2.1  参与者数量分析  接受初次全膝关节置换患者107例(124膝)，其中男23例，女84例；单侧全膝关节置换90例(90膝)，双侧全膝关节置换17例(34膝)，其中分次双侧全膝关节置换且间隔时间超过6个月的3例(6膝)并入单膝组；因此单膝组共93例(96膝)、双膝组14例(28膝)。术后所有患者均开展至少6个月的随访，无失访。

2.2  试验流程图  见图4。

2.3  基线资料  单膝组与双膝组的性别分布、年龄、体质量指数及发病原因进行比较，差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性，详见表2。

2.4  效果分析

2.4.1  下肢长度变化  此次研究共有124膝行全膝关节置换，合并行术侧长度变化分析。

术后10 d：总体下肢长度变化为延长(7.27±17.06) mm。87膝(70.2%)下肢长度延长，平均增长(15.51±11.82) mm，其中术后屈曲挛缩角矫正量及术后美国特种外科医院膝关节评分改善量在2组间差异有显著性意义(P < 0.05)，见表3。

术后6个月：总体下肢长度变化为延长(11.97±  15.85) mm。98膝(79.0%)下肢长度延长，平均增长(17.74± 11.93) mm，其中术后屈曲挛缩角矫正量在2组间差异有显著性意义(P < 0.05)，见表3。说明与下肢缩短组相比，术后6个月时下肢延长组术后屈曲挛缩角矫正量较大。

相关性分析：术后10 d屈曲挛缩角矫正量以及美国特种外科医院膝关节评分改善量与术后10 d下肢长度变化间存在相关性(r=0.615，P < 0.001；r=0.232，P=0.010)；术后6个月屈曲挛缩角矫正量与术后6个月下肢长度变化间存在相关性(r=0.502，P < 0.001)。

2.4.2  髋膝踝角分组对术后下肢长度及功能的影响  根据髋膝踝角分为3组，内翻组髋膝踝角<-3°，外翻组髋膝踝角>3°，中立位组髋膝踝角-3°-3°。内翻组在术后10 d及6个月时，术后下肢长度与术前比差异均有显著性意义(P < 0.001)；外翻组术后10 d时术后下肢长度与术前比差异无显著性意义，术后6个月时术后下肢长度与术前比差异有显著性意义(P=0.007)；中立位组术后10 d及6个月术后长度与术前比差异均无显著性意义。术后10 d时，只有内翻组患者术后下肢长度与术前比差异有显著性意义；术后6个月内翻组及外翻组术后下肢长度与术前比差异有显著性意义。术后10 d及6个月时，下肢长度延长量及延长百分比均为：外翻组>内翻组>中立位组，见表4。

严重内翻组为髋膝踝角<-10°，严重外翻组为髋膝踝角>10°，轻度畸形组为髋膝踝角-10°-10°。术后10 d时，严重内翻组及轻度畸形组术后下肢长度较术前增长(P < 0.05)；术后6个月时，各组术后下肢长度均较术前增长(P < 0.05)。术后6个月时下肢后长度延长量及百分比为：严重外翻组>严重内翻组>轻度畸形组。其中术后6个月时严重外翻组术后长度延长百分比最大，达2.4%，见表5。

2.4.3  下肢不等长发生率及其对功能影响  设定下肢不等长≥10 mm为下肢不等长阳性，患者总体、单膝组及双膝组的各时间段的下肢不等长发生人数及比例见表6。术前单膝组下肢不等长发生率高于双膝组(P=0.045)，术后差异无显著性意义。

术前下肢不等长阳性组与阴性组对比中，双下肢美国特种外科医院膝关节评分差值、双下肢髋膝踝角差值及双下肢屈曲挛缩角差值差异有显著性意义(P=0.008，0.044，0.004)。术后10 d下肢不等长阳性组与阴性组对比中，各指标差异均无显著性意义。术后6个月，下肢不等长阳性组与阴性组双下肢髋膝踝角差值的差异有显著性意义(t=2.143，P=0.034)，见表7。

2.4.4  单膝组术前及术后各指标变化  单膝组术侧下肢长度术前短于非术侧(P < 0.001)，术后10 d术侧及非术侧长度差异无显著性意义(P=0.503)，术后6个月术侧长度长于非术侧(P=0.009)。术侧髋膝踝角在术前大于非术侧(P=0.020)，在术后10 d及术后6个月均小于非术侧(P < 0.001)。术侧屈曲挛缩角在术前、术后10 d及术后6个月均大于非术侧(P < 0.001)。术侧美国特种外科医院膝关节评分在各时间点均小于非术侧(P < 0.001)。

