張啟棟 王衛(wèi)國 郭萬首
膝關節(jié)單髁置換術(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)無論是理念還是手術技術,與全膝關節(jié)置換有很大不同,但是術后的穩(wěn)定同樣非常重要。術后穩(wěn)定的內(nèi)涵包括兩個方面:①內(nèi)部的半月板襯墊運動穩(wěn)定、軌跡良好,在膝關節(jié)屈伸活動中無撞擊及過度懸出;②周圍軟組織平衡。軟組織平衡是通過截骨實現(xiàn),Oxford單髁置換首先建立的是屈曲間隙,然后根據(jù)屈曲間隙建立伸直間隙。在完成內(nèi)側(cè)脛骨平臺截骨后,通過對股骨髁遠端研磨調(diào)整股骨假體相對于股骨放置的高度,獲得相等的屈伸間隙,然后選擇合適的襯墊填充,恢復韌帶自然張力(見圖1)。上述的目標實現(xiàn),準確截骨及定位是關鍵。
圖1 單髁置換軟組織平衡的原理
Oxford單髁置換手術步驟是先進行脛骨截骨,包括垂直截骨與水平截骨。涉及脛骨水平截骨量、后傾角度、截骨角度、垂直截骨方向和角度等參數(shù)。
截骨量取決于計劃安裝的聚乙烯襯墊厚度。
脛骨截骨前,首先進行關節(jié)磨損程度和內(nèi)側(cè)組織張力的判斷,通過插入股骨骨勺充分撐起內(nèi)側(cè)間室,恢復內(nèi)側(cè)軟組織自然狀態(tài)的張力,評估內(nèi)側(cè)磨損程度,骨勺厚度分別為1 mm、2 mm、3 mm。一旦股骨骨勺大小確定,連接“G”形夾及脛骨截骨向?qū)?。“G”形夾可根據(jù)期望放置的半月板襯墊厚度選擇相應3號或4號。
通常情況下,常用的半月板襯墊為4 mm,加上脛骨托及骨水泥厚度3 mm,截骨后應建立7 mm的屈曲間隙(見圖2)。因此,脛骨截骨水平通常在脛骨磨損最深處以下2~3 mm。內(nèi)側(cè)副韌帶深層的脛骨附著點可作為截骨深度的一個解剖參考[1]。
圖2 單髁置換脛骨截骨量
注意事項:脛骨截骨量不足,可能需要反復增加截骨;截骨量太多,會導致內(nèi)側(cè)間室間隙過大,需要厚的半月板襯墊植入填充,甚至可能沒有足夠厚的襯墊可供植入,截骨太多同時會造成脛骨平臺支撐減弱而容易出現(xiàn)骨折、松動[2-3]。
在矢狀面上,內(nèi)側(cè)脛骨平臺進行7°后傾截骨(見圖3)。
圖3 內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾7°截骨
注意事項:Oxford單髁置換未考慮膝關節(jié)解剖差異,后傾都設為平均值7°。事實上,人體自然后傾范圍在0°至15°之間,后傾角度會影響生物力學及臨床結果,過大的后傾可使脛骨后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)及松質(zhì)骨應力逐漸增加,增加假體松動甚至前交叉韌帶斷裂風險[4-6](見圖4)。臨床結果隨訪發(fā)現(xiàn),術前術后內(nèi)側(cè)平臺后傾角差別大于2.19°,還會增加襯墊脫位的風險[7]。因此,對于大多數(shù)人適用于后傾7°。若是術前后傾較小,需要適當減少后傾[8]。
圖4 后傾過大,脛骨后內(nèi)側(cè)骨質(zhì)應力增加,增加假體松動甚至前交叉韌帶斷裂風險
脛骨水平截骨利用髓外定位來實現(xiàn)。脛骨水平截骨的目標是制備出與機械軸垂直的截骨面,這樣才能使脛骨假體安裝后應力負荷分布均勻(見圖5)。
圖5 脛骨假體角度(脛骨假體水平面與脛骨機械軸垂直)
注意事項:單髁置換雖然允許脛骨假體冠狀面±5°以內(nèi)的成角偏移。但是生物力學研究顯示脛骨假體內(nèi)外翻角影響膝關節(jié)運動學和骨支撐力。當脛骨假體內(nèi)翻增加,關節(jié)面向內(nèi)側(cè)傾斜,股骨和脛骨假體接觸點相應內(nèi)移,內(nèi)側(cè)邊緣接觸應力逐漸增大,加速聚乙烯襯墊磨損,增加內(nèi)側(cè)脛骨平臺骨折的風險,而且可能導致脛骨內(nèi)側(cè)因應力過大而疼痛[9-10](見圖6)。
