胸壁重建中胸锁关节功能的再认识

时间:2025-08-27 12:11:31   热度:37.1℃   作者:网络

摘  要

胸锁关节位于颈胸交界,此处可发生创伤、感染、炎症和肿瘤等多种类型病变。在进行复杂的胸壁重建时,常常涉及到胸锁关节。是否重建、如何重建胸锁关节是困扰外科医生的难题。目前胸锁关节的切除重建手术尚无统一标准,可用于重建的材料及方法众多。随着外科技术及治疗理念的发展,我们对胸锁关节的解剖、功能、以及手术治疗的时机与方法也有了新的认识,本文旨在对这些进展进行综述。

正  文

胸锁关节是连接锁骨和胸骨柄的关节,是上肢与躯干相连的唯一关节,同时也是构成肩带关节的4个关节之一,曾被称为“被遗忘的肩带关节”。在过去几十年间,由于对胸锁关节的手术经验缺乏,对术后并发症的认识不足,许多胸锁关节疾病都倾向于保守治疗[1]。胸锁关节位于颈胸交界,涉及胸锁关节的胸壁重建是让外科医生棘手的问题,常常需要胸外科、骨科、头颈外科等多学科团队合作。随着外科技术及治疗理念的发展,我们对胸锁关节的解剖、功能以及手术治疗的时机与方法也有了新的认识,针对胸锁关节的外科治疗也重新获得了医师的关注。

1 胸锁关节的解剖与功能

胸锁关节由3部分构成:锁骨胸骨端、胸骨柄的锁切迹和第一肋软骨的上表面,通常具有完整的纤维软骨关节盘,关节盘具有功能活动性[2]。胸锁关节锁骨内侧端关节面明显大于胸骨柄关节面,关节本身不稳定,周围的韧带结构是维持胸锁关节稳定性的主要结构,主要包括4条韧带:肋锁韧带、锁间韧带和前、后胸锁韧带。其中肋锁韧带将锁骨胸骨端的下表面锚定到第一肋骨,是胸锁关节的主要稳定力量[3]。

胸锁关节是一个鞍状的多轴关节,加上关节盘的存在,能够保证较大的活动范围。胸锁关节可提供约35°的冠状面运动范围和70°的前后运动范围,同时还能沿自身长轴旋转约45°[3]。胸锁关节并没有肌肉直接作用,其运动主要取决于肩胛骨和整个肩带的运动。在手臂外展的前90°,手臂每上抬10°,锁骨升高约4°[4]。

胸锁关节后方还具有一些重要结构,如头臂动脉干、颈内静脉和颈总动脉,其他结构包括迷走神经和膈神经、气管和食管。因此,除了稳定和支撑上肢的关键作用外,锁骨和胸骨作为胸锁关节的组成部分对进入胸部的结构也起着重要的保护作用,当发生关节脱位时,锁骨可能损伤这些重要结构而造成严重后果。同时,在进行手术切除或重建时,需仔细操作,最大程度避免损伤这些重要器官或组织。

胸锁关节的病变类型及手术时机

多种病变类型可发生于胸锁关节,总体可分为创伤性疾病和非创伤性疾病。此外,先天性颅骨锁骨发育不良患者可能发生部分或全锁骨的缺如。胸锁关节创伤主要的形式为胸锁关节脱位,其他还有锁骨近端骨折[5]等;非创伤疾病中以骨关节炎相对常见[1]。诊断胸锁关节病变时,最常见的临床表现是疼痛和肿胀,怀疑关节脱位时需要考虑是否合并其他损伤。胸锁关节处的非创伤性病变中很大一部分都是全身性病变,病史需要关注全身症状、关节炎家族史和药物使用情况[6]。

