茅凌洲, 朱裕昌, 吳海山, 樓列名, 叢銳軍
(1. 同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院骨科,上海 200072; 2. 第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)征醫(yī)院骨科,上海 200003)
人工全膝關(guān)節(jié)置換成功用于膝關(guān)節(jié)退行性疾病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等疾病的治療,取得了非常確切的療效,最近的報(bào)道指出國(guó)內(nèi)全膝置換早期滿意率超過90%以上[1]。但是,國(guó)內(nèi)最近的6個(gè)大樣本量隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)和meta分析涉及的超過12000例樣本[2-7],全部使用進(jìn)口假體。進(jìn)口假體使用的解剖數(shù)據(jù)庫都是來自歐美人群,其解剖結(jié)構(gòu)與亞裔人群的差異很早就引起了關(guān)節(jié)科醫(yī)生的注意。韓國(guó)人設(shè)計(jì)的更符合亞洲人的膝關(guān)節(jié)假體正是基于這一事實(shí)的探索[8]。然而基于進(jìn)口假體應(yīng)用于中國(guó)人群的使用技巧卻沒有得到充分的研究。
國(guó)人女性脛骨平臺(tái)關(guān)節(jié)面下6mm的前后徑與內(nèi)外徑(antero-posteriordiameter/medial-lateral diameter, AP/ML)的比值(0.612~0.723)[9-10]遠(yuǎn)小于歐美人的比值(0.751~0.815)。根據(jù)最近公開的一些測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),即使是在中國(guó)不同地區(qū)脛骨平臺(tái)解剖特點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果間也存在較大差異[9-11]。因此選擇膝關(guān)節(jié)脛骨平臺(tái)假體型號(hào)、假體放置位置和平衡假體對(duì)脛骨平臺(tái)的覆蓋等問題值得深入探討,假體設(shè)計(jì)與脛骨匹配的問題值得深入研究,本研究使用隊(duì)列研究的方法,探討在女性全膝置換中,脛骨假體的選擇原則和其對(duì)脛骨平臺(tái)匹配度的影響。
2014年8月至2017年7月,同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院骨科連續(xù)實(shí)施的102臺(tái)使用相同假體(NexGen Legacy PS,邁捷公司)的女性人工全膝節(jié)置換病例組成隊(duì)列,手術(shù)由同一組醫(yī)生完成,隨訪人員不參與手術(shù)圍手術(shù)期患者管理。其中66例采用脛骨截骨面的前后徑(A/P)作為參考,選擇脛骨平臺(tái)假體型號(hào),定義為A組,36例使用脛骨平臺(tái)截骨面內(nèi)外徑(M/L)作為參考,選擇脛骨平臺(tái)假體型號(hào)定義為B組。兩組患者年齡55~88歲,平均(69.01±11.72)歲,術(shù)前診斷均為患肢膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎,年齡、性別、BMI等差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
本研究由同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)并監(jiān)督執(zhí)行,患者及家人均簽訂知情同意書,并允許隨時(shí)退出。研究未增加患者負(fù)擔(dān),未對(duì)患者造成額外傷害。研究數(shù)據(jù)僅用于本試驗(yàn),保證患者隱私。
兩組患者均采用全身麻醉,結(jié)合患肢股神經(jīng)阻滯鎮(zhèn)痛,標(biāo)準(zhǔn)膝前正中入路,股直肌與股內(nèi)側(cè)肌間隙進(jìn)入關(guān)節(jié)。暴露完成后,截骨順序?yàn)椋?先進(jìn)行股骨側(cè)遠(yuǎn)端截骨,再進(jìn)行脛骨近端截骨,然后進(jìn)行股骨側(cè)四合一截骨板引導(dǎo)截骨,最后根據(jù)股骨側(cè)試模確定脛骨平臺(tái)安放位置。脛骨平臺(tái)假體的選擇,A組充分考慮截骨面的前后徑,以假體不超過前后緣所能采用的最大假體為選擇依據(jù),由于國(guó)人脛骨平臺(tái)AP/ML比值較小,所以這種選擇假體的方式往往無法顧及膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)緣的覆蓋,因此需要根據(jù)關(guān)節(jié)膝平衡放置脛骨平臺(tái),避免假體的偏心放置,避免使用偏心柄等特殊假體。B組充分考慮截骨面的內(nèi)外側(cè)徑,充分顧及內(nèi)外側(cè)覆蓋,此時(shí)假體往往前后徑偏大,此時(shí)矢狀位上假體放置禁止超過前緣,而后緣在可接受范圍內(nèi)適當(dāng)超出,不影響手術(shù)療效[12],見圖1。