总体看，单膝组术侧下肢长度在术后10 d及术后6个月均延长，髋膝踝角角度在术后10 d较前矫正最多，屈曲挛缩角在术后6个月较前矫正最多，美国特种外科医院膝关节评分在术后6个月较前增加最多。非术侧下肢长度及髋膝踝角术后变化很小，屈曲挛缩角轻度矫正，美国特种外科医院膝关节评分在术后6个月较之前增加最多，见表8。

2.5  可能影响结果的因素分析  影像拍摄体位及测量误差有可能影响结果。

2.6  植入物与宿主的生物相容性  2组患者使用的膝关节假体生物相容性均良好，患者未出现植入物周围感染、过敏反应、免疫反应及排斥反应等。

全膝关节置换是治疗膝关节各种终末期关节病的有效疗法，其中骨关节炎患者占全膝关节置换的绝大多数。其中仅症状性膝骨关节炎的患病率就超过了8.1%^[1]，膝骨关节炎发生率约占总骨关节炎患者总数的81.9%，膝关节炎可导致关节肿痛、僵硬并可出现骨擦感，活动时疼痛加重，病程进展后会出现关节活动受限，生活能力及生活质量极大降低^[2]。经严格保守治疗无效的重度膝骨关节炎患者，行全膝关节置换是公认的有效疗法^[3]。全膝关节置换可使患者的疼痛、功能活动及相关功能评分均较术前有明显缓解^[4]，术后长期随访假体生存率高，假体生存率根据所应用假体类型不同略有偏差^[5-7]。经保守估计，中国每年行5万-7万台全膝关节置换术，经过中远期随访发现取得较好的疗效^[8]。尽管大部分患者行全膝关节置换可获得较好的临床效果，仍有15%-20%的患者会因为各种原因出现术后功能不良或者不满意；其中可能原因有术后屈曲挛缩、股四头肌无力、屈曲功能受限、出现神经症状、下肢不等长、下肢力线不良等^[9-10]。其中下肢不等长在膝关节置换中的研究较少，其在髋关节置换后下肢不等长发生率较高，可导致患者功能异常，其中最令医生及患者沮丧的症状是其所致的持续性跛行；而且下肢不等长也是造成医疗诉讼的第2大原因^[11]。轻微的下肢不等长即可使30个月后患者骨关节炎的患病风险明显提升^[12]，既往对膝关节中下肢不等长的研究尚不充分，但目前认识较前已有较大改变：下肢不等长在膝骨关节患者及全膝关节置换术中发生率较高，但在全膝关节置换术中达到下肢不等长≥1 cm临界值的概率较低，故其对全膝关节置换后功能的影响尚不明确^[13]。已有研究认为，术后出现下肢不等长的患者其膝关节功能评分较低，但对下肢不等长在全膝关节置换术中的发生率及下肢不等长的相关危险因素的研究结果不一。全膝关节置换后大部分患者肢体长度延长，但仍有部分患者肢体缩短，其原因及相关危险因素尚未被确定^[14-16]。下肢不等长在人群中是一种相对常见的问题，可以在40%-70%的人群中发现，大多数出现下肢不等长的人感觉不到其存在，下肢不等长大于一定程度才会被感知或对生活产生影响；一般认为下肢不等长小于1 cm不会造成症状，但是目前尚未确定功能上不可接受的下肢不等长上限^[7]。大约每1 000人当中至少有1人会出现下肢不等长>2 cm的情况，研究表明下肢不等长的生物力学机制可能是双侧肢体生物力学受力的改变导致的较短侧肢体受力增大、骨盆及躯干旋转等；其与许多功能异常指标有关，如下腰痛、髋骨关节炎、应力性骨折、髋关节假体的无菌性松动、站立平衡困难、经过髋关节的力学传导异常、运动效率下降以及与之相关的运动损伤等^[11]。膝关节置换后下肢长度变化对下肢不等长及功能的影响尚无充分研究，故开展此次研究，提出以下问题：①全膝关节置换后患者下肢长度是否变化、变化程度、可能影响因素，是否影响功能？②全膝关节置换术前及术后下肢不等长发生情况，可能影响因素是什么，是否对功能产生影响？

