人工全膝关节置换修复晚期膝关节病变的短期随访

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.26.007

摘要/Abstract

摘要：

背景：在最近的数十年，人工全膝关节置换被广泛地应用于晚期膝关节病变，如骨关节炎、类风湿关节炎和创伤性骨关节炎等疾病的治疗。全膝关节置换过程中的截骨方法、软组织平衡以及假体旋转定位一直是争论和探讨的问题。
目的：探讨晚期膝关节病变行全膝关节置换的修复效果。
方法：采用人工全膝关节置换修复31例(31膝)晚期膝关节病变，其中骨关节炎26例26膝，类风湿关节炎5例5膝。所有病例均伴有不同程度屈曲挛缩畸形，最大屈曲畸形角度均小于25°。分别对患者在置换前和置换后进行膝关节美国特种外科医院评分，所有31膝均使用固定平台后稳定型人工全膝关节假体。
结果与结论：置换后无早期感染，无假体脱位并发症发生。置换后关节疼痛症状明显缓解、屈曲和内翻畸形均得到明显改善。置换后X射线片显示假体位置良好，下肢力线良好。所有患者均获随访，随访时间6-12个月。膝关节美国特种外科医院评分置换前为(46.4±5.3)分，置换后6个月为(84.6±10.5)分，优良率为84%。提示人工全膝关节置换修复晚期膝关节病变效果确切，但操作较复杂，技术要求精确。

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: 植入物, 号人工假体, 号全膝关节置换, 号晚期膝关节病变, 号关节植入物, 号短期随访, 号美国特种外科医院评分, 号并发症, 号屈曲畸形

Abstract:

BACKGROUND: In recent decades, total knee arthroplasty is widely used in the treatment of terminal knee joint diseases, such as osteoarthritis, rheumatoid arthritis, traumatic arthritis and other bone diseases. The methods of osteotomy, soft tissue balance and prosthesis rotation positioning have always been debated and discussed in total knee arthroplasty.
OBJECTIVE: To explore the repair effect of total knee arthroplasty for terminal knee disease.
METHODS: Total knee arthroplasty was performed for treating terminal knee disease in 31 cases (31 knees), including 26 cases of osteoarthritis (26 knees) and 5 cases of rheumatoid arthritis (5 knees). All cases accompanied flexion contracture deformity to different degrees. The maximum angle of flexion deformity was < 25°. All patients were scored by hospital for special surgery knee score before and after replacement. All 31 knees were treated with fixed platform posterior-stabilized prostheses.
RESULTS AND CONCLUSION: No complications, such as early infection and prosthesis dislocation, were found after surgery. Joint pain apparently lessened, flexion and varus deformity obviously improved after replacement. Postoperative X-ray films showed good prosthesis position and low limb alignment. All cases were followed up for 6-12 months. The hospital for special surgery knee score improved significantly from preoperatively 46.4±5.3 to postoperatively 84.6±10.5 after 6 months of follow-up. Excellent and good rate was 84%. Results indicate that total knee arthroplasty for treating terminal knee disease has a good clinical effect. However, the operation is complex and precise technique is required.

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Key words: Arthroplasty, Replacement, Knee, Osteoarthritis, Arthritis, Rheumatoid, Follow-up Studies

