全膝关节置换中采用测量截骨与间隙平衡技术的对比分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1155

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文题释义：

全膝关节置换：是指对严重膝骨关节病变患者截骨后，植入全膝关节假体的一种术式。该术式能够改善患者的膝关节功能，缓解膝骨关节疼痛，纠正膝关节畸形，提高生活质量。全膝关节置换是目前临床用于治疗膝关节炎，膝关节疼痛、畸形、不稳等病变的主流术式。大部分患者在接受全膝关节置换后，膝前痛、膝关节活动功能均会得到有效改善。

间隙平衡：是指在人工全膝关节置换中应用间隙平衡法截骨，截骨顺序是：先截取胫骨骨量，后截取股骨远端骨量。适当松解软组织后使间隙维持良好的平衡状态，然后再利用相应的器械完成股骨截骨。间隙平衡技术能保证膝关节内外侧及屈伸间隙平衡，确保假体安装位置理想。

背景：全膝关节置换多用来治疗膝骨关节病变，术中截骨方法主要有测量截骨技术与间隙平衡技术，通过合理截骨能确保假体植入的稳定性，提升预后效果。

目的：对全膝关节置换患者采用测量截骨与间隙平衡技术的临床疗效指标进行统计分析。

方法：76例原发性骨关节炎病例资料收集时间为2015年5月至2016年10月，按手术方法分为对照组与试验组，每组均38例，其中对照组术中采用测量截骨技术，试验组采用间隙平衡技术，对两组术中指标及置换后1年的预后效果进行比较分析。

结果与结论：置换后3 d，采用间隙平衡技术的试验组股骨远端截骨量明显多于采用测量截骨技术的对照组，聚乙烯衬垫厚度大于对照组(P < 0.05)。置换后3 d，试验组较对照组膝关节稳定性及屈膝90°股胫角改善更佳(P < 0.05)；置换后3 d，对照组与试验组下肢力量与小腿解剖轴线夹角的优良率分别为47%及61%(P > 0.05)。随访期间两组均未见假体松动病例，其他不良反应亦无比较差异(P > 0.05)。随访1年后试验组目测类比评分、WOMAC疼痛评分显著降低，KSS功能明显提高(P < 0.05)。结果证实，间隙平衡技术用于全膝关节置换患者时，临床症状指标及预后改善较测量截骨组更加明显。

ORCID: 0000-0002-9258-0553(吴建明)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 膝关节病变, 全膝关节置换, 测量截骨, 间隙平衡, 假体, 截骨量, 疼痛评分, 聚乙烯衬垫, 小腿解剖轴线

Abstract:

BACKGROUND: Total knee arthroplasty is often used to treat knee joint diseases. The intraoperative osteotomy mainly measures osteotomy and gap balance technology, which can ensure the stability of prosthesis implantation and improve the prognosis by reasonable osteotomy.

OBJECTIVE: To statistically analyze the clinical efficacy of the osteotomy and gap balance technique in patients undergoing total knee arthroplasty.

METHODS: Data of 76 cases of primary osteoarthritis from May 2015 to October 2016 were collected. The patients were divided into control and trial groups (n=38/group). The control group used the measurement osteotomy technique, and the trial group used the gap balance technique to compare the surgical indexes and prognostic effects at 1 year postoperatively.

RESULTS AND CONCLUSION: The femoral distal osteotomy and thickness of polyethylene liner in the trial group were significantly higher than those in the control group at postoperative 3 days (P < 0.05). Compared with the control group, the knee joint stability and knee flexion 90° femoral angle were improved better in the trial group (P < 0.05). The excellent and good rate of the lower limb strength and the anatomical axis of the lower leg in the control and trial groups was 47% and 61%, respectively (P > 0.05). There was no case of loosening of the prosthesis in the two groups during the follow-up, and there were no significant differences in other complications (P > 0.05). After 1 year of follow-up, the Visual Analogue Scale and Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index pain scores in the trial group were significantly decreased, and the Knee Society Score function was significantly improved (P < 0.05). These results imply that the gap balance technique used in total knee arthroplasty, can significantly improve the clinical symptoms and prognosis.

Key words: knee joint diseases, total knee arthroplasty, osteotomy measurement, gap balance, prosthesis;, osteotomy volume, Visual Analogue Scale, polyethylene liner, anatomical axis of the lower leg

中图分类号:

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R459.9

R605

引用本文

吴建明，胡伟，刘向阳，赵晖. 全膝关节置换中采用测量截骨与间隙平衡技术的对比分析[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(18): 2817-2821.

Wu Jianming, Hu Wei, Liu Xiangyang, Zhao Hui. Measuring osteotomy versus gap balance in total knee arthroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(18): 2817-2821.

