耿保偉,張西峰

(北京清華長庚醫(yī)院外科部,北京 102218)

膝關節(jié)骨關節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)是一種易發(fā)于50歲以上中老年人群當中的膝關節(jié)退行性疾病,整體發(fā)病率約8%,其中55歲以上人群發(fā)病率為50%[1]。病變常累及一側(cè)、兩側(cè)或三個間室,可呈進行性發(fā)展,早期主要以疼痛、輕度膝關節(jié)活動受限為主,后期則會導致膝關節(jié)明顯疼痛、畸形、不穩(wěn)及活動障礙,嚴重影響患者生活質(zhì)量。對已經(jīng)破壞磨損的間室,需要積極手術(shù)重建干預,依據(jù)發(fā)病年齡、人群、病變部位的不同,常規(guī)治療方法的選擇包括人工膝關節(jié)全膝置換術(shù)(total knee arthroplasty,TKA)、人工單髁置換術(shù)(unicondylar knee aethroplasty,UKA)、脛骨高位截骨術(shù)(high tibial osteotomy,HTO)等術(shù)式[1]。對于發(fā)生在單間室的病變,由于病患通常較為年輕化,平均發(fā)病年齡在55歲,且多發(fā)生在內(nèi)側(cè)間室,發(fā)生率為80%[2]。按照膝關節(jié)重建“階梯治療”理念,臨床多以人工單髁置換術(shù)為主,此術(shù)式對膝關節(jié)正常解剖結(jié)構(gòu)破壞少[3-5],具有截骨少、保留交叉韌帶、術(shù)后膝關節(jié)活動更加接近正常生理運動[1]、患者本體體驗較好等優(yōu)點[6],效果可靠[7-9],患者通常更容易接受。但由于正常膝關節(jié)運動機制較為復雜,是一個兼有屈伸、滾動、軸向旋轉(zhuǎn)、滑動、側(cè)移等多自由度的三維運動模式,至今尚未有任何一種人工假體能完全仿制出膝關節(jié)的正常運動模式。傳統(tǒng)單髁假體置換的重點是糾正冠狀位和矢狀位對線,對于膝關節(jié)軸位對線設計尚無明確統(tǒng)一的標準模式,特別是膝關節(jié)鎖扣機制(見圖1)的存在,直接關系到術(shù)后膝關節(jié)的功能穩(wěn)定性,如何更進一步優(yōu)化手術(shù)方案設計,使膝關節(jié)術(shù)后運動狀態(tài)更為理想,是臨床不斷研究的焦點。本文通過結(jié)合膝關節(jié)鎖扣機制,按新的手術(shù)截骨設計方案安裝牛津單髁(Oxford)假體,研究這一新方法較常規(guī)方法治療膝關節(jié)前內(nèi)側(cè)骨關節(jié)炎(anterior medical osteoarthritis,AMOA)單間室置換術(shù)后,在美國特種外科醫(yī)院膝關節(jié)功能評分(hospital for special surgery,HSS)、疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale,VAS)、西安大略和麥克馬斯特大學(the Western Ontario and McMaster Universities,WOMAC)骨關節(jié)炎指數(shù)及膝關節(jié)三維步態(tài)上的相關差異。

a 屈曲 b 伸直圖1 鎖扣機制示意:膝關節(jié)從屈曲到伸直過程中,當?shù)竭_伸直末端0 °～30 °范圍時,股骨內(nèi)旋,脛骨結(jié)節(jié)相對外移,膝關節(jié)鎖緊

1 臨床資料與方法

1.1 研究對象 納入標準:(1)發(fā)生在內(nèi)側(cè)間室的骨關節(jié)炎,年齡55～65歲,存在長期膝內(nèi)側(cè)疼痛癥狀,術(shù)前膝關節(jié)Rosenberg位X線片前后位檢查,膝關節(jié)Kellgren Lawrence(K-L)分級為Ⅰ～Ⅳ級范圍內(nèi);(2)膝關節(jié)活動度(range of motion,ROM)>90 °,屈曲攣縮畸形<10 °,內(nèi)翻畸形<15 °;(3)膝關節(jié)前后抽屜實驗、內(nèi)外翻應力實驗陰性,且經(jīng)膝關節(jié)MRI影像證實內(nèi)外側(cè)側(cè)副韌帶、前后交叉韌帶形態(tài)良好;(4)膝關節(jié)MRI檢查Recht分級≥Ⅲ級;(5)術(shù)前血沉(erythrocyte sedimentation rate,ESR)、C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)、白細胞數(shù)(white blood cell,WBC)等炎癥指標值均在正常范圍。排除標準:(1)風濕、類風濕、痛風及創(chuàng)傷所致膝關節(jié)炎;(2)膝關節(jié)周圍或全身存在活動性感染灶;(3)膝關節(jié)肌肉癱瘓或神經(jīng)性關節(jié)病,如中重度肌萎縮、肌無力癥、Charcot關節(jié)病等,術(shù)后無法進行康復鍛煉者;(4)嚴重髕股關節(jié)炎或髕骨軌跡不良者;(5)需行雙膝手術(shù)者;(6)合并同側(cè)髖關節(jié)病變者;(7)存在嚴重骨質(zhì)疏松者(骨密度測定T值≤-2.5)。

