胫骨结节远端单平面截骨患者髌股关节退变及髌骨高度的改变

doi:10.12307/2023.601

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (27): 4367-4372.doi: 10.12307/2023.601

• 骨科植入物相关临床实践 Clinical practice of orthopedic implant • 上一篇下一篇

胫骨结节远端单平面截骨患者髌股关节退变及髌骨高度的改变

李晓敏1，田向东2，谭冶彤2，薛志鹏2，马晟2，胡元一2，黄叶1，丁天送1

1北京中医药大学研究生院，北京市 100029；2北京中医药大学第三附属医院微创关节科，北京市 100029

收稿日期:2022-06-24 接受日期:2022-07-27 出版日期:2023-09-28 发布日期:2022-11-08
通讯作者: 田向东，主任医师，教授，北京中医药大学第三附属医院微创关节科，北京市 100029
作者简介:李晓敏，男，1997年生，甘肃省人，北京中医药大学在读硕士，主要从事运动医学与关节损伤方面的研究。
基金资助:
北京市北京中医药大学重点攻关项目(2020-JYB-ZDGG-142-5)，项目负责人：田向东

Effect of distal tibial tuberosity-high tibial osteotomy on patellofemoral joint degeneration and patellar height

Li Xiaomin1, Tian Xiangdong2, Tan Yetong2, Xue Zhipeng2, Ma Sheng2, Hu Yuanyi2, Huang Ye1, Ding Tiansong1

1Graduate School of Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China; 2Department of Minimally Invasive Joints, the Third Affiliated Hospital of Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China

Received:2022-06-24 Accepted:2022-07-27 Online:2023-09-28 Published:2022-11-08
Contact: Tian Xiangdong, Chief physician, Professor, Department of Minimally Invasive Joints, the Third Affiliated Hospital of Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China
About author:Li Xiaomin, Master candidate, Graduate School of Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China
Supported by:
Research Project of Beijing University of Chinese Medicine, No. 2020-JYB-ZDGG-142-5 (to TXD)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

胫骨结节远端单平面截骨术：是内侧开放楔形截骨术式的一种，它的特点是截骨线位于胫骨结节下三分之一，同时采用了单平面截骨，较双平面截骨操作简单，力线矫正更为方便。
髌股关节退变：髌股关节是膝关节的重要组成部分，股骨滑车与髌骨关节面软骨出现磨损提示髌股关节退变，早期可无明显症状，晚期出现髌周疼痛，膝关节屈伸受限。

背景：胫骨结节远端单平面截骨作为内侧开放楔形截骨术中的一种，在临床应用广泛，但目前尚缺乏该术式对髌股关节退变以及对髌骨高度影响的相关报道。
目的：探究胫骨结节远端单平面截骨对髌股关节退变以及髌骨高度的影响。
方法：回顾性分析2019年1月至2020年1月北京中医药大学第三附属医院收治的63例内侧间室膝骨关节炎合并髌股关节轻中度退变患者的病历资料，其中男20例，女43例，均行关节镜清理术联合胫骨结节远端单平面截骨术，所有患者均完成手术并获得随访，在骨折处良好愈合后建议取出内植物并进行再次关节镜探查。采用膝关节轴位45° X射线片Kellgren-Lawrence分级、Iwano分级以及国际软骨修复协会软骨损伤分级评价两次手术时患者髌股关节退变情况；采用Caton-Deschamps指数、Blackburne-Peel指数以及Insall-Salvati指数评价两次手术时髌骨高度的变化情况；以疼痛目测类比评分及美国西安大略与麦克马斯特大学骨关节炎指数评价两次手术时患者膝关节疼痛和功能；采用下肢力线比率评价两次手术时患者下肢力线情况。
结果与结论：①63例患者均获得随访，随访时间20-36个月；②再次手术时的膝关节轴位45° X射线片Kellgren-Lawrence分级、Iwano分级以及国际软骨修复协会分级虽有进展性改变，但与初次手术时比较无显著差异(P > 0.05)；③再次手术时通过3种方法测量的髌骨高度与初次手术时无显著差异(P > 0.05)；④再次手术时的膝关节疼痛目测类比评分、美国西安大略与麦克马斯特大学骨关节炎指数以及下肢力线比率均显著优于初次手术，差异有显著性意义(P < 0.05)；⑤提示对于内侧间室膝骨关节炎合并髌股关节轻中度退变、而无髌股关节症状的患者，胫骨结节远端单平面截骨的治疗效果显著，能够明显缓解膝关节疼痛，改善膝关节功能，并且在短期内对髌骨高度以及髌股关节退变没有明显的影响。