胸锁关节创伤性疾病的治疗需要根据患者年龄、创伤严重程度以及脱位方向进行正确识别和分类,从而确认是否需要手术及手术时机。胸锁关节与胸廓出口处的重要结构距离很近,包括血管、气管和肺等,创伤严重时可能直接危及生命,系统性评估和及时手术治疗对于创伤性胸锁关节损伤至关重要。胸锁关节的非创伤性病变类型多样,不过除了感染和肿瘤等情况外,大多数胸锁关节非创伤性疾病可以通过非手术方法进行治疗,当关节疼痛症状严重且保守治疗无效时,才考虑行锁骨内侧切除成形术等外科手术以缓解症状。

2.1   创伤

胸锁关节损伤并不常见,占所有创伤性关节损伤的不到3%。由于周围韧带为胸锁关节提供了强大的支撑力,通常需要高能量的钝形外力才能导致关节脱位,通常见于运动活跃的年轻男性[7],机动车事故和运动损伤占该关节损伤原因的80%以上[8]。按照发病时间可分为急性损伤和慢性损伤。根据损伤的严重程度可分为[9]:Ⅰ型:关节扭伤,无运动障碍或疼痛;Ⅱ型:关节韧带断裂,肋锁韧带完整,关节半脱位;Ⅲ型:肋锁韧带断裂,关节脱位。

对于胸锁关节扭伤和半脱位,治疗主要为镇痛和限制活动。胸锁关节前脱位一般采取闭合复位。在后脱位中,有25%的患者会出现纵隔损害,可能的严重并发症包括气胸[10]、臂丛神经损伤[11]、血管损伤[12]、吞咽困难和声音嘶哑[13]等,需要正确识别和及时处理[14]。对于没有纵隔损伤迹象的胸锁关节急性后脱位,仍可选择行闭合复位[15-16]。当后脱位伴纵隔损伤迹象或闭合复位失败时,需要行切开复位[17]。术中根据关节稳定情况可对胸锁关节进行重建修复,重建胸锁关节的手术方法包括空心骨隧道、韧带移植、胸骨柄缝合锚定和克氏针固定等[18-19],其中克氏针固定由于存在移位甚至穿破大血管等致死性并发症的潜在风险[20-21],目前已被禁止用于胸锁关节重建[8]。

2.2   感染

胸锁关节感染并不常见,占所有关节感染的不到1%,通常合并有其他风险因素或全身性疾病[22]。胸锁关节感染的危险因素包括静脉药物注射、远处感染、糖尿病、中心静脉导管感染、外伤、肾衰竭、慢性肝病、肿瘤、糖皮质激素治疗、酗酒等[23-25]。

胸锁关节感染的治疗取决于病原菌对抗生素的敏感程度以及疾病病程,如是否形成脓肿等,治疗手段包括抗生素治疗、穿刺或切开引流和手术切除等。在部分患者中,仅行穿刺或切开引流和口服抗生素便能取得良好的疗效[23],而未经治疗的胸锁关节感染可能发展为皮肤、胸膜外或胸内脓肿,如果胸骨后纵隔内的血管结构受累,可能危及生命[26]。

从胸锁关节感染到出现症状之间的时间间隔各不相同,常常出现诊断延迟的情况[27]。在感染后期,有文献[28]报道21%的患者会形成脓肿,并直接蔓延到邻近的纵隔和胸壁。感染后期其他CT发现包括骨膜反应、骨质坏死、反应性硬化、窦道和气液平面。在一项关于胸锁关节感染的Meta分析[29]中,42%的病例使用药物治疗,保守治疗失败率为15%。一项纳入26例胸锁关节感染患者的回顾性研究[30]中,超过2/3的患者需要进行胸锁关节切除术。将包括胸锁关节在内所有感染组织的整体切除可立即解决长期抗生素治疗成功率较低的情况。因此,越来越多的学者[29-32]建议对胸锁关节感染进行积极的手术治疗。对于广泛的伴有骨质受累、脓肿和关节周围积液的胸锁关节感染,手术治疗是首选,且整块切除是首选手术方法。

