一、病理学
（一）相关解剖
下肢的下部，范围从膝到踝，参与了一些重要关节的组成和功能。它提供了身体支撑，也为足血管神经提供了通道，同时也是重要的肌肉肌腱所在的位置。
由软组织不规则包绕的胫骨决定了下肢下部的形状。胫骨近似三角形的横截面使其在小腿的前方形成突出。胫骨的前内侧从鹅足膝胫侧副韧带到踝三角韧带间的区域没有肌肉或韧带的附着。可以触及胫骨的内侧凹面。胫骨的前外侧面形成了前肌间隔的内侧面，有胫前肌附着，并且在其远端有神经血管束和趾长伸肌附着。胫骨的后侧面有浅深层肌间隔，从近端到远端有半膜肌、腘肌、比目鱼肌、趾长屈肌的附着。胫后血管、胫神经以及趾长屈肌在远端从胫后肌和趾长屈肌的后方通过内踝。
成人胫骨的长度范围从小于30cm到大于47cm。胫骨的尺寸不同是创伤医生所遇到的问题。胫骨不仅长度不同，并且髓腔的范围也从小于8mm到大于15mm。长度和髓腔大小影响到髓内钉的尺寸。绝大多数的胫骨骨折是累及胫骨长骨骨干的。胫骨的远端和近端是由松质骨组成，松质骨的密度因位置、个体年龄和代谢骨的状态而有所不同。干骺端松质骨外的皮质骨非常薄，向远端骨干逐渐增厚。胫骨干骺端的螺钉固定，螺纹抓紧的是松质骨而非皮质骨，同时也必须注意在X线片上容易辨认的过渡区。
近端胫骨干骺端连同内外侧胫骨平台在尺寸上大于骨干，但其横截面也近似为三角形。在外侧，它位于骨间膜之上并与腓骨头在后外侧形成关节。前方的突出形成胫骨结节，有髌韧带附着。胫骨的近端也形成平均15°的顶前角。后倾斜使胫骨干骺端形成一个可供髓内钉插入的平面。然而，胫骨近端的形状、向后的突出以及薄而平的后壁，使得在插入髓内钉时可能会穿透后侧皮质。
在胫骨结节的远端5cm或10cm处，髓腔形成明显的管型结构，此外管壁厚，特别是前壁，胫骨嵴占据了整个直径的近1/3，这种密质骨难以穿透。当然尖钻可以相对轻松地突破，但是在穿透过程中会产生高热。在螺钉或针穿过胫骨干时，必须记住前方棘的厚度，并要向后瞄准以获得真正的双面皮质骨固定。
在远端靠近骨干干骺端移行的位置，胫骨变圆，并由密集的松质骨所代替，特别是年轻的、活动多的人，在踝关节上方5cm处，松质骨异常密集。松质骨可以提供螺钉可靠的固定，通常有足够的紧密度以抵抗髓内钉的穿透。
胫骨的远端在其前内侧面形成了明显的凹面。恢复远端内侧凹面是胫骨干远端骨折闭合复位的重要组成部分。如果石膏在内侧面垂直而非在远端1/3处形成凹面，那么会产生外翻畸形。Mast等指出，每个患者的胫骨内侧面的形状是相对一致的。踝上的曲率半径大约为20cm。当三角形的骨干截面在远端胫骨干骺端变圆时，前内侧面在矢状面向内45°倾斜，使得其最远端几乎为矢状面。根据Mast所言，相对一致的形状使放入预弯接骨板时无需完全暴露所有的骨块。
胫骨的髓腔从近端的干骺端松质骨一直到远端的干骺端。如果髓腔沿其轴线向近端延伸，由于存在相对向内的伸出，会进入到外侧平台。胫骨近端的最大矢状径也位于外侧。Buehler等指出，髓内钉的外侧进钉点位于外侧髁间隆起前方，最可能导致近端骨折胫骨干的髓腔较其外观更圆。与股骨不同，胫骨有明显的峡部，呈现沙漏状而非管状。即便在髓内钉扩髓后，也仅仅有胫骨中间的几厘米适合于髓内钉固定。这种局限使近端和远端骨折髓内钉固定的稳定性受到影响。年轻人的髓腔更狭窄。随着年龄的增长和骨质疏松，皮质骨变薄，干骺端松质骨不那么密集，髓腔的内径也将增加。
通常由胫后动脉的近端分支形成的单一营养血管供应胫骨干，在通过胫后肌的近端后，血管于胫骨中1/3的近端后侧面斜入胫骨。在血管进入胫骨皮质孔处发生的骨折移位容易损伤到血管。在髓腔内，血管向下延伸，与干骺端的骨内膜血管相吻合。骨干的移位骨折可能破坏顺骨干向下的营养动脉的血供。如果周围软组织也被显著剥离，那么整个数厘米长距离的血供就丧失了。髓腔和骨膜的血供丧失会影响骨折的愈合，并易发生胫骨创伤后骨髓炎