https://orcid.org/0000-0003-3094-1816 (李晓敏)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 胫骨结节远端单平面截骨, 内侧间室, 膝骨关节炎, 髌股关节, 退变

Abstract: BACKGROUND: As a kind of medial open wedge osteotomy, distal tibial tuberosity-high tibial osteotomy has been widely used in clinical practice, but there are still few reports about the effect of this method on patellofemoral joint degeneration and patellar height.
OBJECTIVE: To investigate the effect of distal tibial tuberosity-high tibial osteotomy on the degeneration of patellofemoral joint and patellar height.
METHODS: Totally 63 medial compartment knee osteoarthritis patients combined with mild-to-moderate patellofemoral joint degeneration, who were treated in the Third Affiliated Hospital of Beijing University of Chinese Medicine from January 2019 to January 2020, were retrospectively analyzed. There were 20 males and 43 females. They received arthroscopy cleaning technique and distal tibial tuberosity-high tibial osteotomy. All patients finished surgery and were followed up. Removal of the implant and re-arthroscopy were recommended after good healing at the fracture site. Knee 45° axial radiographs were used with Kellgren-Lawrence grading, Iwano grading and International Cartilage Repair Society grading to evaluate the degeneration of patellofemoral joint during the two operations. Caton-Deschamps index, Blackburne-Peel index and Inall-Salvati index were used to evaluate the changes of patellar height during the two surgeries. The Visual Analogue Scale and the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index were utilized to assess knee pain and function at the time of both surgeries. The weight bearing line ratio was used to evaluate the lower limb force line of patients during the two surgeries.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) All the 63 patients were followed up for 20-36 months. (2) On the knee 45° axial radiographs, Kellgren-Lawrence grading, Iwano grading and International Cartilage Repair Society grading at the second operation showed progressive changes, but there was no significant difference compared with that at the first operation (P > 0.05). (3) There was no significant difference in the patellar height measured by the three methods during the second operation compared with the first operation (P > 0.05). (4) The knee Visual Analogue Scale of pain score, Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index score and weight bearing line ratio of the second operation were significantly better than those of the first operation (P < 0.05). (5) It is indicated that in patients with the medial compartment knee osteoarthritis combined with mild-to-moderate patellofemoral joint degeneration, but without symptoms of patellofemoral joint, treatment effect of distal tibial tuberosity-high tibial osteotomy is remarkable. The surgery could obviously relieve knee pain, improve the function of knee joint, and had no obvious effect on patellar height and patellofemoral joint degeneration in the short term.

Key words: distal tibial tuberosity-high tibial osteotomy, medial compartment, knee osteoarthritis, patellofemoral joint, degeneration

中图分类号:

李晓敏, 田向东, 谭冶彤, 薛志鹏, 马晟, 胡元一, 黄叶, 丁天送. 胫骨结节远端单平面截骨患者髌股关节退变及髌骨高度的改变[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(27): 4367-4372.

Li Xiaomin, Tian Xiangdong, Tan Yetong, Xue Zhipeng, Ma Sheng, Hu Yuanyi, Huang Ye, Ding Tiansong. Effect of distal tibial tuberosity-high tibial osteotomy on patellofemoral joint degeneration and patellar height[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(27): 4367-4372.