2.3   系统性关节炎

骨关节炎是影响胸锁关节的非创伤疾病中最常见的类型,可以表现为全身病变的一部分,也可以表现为仅影响胸锁关节的关节炎。有研究[26]显示,>50岁患者胸锁关节骨关节炎的患病率为89%。其发病的危险因素包括绝经后妇女、体力劳动史和根治性颈部淋巴结清扫术等[6]。胸锁关节骨关节炎的症状包括疼痛和肿胀,疼痛主要是手臂向前屈曲或外展引起。胸锁关节还可发生类风湿关节炎[33]、血清阴性脊柱关节病[34-35]、痛风[36]和假痛风[37]等。

在治疗方面,大多数患者首先应考虑保守治疗,如限制活动、非甾体类抗炎药物和局部类固醇药物注射等。当疼痛症状严重且保守治疗无效时才应考虑手术治疗,手术方式为锁骨内侧切除成形术,术中应注意保护肋锁韧带及修复关节囊。Pingsmann等[38]报道8例患者关节切除成形术的疗效,其中 7 例结果良好或优秀。

2.4   其他病变

先天性颅骨锁骨发育不良(cleidocranial dysplasia,CCD)是一种罕见的常染色体显性遗传病,发病率约为1/1 000 000。CCD谱系疾病是一种骨骼发育异常疾病,包括典型的CCD(颅缝闭合延迟、锁骨发育不良或再生障碍性锁骨和牙齿异常三联征)、轻度CCD和孤立的牙齿异常(不伴有其他骨骼特征)。CCD患者智力通常是正常的,在良好的管理下预后良好。患有典型CCD谱系疾病的患者可出现锁骨发育不全,导致肩窄、肩斜,且两侧肩部能够在中线处相接触,患者的日常上肢功能通常是完好的[39]。

肿瘤性病变也可发生于胸锁关节处,良性肿瘤如滑膜骨软骨瘤、神经节囊肿等;恶性肿瘤如尤因肉瘤、继发性鳞状细胞癌、继发性腺癌等。其他累及胸锁关节的情况还包括SAPHO综合征[40]、致密性骨炎[41]、Tietze综合征[6]和Friedrich病[42]等。

3 胸锁关节重建在胸壁重建中的实践与争议

3.1   胸锁关节的重建时机与重建方法

涉及胸锁关节相对复杂情况的胸壁重建时有发生,是否重建、如何重建是困扰外科手术医生的难题,胸锁关节的切除重建手术必要时需要联合骨科或头颈外科医生进行。胸锁关节的重建分为两大部分:韧带重建和骨性重建。当创伤或关节炎等原因导致胸锁关节韧带破坏形成胸锁关节不稳定时,需要对胸锁关节进行韧带重建;当感染或肿瘤等病变累及胸锁关节时,需要切除锁骨胸骨端、胸骨柄或跨胸锁关节整块切除,形成骨性缺损需要进行骨性重建。不论是韧带重建还是骨性重建,文献中都描述了多种办法,也进行了许多创新,取得了不同程度的成功。

3.1.1   锁骨近端切除成形术

锁骨近端切除成形术可用于治疗胸锁关节不稳定复位重建,也可用于治疗胸锁关节长期慢性疼痛[43],对于后者来说可以在关节镜下进行[44]。当胸锁关节脱位不能进行切开复位或复位后没有充足的软组织以供锁骨胸骨端附着时,可以通过切除锁骨内侧端约1.5 cm[45]进行治疗。手术中需要关注的是肋锁韧带的完整情况,如果肋锁韧带遭到破坏,则需要通过韧带修复等方法将锁骨近端固定于第一肋骨或胸骨,否则会造成不良预后。Eskola等[46]使用3种不同的手术方案对12例保守治疗失败的胸锁关节脱位患者进行手术治疗后发现,使用移植韧带8字重建胸锁关节的效果最好,使用髂筋膜将锁骨胸骨端固定于第一肋骨疗效次之,所有采取锁骨近端切除术的4例患者均报道了不良的肩关节活动情况,这4例患者切除的范围包括锁骨内侧端2.5 cm,而没有采取专门的重建或固定。在一项对胸锁关节疼痛进行锁骨近端切除成形术的研究[45]中,8例肋锁韧带完整的患者术后均获得了良好的疗效;而肋锁韧带不完整经重建的7例患者术后超过一半仅获得了一般或不良的结果。因此,在锁骨近端切除成形术中,肋锁韧带的完整性对术后肩关节功能至关重要。