圖6 脛骨假體過大內(nèi)翻,內(nèi)側(cè)皮質(zhì)壓應力和剪切應力增大,加速聚乙烯內(nèi)襯磨損,引起內(nèi)側(cè)應力疼痛
垂直截骨位置:屈膝位,應用往復鋸在前交叉韌帶附著點的內(nèi)側(cè)緣進行脛骨垂直截骨,在脛骨棘和股骨內(nèi)側(cè)髁外側(cè)緣之間,但注意不要損傷交叉韌帶。
垂直截骨方向:鋸片應指向髂前上棘,并順著屈伸平面(見圖7)。筆者傾向輕度內(nèi)旋截骨。原因在于膝關節(jié)鎖扣機制的存在,屈曲位操作后,隨著膝關節(jié)被動伸直,在最后10°~15°,脛骨外旋鎖定關節(jié)。垂直截骨輕度內(nèi)旋5°~10°,可以保證膝關節(jié)伸屈過程的良好半月板運動軌跡(見圖8)。
圖7 脛骨垂直截骨,靠近脛骨棘,指向髂前上棘
圖8 脛骨垂直截骨內(nèi)旋5°~10°,適應伸膝時鎖扣機制,保證良好半月板運動軌跡
注意事項:脛骨垂直截骨特別重要,不僅影響脛骨假體的大小,而且影響后續(xù)股骨假體的安裝及后續(xù)半月板襯墊的運動軌跡[11-12]。鋸片必須到達脛骨平臺后部,要避免出現(xiàn)擺鋸后手抬高,以免后方截骨過深損傷脛骨平臺后方皮質(zhì)。
存在的問題:
①垂直截骨過度偏向外側(cè):損傷交叉韌帶止點,脛骨假體偏大且中心線外移,與股骨中心線間距過大而存在半月板旋轉(zhuǎn)脫位的風險。
②垂直截骨過度偏向內(nèi)側(cè):脛骨假體偏小,股骨假體或襯墊撞擊,脛骨平臺骨折等。
③垂直截骨過度內(nèi)旋:膝關節(jié)從屈曲到伸直的時候,襯墊可能會存在伸直位撞擊。
④垂直截骨過度外旋:膝關節(jié)從屈曲到伸直的時候,襯墊在最后伸直位過度懸出、撞擊內(nèi)側(cè)組織而疼痛,深屈曲位襯墊撞擊豎壁[13]。
股骨截骨包括股骨后髁截骨和股骨遠端研磨截骨,前者是建立股骨假體后髁安裝間隙,后者則是建立伸直間隙。
半月板襯墊隨著股骨假體而運動。股骨假體角度涉及三維六自由度,影響半月板襯墊的運動軌跡,安裝角度非常重要,受內(nèi)側(cè)股骨髁遠端鉆孔方向影響。
2.1.1 冠狀面股骨假體力線要求
冠狀面上,股骨假體的內(nèi)外方向的位置控制著脛骨平臺上半月板襯墊的內(nèi)外方向位置。而股骨假體冠狀面方向由內(nèi)側(cè)股骨髁遠端鉆孔決定的,尤其是雙柱假體出現(xiàn)后,股骨假體完全由兩個孔的方向決定。半月板襯墊的中心線要與脛骨平臺中心線相一致,才能保證襯墊在內(nèi)側(cè)脛骨平臺中心運行,軌跡良好,而不出現(xiàn)過大的懸出。因此,股骨鉆孔的中心線要與脛骨平臺中心線相一致(見圖9)。
圖9 股骨假體中心線要與脛骨平臺中心線相一致
冠狀面上,股骨假體的力線還涉及內(nèi)外翻。股骨假體安裝的理想位置是處于機械軸線上。生理上,股骨機械軸線與股骨解剖軸線大約呈7°角(見圖10)。股骨側(cè)采用髓內(nèi)定位,股骨髓內(nèi)桿代表股骨解剖軸線,連接桿為7°內(nèi)翻設計,以此保證與機械軸一致。但是,髓內(nèi)桿非常細,受鉆孔插入方向影響,出現(xiàn)3°~5°的誤差很常見[14]。不過,由于股骨球面設計,可容許10°偏差。
圖10 股骨假體力線處于機械軸線上,與股骨解剖軸線大約呈7°角
股骨假體內(nèi)外方向的位置需要在鉆孔時手工控制,這是最容易出現(xiàn)錯誤的地方。為了更準確安裝股骨假體并保證股骨與脛骨良好的對位對線,我們改良股骨定位技術,采用運動學對位對線方法確定股骨假體中心線,根據(jù)股骨假體中心線及假體機械軸線進行股骨鉆孔定位,實現(xiàn)股骨假體運動中心線與脛骨保持一致,半月板襯墊運動軌跡滿意,并獲得良好的假體力線,降低襯墊懸出及脫位風險[15](見圖11)。