图/表（结果） 6

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析，计量资料若满足正态分布和方差齐性，组内不同节点比较采用配对样本t检验，若不符合正态分布则选择非参数秩和检验；计数资料则采用卡方检验。
1.2 时间及地点试验于2019年1月至2020年1月在北京中医药大学第三附属医院微创关节科完成。
1.3 材料植入物介绍见表1。

1.4 对象共纳入2019年1月至2020年1月在北京中医药大学第三附属医院就诊的内侧间室膝骨关节炎合并髌股关节退变患者63例，其中男20例，女43例；年龄50-84岁，平均(64.70±7.03)岁；随访时间20-36个月，平均(27.36±3.36)个月；体质量指数17.90-38.50 kg/m2，平均(27.14±3.50) kg/m2；患者病程1-9年，平均(4.20±1.81)年。所有患者均行DTT-HTO联合关节镜清理术，其中右膝28例，左膝35例。所有患者均签署知情同意书，该临床研究的实施符合《赫尔辛基宣言》和北京中医药大学第三附属医院对研究的相关伦理要求，批件号：BZYSY-2020KYKTPJ-17。
纳入标准：①内侧单侧间室膝骨关节炎，内翻畸形> 5°；②屈膝活动> 100°，胫骨近端外侧角< 85°；③外侧半月板及软骨功能正常；④髌股关节轻中度退变：髌股关节X射线片Iwano分级Ⅰ-Ⅲ级，髌骨45°轴位片K-L分级Ⅰ-Ⅲ级，国际软骨修复协会(International Cartilage Repair Society，ICRS)软骨损伤分级Ⅰ-Ⅲ级；⑤无负重状态下屈伸膝关节髌股关节无疼痛；⑥均行DTT-HTO联合关节镜清理术，均在取出内固定材料时进行二次关节镜检查。
排除标准：①患者术后随访资料及影像资料缺失；②合并外侧间室软骨病变；③既往髌股关节手术史；④存在严重基础心肺疾病等；⑤合并认知功能障碍；⑥合并膝关节韧带损伤。
1.5 手术方法患者常规术前准备，拍摄膝关节正、侧、轴以及下肢全长X射线片，拍摄膝关节核磁共振片。
手术由同一组高年资医师完成。患者采取仰卧位，麻醉后按照标准入路在关节镜下行探查和清理，依次检查内外侧间室和髌股关节等，并行相应处理，然后冲洗缝合。随后行DTT-HTO，首先在体表确定截骨位置，胫骨结节下三分之一、上胫腓联合下0.5 cm成一条直线并与关节线成30°角，用记号笔进行体表标志标记并标记截骨线；然后确定术口，在胫骨内后侧缘前上0.5 cm，与截骨面交点中心作约5 cm的切口，剥离软组织及部分骨膜，沿着先前确定的截骨线由胫骨近端内侧斜向上打入1枚克氏针，然后C臂透视下确定截骨线位置满意后开始截骨操作。先将大号的钝头拉钩置于胫骨后侧，以保护后外侧软组织和神经血管，然后用摆锯沿截骨线进行截骨操作，截骨要保留外侧皮质骨1 cm左右合页，然后利用克氏针进行弱化操作防止合页断裂。随后一助手一手扶住截骨端，另一手将足外旋至拇趾正中朝外15°，术者一手顶住截骨处外侧，一手握住脚踝缓慢往外施力进行撑高操作。C臂透视下确定两股骨髁连线与腓骨纵轴成93°角。之后植入同种异体骨(北京科健生物技术有限公司，国械注准20153130884)，锁定钢板螺钉固定，见图1。透视满意后放置引流管，逐层缝合，无菌敷料包扎。