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 3

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引言

材料方法

设计：回顾性病例分析。
时间及地点：于2012年4月至2014年5月在马鞍山市人民医院骨科完成。
对象：本组31例(31膝)，男1例，女30例，年龄44-80岁。骨关节炎26例26膝，类风湿关节炎5例5膝。内翻膝28例28膝，内翻角度均小于20°；外翻膝3例3膝，均为轻度外翻。所有病例均伴有不同程度屈曲挛缩畸形，最大屈曲畸形角度均小于25°。
诊断标准：依据美国风湿病协会(ACR)的膝关节退行性改变、风湿类风湿等免疫性疾病、关节内骨折继发创伤性关节炎等膝关节疾病诊断标准[1-2]。
纳入标准：①各类膝关节疾病引起严重疼痛、畸形、肢体功能障碍严重影响生活质量，疼痛时间持续大于3个月，经3个月以上保守治疗无效。②患者手术意愿强烈，不伴有或伴有严重内科疾病，但经内科积极治疗明显改善，病情稳定能耐受手术。③患者均为初次置换。④纳入患者对试验知情同意，并签署知情同意书。
排除标准：①原发性骨性关节炎早期，疼痛可耐受，经非类固醇类止痛药内科保守治疗效果确切。②先天性骨发育缺陷患者，常发生骨干部分畸形致畸者。③胫骨近侧干骺端内侧的青枝骨折导致膝内、外翻畸形。④生理性膝内、外翻畸形一般较轻，同时一般状况良好，功能活动度良好，无慢性病、佝偻病的临床表现。⑤外伤骨折畸形愈合所致膝内外翻畸形。⑥外伤致膝关节内外侧副韧带断裂或撕裂、松弛功能障碍者。
材料：
PFC Sigma后稳定型全膝关节系统(美国强生公司)：该产品由股骨假体、胫骨平台、胫骨垫片、髌骨假体组成。其中股骨假体为不对称型，分左右；胫骨平台、胫骨垫片和髌骨假体为对称型，不分左右。股骨假体采用符合YY0117-3标准中规定的铸造钴铬钼合金材料制成，胫骨平台采用符合YY0117-1和YY0117-3标准中规定的锻造钛6铝4钒合金制成，胫骨垫片和髌骨假体的材料为超高分子量聚乙烯，其物理性能符合GB/T 19701-2。部分钛合金胫骨平台的底部有螺栓塞和堵孔塞，材料为超高分子量聚乙烯。有良好生物相容性。
Genesis Ⅱ后稳定型全膝关节系统(美国施乐辉公司)：该产品由股骨假体、胫骨平台、胫骨垫片、髌骨假体组成。股骨假体采用铸造钴铬钼合金材料制成，股骨髁设计更深，滑车沟更靠外。股骨髁的内建外旋设计，可以达到更好的胫股旋转对线、防止股骨前外侧皮质的凹陷。胫骨平台采用锻造钛6铝4钒合金制成，为解剖型胫骨平台设计，可以达到更好的胫股截骨面覆盖。胫骨垫片和髌骨假体的材料为超高分子量聚乙烯，有良好生物相容性。
方法：
修复方法：全麻或连续硬膜外麻醉，患者平卧位，大腿中上段置气囊止血带。采用膝前正中切口，髌旁内侧入路。切除部分髌下脂肪垫，根据情况将髌骨翻向外侧脱位或推向外侧。切除内外侧半月板，切除前后交叉韧带，胫骨近端做内侧副韧带深层松解，切除内侧增生骨赘。尝试胫骨前脱位，如果脱位困难，可以对内侧软组织做袖套样骨膜下剥离，但剥离范围不宜过多以免造成内侧松弛。胫骨脱位后采用髓外定位，后倾角度为5°。然后进行股骨远端截骨，采用髓内定位，股骨截骨外翻角为5°。平衡伸直间隙，此时对于内翻畸形明显的患者可能需要再次做内侧软组织松解。确定伸直间隙后屈膝，测量股骨假体大小，如果测量值在两号之间，除非比较接近大号，一般选择小号假体。确定股骨假体外旋角度时，参考Whiteside线和股骨髁上轴线，同时参照伸直间隙以保证屈伸间隙的平衡。完成股骨截骨后，使用撑开器撑开屈曲间隙，清除后方骨赘，对屈曲挛缩明显的患者，对股骨后方关节囊进行适当松解。确定胫骨假体旋转对位，对髌骨进行修整并做去神经化处理。使用试模测试下肢力线、屈伸间隙平衡、膝关节稳定性、髌骨轨迹。然后安装骨水泥型固定平台后稳定型膝关节假体，放置引流管后缝合切口，适当加压包扎(图1)。

置换后处理：术后常规使用抗生素预防感染，使用利伐沙班口服预防深静脉血栓，引流管夹闭4 h，48 h内拔除引流管。根据引流量和术后复查血色素指标决定是否输血。术后第2天进行直腿抬高练习，第3天进行主动屈伸或同时辅以CPM进行屈伸功能锻炼，术后1周在助步器的辅助下负重行走锻炼。

主要观察指标：随访方式为门诊复查，患者于置换后3，6，12个月分别进行随访观察。随访时对所有患者进行膝关节功能检查，拍摄膝关节正侧位片，检查膝关节活动度，进行美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery，HSS)评分。
HSS评分评估标准：满分为100分，其中疼痛30分，功能活动(包括走路、爬楼梯和使用交通工具)22分，关节活动度18分，肌力10分，屈曲畸形10分，稳定性10分，使用拐杖及助行器或有关节伸直受限时要减分。
85-100分为优，70-84分为良，60-69分为可，低于60分为差。
统计学分析：数据采用x(_)±s来表示，采用SPSS 10.0软件进行数据分析，数据间比较采用t 检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