選取北京清華長庚醫(yī)院2020年1月至2021年1月間收治入院的AMOA患者73例,按照隨機數(shù)字表法分為常規(guī)方法組和新方法組。常規(guī)方法組共38例,男18例,女20例;右膝14例,左膝24例;病程15.3～22.6個月,平均(18.6±3.3)個月。新方法組共35例,男20例,女15例;右膝19例,左膝16例;病程14.5～23.8個月,平均(18.8±4.1)個月。本研究經(jīng)北京清華長庚醫(yī)院倫理審查委員會審批(審批號2022-02-66號),患者豁免知情同意。

1.2 手術(shù)方法 兩組患者均采取平臥位,使用椎管內(nèi)麻醉。大腿部綁止血帶,壓力調(diào)至65 kPa,常規(guī)消毒、鋪單,由經(jīng)驗豐富的同一醫(yī)師主刀手術(shù)。且均采用第三代牛津單髁置換假體材料。

常規(guī)方法組:屈膝90 °,沿髕骨內(nèi)上緣向關節(jié)線遠端3 cm處做切口,長約6～8 cm。加深切口到達關節(jié)囊,在關節(jié)腔上端切口延伸1～2 cm,進入關節(jié)腔顯露關節(jié)間室。清理髁間窩、脛骨近端內(nèi)側(cè)骨贅,檢查前交叉韌帶和髕股關節(jié),確認完好。脛骨端截骨:安裝脛骨截骨導向器,調(diào)整力線,設后傾截骨角度為7 °[10]。在關節(jié)侵蝕最深處下2～3 mm處,緊靠前交叉韌帶做垂直截骨,鋸頭朝向髂前上棘,再行水平截骨。股骨端截骨:置入髓內(nèi)定位器,預定力線,連接桿連接髓內(nèi)桿和股骨鉆孔導向器,于股骨遠端關節(jié)面正中位置鉆孔定位,行股骨后髁截骨和遠端研磨截骨。安裝試模,測試屈伸活動正常,膝關節(jié)穩(wěn)定,無撞擊,取出試模。安裝合適大小的抗生素骨水泥假體,清除周圍多余骨水泥,插入相應間隙試模,屈曲45 °保持骨水泥固化,探針探查確認周圍無多余骨水泥,安裝墊片,再次測試膝關節(jié)穩(wěn)定無撞擊后沖洗,逐層縫合切口,敷料包扎切口。

新方法組:脛骨端垂直截骨時方向相對于常規(guī)方法組平均內(nèi)旋5 °～10 °,余法同上。兩種截骨法對比說明見圖2。

注:a-常規(guī)法脛骨垂直截骨;b-新方法截骨圖2 兩種截骨法對比示意

兩組患者均順利完成手術(shù),常規(guī)組1例患者術(shù)后出現(xiàn)切口局部淺表組織感染,予以藥物消炎治療數(shù)日,切口愈合,末次隨訪時1例出現(xiàn)聚乙烯墊片脫位,行再次手術(shù)更換墊片。兩組患者中分別有1例出現(xiàn)術(shù)后早期膝前隱痛,8周后自行減輕。2例發(fā)生下肢肌間靜脈血栓,予以口服抗凝藥物治療,血栓均在10 d內(nèi)消失。無術(shù)后深靜脈血栓、菌血癥、嚴重感染等不良情況發(fā)生。術(shù)后指導患者分期康復鍛煉,術(shù)后1 d開始鍛煉,維持下肢肌力、肌張力練習,如患肢抬高、股四頭肌主被動收縮、足跟滑移等,練習彎曲膝關節(jié),恢復關節(jié)活動度,術(shù)后1周內(nèi)助行器輔助下下地日常行走練習。兩組患者均由專業(yè)的康復治療師指導康復鍛煉。