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图/表（结果） 7

2.1 受试者数量分析患者共76例均进入结果分析，无中途退出者，患者临床诊疗资料完整，无脱失值。试验流程图见图3。

2.2 两组术中指标比较  两组手术用时、外旋角度及胫骨外侧平台截骨量差异无显著性意义(P > 0.05)；但试验组股骨远端截骨量及聚乙烯衬垫厚度高于对照组(P < 0.05)，见表2。

2.3 两组膝关节稳定性比较两组置换后3 d伸膝应力位张开角无显著差异(P > 0.05)；试验组屈膝90°时股胫关节角显著小于对照组(P < 0.05)，见表3。

2.4 两组下肢力线及颈股角比较置换后3 d正位X射线片可见两组假体植入均比较理想，假体周围无骨折，假体对位、对线良好。试验组下肢力线与小腿解剖轴线夹角优良率[61%(23/38)]稍高于对照组[47%(18/38)]，但差异无显著性意义(P > 0.05)。两组置换后下肢力线及胫骨夹角差异亦无显著性意义(P > 0.05)，见表4。

2.5 两组预后指标比较  两组患者均进行1.0-2.5年的随访，平均随访(2.00±0.35)年。随访期间，对照组不良反应发生率[18%(7/38)]与试验组[8%(3/38)]比较差异无显著性意义(P > 0.05)，两组未见假体松动等严重不良反应。试验组置换后1年的KSS、目测类比及WOMAC评分改善优于对照组(P < 0.05)。见表5。

2.6 典型病例见图4。

2.7 植入物与宿主的生物相容性  随访期间，两组假体植入物在患者体内均未出现变态反应、免疫反应、排斥反应与致癌。两组局部感染发生率组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表6。

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引言

临床认为，采用人工全膝关节置换治疗膝骨关节病变具有较理想的疗效^[1]。在全膝关节置换中多采用测量截骨或间隙平衡技术截骨，以提高手术成功率，延长置换后假体使用寿命^[2-4]。但不同的截骨技术所起到的力学作用不同，在疗效及预后方面也各有利弊。如测量截骨技术主要是为了维持全膝关节置换后关节线的稳定性，但若定位不准确，很可能造成股骨假体旋转不良^[5-6]；而间隙平衡技术则以软组织张力或平衡的伸直间隙为参照截骨，有研究认为间隙平衡技术容易造成关节线抬高，影响手术效果与安全性^[7-8]。目前，对于全膝关节置换中到底是采用测量截骨还是间隙平衡截骨技术的效果更佳，临床尚未达成统一意见^[9-10]。

为进一步探索不同截骨技术的临床应用效果，文章结合实例，分析全膝关节置换中采用测量截骨与间隙平衡技术的疗效差异。

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材料方法

1.1 设计  回顾性病例分析。

1.2 时间及地点  实验于2015年5月至2016年10月在安徽省亳州市人民医院骨科完成。

1.3 对象收集骨科收治的骨关节炎患者76例，均行全膝关节置换式治疗。

  纳入标准：①确诊为原发性骨关节炎^[11-12]；②初次接受全膝关节置换手术治疗，且植入的是同一厂家生产的同一款膝关节假体；③髌骨活动度良好，膝内翻畸形≤20°；④体质量指数18.5-30.0 kg/m²；④诊疗资料完整；⑤签署知情同意书者。

  排除标准：①神经系统及内科严重病变；②膝关节先天性畸形或有膝关节手术史；③创伤性、类风湿性或继发性骨关节炎；④两侧膝关节同时病变；⑤有手术禁忌证者。

  将76例患者随机分为对照组与试验组，每组38例，术中对照组采用测量截骨技术，试验组采用间隙平衡技术。

对照组中男13例，女25例；平均年龄(58.8±6.42)岁，年龄52-76岁；体质量指数(24.4±2.62) kg/m²(范围19.2- 29.5 kg/m²)；合并基础疾病13例。试验组中男16例，女22例；平均年龄(60.1±6.30)岁，年龄51-78岁；体质量指数(25.1±2.43) kg/m²(范围20.8-29.4 kg/m²)；合并基础疾病15例。两组上述资料比较差异无显著性意义(P > 0.05)。

