 股骨和膝關節 :lateral approach 在預計要打骨板的位置, 將關節囊從 lateral femoral condyle 上分離開來 Lateral Closing Wedge Femoral Osteotomy 確認遠端股骨段至少可容納三個骨 螺釘且不會影響到膝關節 使用骨鋸做出股骨切開的記號線 11
將 TPLO jig 放置在股骨的 cranial aspect, 遠端的骨釘剛好位於滑車溝軟骨的近端 Lateral Closing Wedge Femoral Osteotomy 近端骨釘位於骨板的範圍內 若沒有 femoral torsion,jig pins 與前 - 後 側方向的骨板平行放置 若有 femoral torsion, jig pins 在近端股骨為平行放置,jig 的 frame 放置在內側, 可用 stainless steel ruler 及電燒刀在股骨的皮質骨上做中軸線的記號 Lateral Closing Wedge Femoral Osteotomy Torsional correction 完成骨切開術, 將近端和遠端骨復位 若有使用 jig, 可用手持的 plate bending pliers 來彎折遠端骨釘, 或 manual alignment 放置 K-wires 以維持復位 : 避開骨板放置的 地方, 方向為遠端外側 近端內側以及近端 內側 遠端外側 Lateral Closing Wedge Femoral Osteotomy Lateral Closing Wedge Femoral Osteotomy 在股骨外側放置適當的七孔 LCDCP 確認植入物不會影響膝關節功能 使遠端骨釘位於股骨後側, 確保骨釘不會在 TWR 時受到影響 必要的話可施行 TWR, 移除的海綿骨可做為自體骨移植填塞在股骨切開處關閉術區必要時施行 TTT 以及穩定膝關節 12
術後照護 預後與併發症 術後照護 預後 併發症 Thanks for your attention! 術後通常使用軟包紮 2-3 天 限制活動 ( 只能牽繩散步 )4-6 週, 此約為骨頭開始癒合的時機 與髕骨異位的級 數有關 三級為良好, 四 級為 fair to good 延遲癒合或固定失敗 髕骨再次異位 退化性關節炎 多數病患即使在影像上有緩慢的關節炎進展, 但卻沒有臨床症狀 13