通过骨内分布，胫骨髓腔动脉系统提供了绝大多数未损伤骨干的营养。仅有骨干皮质周围1/4～1/3的血供由骨膜血供吻合支所供应。在髓内钉扩髓后，由于骨折和扩髓产生的骨坏死会导致血供丧失非常明显。髓内钉周围的髓内动脉循环再生出现在数周内。动脉再生使得内层皮质骨再血管化，同样，如果周围的软组织足够健全，骨膜侧的循环也获得了复原。然而，直到再血管化的出现，皮质死骨均不能参与骨折愈合或抵抗感染。
骨折后胫骨的血管改变非常显著。周围血管再生后可取代皮质骨的大部分血供，并使坏死区再血管化，而且还为周围有活跃的骨痂代谢提供营养。这个过程需要周围有健全的软组织，以及胫骨上有肌肉附着。
下肢一个重要的解剖特征是胫骨和腓骨间的联系。腓骨相对较小，位于胫骨后外侧，周围有更多的肌肉。腓骨在下肢近1/2以上离胫骨较远，在1/2以远与胫骨较靠近，直到与胫骨远端干骺端的后外侧面形成浅关节面。这两根平行的骨头在近端和远端均形成关节，使二者之间更加牢固。
位于皮下的腓骨头有外侧副韧带和股四头肌腱附着。腓总神经从后方向前绕过腓骨头，可能会由于直接的外伤、骨折的移位、石膏、夹板甚至坚硬床垫的压迫而出现损伤。
腓骨承载了体重的一小部分，腓骨干和腓骨近端的丧失对腓骨的功能影响很小。去除部分腓骨会减少胫前的张应变，但是张应变不会因此而消失。腓骨干是肌肉起源的重要位置。腓骨与腓动脉联系密切，它们可以作为游离移植物或带蒂移植物治疗远端或局部骨缺损。
腓骨远端以及外踝在踝关节的机构完整中起着非常重要的作用。踝关节的韧带联合保证了腓骨与胫骨远端的联系。这些韧带组织包括远端胫腓前后韧带、下横韧带、骨间韧带以及远端骨间膜。踝韧带的破裂可以出现在胫骨干骨折中，会使腓骨对胫骨的支撑作用丧失。为此，对胫骨骨折患者必须评估其踝关节的完整性。
胫骨外侧棘通过一层厚的骨间膜与腓骨前内缘相联系。骨间膜的主要纤维为向下和向外走向。根据Sarmito、Latta等所述，在胫骨非直接扭转骨折后，骨间膜通常大部分完整，这样就基本限制了由于损伤引起的短缩。在近侧胫腓关节下方的骨间膜顶端，胫前动脉和它的伴随静脉进入小腿的前间室。这些结构的损伤常伴随胫骨上端骨折和胫腓关节脱位。腓动脉终支向前在骨间膜远端边缘的下方穿过，加入到踝关节血管吻合中。
胫腓骨周围的软组织在考虑这一区域的损伤中必须十分重视。然而，外科医生更多注意的是胫腓骨而非软组织，这样就可能会对胫腓骨的评估和治疗犯下不可弥补的错误。只要有骨折，小腿的软组织或多或少都会有损伤。虽然内部的软组织损伤范围可能较小并且难以暴露，但是开放性的创伤通常明显。皮下脱套可以很快导致广泛的皮肤坏死。这样的创伤起初仍然可能是非常轻的。小腿间室内的肿胀会逐渐导致组织压力的增大，从而阻断毛细血管的血供，引起筋膜室综合征，从而使神经肌肉功能丧失。直接或间接的损伤可能都会引起小腿神经和血管的损伤。毫无疑问，必须在考虑骨关节损伤的同时，并考虑小腿的每个解剖元素。
筋膜下细小的穿动脉承担皮肤的血供。皮下切割，或者皮下脂肪从筋膜下分离的脱套伤，会使这些动脉断裂。因此，应该在深筋膜下进行切开，这样就可以减少皮肤坏死的危险性。皮肤丛是皮肤的血供终末血管床。在切线位切割皮肤厚层后，如出现点状的出血，这表示有明显的血供灌注。这项技术被用以评估脱套皮肤的活性，由局部血管供应的筋膜皮肤皮瓣具有明显的优越性，这些血管通常有感觉浅神经所伴行。表浅血管的解剖是非随机皮瓣成功的关键。