3.1.2   胸锁关节韧带重建

关节周围韧带是提供胸锁关节主要稳定性的力量,因此韧带重建是非常重要的。早期有使用金属丝或金属针进行刚性固定的案例,但是由于存在金属疲劳导致断裂或金属移位导致严重并发症的可能,金属已不适合作为长期替代胸锁关节韧带的材料。使用同种异体移植韧带进行8字重建是较为常用的重建胸锁关节韧带的方法[47-48],具体操作是分别在锁骨胸骨端和胸骨柄关节处钻2个对应的骨隧道以穿过韧带并在前方打结。在一项生物力学研究[49]中,胸锁关节8字重建法已显示出良好的生物力学特性,使用同种异体半腱肌肌腱移植物8字重建技术可达到接近于正常胸锁关节的稳定性,优于髓内韧带重建和锁骨下肌腱重建方法。韧带的来源可以是自体移植[50-51]、同种异体移植[52]或人工合成韧带[53],韧带的部位可能是半腱肌[54]、胸锁乳突肌[55]、腘绳肌[56]肌腱等。

除了8字重建外,许多学者还探索了新的韧带重建技术。传统的8字缝合需要在胸骨柄和锁骨上钻孔并穿透胸骨,有损伤胸骨锁骨后方组织的风险。Bak等[50]描述了一种缝合锚定技术用于胸锁关节不稳定患者。他们使用自攻螺丝铆钉在胸骨关节面上锚定,而不需要预先在胸骨上钻孔,随后将移植韧带与铆钉相缝合固定,但是这种方法仍有自攻螺丝铆钉穿透胸骨的风险。Guan等[57]还描述了一种罗马数字X重建技术。该项技术通过从上至下或从下至上钻孔形成皮质下隧道的方式避免了垂直于胸骨钻孔,对术后6例患者进行平均40个月的随访后,5例患者取得了良好的疗效。Sanchez-Sotelo等[54]描述了一种胸骨对接技术用于胸锁关节不稳定和关节炎疼痛的患者。他们切除锁骨近端约5~10 mm后在锁骨近端的前上方和前下方分别钻一小孔,而不穿透锁骨,韧带将穿过小孔进入髓腔,然后从锁骨关节面的方向穿出。在胸骨侧也使用同样的方法,韧带将穿过胸骨柄髓腔然后从前方穿出,将锁骨和胸骨柄对接在一起。这种技术的好处是避免了胸骨后方的操作,有助于减少损伤胸骨锁骨后方组织的风险,也有利于减少术中关节后方不必要的暴露,还能够避免8字重建技术韧带在关节前方打结导致移植物体积过大的问题。

肌腱重建术后的疗效通常较好,一项系统评价[58]纳入了5项研究中80例行移植肌腱重建胸锁关节的患者,仅5%的患者需要进行二次手术翻修,大部分患者重建术后肩关节活动良好,疼痛症状缓解。

3.1.3   胸锁关节骨性重建

胸锁关节的骨性缺损可大致分为3种情况:锁骨胸骨端骨缺损、胸骨柄缺损和跨胸锁关节骨缺损。重建中如何保证胸壁保护性作用的同时恢复关节的运动功能是一个难题。重建材料包括自体骨关节移植、同种异体骨移植和人工假体等。人工假体材料包括硬质植入物如钛板、甲基丙烯酸甲酯等[59];补片材料如涤纶补片和聚丙烯补片等[60-61]。