術(shù)前預(yù)防性使用頭孢呋辛2.25g,圍手術(shù)期不再使用抗生素。術(shù)前指導(dǎo)患者適應(yīng)性功能鍛煉,骨水泥硬化后放開止血帶徹底止血,放置引流,術(shù)后第1天下地行走并指導(dǎo)患者功能鍛煉。術(shù)后第2天拍攝雙下肢全長(zhǎng)片,患膝側(cè)位X線片??诜晴摅w抗炎藥鎮(zhèn)痛,是否使用嗎啡由患者疼痛評(píng)分決定并由同一組護(hù)理人員評(píng)價(jià)、給藥。兩組采用相同的物理和藥物方法預(yù)防深靜脈血栓。
圖1 全膝關(guān)節(jié)置換脛骨平臺(tái)假體放置的術(shù)前設(shè)計(jì)與術(shù)后評(píng)估Fig.1 Preoperative design and the postoperative evaluation of the tibial plateau prosthesis in TKAA: 術(shù)前標(biāo)準(zhǔn)的膝關(guān)節(jié)攝片有助于了解手術(shù)難度做好術(shù)前設(shè)計(jì);B~C: 術(shù)后攝片能明確假體情況;D~E: 沒有缺損的平臺(tái)可以根據(jù)術(shù)前設(shè)計(jì)放置假體,但是嚴(yán)重的外側(cè)平臺(tái)缺損(黃色箭頭),要求術(shù)前設(shè)計(jì)結(jié)合術(shù)中實(shí)際情況放置假體,手術(shù)變數(shù)較大,困難明顯增加
假體覆蓋測(cè)量采用薄層(0.625mm)膝關(guān)節(jié)CT掃描,在假體與截骨面交界層面以及上下各一個(gè)層面,觀測(cè)假體與截骨面的覆蓋面積,覆蓋面積在75%以上定義為良好覆蓋即假體與截骨面匹配,覆蓋面積低于75%定義為不良覆蓋即不匹配[14],見圖2。
臨床指標(biāo)手術(shù)時(shí)間由盲法控制的統(tǒng)計(jì)人員完成記錄,以切開皮膚到縫合完畢作為計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)計(jì)者單盲統(tǒng)計(jì)患者術(shù)前,術(shù)后3d、7d、3個(gè)月的膝關(guān)節(jié)伸直、屈曲角度,KSS評(píng)分綜合疼痛、功能(各100分,滿分200分,遞歸到0~100分)、WOMAC評(píng)分(采用0~4級(jí)嚴(yán)重程度累積計(jì)分法,總分96分)。
統(tǒng)計(jì)術(shù)后所有并發(fā)癥的發(fā)生率主要包括切口周圍感染、假體周圍感染、深靜脈栓塞、肺栓塞、假體位置不良、脫位、假體松動(dòng)等。
圖2 數(shù)據(jù)庫選擇和假體設(shè)計(jì)Fig.2 Database selection and design of prosthesisA: ANADAT數(shù)據(jù)庫反應(yīng)的脛骨平臺(tái)特征為脛骨側(cè)假體設(shè)計(jì)提供了基本參考,灰色投影顯示脛骨平臺(tái)假體的形態(tài),不規(guī)則線顯示脛骨面形態(tài),但是這些數(shù)據(jù)全部基于歐美人種的解剖資料;B~D: 無論是截骨面后傾設(shè)計(jì)還是通過假體本身實(shí)現(xiàn)后傾,每款假體都有10個(gè)型號(hào)可供選擇。而且相鄰型號(hào)的假體或增加內(nèi)外徑,或增加前后徑,這種巧妙的設(shè)計(jì)保證無論AP/ML比值如何都有合適脛骨平臺(tái)假體可供選擇;E~F: 通過數(shù)據(jù)庫測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)國(guó)人的AP/ML比值(0.612~0.723)低于歐美人種的AP/ML比值(0.751~0.815)一個(gè)區(qū)間,交替增加AP和ML徑的設(shè)計(jì)依然不能滿足國(guó)人對(duì)脛骨平臺(tái)假體的要求;G: 國(guó)人女性脛骨平臺(tái)要求更大的ML/AP比值和更小的型號(hào)
本研究所有病例截至3月末次隨訪未出現(xiàn)脫漏,樣本量符合試驗(yàn)要求。
B組假體與截骨面匹配33例,不匹配3例,A組匹配病例50例,不匹配16例,組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=3.89,P=0.0486,優(yōu)勢(shì)比為0.028)。
術(shù)后7d,A組膝關(guān)節(jié)伸直角度為-3.2°±1.5°(反曲3.2°±1.5°),B組為2.5°±1.6°(滯缺2.5°±1.6°),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=17.57,P=0.0000);其余指標(biāo)組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表1。