小腿皮下组织的表浅静脉包括内侧的大隐静脉和外侧的小隐静脉。小隐静脉分支位于前方，腓肠神经靠后，如果由于疤痕或被缝合就可能导致疼痛性神经瘤。由于深静脉在创伤时会被破坏，而在深静脉血栓后又会被阻塞，因此在胫骨手术时保留主要的浅静脉就显得非常重要。必须注意大隐静脉的走向，其行走于内踝的前方，在胫骨下1/3处从胫骨前方的皮下通过，在接近大腿的内侧时走于胫骨的后方。(https://www.daowen.com)
除了有肌腱和神经血管通过深筋膜外，深筋膜还包绕着胫骨，并在胫骨的前内侧面与胫骨紧贴。于是圆柱状的小腿就被分割为4个纵行的间室。前外侧肌间隔隔开外侧间室和前间室，后外侧肌间隔位于外侧和后浅间室之间，后肌间隔分开后深间室和后浅间室。在更近端，肌间隔附着于胫骨的内侧面。在骨干中段，肌间隔附着于深筋膜的内侧面。为此，仅有一小部分后深间室的内侧面是在皮下，位于胫骨下1/3后内侧缘的后方，熟悉小腿的横断解剖对于外科医生来说是非常重要的。解剖知识有助于体格检査以及选择手术入路，并且在经皮穿针时可以知晓如何避免损伤神经血管和肌腱组织。
（二）间室的解剖
前间室包含了使踝和足趾背屈的肌肉：胫前肌、
长伸肌、趾长总伸肌、第三腓骨肌。神经血管束包括胫前动静脉，以及加入到间室近端的腓深神经。可以通过远端足背动脉的搏动来评估动脉的状况。然而，足背动脉会有足深弓反流的血流，因此，即便丧失了胫前动脉，足背动脉搏动仍然会存在。第一、二足趾间的足背区自主感觉由腓深神经支配。腓深神经提供了前间室肌肉和趾短伸肌的运动控制。在大多数通过前间室的组织中，神经血管束位于胫前肌的外侧，骨间膜的深面。然由于胫前肌在近1/3处为腱性，且较薄，神经血管束行于胫骨外侧面的前方，从而容易在穿针时被损伤，在稍远处，神经血管束位于胫骨的前方，胫前肌腱和
长伸肌的中间。
外侧间室位于腓骨的表面，包括腓骨短肌、腓骨长肌以及足外翻肌。腓骨长肌的近端位于腓骨头的外侧面。腓总神经从下方通过腓骨长肌覆盖腓骨颈之处。腓骨短肌的近端位于腓骨长肌深面，而远端位于腓骨长肌的前方。为此，在外踝的后方，腓骨短肌腱是两条肌腱中靠前的一条。腓浅神经提供了足背剩余部位的感觉支配，以及腓骨肌肉的运动支配。腓浅神经位于外侧间室内，其中没有重要的血管结构。
后浅间室内有小腿三头肌，即由腓肠肌、比目鱼肌和跖肌组成的踝屈肌。腓肠神经位于后浅间室的后筋膜层间，支配足后跟外侧的感觉。后浅间室内没有重要的血管，最具有可扩张性，在损伤后压力升高较少。
后深间室位于浅间室的深部、腘肌线的远端，包括附着于胫骨、骨间膜、腓骨后侧面的肌肉。后深间室内有胫后血管和胫神经。胫神经支配间室和足底内在肌的运动，以及足底的感觉。后深间室内也有腓血管。后深间室内的肌肉有位于内侧的趾长屈肌，位于外侧的
长屈肌，以及它们深面的胫后肌。胫骨的神经血管束从近端到远端，首先位于腘窝的后方，然后位于胫后肌内侧缘的后方。胫骨的营养动脉从胫后动脉发出不久后就穿出胫后肌的近端进入胫骨。胫后肌腱跨过胫骨，趾长屈肌位于胫后肌的前方，在内踝后方形成了后深间室中众所周知的结构：胫后肌，趾长屈肌，胫后动脉和胫神经，以及
长屈肌。
（三）发生率
胫骨干骨折是长骨骨折中最常见的骨折。胫骨骨折在瑞典的Malmo每1000人中一年大约会出现两次，美国有相类似的发生率。Court-Brown和McBimie提供了总人口为75万的苏格兰Edinburgh地区从1988年到1990年需要门诊和住院治疗的胫骨干骨折的流行病学资料。在年龄大于12岁的患者中，每年有174例胫骨干骨折发生，即大约每1万人中有2例。交通伤最为常见，而跌倒伤较为少见。近1/3为运动创伤，其中80%的原因为足球创伤。而在足球运动非流行区域，这一原因所占比例将下降。殴打伤少于5%。在美国常见的枪伤在这里非常少。76%的胫骨干骨折为闭合性，24%为开放性，21%为Gustilol型，19%为II型，11%为IIIa型，36%为IIIb型，5%为IIIc型。而Muller骨折C型，Tscheme软组织损伤C3级，或GustiloIII型的严重胫骨骨折仅有24%。最严重的损伤出现在交通伤。在一些群体中，老年骨质疏松患者的胫骨骨折的