圖11 改良股骨定位技術,采用運動學對位對線方法確定股骨假體中心線
2.1.2 矢狀面股骨假體力線要求
股骨假體的關節(jié)面是球面的一部分,圓心在研磨栓的頂端,當圍繞半球中心旋轉(zhuǎn)時,其球面位置不會改變。即使股骨輕度傾斜,仍然能保證關節(jié)面的有效接觸面積。
矢狀面上,假體高屈曲放置,相對于機械軸線屈曲10°,是為了增加深屈曲時股骨與半月板襯墊接觸面。
股骨截骨采用髓內(nèi)定位。插入髓內(nèi)定位桿,連接桿連接髓內(nèi)桿和股骨鉆孔向?qū)?,然后在股骨髁遠端相繼鉆兩個直徑4 mm和6 mm的孔(見圖12)。
圖12 股骨遠端鉆孔的位置與脛骨平臺中心垂線相一致
股骨遠端鉆孔的位置:位于股骨髁遠端關節(jié)面正中線上。
注意:股骨遠端鉆孔的位置位于股骨髁遠端關節(jié)面正中線上,是垂直脛骨截骨面的中心線,或者說是屈伸運動軌跡線,不是股骨內(nèi)髁解剖面長軸線。股骨遠端鉆孔的位置不準確,會影響假體的安裝及半月板軌跡[16]。
放入股骨后髁截骨向?qū)?,用窄鋸片對后髁截骨,后髁截骨量應與股骨假體后髁厚度一致,這樣保證術后關節(jié)線與術前的一致(見圖13)。
圖13 股骨后髁截骨量應與股骨假體后髁厚度一致
首先,插入0號研磨栓,應用研磨鉆對股骨遠端進行塑型。
安裝股骨和脛骨試模,屈膝100°~110°插入塑料插片測量屈曲間隙。屈膝20°插入金屬插片測量伸直間隙。屈伸間隙之差即為需要進行進一步研磨的厚度,即研磨栓型號。通過股骨遠端進一步研磨即可實現(xiàn)屈伸間隙平衡(見圖14)。
圖14 股骨遠端研磨平衡伸屈間隙
(1)內(nèi)側(cè)脛骨平臺近端截骨,同時影響屈曲間隙和伸直間隙。
(2)內(nèi)側(cè)股骨髁遠端研磨,影響伸直間隙。
(3)內(nèi)側(cè)股骨髁后髁截骨,影響屈曲間隙。
(4)增大內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾截骨,影響屈曲間隙。
(1)屈曲和伸直間隙均緊:減小半月板襯墊厚度。若是半月板襯墊已經(jīng)是最小號3號,則需要增加脛骨截骨,因為脛骨對兩個間隙均有影響。
(2)屈曲和伸直間隙均松:使用加厚的半月板襯墊。
(3)屈曲間隙松、伸直間隙緊:應用研磨鉆對內(nèi)側(cè)股骨髁遠端進一步研磨,增加內(nèi)側(cè)股骨髁遠端研磨增加伸直間隙。
(4)屈曲間隙緊、伸直間隙松:這種情況最難處理,這跟內(nèi)側(cè)股骨髁遠端研磨過度有關,因此建議大家循序漸進。這種情況,處理方法包括:①加大脛骨平臺的后傾,但是過大的后傾會增加后側(cè)應力負荷,導致失敗的風險增大;②增加后髁截骨使用小一號股骨假體,但是改變股骨假體的大小比較麻煩且很難實現(xiàn),涉及重新鉆孔定位等步驟;③股骨假體遠端栓孔內(nèi)少許填骨,使假體不直接接觸截骨面,內(nèi)側(cè)股骨髁遠端加厚骨水泥充填,但是通常骨水泥厚度不超2 mm。
(1)單髁截骨一環(huán)扣一環(huán),步步為營,不能失誤。做好伸屈間隙平衡,避免損傷內(nèi)側(cè)副韌帶及過度填充。
(2)脛骨截骨量寧少勿多,過多的脛骨截骨容易出現(xiàn)間隙過大,支撐減弱。
(3)脛骨假體后傾個體化,應當注意避免過大的后傾。
(4)注意脛骨垂直截骨方向,可以稍作內(nèi)旋適應膝關節(jié)鎖扣機制。
(5)良好的半月板襯墊運動軌跡是單髁置換成功的關鍵。這需要準確的脛骨截骨和股骨截骨,尤其是股骨側(cè),股骨假體中心線要與脛骨假體中心線一致,推薦股骨運動學對位對線安裝股骨假體。