Hajjar等[61]报道了1例甲状腺癌胸骨转移患者使用钛板重建胸锁关节案例。手术的切除范围包括胸骨上部及双侧锁骨内侧1/3,重建的方法是使用双层人工补片重建胸壁,在其上使用两块STRATOS(Strasburg Thoracic Osteosyntheses System)钛板呈X形交叉将锁骨残端固定于对侧的第二肋骨,再使用一块补片覆盖钛板后使用胸肌皮瓣闭合切口。随访2个月后患者肩部活动功能满意。Collaud等[60]报道1例胸骨柄软骨肉瘤患者使用骨水泥和补片重建胸壁及胸锁关节的案例。在切除双侧胸骨柄、部分肋软骨及双侧锁骨内侧部分后,研究者将第一层补片覆盖于胸骨后方,第二层与第三层补片位于胸骨前方,分别放置于锁骨的前后方以对锁骨形成包裹,随后将骨水泥填充于第一、二层补片之间以重建胸壁。骨水泥能够提供刚性力量以支撑胸壁,同时由于人工补片具有一定的弹性,双侧补片包裹锁骨残端后既能对锁骨近端形成一定的限制,也能满足关节的运动特性。在对该患者进行15个月的随访后,患者肩部及上肢功能几乎完全恢复,能够进行游泳及高举双手过头顶等运动。

Bendon等[62]使用带血管和神经的自体第二跖趾关节移植进行了2例胸锁关节重建,术后上肢功能恢复良好,但1例患者出现关节半脱位需二次手术行移植韧带修复。血管化的自体第二跖趾关节作为游离关节移植已被广泛报道,通常用于手和腕关节。总体来说,这项技术创伤大、难度高,并发症和疗效尚不确切。

目前3D打印技术是重建领域的最新进展之一,已有一些使用3D打印假体重建胸锁关节的个案报道[63-64]。Wang等[65]为1例胸骨柄恶性肌纤维母细胞肉瘤患者使用定制的胸骨假体重建胸壁及胸锁关节。他们重建胸锁关节的策略是使用3D打印技术设计出一个含弹簧状结构的碳纤维胸骨假体,在制作过程中可改变不同程度的碳沉积来调节假体的弹性模量而制作一体化假体。这种假体的优势包括能够为患者个性化定制、密度低和有利于组织长入等。对该患者随访3个月后,患者呼吸功能和上肢功能均良好。

3.2   胸锁关节重建在胸壁重建手术中的争议

胸外科医师遇到的关于胸锁关节重建的病种经常涉及胸锁关节的骨性缺损,如化脓性胸锁关节感染、胸壁肿瘤和胸壁结核等,目前胸壁重建过程中胸锁关节是否需要骨性重建仍然存在争议。在胸外科医师面临的胸锁关节缺损情况下,单纯的韧带重建往往不能满足要求,而骨性重建技术往往比较复杂,增加了胸壁重建的手术步骤和手术难度,且长期疗效并不确切。与此同时,越来越多的研究表明,即使不重建胸锁关节,患者术后上肢功能也不会受到影响,在胸壁重建手术当中,胸锁关节重建可能不是必要的。

国内外许多研究探索了胸锁关节切除不重建术后患者上肢及肩关节的预后情况。Liu等[66]的研究纳入了11例因锁骨恶性肿瘤行肿瘤切除术的患者,其中5例患者使用了钢板结合骨水泥重建锁骨,其余6例患者未进行重建,术后两组患者肩关节功能评价无明显差异,且重建组患者有2例因固定物移位再次手术,他们不主张对锁骨恶性肿瘤切除后进行重建。在一项纳入11项研究共70例接受锁骨全切或次全切除术患者的系统评价[67]中,与单纯性锁骨切除术相比,锁骨重建并不会带来术后整体肢体功能的改善或更大的肩关节活动度。同时,锁骨重建术后患者将面临更高的再次手术风险,术后肩关节功能恢复的时间也长于单纯锁骨切除术,因此,没有证据表明锁骨重建的临床效果优于不重建。