1.3 觀察指標 兩組患者術(shù)后均獲得不少于12個月的隨訪,隨訪期間未有假體松動、感染、假體周圍骨折等不良情況發(fā)生。記錄比較常規(guī)方法組與新方法組患者術(shù)前和術(shù)后3 d、1個月、6個月、12個月時HSS評分、VAS評分、WOMAC評分,評估患者膝關節(jié)功能。HSS評分包括疼痛、功能、活動度、肌力、固定畸形、穩(wěn)定性六個方面,共100分。臨床療效分級,優(yōu):>85分;良:70～84分;中:60～69分;差:<59分,以此計算末次隨訪時優(yōu)良率。VAS評分0分為不疼,1～3分為輕度疼痛,4～6分為中度疼痛,7～10分為重度疼痛,由患者做自評。WOMAC評分包括疼痛、僵硬、日?；顒佣热?根據(jù)總積分:輕度<80分,中度80～120分,重度>120分,分數(shù)越高代表膝關節(jié)功能障礙越重。采用三維運動分析系統(tǒng)在末次隨訪時進行步態(tài)分析。

2 結(jié) 果

2.1 一般臨床資料比較 兩組患者年齡、性別、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、脛骨近端內(nèi)側(cè)角(medial proximal tibial angle,MPTA)、K-L分級等術(shù)前一般臨床資料比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05,見表1)。

表1 兩組患者術(shù)前一般臨床資料比較

2.2 HSS評分、WOMAC評分、VAS評分、優(yōu)良率及三維步態(tài)參數(shù)比較 兩組患者術(shù)前HSS評分、WOMAC評分、VAS評分比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。術(shù)后隨訪時兩組患者的HSS評分、WOMAC評分、VAS評分與術(shù)前比較均有改善,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。兩組患者術(shù)后隨訪中,新方法組較常規(guī)方法組在術(shù)后3 d、1個月、6個月、12個月時HSS評分、WOMAC評分、站立位VAS評分改善更顯著,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),其中,兩組患者術(shù)后隨訪時坐位VAS評分比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05,見表2～4)。

表2 兩組患者手術(shù)前后HSS評分比較分)

表3 兩組患者手術(shù)前后WOMAC評分比較分)

表4 兩組患者手術(shù)前后坐位、站立位時VAS評分比較分)

兩組患者術(shù)前膝關節(jié)屈曲活動度(擺動相、站立相)、內(nèi)外翻、內(nèi)外旋比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。末次隨訪時,新方法組較常規(guī)方法組內(nèi)外旋角度增大,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,見表5)。

表5 兩組患者術(shù)前、末次隨訪時膝關節(jié)三維步態(tài)參數(shù)結(jié)果

根據(jù)HSS評分臨床療效分級標準,常規(guī)方法組優(yōu)16例,良14例,中8例,優(yōu)良率78.9%;新方法組優(yōu)18例,良16例,中1例,優(yōu)良率97.1%。兩組患者優(yōu)良率結(jié)果對比,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05,見表6)。

表6 兩組患者術(shù)后優(yōu)良率比較

2.3 典型病例 59歲女性患者,因“左膝內(nèi)側(cè)疼痛伴活動受限6個月”入院。既往無特殊病史。入院陽性查體:左膝外觀呈輕度“O”型性變,內(nèi)側(cè)局部壓痛,行走時疼痛較為明顯,左下肢長度較對側(cè)略有縮短,膝關節(jié)屈伸活動度約0 °～120 °。入院查患者一般情況可,生命體征平穩(wěn),在椎管內(nèi)麻醉下行左膝內(nèi)側(cè)單髁置換術(shù)。術(shù)后恢復良好,膝關節(jié)力位、力線滿意。手術(shù)前后影像學資料見圖3～7。