表1 A組與B組臨床指標(biāo)的組間差異比較Tab.1 Difference of clinical indexes between group A and group B
截止試驗(yàn)結(jié)束各組均未觀察到感染、脫位、深靜脈血栓和假體周圍骨折等并發(fā)癥。術(shù)后X線射片假體位置見圖3,沒有因假體位置翻修的病例。
本研究采用成熟的、最具代表性的NexGen Legacy PS假體,在國(guó)內(nèi)外取得了良好的臨床效果,瑞典和澳大利亞登記系統(tǒng)2002年報(bào)道的總體翻修率均低于0.5%,但是其設(shè)計(jì)基于ANADAT解剖數(shù)據(jù)庫,邁捷公司所提供的9個(gè)種類10個(gè)型號(hào)的脛骨平臺(tái)假體都是基于這一數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)全部基于歐美人種的解剖資料,完全沒有考慮到中國(guó)人的脛骨平臺(tái)解剖特點(diǎn)。
無論是截骨面后傾設(shè)計(jì)還是通過假體本身實(shí)現(xiàn)后傾,每款假體都有10個(gè)型號(hào)可供選擇。10個(gè)型號(hào)的脛骨平臺(tái)長(zhǎng)寬比不同,在每個(gè)型號(hào)在前一型號(hào)的基礎(chǔ)上僅增加寬度或長(zhǎng)度,這就給不同長(zhǎng)寬比的平臺(tái)提供了很大的可選擇性,很多進(jìn)口假體的設(shè)計(jì)都采用這一原則,這樣可以有效覆蓋脛骨平臺(tái)不同的長(zhǎng)寬比。但是歐美人的AP/ML比值(0.751~0.815)與亞洲人的比值(0.612~0.723)處于不同的區(qū)間[9-11];在本研究中,B組脛骨截骨面覆蓋不匹配率(3/36,8.2%),遠(yuǎn)低于研究[13]報(bào)道的25%以上。如此顯著的差異使得這種交替增加的巧妙設(shè)計(jì)仍然不能完美覆蓋國(guó)人更加扁平的脛骨平臺(tái)。國(guó)人女性脛骨平臺(tái)要求更大的ML/AP比值和更小的型號(hào)。
在普通的全膝關(guān)節(jié)置換中,應(yīng)盡可能選擇前后徑與內(nèi)外徑都能與脛骨平臺(tái)截骨面完美匹配的假體[14],這樣的放置能夠顯著增加脛骨平臺(tái)的有效負(fù)荷,避免脛骨假體沉降的發(fā)生。脛骨周邊皮質(zhì)骨是最有效的承重部分,相反松質(zhì)骨的骨小梁提供的支撐作用相對(duì)有限[15],適當(dāng)增加脛骨假體的覆蓋面積是防止術(shù)后假體松動(dòng)和應(yīng)力負(fù)荷不平衡的有效手段,矛盾便由此產(chǎn)生。如果假體的前后徑已經(jīng)完全與截骨面重合,但是內(nèi)外徑較脛骨截骨面明顯不足,按照充分覆蓋的原則,應(yīng)適當(dāng)增加脛骨假體型號(hào),適當(dāng)后置假體[12],以便更好的增加脛骨負(fù)重。然而在截骨面,脛骨后緣距離后側(cè)重要結(jié)構(gòu)的距離為(5.9±2.2)~(7.2±2.5)mm[16],后置脛骨平臺(tái)假體始終存在爭(zhēng)議[17-18]。有研究認(rèn)為,外側(cè)出現(xiàn)假體外懸(懸在骨面以外),因?yàn)殡韫切☆^的原因,患者的不適感和應(yīng)力不平衡帶來的松動(dòng)明顯減少[19-20],但后外側(cè)的外懸是不能容忍的,但是這對(duì)于國(guó)人扁平的脛骨平臺(tái)截骨面沒有任何幫助。
在復(fù)雜的全膝關(guān)節(jié)置換中,特別是外側(cè)缺損的外翻膝關(guān)節(jié),應(yīng)力的不平衡,長(zhǎng)期應(yīng)力遮擋引起的骨質(zhì)疏松,骨缺損帶來的截骨面判斷困難[21],此時(shí)的韌帶平衡和脛骨假體匹配更加重要[22],而缺乏合適的假體往往給該手術(shù)增加了不必要的困難。此時(shí)對(duì)于癥狀和假體遠(yuǎn)期生存率的平衡面臨選擇的困惑。正位片上脛骨平臺(tái)內(nèi)外側(cè)仍有較多的空間覆蓋不良,應(yīng)該選擇大一號(hào)的平臺(tái)假體似乎更合理,如果盡量擴(kuò)大覆蓋,假體后方外懸仍不能滿足內(nèi)外側(cè)徑的要求,偏心安置假體可獲得更好的承重負(fù)荷,但可能會(huì)因應(yīng)力不平衡更早的出現(xiàn)脛骨假體松動(dòng),另一個(gè)選擇是居中安置假體,可以取得更好的平衡,但是假體的內(nèi)外側(cè)緣處于松質(zhì)骨表面,骨質(zhì)疏松二次沉降的風(fēng)險(xiǎn)增加[23]。側(cè)位片上可以看到脛骨平臺(tái)假體后方已經(jīng)外懸于截骨面以外,這樣的情況往往會(huì)增加后方間隙的異物感,影響術(shù)后近期的關(guān)節(jié)伸直功能,同時(shí)增加后方重要結(jié)構(gòu)刺激,增加血栓等血管神經(jīng)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn),似乎應(yīng)該使用小一號(hào)的脛骨平臺(tái)假體。在患者身上矛盾的選擇說明適合國(guó)人解剖結(jié)構(gòu)假體的重要性。