当发生化脓性胸锁关节炎时,常会涉及到胸锁关节的整块切除,同时放入硬质假体或补片重建胸锁关节往往是手术禁忌,可能面临植入物感染而导致非计划再手术,这种情况下可能会使医师更加倾向于保守治疗,而延误病情。目前已有若干研究[30-31]表明,因胸锁关节感染而接受胸锁关节切除术的患者,不需要进行重建操作,术后患者肩关节功能并不会受到限制。因此,对于胸锁关节感染的晚期病例,应积极地进行手术切除,而无需重建胸锁关节,以避免长期住院和慢性感染带来的后遗症[23]。

Li等[68]回顾性分析5例因肿瘤性病变接受单侧或双侧胸锁关节切除的患者,发现尽管不重建胸锁关节,患者上肢和肩关节功能仍然恢复良好。虽然锁骨残端有一定的活动性,但并不影响肩关节活动,也不影响胸壁外观,他们主张病变累及单侧或双侧胸锁关节时,无需重建关节,术后积极的功能锻炼有助于肩关节活动的恢复。

3.3   胸壁重建手术中胸锁关节骨性缺损程度的分型

基于胸锁关节的解剖位置,我们可以将胸锁关节骨性缺损分为以下几种类型:Ⅰ型:锁骨胸骨端破坏而胸骨柄端完整;Ⅱ型:胸骨柄端破坏而锁骨近端完整;Ⅲ型:胸骨柄端及锁骨近端均遭到破坏。

对于Ⅰ型病变,肋锁韧带的完整性至关重要,在锁骨缺损长度不多、肋锁韧带尚完整的情况下,可无需重建[69]。若肋锁韧带破坏或残余的韧带不足以固定锁骨近端,则需注意避免锁骨近端移位而损伤胸廓出口的大血管等重要结构,可尝试将锁骨近端固定于第一肋骨。对于Ⅱ型病变,此时肋锁韧带完整,患者上肢功能基本保留,可当作一般胸壁重建处理,需注意在保证胸廓完整度的情况下,重建尽量简单,以降低术后并发症尤其是切口不愈合的发生率。对于Ⅲ型病变,需根据每例患者的具体情况制定个性化的重建方案,往往需要多学科团队进行术前规划,综合使用硬质物和补片进行重建,同时还需考虑软组织和皮瓣情况。在重建过程中,同样优先考虑维持胸廓完整度,术后日常上肢功能通常不会出现明显障碍。

4 小结与展望

胸锁关节参与了肩关节多方向运动,由于周围强大的韧带结构,通常十分稳定。胸锁关节的病变多种,发病率均较低,其中以脱位为常见。发生感染、关节炎及肿瘤时,常常需要行胸锁关节切除术。切除后胸锁关节的重建方法多种多样,疗效不一,许多研究报道了胸锁关节切除后无需重建,患者肩关节功能也几乎未受影响。总之,胸锁关节的部分或整体切除很少与显著的上肢功能丧失相关,因此在胸壁重建手术中,繁琐的胸锁关节重建可能不是必需的。

随着精准医疗、个性化医疗理念的深入人心,同时越来越多的新材料、新技术被运用到重建手术中,胸壁重建手术也正在高速发展中。在未来,随着生物工程与材料学等学科的发展,将会出现更多生物力学更好、组织相容性更高的材料;随着3D打印技术、显微外科技术和同种异体移植技术的发展,相信将会有更多胸锁关节假体能够在保证关节功能恢复的同时,满足患者重建术后的美观需求。

利益冲突:无。

作者贡献:林锋负责论文选题与设计,拟定写作思路,指导撰写、修改文章;刘诚信参与文章设计,负责文献资料收集与整理、文章写作与核修。

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