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

1.1  设计  对比观察试验。

1.2  时间及地点  于2016年10月至2018年9月在徐州医科大学附属医院骨科进行。

1.3  对象  对上述时间内骨科同一治疗组收治的接受行膝关节置换患者进行筛选排除。

纳入标准：①患者身体可耐受手术并行初次全膝关节置换；②患者影像学及临床资料完整；③患者对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

排除标准：①合并膝关节外畸形或损伤、膝关节或邻近关节既往手术或创伤可能影响患者下肢长度者；②术后出现膝关节假体周围感染等严重并发症者。

根据以上标准筛选后，纳入研究的病例有107例(124膝)，其中男23例，女84例。

1.4  材料

1.4.1  植入物  见表1。

1.4.2  仪器  使用PHILIPS Digital Diagnosts 3射线摄影系统(飞利浦公司，汉堡，德国)进行下肢站立位全长正位片拍摄；使用影像存档与传输系统系统(GE公司，美国)进行下肢影像结果传输及测量。

1.5  方法  患者于术前及术后10 d、术后6个月拍摄站立位下肢全长正位片，影像测量下肢长度及髋膝踝角度，同时大体测量膝关节屈曲挛缩角度并评价记录膝关节美国特种外科医院评分。

1.5.1  技术细节                            

(1)站立位下肢全长正位片的拍摄：拍摄时患者于站立位背靠于设有标尺的摄影支架前，双手紧扶支架扶手，双腿靠拢，双髌骨朝正前方，双足平行向前，下肢尽力伸直，见图1 ^[17]。

(2)影像测量：下肢全长片图像由影像存档与传输系统上传至影像工作站，通过影像存档与传输系统自带测量工具进行下肢测量。选择合适大小同心圆与股骨头外缘重合，圆心即为髋关节中心点，设定股骨髁间窝顶点与胫骨平台中点连线的中点为膝关节中点，设定距骨上关节面中点为踝关节中点。股骨机械轴为髋关节中点至膝关中点的连线，胫骨机械轴为膝关节中点至踝关节中点的连线。下肢长度为髋关节中点至踝关节中点的距离。髋膝踝角为股骨机械轴与胫骨机械轴所成的锐角^[18]，设定内翻角为负值，外翻角为正值，中立位为0°，见图2。下肢长度精确到0.1 mm，髋膝踝角精确到0.1°，影像测量由作者刘磊完成，测量2遍取平均值。

(3)大体测量：患者站立位，双下肢靠拢，双足平行，双侧膝关节髌骨朝前，嘱患者双下肢尽力伸直，用量角器测量大腿与小腿间夹角，大腿轴线为大转子最突出点至股骨外髁最突出点连线，小腿轴线为股骨外髁最突出点至外踝最突出点连线，见图3。以大腿与小腿平行记为0°，膝关节过伸记录为负值，膝关节存在屈曲挛缩记为正值^[19]，大体测量由作者杨冠杰完成。大体测量取2次测量结果平均值，屈曲挛缩精确到1°。对影像测量及大体测量结果进行复测行组内一致性检验，得出组内相关系数。术前术后各项检测指标的组内相关系数(0.828-1.000)均> 0.8具有较好的一致性。

1.5.2  手术方法  所有手术均由赵凤朝主任医师完成(工作17年，完成膝关节置换术400例左右)。手术采用全身麻醉，下肢止血带应用后采用膝正中切口，内侧髌骨旁入路。尽量切除关节周围滑膜组织，依次行胫骨、股骨截骨及髌骨成型，股骨截骨采用髓内定位，胫骨截骨采用髓外定位方法。完全去除膝关节两侧及后髁骨赘，视截骨后屈伸间隙是否平衡行适度软组织松解，假体均行骨水泥固定，确保术中膝关节可完全伸直屈曲，关节腔内置留引流管。

1.5.3  术后处理  术后患肢抬高，48 h拔除引流管及尿管，鼓励患者使用助行器下床活动。术中及术后3 d预防性使用抗生素，指导患者逐步行患肢伸屈功能活动及肌力训练。术后患者均行相同康复训练。

1.6  主要观察指标  测量术前、术后10 d及术后6个月双下肢长度、髋膝踝角、屈曲挛缩角、美国特种外科医院膝关节评分。

选用美国特种外科医院膝关节评分评估患者膝关节功能，共100分，其中疼痛30分，下肢功能22分，膝关节活动度18分，肌力、屈曲挛缩及膝关节稳定性各10分，减分项目有是否使用手杖/拐杖，伸直滞缺程度及内/外翻畸形程度。评估结果：优>85分，良70-84分，中60-69分，差<59分^[20]。美国特种外科医院膝关节评分由作者唐金龙完成。以上影像测量、大体角度测量及美国特种外科医院膝关节评分测定的测量员均由作者赵凤朝主任医师进行培训，统一确认测量及测定指标，反复练习并经考核后方开始进行测量及测定工作。