后方假體外懸顯著增加患者術(shù)后的不適感引起的膝關(guān)節(jié)伸直滯缺,很早期的報(bào)道已經(jīng)明確[24],這與本研究的結(jié)果一致,但是3個(gè)月后這種不適感所引起的伸直滯缺差異在兩組間變得沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義??赡苡袃煞矫娴脑?,(1) 全膝關(guān)節(jié)癥狀完全消失在術(shù)后3個(gè)月最為明顯[25],癥狀的改善使得關(guān)節(jié)整體功能得到提升,包括伸膝功能;(2) 隨著年齡的增長(zhǎng)膝關(guān)節(jié)后方間隙顯著增加[16],說明機(jī)體在腘窩區(qū)的自適應(yīng)能力非常強(qiáng),癥狀的消失能夠通過機(jī)體的適應(yīng)加以解釋。但是如果能在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到國(guó)人的解剖特點(diǎn),減少脛骨截骨面AP/ML比值,設(shè)計(jì)出適應(yīng)國(guó)人的關(guān)節(jié)假體,對(duì)早期快速康復(fù)是非常有意義的。同時(shí),值得注意的是本研究缺乏長(zhǎng)期隨訪,因?yàn)殛?duì)列研究的性質(zhì)、脫漏率和樣本量的限制,雖然本試驗(yàn)的長(zhǎng)期隨訪仍在繼續(xù),但是直到2017年7月B組最后1例患者才納入隊(duì)列,長(zhǎng)期隨訪不容樂觀。正如前面方法中提到的原因,假體選擇的不確定性,使得本研究不能設(shè)計(jì)成臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),如果希望獲得證據(jù)等級(jí)更高的研究結(jié)果,應(yīng)盡快根據(jù)國(guó)人脛骨平臺(tái)解剖特點(diǎn)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的假體,進(jìn)行更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床研究。
由于假體設(shè)計(jì)采用的數(shù)據(jù)庫限制,適合中國(guó)女性脛骨平臺(tái)特點(diǎn)的假體沒有能應(yīng)用于臨床,給人工全膝關(guān)節(jié)手術(shù)的脛骨假體選擇帶來困難。雖然手術(shù)技術(shù)能夠一定程度上彌補(bǔ)這種不足,針對(duì)這些技術(shù)的爭(zhēng)議仍時(shí)有耳聞。根據(jù)國(guó)人的脛骨平臺(tái)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)更加符合國(guó)人脛骨特征的膝關(guān)節(jié)脛骨平臺(tái)假體是非常必要的。
[1] LIJIA T, RUI-XI Z, LONG G, et al. Relationship between patients in hospital affects recovery from total knee arthroplasty (TKA)-A prospective study[J]. J Orthop Sci, 2017,22(5): 880-885.
[2] HUANG J, CAO Y, LIAO C, et al. Apixaban versus enoxaparin in patients with total knee arthroplasty. Ameta-analysis of randomisedtrials[J]. Thromb Haemost, 2011,105(2): 245-253.
[3] YU X, LI W, XU P, et al. Safety and efficacy of tranexamic acid in total knee arthroplasty[J]. Med Sci Monit, 2015,21: 3095-3103.
[4] LI N, TAN Y, DENG Y, et al. Posterior cruciate-retaining versus posterior stabilized total knee arthroplasty: a meta-analysis of randomized controlled trials[J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2014,22(3): 556-564.