1.4 植入物两组植入物信息见表1。

1.5 方法

1.5.1 置换方法两组患者均采用人工全膝关节置换治疗，取平卧位，全身麻醉。患肢束止血带，行膝关节前正中纵切口，内侧髌旁入路。近端剥离股四头肌，充分显露股骨下端，远端剥离骨膜，显露胫骨。朝上翻转髌骨后切除半月板、滑膜组织，清除髌骨增生骨赘并行软组织电灼。根据膝关节假体的选择不同决定是否切除后交叉韧带及剥离骨膜。髓内定位法实施股骨远端截骨，髓外定位法实施胫骨平台截骨。股骨截骨完成后将多余碎骨清除，填充骨水泥，安装假体骨，加压固定使膝关节伸展^[13-15]。直到骨水泥硬化后放置聚乙烯衬垫，观察见膝关节活动良好后完成止血、引流及缝合等后续操作，并做好置换后护理。关节置换流程见图1。

1.5.2 截骨技术应用对照组在全膝关节置换中采用测量截骨技术，该组患者待股骨远端截骨完毕之后，于患肢屈膝90°状态下置入股骨假体测号器，参照后髁轴情况设定股骨假体外旋角度为3°。对于存在屈曲间隙不平衡者，参照上髁轴及Whiteside线适当调整外旋角度无误后，再放置四合一截骨器进行股骨截骨。安装假体试模，观察膝关节屈曲、伸直间隙及软组织松解平衡，固定假体并放置衬垫^[16-17]。

  试验组术中应用间隙平衡技术，先截取胫骨，再截取股骨远端骨，牵拉下肢，伸直膝关节，在其中置入垫片，松解内侧软组织，平衡膝关节伸展间隙。膝关节屈曲时，采用椎板撑开器打开内侧和外侧胫股间室，根据膝关节伸直间隙标记股骨后髁截骨量，根据标记决定股骨外旋角度。测量以确定股骨假体尺寸，按照标记放置四合一截骨装置，检查无误后进行股骨截骨。图2为间隙平衡技术中应用器械。

1.5.3 置换后处理置换后两组患者均夹闭引流管，待4 h后持续引流。患膝冰敷1 d以消除肿胀。待引流48 h后无异常可拔出引流管，常规行镇痛、抗感染、预防下肢深静脉血栓等用药治疗。置换后2 d，便可指导患者做些力所能及的膝关节屈伸运动，后期随着伤口恢复，可循序渐进地使用助行器等进行下肢功能锻炼^[18]。

1.6 主要观察指标

1.6.1 术中指标统计两组的手术用时、外旋角度、胫骨及股骨远端截骨量、使用聚乙烯衬垫厚度等术中指标，置换后外旋角度经CT检测测量，各项截骨厚度测量时，胫骨平行于截骨平面取最低点测量，股骨平行于截骨平面取最高点测量。

1.6.2 膝关节稳定性置换后3 d，测量两组膝关节伸直应力位、屈膝90°应力位时的内侧、外侧间隙张开角度，以评价置换后膝关节稳定性。

1.6.3 下肢力线及胫股角置换前及置换后3 d行全长正位X射线片检查，通过自动拼接系统分析下肢全长图片。手术效果以下肢力线与小腿解剖轴线夹角的测量情况来评定，手术优良为夹角≤4°，手术效果差为> 4°。同时对患者胫骨夹角进行测量^[19-20]。

1.6.4 预后指标两组获得1.0-2.5年随访，随访过程中观察两组是否有膝关节不稳、切口感染及膝前痛等不良反应，随访1年时评价患者的膝关节疼痛(目测类比评分)，0-10分计分制，得分越高疼痛越明显；骨关节炎指数(WOMAC)评分，各项回答均采用0-10分计分制，10分表示疼痛剧烈或功能极度受限；美国膝关节协会功能(KSS)评分指标，满分100分，得分越高表示功能恢复越佳^[21]。

1.7 统计学分析  用SPSS 20.0软件统计数据，计量资料用x(_)±s表述，计数资料用(%)表述，分别用t 检验与χ²检验比较组间数据差异，P < 0.05表示差异有显著性意义。

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讨论

经临床实践证明，对膝骨关节病变患者实施全膝关节置换时，术中截骨方法的选择不同，对置换安全性、临床疗效和预后指标有重要影响^[22]。资料显示，全膝关节置换中截骨、软组织松解的操作不当，不仅会影响植入假体寿命，还会影响置换后疼痛症状缓解及关节功能的恢复，难以获得良好的置换后远期效果。目前，全膝关节置换中所用截骨技术主要有测量截骨与间隙平衡技术两种，本文主要针对这两种截骨技术的临床应用及效果展开研究。
临床初步分析，两组患者的置换时间、外旋角度、胫骨外侧平台截骨量并无明显比较差异，但试验组的股骨远端截骨量更多，且使用了更厚的聚乙烯衬垫，较对照组比较有明显差异。临床认为，间隙平衡技术的局限性是关节线上移，因为该技术为了保证屈伸间隙的平衡性，所截取的股骨远端骨量要更多一些，关节线上移要比测量截骨技术更明显。但试验中两组关节线上移均不超过2 mm，临床一般认为间隙平衡截骨时不超过5 mm上移的关节线，并不会影响疗效及功能^[23]。提示只要间隙平衡截骨所导致的关节线上移不大于5 mm，间隙平衡技术在临床的应用仍是可行、安全的。