（四）损伤机制
胫骨骨折的原因很多，从简单跌倒产生的扭转力，到车祸导致严重的挤压损伤。有许多方法来进行严重程度的分级，但最主要的是区分高能量和低能量损伤。非直接骨折产生作用于远处的扭转力，为螺旋形骨折。除非有明显的粉碎，否则软组织损伤较小。通过外伤史，体格检查以及影像学检查可以确诊这一间接暴力引起的相对较轻的骨折。然而，即使是间接损伤也可能很严重。滑雪运动损伤可以产生高能量创伤，而不是单纯的滑倒和跌倒。螺旋骨折的粉碎与能量的大小成比例。高速交通伤引起的碎骨块可以像飞弹一样导致骨折周围明显的软组织损伤。因此必须认识到，一部分间接胫骨骨折是高能量损伤所引起的。
直接损伤机制包括滑者的“靴顶”骨折，就是靴子的顶端作为杠杆的支点而导致的胫骨骨折。当然，这种直接的暴力根据其作用的大小或多或少会产生软组织直接损伤。就如同行人被汽车相撞，这种暴力强大，从而损伤的范围也就广泛而严重。这种损伤的预后也毫无疑问会较差。直接暴力可以通过下肢的外伤史和下肢的外形而表现出来，也表现在骨折的类型上，骨折是横断的，或者在张力侧有横断骨块而在对侧由于损伤的弯曲机制而出现楔状蝶形骨块。
最严重的胫骨骨折是由于挤压伤所致。这类骨折通常复杂，粉碎严重，周围软组织广泛损伤。然而皮肤可以仅表现为轻度破裂，即所谓的I度开放骨折。但是根据定义I度开放骨折为间接的扭转暴力所产生的骨折片刺破皮肤，因此不适用于描述由于直接暴力机制引起的损伤。重要的是不能低估由于挤压引起的胫骨骨折的严重性和其后果。
（五）损伤的后果
胫骨干骨折会妨碍负重和运动（至少早期是这样）并会引起疼痛和不稳。如果是开放骨折，严重的感染会威胁下肢或生命。开放骨折可伴有即刻性或延迟性的神经血管缺损，同样会威胁下肢的存活和功能。治疗中出现以下问题也是十分常见的：延迟愈合或不愈合，畸形愈合，因肌力下降导致功能恢复不完全，关节僵硬，慢性肿胀和疼痛。虽然胫骨骨折的平均愈合时间大约为17周，但是患者往往需要更多的时间加以完全恢复，有些患者需要1年或更长时间。即便如此，恢复也很少是完全的。Gaston等发现，在采用髓内钉治疗孤立胫骨骨折后的一年，患肢膝关节的伸屈力量要比对侧小15%～25%，胫骨骨折造成的长期功能损害是常见的而且骨不连只有经过附加治疗才会愈合。骨折对位不良或者膝踝关节软组织挛缩，会导致畸形。胫骨骨折本身通常不是致命的，但是其恢复期长，而且存在潜在的永久性功能障碍的可能，这必须引起重视。必须注意的是，胫骨骨折愈合后对线不良可能导致膝或踝的创伤后关节炎。然而，这种可能性并不是确定无疑的。假设随着时间的推迟，轴线畸形会导致关节的损害，但多大的畸形程度视为显著尚不明确。畸形愈合的位置非常重要，远端畸形多为症状性的。每个患者可接受的畸形程度也不同，而且对下肢恢复的要求也不同。将畸形的后果从损伤后果中分离出来是困难的，为此外科医生通常必须在缺乏可以判断预后数据的情况下来决定能否接受某种复位程度。
（六）胫骨骨折的分类