1.7  统计学分析  使用SPSS 22.0版软件(IBM，纽约，美国)进行统计学分析，对于连续性定量资料采用t 检验；如术前及术后间指标以及双下肢间指标比较，采用配对样本t 检验；余2组间比较使用两独立样本t 检验；多组间比较使用方差检验，各组间对比使用LSD法检验分析。等级数据或分类数据如性别及人数比例分布等比数比采用卡方检验或Fisher确切概率法检验，相关关系分析采用Pearson相关关系或Spearman相关关系检验。检验水准α值取双侧0.05，以P < 0.05表示差异有显著性意义。

        全膝关节置换是骨科常见的手术，通过缓解疼痛与重建关节功能，可对膝关节炎提供安全有效的治疗^[21]。但全膝关节置换对于部分患者来说并不是最佳选择，所以加强对全膝关节置换后功能不良症状的研究有助于解决医生满意度与患者满意度之间的矛盾^[22]。膝关节置换后功能不佳的原因有许多，下肢不等长作为其中的一种，对膝关节置换后功能的影响程度尚未被充分研究。此次试验从以下几个方面进行探讨：①膝关节置换后患者下肢长度变化程度、可能影响因素及其对功能的影响；②膝关节置换前后下肢不等长发生率、可能影响因素及其对功能的影响。

此次研究全膝关节置换后下肢长度总体增长，术后10 d下肢长度变化为增长(7.27±17.06) mm，共87膝(70.16%)下肢长度延长，术后6个月下肢长度变化为增长(11.97±   17.06) mm，共98膝(79.03%)下肢长度延长；术前膝关节无明显畸形者术后下肢长度变化较术前无显著性差异，术前存在内外翻畸形患者术后6个月下肢长度较术前增长，其中术后长度变化程度外翻组大于内翻组。该结果与LANG等^[23]的研究相符。此外，研究得出术后10 d及术后6个月下肢长度变化与术后屈曲挛缩矫正程度呈正相关性，以上结果同膝关节长度增长与畸形矫正程度相关的理论基本符合。

下肢不等长在此次研究中发生率较高，总体术前45.10%，术后10 d为55.28%，术后6个月为46.0%。术前下肢不等长阳性组与下肢不等长阴性组相比双下肢美国特种外科医院膝关节评分差值、双下肢髋膝踝角差值及双下肢膝关节屈曲挛缩角差值较大，差异有显著性意义；术后6个月下肢不等长阳性组较下肢不等长阴性组双下肢美国特种外科医院膝关节评分差值大。术前、术后10 d及术后6个月时患肢美国特种外科医院膝关节评分在下肢不等长阳性与下肢不等长阴性组间差值无显著性意义。该结果得到KIM等^[14]支持，但其未将膝关节屈曲挛缩纳入研究，虽然该研究术后下肢站立位全长正位片拍摄于术后1个月，其大部分患者膝关节均可伸直或接近正常，其术后屈曲挛缩影响相对较小，但仍有低估术后下肢长度可能。其引用AARON等^[24]的解剖学研究认为屈曲挛缩角度在0°及15°时其下肢长度差异无显著性意义，该研究采用10具尸体20条下肢进行测量研究，且精度精确到0.1 cm，样本量小且研究精度相对较低，所以得出差异有显著性意义需要更大的数值，其中下肢全长、股骨及胫骨侧长度在屈曲挛缩15°时较屈曲0°时分别平均有0.0，0.5及0.4 cm差值，下肢全长的标准差介于1.01-1.18 cm。此次研究中术后延长7 mm；LANG等^[23]的研究中最小至术后延长4.7 mm时下肢长度在术前术后的差异有显著性意义，均接近其测量误差。故矢状面畸形对下肢长度所产生的影响被低估，但其将屈曲挛缩>30°、内翻畸形>20°等指标列为排除标准可减少屈曲挛缩对其结果的影响。VAIDYA等^[15]相对得出相反结论，下肢不等长严重组中功能评分较低，其将患者置于平卧位使用软尺测量髂前上棘与内踝间长度作为下肢长度，并计算下肢不等长，可能因为无重力影响，消除了骨盆以上的不等长原因，以及避免因为重度膝骨关节所致疼痛导致的功能性下肢不等长，故其分组中患者的下肢不等长更多由下肢固定畸形所致，其下肢不等长阳性患者较此次试验患者的关节畸形程度可能更重，故其分组可更敏感的找出功能上的差异。