在全膝关节置换术中，截骨的方法分为两种：间隙平衡技术和测量截骨技术(等量截骨法)。间隙平衡技术要求先进行软组织松解，纠正下肢力线后通过股骨远端和胫骨截骨确定并完成伸直间隙平衡，参照伸膝间隙标记股骨后髁截骨量，并根据后髁标记线确定股骨外旋角度^[3]。测量截骨技术要求股骨假体的外旋角度参考Whiteside线和股骨髁上轴线来确定，截骨完成后进行软组织松解完成屈伸间隙的平衡^[4]。Berger等^[5]认为测量截骨技术中股骨假体旋转运用的是参考股骨外上髁轴方法，并且经随访后膝关节功能良好。但Schnurr等^[6]认为，如果单纯采用参考股骨后髁的方法进行股骨假体的旋转定位，那么将可能有近一半的患者出现屈曲时不稳定和股骨假体的旋转不良。Fujii等^[7]也认为，应该采用多种方法进行股骨旋转对位，因为股骨后髁的软骨可以影响假体旋转定位的准确性。股骨假体的旋转位置主要影响人工关节置换术中的屈曲间隙平衡以及术后的髌骨轨迹两大方面，如果膝关节股骨假体旋转不良，那么将会导致膝关节运动学和生物力学的变化，从而导致术后疗效欠佳，而如果股骨假体内旋放置会引起全膝关节置换术后早期失败^[8-10]。已有研究报道，若使用间隙平衡技术进行股骨截骨，股骨假体的旋转位置变化较大，其变化范围为外旋6°至内旋15°^[11]。胫骨侧假体的旋转定位一般是参考胫骨结节和后交叉韧带胫骨附着点位置来确定，但是近期有研究认为使用胫骨结节内侧作为胫骨假体旋转定位点的方法未必可以获得良好的手术疗效^[12]。有时胫骨假体旋转定位的重要性易被忽视，所以对于某些置换术后顽固性疼痛的患者来说，需要通过检查胫骨假体的旋转力线来排除是否为假体旋转不良导致^[13]。在某些情况下，如胫骨假体的后倾角度偏大，如果胫骨假体的旋转不良还可以导致冠状位力线异常，从而导致内侧平台的塌陷^[14-15]。近年来由于计算机导航全膝关节置换的发展，和传统手术相比，它提高了假体旋转力线的精确度，增加了患者的满意度^[16-17]。国内学者孙振辉^[18]经过比较研究后认为，全膝关节置换治疗内翻膝时，采用间隙平衡技术和测量截骨技术方法均可以获得良好效果，间隙平衡技术手术时间较短，截骨量较少，但中期随访并无明显优势。

作者采用的是测量截骨技术，但在操作中会采用间隙平衡理念，比如先截骨平衡伸直间隙，在确定股骨假体外旋角度时，除了参考Whiteside线、股骨外上髁轴线之外，会重点参照伸直间隙。目的是使屈膝间隙和伸膝间隙相等，因为膝关节的前后向稳定性依赖于屈伸间隙的平衡，如果屈伸间隙不平衡将会导致假体的半脱位或脱位。在胫骨假体旋转定位方面，作者采用的是根据膝关节伸屈过程中试件的位置来确定的。

在截骨顺序方面，作者采用的是胫骨优先原则，然后再进行股骨远端截骨、股骨前后髁、前后斜面和髁间截骨。在实际操作中，可能遇到关节周围软组织挛缩较重，胫骨前脱位困难的情况，这时不必强行将胫骨脱位，因为这样往往需要做膝关节周围软组织的过度松解并且会造成更大的手术创伤。作者的经验是可以将胫骨半脱位，截骨时控制摆锯的深度，保证胫骨后方皮质的完整性，然后用薄骨刀将截骨块轻轻翘起后取出。但这种做法需要小心仔细操作，以避免损伤腘窝内血管神经。国内也有学者对全膝关节置换术中不同截骨顺序进行了探讨研究，他们认为先行股骨截骨可以为胫骨的操作获得更大的操作空间，可以避免损伤后方的血管神经。股骨远端截骨的多少无需参照胫骨的大小进行，股骨截骨与胫骨截骨可以分开进行^[19]。