[5] ZHANG W, LIU A, HU D, et al.Effects of the timing of tourniquet release in cemented total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials[J]. J Orthop Surg Res, 2014,9: 125.
[6] HU B, LIN T, YAN S G, et al. Local infiltration analgesia versus regional blockade for postoperative analgesia in total knee arthroplasty: a meta-analysis of randomized controlled trials[J]. Pain Physician, 2016,19(4): 205-214.
[7] ZHANG Z, YANG Q, XIN W, et al. Comparison of local infiltration analgesia and sciatic nerve block as an adjunct to femoral nerve block for pain control after total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis[J]. Med (Baltimore), 2017,96(19): e6829.
[8] KWAK D S, SURENDRAN S, PENGATTEERI Y H, et al. Morphometry of the proximal tibia to design the tibial component of total knee arthroplasty for the Korean population[J]. Knee, 2007,14(4): 295-300.
[9] 丁繼固,任立恩,鄧兆宏.國(guó)人脛骨的測(cè)量[J].咸寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),1997,11(3): 107-111.
[10] 劉俊利.數(shù)字化國(guó)人膝關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)測(cè)量在人工膝關(guān)節(jié)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)春: 吉林大學(xué),2008.
[11] 代一猛.東北地區(qū)國(guó)人脛骨近端幾何外形數(shù)字化測(cè)量及其在人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用[D].長(zhǎng)春: 吉林大學(xué),2009.
[12] LEMAIRE P, PIOLETTI D P, MEYER F M, et al. Tibial component positioning in total knee arthroplasty: bone coverage and extensor apparatus alignment[J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 1997,5(4): 251-257.
[13] FIGGIE H E 3RD, DAVY D T, HEIPLE K G, et al. Load-bearing capacity of the tibial component of the total condylar knee prosthesis. An in vitro study[J]. Clin Orthop Relat Res, 1984(183): 288-297.
[14] ANTONY J, TETSWORTH K, HOHMANN E. Influence of sagittal plane component alignment on kinematics after total knee arthroplasty[J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2017,25(6): 1686-1691.
[15] STEINBRUCK A, FOTTNER A, SCHRODER C, et al. Influence of mediolateraltibial baseplate position in TKA on knee kinematics and retropatellar pressure[J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2017,25(8): 2602-2608.
[16] DE ARAUJO GOES R F, FILHO A C, DE OLIVEIRA CASTRO G N, et al. Magnetic resonance study on the anatomical relationship between the posterior proximal region of the tibia and the popliteal artery[J]. Rev Bras Ortop, 2015,50(4): 422-429.
[17] MUREEBE L, GAHTAN V, KAHN M B, et al. Popliteal artery injury after total knee arthroplasty[J]. Am Surg, 1996,62(5): 366-368.
[18] CALLIGARO K D, DELAURENTIS D A, BOOTH R E, et al. Acute arterial thrombosis associated with total knee arthroplasty[J]. J Vasc Surg, 1994,20(6): 927-930.
[19] VARADARAJAN K M, MOYNIHAN A L, D’LIMA D, et al.In vivo contact kinematics and contact forces of the knee after total knee arthroplasty during dynamic weight-bearing activities[J]. J Biomech, 2008,41(10): 2159-2168.
[20] ELMALLAH R K, MISTRY J B, CHERIAN J J, et al. Can we really “feel” a balanced total knee arthroplasty?[J]. J Arthroplasty, 2016,31(9 Suppl): 102-105.
[21] SHELTON T J, NEDOPIL A J, HOWELL S M, et al. Do varus or valgus outliers have higher forces in the medial or lateral compartments than those which are in-range after a kinematically aligned total knee arthroplasty? limb and joint line alignment after kinematically aligned total knee arthroplasty[J]. Bone Joint J, 2017,99-B(10): 1319-1328.
[22] YOON J R, HAN S B, JEE M K, et al. Comparison of kinematic and mechanical alignment techniques in primary total knee arthroplasty: a meta-analysis[J]. Med(Baltimore), 2017,96(39): e8157.
[23] ABDALLAH A C, CHAMSEDDINE A H. Guiding principles and pearls in a stepwise surgical technique of revision total knee arthroplasty[J]. J Med Liban, 2016,64(3): 126-133.
[24] LOTKE P A, ECKER M L. Influence of positioning of prosthesis in total knee replacement[J]. J Bone Joint Surg Am, 1977,59(1): 77-79.
[25] 蔡俊豐,袁鋒,馬敏.數(shù)字技術(shù)在個(gè)性化全膝關(guān)節(jié)置換下肢軸向力線控制中的應(yīng)用[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2016,37(3): 91-96.
同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2018年1期