现有研究多数只从冠状面畸形方面对全膝关节置换患者术后长度变化做出研究^{[14-15，23，25]}，对下肢不等长在全膝关节置换术中作用的研究中。CHINNAPPA等^[26]是少有的纳入屈曲挛缩作为分析指标的，该研究于术后2 d进行下肢站立位全长正位片测量，由于术后2 d时下肢尚未完全伸直，残余屈曲挛缩角度较大，对结果可能产生影响。故CHINNAPPA等^[26]的研究记录术前及术后屈曲挛缩，但是在对下肢不等长及可感知的下肢不等长的危险因素分析中，术前及术后膝关节屈曲挛缩差异均无显著性意义，其与此次研究结果不一致。

可能原因是术后下肢长度变化及下肢不等长是术前与术后长度差值、双下肢长度差值，均是两变量间的差值，故对其产生影响因素的也最可能是变量的差值。膝关节畸形中的冠状面畸形为髋膝踝角及矢状面畸形中的屈曲挛缩理论上均可能对术后长度变化及下肢不等长产生作用，但是目前已知结果认为冠状面畸形即髋膝踝角或者下肢力线对术后下肢延长长度有相关性^[14，27]，而屈曲挛缩则少有研究或者未得出相关关系，可能原因是髋膝踝角在术后基本上得到完全矫正，即接近0°，而屈曲挛缩，根据此次试验前述结果，在术后早期与术前屈曲挛缩角在均数上差异不大，故术前髋膝踝角接近于术后冠状面力线矫正程度，而术前屈曲挛缩角及术后屈曲挛缩角均无法代表术后矢状面畸形的矫正量。且手术后随时间推移冠状面畸形变化不大，而术后随时间推移屈曲挛缩角呈逐渐下降趋势。故术后早期单纯从术前或术后单一指标分析矢状面畸形对术后长度变化的意义不大。故此次研究从髋膝踝角差值及屈曲挛缩角差值对术后长度变化及下肢不等长的作用进行探讨。OHMORI等^[28]根据术前下肢CT结果结合导航技术模拟全膝关节置换术，分析得出术后髋膝踝角矫正量及屈曲挛缩角校正量与全膝关节置换后长度变化有较强的相关关系，虽实际中全膝关节置换无法完全符合模拟过程，但也为以后相关研究做出预测性引导。

此次研究具有一定局限性。一是采用下肢站立位全长正位片测量下肢长度及髋膝踝角，其在下肢存在屈曲挛缩及旋转时，对髋膝踝角的准确性会下降^[29]。但其与CT等检查的一致性较好，且免于过大的放射剂量，便于术后多次复查观测。为降低不准确率，需在拍摄X射线时确保患者体位正确，防止下肢旋转。二是对于屈曲挛缩的测量采用量角器大体测量，准确性较影像学检查为低。但是侧位片检查平卧位时不是负重状态，站立位时需单膝站立，与生理状态也不相同，双膝重叠拍摄时分辨术侧困难。而CT、MRI检查及导航设配检查费用昂贵且有需要接受较大剂量射线等缺陷限制其使用。故此次研究采用多次测量取平均值方法并拍摄患者站立侧位照片以减少误差及方便后期复测。三是患者随访时间较短，对于患者下肢长度及各指标变化的进一步趋势未得到观察。

此次研究得出，全膝关节置换后患者下肢长度随着畸形矫正而增长，术后6个月下肢长度长于术后10 d下肢长度，下肢美国特种外科医院膝关节评分增量随着长度增长而增大。下肢不等长术前及术后6个月发生率接近，术前及术后6个月下肢不等长受双下肢畸形差值影响，术后6个月主要受矢状面畸形差值影响，下肢不等长可影响双下肢美国特种外科医院膝关节评分差值。

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

文题释义：
膝关节置换：一种治疗膝关节终末期病变的手术方式，可明显减轻患者膝关节疼痛，改善膝关节功能，但尚有约20%患者存在术后不满意情况，需进一步研究加以改善。
下肢全长片：完整呈现全部下肢解剖结构的影像记录方法，可用于评估下肢总体力线(髋膝踝角)及下肢功能长度，为膝关节置换提供术前参考及术后功能评价。

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