软组织平衡是人工全膝关节置换成功的关键，是矫正膝关节畸形的主要手段，合适的软组织平衡是获得良好的假体位置和力线的前提。对于固定的内翻畸形，松解多采用以下的步骤：去除增生骨赘、松解内上缘关节囊、内侧副韧带深层浅层、半膜肌腱、鹅足结构^[20]。对伴有膝关节屈曲挛缩畸形的，则行后方关节囊的松解，严重的需要加大股骨和胫骨截骨^[21-22]。但内侧软组织松解要谨慎进行，有研究认为广泛的内侧松解会造成鹅足、隐神经医源性损伤以及膝关节不稳和动力学异常^[23]。此外，内侧松解过度后会人为造成内外间隙的不平衡，只有通过外侧松解才能再次达到平衡。膝外翻畸形常常伴有外侧软组织挛缩和膝关节外侧间室骨缺损或股骨外髁发育不良，术中精确截骨及良好软组织平衡是确保全膝关节置换后假体稳定和患膝关节功能恢复的主要因素^[24]。外侧软组织挛缩主要包括髂胫束、后外侧关节囊、外侧副韧带、腘肌腱等，松解的目的是获得满意的屈伸间隙平衡和内外侧稳定性。在严重的外翻膝畸形和膝关节内侧稳定结构不完整的情况下，除了软组织松解外往往需要选择髁限制型假体^[25-26]。在临床实践中，作者的体会是对内翻膝要根据内翻纠正的程度进行内侧软组织逐步有序的松解，可以防止出现内侧松解过度
的情况出现。具体操作中，先对内侧副韧带的深层做有限的骨膜下剥离，一方面使胫骨前脱位较容易，方便胫骨截骨，另一方面对于内翻程度较轻的患者，有限的剥离加上膝关节内侧骨赘的切除完全可以达到纠正力线的目的。对于较重的内翻畸形，往往需要松解内侧副韧带的深层、后内侧关节囊等。内翻畸形多合并屈曲挛缩，对于大部分的屈曲挛缩畸形，作者通过后方骨赘的切除和股骨侧后方关节囊的松解加以纠正，但是对于屈曲畸形超过15°的患者，会酌情对股骨远端加截1.0-2.0 mm。本组中有3例为轻度外翻膝，作者通过截骨和松解髂胫束即获得了良好的内外侧间隙平衡。

类风湿关节炎是一种以关节和关节周围组织炎性病变导致受累关节出现残疾、畸形和关节功能严重受损的全身免疫性疾病^[27]。膝关节病变主要是由于滑膜及关节囊纤维变性、增厚，后关节囊挛缩、粘连出现纤维性或骨性融合^[28]。此类患者软组织条件较差，常引起韧带松弛和关节畸形，且多伴有骨质疏松，固定假体的软骨下骨质量也不好。本组中有5例类风湿的患者，针对该类患者的特点，本组手术中小心操作，避免发生医源性骨折。在术中需要将病变滑膜组织彻底清除，假体的安装宁紧勿松。此外，由于类风湿患者膝关节侧副韧带等软组织较松弛，故术中不强求膝关节达到完全伸直。一般20°以内的残留屈曲畸形在术后的功能锻炼中可以得到纠正，或通过手法按摩加以矫正^[29]。对于屈膝畸形角度较小患者，通过松解膝关节周围软组织、骨赘清除切除为主要矫正方法。对屈膝畸形角度较大患者，股骨远端适当多切除骨质可以达到良好的矫正效果^[30]。此外，由于患者机体免疫力低下，往往服用抗炎药物或其他免疫抑制药物，这些都是导致患者易发生感染的原因，有研究报道深部感染是类风湿患者全膝关节置换后失败的主要原因之一，长期随访失败率为1.5%- 5%[31-33]。

对于类风湿性关节炎患者假体选择的问题一直有争议，有学者认为使用后稳定假体时由于切除了后交叉韧带所以有利于手术显露并松解后方关节囊，从而更好的矫正屈曲挛缩畸形改善术后关节的活动度^[34-35]。但也有学者建议类风湿患者应选用保留后交叉韧带的旋转半月板假体，这种假体形合度高、接触应力低，理论上适合软骨下骨质量差的类风湿患者^[36]。作者的体会是要使类风湿患者的全膝关节置换获得良好效果，除了假体选择因素之外，必须详细了解术前药物使用情况、患者的营养状况等，同时术中韧带的平衡、骨缺损重建和术后康复也是非常重要的因素。

关于髌骨在操作中是外翻脱位还是推向外侧，目前仍有争议。传统术式中，髌骨翻向外侧可以方便手术显露和假体的放置，但是近年来有研究认为如果将髌骨推向外侧可以增加术后膝关节活动度和促进股四头肌功能的恢复，而髌骨外翻脱位会增加髌腱损伤和胫骨假体安装位置不良的风险。Walter等^[37]学者做了一项研究认为将髌骨推向外侧可以促进股四头肌功能的恢复，并且减少患者的住院时间。Dalury等^[38]认为术后6个月内，两者在膝关节活动范围，股四头肌肌力方面没有明显区别。Arnout等[39]学者做了一项前瞻随机研究，他认为术中将髌骨脱位是安全的，可以增加术后1年内的主动和被动活动范围。也有学者研究认为髌骨推向外侧并不会显著增加术后1年内股四头肌功能的恢复，两者术后1年内的临床疗效相当^[40-41]。在实际操作中，作者的经验是在不影响手术操作的情况下尽量将髌骨推向外侧，但有时也会将髌骨外翻脱位以方便手术显露。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