术后第1天开始嘱患者进行踝泵练习，第2天在医师指导下进行膝关节屈伸、直腿抬高练习，第3天助行器辅助非负重下地行走，术后8-10周可逐渐开始全负重行走。
1.6 主要观察指标
1.6.1 髌股关节退变记录患者治疗及后续随访资料。在初次手术和再次手术时采用膝关节轴位45° X射线片Kellgren-Lawrence(K-L)分级、Iwano分级以及ICRS分级评价患者髌股关节退变情况[13]。
(1) Kellgren-Lawrence分级：正常为0级；Ⅰ级，关节间隙疑似变窄，可疑骨赘；Ⅱ级，明显骨赘，关节间隙可疑变窄；Ⅲ级，中等骨赘，关节间隙变窄较明确，有硬化性改变；Ⅳ级，大量骨赘，关节间隙明显变窄，严重硬化性改变及明显畸形。
(2) Iwano分级：Ⅰ级，关节间隙轻度狭窄> 3 mm；Ⅱ级，关节间隙中度狭窄< 3 mm，无骨磨骨；Ⅲ级，关节间隙狭窄< 1/4关节面，骨磨骨。见图2。

(3) ICRS分级：Ⅰ级，表浅的、钝性的缺口和表浅的开裂；Ⅱ级，损伤 < 软骨厚度一半；Ⅲ级，损伤≥软骨厚度的一半但未达到软骨下骨；Ⅳ级，全厚撕裂合并软骨下骨暴露。见图3。

1.6.2 髌骨高度采用Caton-Deschamps指数(CDI)、Blackburne-
Peel指数(BPI)以及Insall-Salvati 指数(ISI)来评价2次手术时髌骨高度的变化情况；Caton-Deschamps指数指髌骨关节面最低点到胫骨平台前上角距离与髌骨关节面长度的比值；Blackburne-Peel指数为屈膝30°位侧位片，作胫骨平台线，由髌骨关节面最下点至此线做垂线，与髌骨关节面长度之比值；Insall-Salvati指数指髌腱长度与髌骨最长对角线长度的比值。见图4。

1.6.3 临床指标采用疼痛目测类比评分及美国西安大略与麦克马斯特大学(Western Ontario and McMaster Universities，WOMAC)骨关节炎指数来评价患者膝关节疼痛及功能情况；采用下肢力线比率评价患者下肢力线改变情况。WOMAC骨关节炎指数主要包含疼痛、僵硬、关节功能3个指标来评价膝关节功能情况，满分240分，分值越高，提示膝关节情况越差。下肢力线比率是指在下肢全长负重位X射线片影像中，下肢力线在胫骨平台上的相对位置，用百分数表示，胫骨平台最内侧缘为0%，最外侧缘为100%，见图5。

1.7 统计学分析采用SPSS 22.0软件进行资料数据分析。计量资料采用x±s表示，数据比较采用配对t检验，若资料不符合正态分布，则采用非参数秩和检验。计数资料采用例数表示，数据比较采用χ2检验。以P < 0.05为差异有显著性意义。文章统计学方法已经北京中医药大学生物统计学专家审核。