圖3 術(shù)前全長位X線片示左膝內(nèi)側(cè)間室骨關節(jié)炎,左下肢輕度內(nèi)翻

圖4 術(shù)前X線片示病變主要累及內(nèi)側(cè)間室

圖5 術(shù)前左膝MRI檢查,排除局部病變

圖6 術(shù)中脛骨端截骨,垂直截骨時較常規(guī)方法內(nèi)旋5 °～10 °,安放第三代牛津單髁假體

圖7 術(shù)后X線片示假體位置可

3 討 論

3.1 鎖扣機制的成因、定義及意義 膝關節(jié)在正常生理運動中,當完全伸直位時,髂脛束、外側(cè)副韌帶、內(nèi)側(cè)副韌帶后部及前交叉韌帶后外側(cè)部緊張,半月板前部擠壓在脛骨和股骨之間。當膝關節(jié)開始屈曲時,膝關節(jié)解鎖,腘肌的收縮使股骨在脛骨上外旋。屈曲0 °～30 °,股骨以后滾為主,股骨外側(cè)后滾幅度比內(nèi)側(cè)大。屈曲30 °以上,股骨在脛骨上以旋轉(zhuǎn)為主。由于內(nèi)側(cè)股骨髁的關節(jié)面比外髁大,在膝關節(jié)從屈曲到伸直過程中,外側(cè)間室比內(nèi)側(cè)間室先到達完全伸直。在伸直末0 °～30 °,股骨在脛骨上發(fā)生內(nèi)旋,平均內(nèi)旋約5 °～15 °[11],脛骨結(jié)節(jié)相對外移,膝關節(jié)鎖緊,稱為鎖扣機制。單云官等[12]通過觀測186根股脛關節(jié)面的形態(tài)結(jié)構(gòu),得出股骨內(nèi)、外側(cè)髁關節(jié)面中部有內(nèi)、外側(cè)壓跡,與脛骨近端內(nèi)、外側(cè)髁關節(jié)窩及半月板共同組成股脛關節(jié)的鎖扣機制。鎖扣機制的存在可以減輕人體直立位時股四頭肌的負荷,同時,可以幫助股骨髁回納到半月板內(nèi),達到伸直位時最大穩(wěn)定性。常規(guī)的置換方法重點是從冠狀位和矢狀位上糾正不良的力線,對于軸狀位上仍是以前交叉韌帶和髂前上嵴為參考目標,而忽略了正常三維運動模式下[13]鎖扣機制的重要性,缺少更為精準的參考模式,導致術(shù)后在伸直末,人工半月板運動軌跡偏離股-脛正常的運動中心線[14],長期的不良刺激,可能導致假體邊緣應力增加,加速聚乙烯墊片磨損,引起襯墊磨損脫位[15]、撞擊、膝痛等不良后果。本研究結(jié)果表明,常規(guī)方法術(shù)后軸狀位運動參數(shù)未能得到有效糾正,新方法截骨同時能糾正膝關節(jié)軸狀位失衡,術(shù)后軸狀位運動參數(shù)變化更有意義。

3.2 兩組方法臨床評分及療效分析 本研究中,采用第三代牛津單髁置換活動型假體,它的設計原理是假體置換后恢復膝關節(jié)自然運動,所以運動學特征較為復雜:(1)活動型半月板墊片隨著股骨假體而運動;(2)半月板-股骨界面(球-舀)存在屈伸活動,半月板-脛骨界面(平面-平面)存在水平和旋轉(zhuǎn)兩種運動。劉少華等[16]通過研究后得出活動平臺單髁假體置換下肢力線矯正角度較固定平臺對于恢復下肢解剖軸線更佳?；诖朔N設計,新方法組在屈膝位下脛骨端垂直截骨時,較常規(guī)方法組稍內(nèi)旋平均5 °～10 °,以適應鎖扣機制。兩種方法經(jīng)統(tǒng)計對比發(fā)現(xiàn),新方法組較常規(guī)方法組在3 d、1個月、6個月、12個月時HSS評分、WOMAC評分、站立位VAS評分均有改善,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。兩組患者末次隨訪時優(yōu)良率比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。常規(guī)組患者術(shù)后1例出現(xiàn)假體脫位,予以翻修更換。Kennedy等[17]研究發(fā)現(xiàn),年齡、體重以及髕股關節(jié)磨損對臨床結(jié)果和假體生存率沒有顯著影響。吳浩等[10]分析了若干例UKA術(shù)后患者,得出矢狀位上脛骨假體后傾角度過大或過小均能導致襯墊發(fā)生脫位。本研究中兩組患者術(shù)中均采用后傾7 °截骨,矢狀位力線滿意,所以脫位因素不能排除軸狀位因素異常導致,建議可進一步建立臨床數(shù)據(jù)研究。兩組患者術(shù)后早期均出現(xiàn)1例膝前內(nèi)側(cè)隱痛,呂欣等[18]分析了80例UKA術(shù)后患者,認為行髕骨周圍去神經(jīng)化后早期即能有效改善膝前疼痛的發(fā)生,提高股四頭肌肌力和膝關節(jié)功能。同時,安帥等[19]研究分析了60例UKA患者,認為圍手術(shù)期疼痛管理對膝關節(jié)單髁置換術(shù)后患者疼痛和早期功能恢復效果同樣有重要影響,是值得臨床骨科醫(yī)師關注的重點問題。本研究中兩組患者術(shù)中未放置引流管,術(shù)后1 d即開始在專業(yè)康復治療師的指導下分期康復鍛煉,計劃可行,術(shù)后效果滿意。畢然然等[20]通過納入60例UKA患者,得出膝關節(jié)單髁置換術(shù)后超早期的規(guī)范康復治療,可進一步減輕患膝關節(jié)疼痛,促進患膝肌力及關節(jié)活動度恢復。

本研究結(jié)合膝關節(jié)鎖扣機制,認為新方法截骨術(shù)后可使膝關節(jié)功能評分更佳,取得更高的優(yōu)良率。同時,這一方法較常規(guī)方法在術(shù)后膝關節(jié)三維運動上,使得內(nèi)外旋活動更加接近正常生理運動范圍。