较之测量截骨技术，采用间隙平衡技术截骨不会受到股骨远端骨性解剖标志的影响，间隙平衡技术截骨时严格遵循屈伸间隙平衡。伸直间隙决定着屈曲间隙，其是以胫骨近端截骨平面作为参考来截取股骨远端骨，尽量满足了股骨远端截骨面垂直下肢力线的要求^[24-25]。间隙平衡技术对膝关节后交叉韧带附着点也有着良好的保护作用，能尽量减少对胫骨的截骨量，同时还能减少对软组织广泛松解，若后期需要进行膝关节假体翻修也更容易。对两组膝关节稳定性比较发现，屈膝90°时试验组关节稳定性明显比对照组好。同时，试验组下肢力线修复的优良率也比对照组要好。因此认为，间隙平衡技术更有利于促进患者膝关节屈曲时内、外侧间隙的平衡，促进屈膝稳定效果，避免患者出现假体松动、屈曲失稳等不良预后。

有资料认为采用间隙平衡技术截骨较容易出现髌骨关节失稳、股骨假体内旋等不良反应^[26]，但试验中患者并未见此类不良反应，提示只要熟练掌握间隙平衡技术操作要求，一般不会影响置换安全性。测量截骨技术通常是以股骨远端冠状面上3°外旋为基础进行截骨，但此方法受个体性差异的影响较大，容易引起对线不良，出现假体植入位置异常等情况。而采用间隙平衡技术能有效规避上述缺陷，能使截骨精准性得到提高，确保假体植入位置良好。在置换后随访1年时的预后指标分析中，显示试验组的疼痛症状及膝关节功能改善显著优于对照组，提示间隙平衡技术更佳。有研究发现，在全膝关节置换中无论采用测量截骨技术还是间隙平衡技术，置换后中期随访目测类比评分、KSS评分及不良反应等指标比较并无显著差异^[²⁷^]，因此认为两种截骨技术的中远期预后效果相似。上述结果与此试验存在一定差异，这可能与患者自诉感觉不一，随访时间差异，样本量较少等因素相关。后期还需作进一步探索，以寻求结果差异的原因。当然，研究受条件所限，尚存在一些缺陷：一是样本量较小，在一些指标上无法真实反映出两种技术的差异；二是受临床资料完整度不足、随访时间不一等因素限制，未能进行远期疗效比较，所以尚无法确定哪种截骨技术的远期疗效更佳。后期还需努力开展多途径研究，充分明确间隙平衡技术的应用优势。

综上，间隙平衡技术主要通过确保患肢内外侧间隙及屈伸间隙平衡，来起到提高膝关节功能，改善临床症状，降低不良反应的作用。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

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全膝关节置换：是指对严重膝骨关节病变患者截骨后，植入全膝关节假体的一种术式。该术式能够改善患者的膝关节功能，缓解膝骨关节疼痛，纠正膝关节畸形，提高生活质量。全膝关节置换是目前临床用于治疗膝关节炎，膝关节疼痛、畸形、不稳等病变的主流术式。大部分患者在接受全膝关节置换后，膝前痛、膝关节活动功能均会得到有效改善。

间隙平衡：是指在人工全膝关节置换中应用间隙平衡法截骨，截骨顺序是：先截取胫骨骨量，后截取股骨远端骨量。适当松解软组织后使间隙维持良好的平衡状态，然后再利用相应的器械完成股骨截骨。间隙平衡技术能保证膝关节内外侧及屈伸间隙平衡，确保假体安装位置理想。

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临床初步分析，两组患者的置换时间、外旋角度、胫骨外侧平台截骨量并无明显比较差异，但试验组的股骨远端截骨量更多，且使用了更厚的聚乙烯衬垫，较对照组比较有明显差异。临床认为，间隙平衡技术的局限性是关节线上移，因为该技术为了保证屈伸间隙的平衡性，所截取的股骨远端骨量要更多一些，关节线上移要比测量截骨技术更明显。但试验中两组关节线上移均不超过2 mm，临床一般认为间隙平衡截骨时不超过5 mm上移的关节线，并不会影响疗效及功能^[23]。提示只要间隙平衡截骨所导致的关节线上移不大于5 mm，间隙平衡技术在临床的应用仍是可行、安全的。

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全膝关节置换中采用测量截骨与间隙平衡技术的对比分析

Measuring osteotomy versus gap balance in total knee arthroplasty

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