讨论

3.1 胫骨高位截骨术治疗膝骨关节炎的现状膝骨关节炎是老年人常见的退变性疾病，不均衡沉降理论认为老年人随着骨质疏松的加重，胫骨内侧平台发生沉降，而外侧平台由于腓骨产生一定的支撑作用，沉降不明显，由此导致内侧间室的膝骨关节炎发病率显著高于外侧[14]。内翻型膝骨关节炎由于力线转移，导致内侧间室承载的压力负荷更大，引起软骨的磨损，加重膝骨关节炎的进展[15]。膝骨关节炎患者由于膝关节退化内环境改变常导致髌股关节退变的发生，临床常见内侧膝骨关节炎患者并发髌股关节退变，如何治疗这类患者是临床上面临的重大问题。
胫骨高位截骨术是目前内侧间室膝骨关节炎的常用治疗手段[16-17]。该手术通过矫正下肢力线，将膝关节内侧的压力负荷转移至外侧，从而改善膝关节症状，达到治疗内侧膝骨关节炎的目的[18]。胫骨高位截骨术主要有内侧开放楔形截骨和外侧闭合楔形截骨，有研究发现外侧闭合楔形截骨并发症发生率更高[19-20]，主要是引起腓总神经和腓动脉的损伤，会影响术后疗效，因此，内侧开放楔形截骨在临床上的应用更加广泛。然而，经典的内侧开放楔形截骨为双平面截骨，截骨平面在胫骨结节上端，在撑开的过程中髌韧带的牵拉会影响到髌股关节的接触压力和髌骨高度，从而引起髌骨低位和加速髌股关节的退变[21-24]。因此对于伴有髌股关节退变的内侧膝骨关节炎患者，内侧开放楔形截骨术在应用过程中存在一定的局限。
3.2 DTT-HTO对髌股关节退变及髌骨高度的影响 DTT-HTO作为改良的胫骨高位截骨术，主要特点是单平面截骨，截骨位置在胫骨结节下三分之一，对髌韧带的牵拉程度较小，最大程度保证髌股关节的稳定性[25]。该术式使复杂的双平面截骨变为简单的单平面截骨，采用更加稳固的双柱钢板固定，能够促使患者尽快下地负重活动[26]。有研究表明，DTT-HTO由于截骨位置在胫骨结节下三分之一，避开了髌韧带大部分止点，能够有效减少髌韧带牵拉髌骨引起髌骨低位，由于对髌股关节干扰较少，不会引起髌股关节的解剖关系改变，髌股关节应力仍然维持平衡状态，有效避免了髌股应力改变从而引起对髌股关节退变的加速，这对于患者术后快速恢复到正常的膝关节内环境稳定状态具有重要意
义[27-28]。因此，该术式对于髌骨高度和髌股关节一致性没有显著影响[12，29]。而且随着内固定材料的进步，DTT-HTO克服了坚强内固定等一系列该术式面临的难题，使得其在临床上的应用不受限制。此次研究中63例患者再次手术时，髌股关节虽然有轻微的退变发生，但与初次手术时比较退变情况没有显著差异，表明手术对于髌股关节退变情况没有明显的影响；再次手术时的髌骨高度未发生显著改变，表明该手术避免了双平面胫骨高位截骨术影响髌骨高度的缺点。
3.3 DTT-HTO对下肢力线及膝关节功能的影响 DTT-HTO是内侧开放截骨术式的一种，其矫正下肢力线的原理与常规内侧开放楔形胫骨高位截骨术的原理一致，通过将下肢力线转移到外侧间室来达到治疗目的，因此，该术式会引起力线的显著改变[12]。由于内侧间室膝骨关节炎疼痛多是内侧间室软骨缺失骨应力集中损伤引起的，因此，DTT-HTO手术将下肢力线转移至膝关节外侧间室，外侧间室的软骨状态良好，能够承受应力；而内侧间室压力减轻后，软骨磨损缓解，软骨下骨应力减少，骨损伤减轻，患者的疼痛症状就会明显缓解[29]。患者膝关节功能降低的主要原因是膝关节疼痛导致的，该术式矫正力线后膝关节疼痛缓解，患者的功能也因此得以显著改善，这是术后患者力线和膝关节功能改变的根本原因[30]。此次研究中，再次手术时的膝关节疼痛目测类比评分、WOMAC骨关节炎指数以及下肢力线比率均显著改善，明显优于初次手术时，说明手术后患者膝关节的症状明显缓解，而且矫正角度保持良好。
局限与不足：①为回顾性研究，证据等级相对不充分；②未设置对照组，疗效评价主要采用影像学表现和患者主观感受评分；③样本量较少，随访时间较短，仍需要更进一步的大样本、长随访期的研究；④纳入的患者没有髌股关节症状，对于有症状的患者可能存在偏倚。
3.4 结论综上所述，DTT-HTO治疗内侧室膝骨关节炎伴髌股关节轻中度退变的疗效确切，在短期内能够显著缓解膝关节疼痛，改善膝关节功能，而且未对髌骨高度和髌股关节退变产生显著影响，是治疗内侧间室膝骨关节炎伴髌股关节轻中度退变的有效手段。但术后远期是否会影响髌股关节退变仍需要更多长期随访的研究来证实。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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