1958年Ellis采用移位、粉碎、伤口严重程度将胫骨干骨折分为3级：轻度，中度，严重。定义的“轻度”胫骨骨折是指无移位或仅有成角畸形；开放伤口小，没有或仅有微小的粉碎。他定义的“中度”骨折是指完全移位但仅有小伤口或小的粉碎。他定义的“严重”骨折包括明显的粉碎或较大的开放伤口。Ellis回顾了343例保守治疗的胫骨骨折，发现轻度骨折的平均愈合时间为10周，中度骨折的平均愈合时间为15周，严重骨折为23周。延迟愈合（时间长于20周）占轻度骨折的2%，占中度骨折的11%，占严重骨折的60%。Ellis的工作阐明了损伤程度的重要性，但是Ellis没有将病例按照严重程度进行分类。他将所有的损伤放在一起分析，仅报道了一种单一治疗的“平均治愈时间”，而没有将严重程度分类说明。1971年，Burwell认为，胫骨干骨折的愈合与软组织损伤程度的相关性比骨折本身更密切。这种观念现在已被普遍地接受。
伤口的严重程度与感染、骨不连、截肢率的并发症有着密切的联系。早期的开放伤口的分类着重于皮肤伤口的大小。然而后来发现肌肉坏死的范围、微血管和大血管的损伤以及骨膜剥离具有更重要的意义。Gustilo等建立了北美骨科医生采用最多的分类系统。起初为3个类型，后来扩展到5型，以强调伤口的整体重要性。GustiloI型开放骨折是指伤口小于lcm，“通常为骨折端由内向外刺破皮肤产生的清洁伤口”。没有挤压伤，软组织损伤轻微，II型开放骨折的伤口较大，但是没有软组织的广泛撕裂或挤压，或仅有轻微或中等度的挤压。所有伴有严重软组织损伤和严重污染的开放骨折都为III型。由于III型骨折本身就代表了严重的开放性骨折，因此又分为3个亚型。在充分的清创后，IIIA型是指有足够的软组织可以覆盖骨折，延迟关闭伤口可行，无需局部皮瓣或游离皮瓣。IIIB型有更广泛的软组织损伤，骨暴露需要肌皮瓣以覆盖；IIIC型包括与动脉损伤相关的所有开放骨折，必须通过修复才能挽救下肢。这种分类对伤口的感染率具有可预测性，I型最多有2%的感染率，II型和IIIA型最多为7%，IIIB型为10%～50%，IIIC型为25%～50%。Gustio等特别指出，对于高能量伤或高速交通伤，节段性骨折以及有严重粉碎的骨折，无论伤口大小、多少都应该分类为III型。但是这种系统将横行的开放骨折和有部分粉碎的开放骨折分类为I型。Edwards发现，由于横行骨折是由于直接而非间接机制损伤，所以有更高的并发症危险性，因此更合适的分类是将间接损伤导致的螺旋形胫骨开放骨折列为最低级。
Tscheme的开放骨折分级系统同样采用伤口大小、污染和骨折类型来迸行分类，I级是指小的刺伤而没有皮肤挫伤，细菌污染可以忽略，低能量骨折类型。II级为小的皮肤和软组织挫伤，中等污染，各种骨折类型。III级为重度污染，广泛软组织损伤，通常伴有动脉或神经损伤。IV级为部分或完全离断。显然，损伤的位置和特征同样重要。通过中段胫骨的清洁离断要比挤压或撕脱离断的再植预后要好。
Tscheme的一个重要贡献是，强调了闭合软组织损伤与开放损伤的分级。他提议将闭合骨折的软组织损伤严重程度分为4级，损伤为间接力所致，软组织损伤可以忽略。I级闭合损伤为低能量或中等能量机制损伤，骨折上面的软组织表面有磨损或挫伤。II级闭合骨折有严重的肌肉挫伤，还有可能有深的、污染的皮肤擦伤。直接暴力引起的骨折，如“车撞骨折”，以及中等程度的骨折损伤符合此类分类。这种级别的骨折有发生筋膜室综合征的高风险。骨折为直接力所致，例如“保险杠”骨折。这一类型骨折的骨损伤为中等到严重，有明显的筋膜室综合征的危险可能性。III级闭合骨折有广泛的挤压，皮下“脱套”或撕裂，可以有动脉的损伤或出现筋膜室综合征。Tscheme对损伤的分类包括的范围很广。对软组织损伤程度的合适评估对预后和选择治疗方法起着关键性作用，然而问题是每个医生对损伤程会有不同的判断和分级。