OWHTO中矯正角度對脛骨后傾角及髕骨高度的影響分析

吳克亮，葉鵬程，馮文俊，曾建春，陳錦倫，曾意榮*

(1.廣州中醫藥大學，廣東 廣州 510405；2.廣州中醫藥大學第一附屬醫院，廣東 廣州 510405)

膝骨關節炎(knee osteoarthritis，KOA)是以膝關節軟骨退行性改變，軟骨下周圍骨質增生硬化，伴骨贅形成為病理性特征的慢性進行性膝關節病變，主要表現為關節疼痛、腫脹、僵硬等[1]。隨著我國步入人口老齡化，KOA的發病率呈快速增長趨勢，給患者帶來巨大痛苦并給社會醫療資源帶來沉重負擔。20世紀50年代，Jackson教授[2]首先提出開放楔形脛骨高位截骨術(open-wedge high tibial osteotomy，OWHTO)用于治療KOA，其通過對脛骨近端截骨，重新調整下肢異常分布的力線，降低膝內側間室的負荷，改善膝關節內側間室的生物力學環境及增加血液循環，從而促進病變軟骨修復合成，術后患者關節疼痛及關節功能均有顯著改善。但不可忽略該術式相關并發癥，大量研究報道[3-5]，OWHTO術后出現脛骨后傾角(posterior tibial slope，PTS)增大及髕骨高度(patellar height，PH)降低。這種變化是由矯正角度、合頁位置、內固定物位置、植骨、淺層內側副韌帶松解情況等多種因素共同作用所導致的。其中，術中矯正角度是影響PTS及PH的重要因素，故本研究擬探究OWHTO中不同矯正角度對PTS及PH變化的影響分析，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選自2015年12月1日至2017年12月1日于廣州中醫藥大學第一附屬醫院行OWHTO的35例患者(38膝)。術前及術后末次隨訪均對所有患者行膝關節膝關節協會評分(keen society score，KSS)、視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)，評估術后關節疼痛及功能改善情況。并根據膝關節美國特種外科醫院膝關節評分(hospital for special surgery knee score，HSS)結果，評價膝關節優良率，優>85分，良70～85分，中60～69分，差<60分。膝優良率=(優例+良例)/病例總數×100%。

按OWHTO術中常見矯正角度分為：A組為7°～9°，B組為10°～12°，C組為13°～15°。由兩名關節骨科醫生分別對患者膝關節X線片重復測量各組PTS及PH的IS指數(0.8～1.2)、BP指數(0.54～1.06)，最終取平均值。3種數值測量方法(A.沿脛骨干前方骨皮質前緣作一直線a，再作一條a的垂線c，沿內側脛骨平臺關節面作一切線b，則b和c所成的夾角即為內側脛骨平臺后傾角；B.IS指數，a為髕韌帶長度，b為髕骨長徑；C.BP指數，c為髕骨關節面遠端到脛骨平臺的垂直距離，d為髕股關節面長度)具體見圖1。分別計算各組術后PTS、IS指數和BP指數的差值(術前值-術后值)。其中，女性22例，男性13例；年齡19～77歲，平均(61.5±9.8)歲；18例右膝，15例左膝，3例雙膝。A組12例(13膝)，B組11例(13膝)，C組12例(12膝)。所有患者患病時長1.2～13年，平均(4.7±3.0)年。體重為(63.1±6.6)kg，身高為(163.0±7.0)cm，BMI指數為(23.82±2.16)kg/m2。

A PTS B IS指數 C BP指數

1.2 手術方法 手術均由同一名高年資骨科主任醫師完成，手術步驟如下。a)麻醉與體位：仰臥位，麻醉滿意后，下肢常規消毒、鋪巾；b)切口與入路：屈膝90°，患側脛骨內側斜形切口，鵝足前緣向后上方作一長約6cm手術切口，分離皮下脂肪、筋膜，顯露脛骨前內側骨面，銳性部分剝離鵝足，分離并松解淺層內側副韌帶；c)定位：先將TomoFix鋼板置于脛骨前內側骨面，大致確定鋼板放置位置，距脛骨內側關節面下方3.5～4.0 cm處，在鋼板上中間螺孔向上脛腓聯合方向打入1枚克氏針作為定位，再朝脛腓關節上緣平行置入2枚克氏針作為脛骨干截骨面(見圖2)，X線透視下見克氏針位置及方向滿意；d)雙平面截骨：用電鋸平行2枚克氏針下進行橫斷面截骨，C型臂透視下確認截至留合頁約1 cm，在脛骨結節后方約1.5 cm處，與橫斷面成110°角進行冠狀面截骨。錘入截骨骨鑿至切割深度，逐步加大，緩慢打開截骨區；繼續在截骨平面采用“疊骨刀法”逐漸撐開冠狀截骨面，逐步打入4～5把寬骨刀，撐開骨折間隙，再用撐開器代替骨刀維持截骨間隙，透視確認截骨角度至目標角度，于脛骨前內側插入TomoFix撐開器，調節到術前設計合適角度，C型臂透視下位置滿意；e)植骨與固定：盡可能在截骨面后方采用撐開鉗維持矯正角度，打壓植入與矯正角度近似規格的同種異體楔形松質骨塊，該骨塊由筆者設計并申請國家外觀專利(專利號：ZL201730290246.1)(見圖3)，后置入TomoFix鎖定接骨板，上下各擰入4枚鎖定螺釘，透視確認位置良好；f)關閉切口：反復沖洗術口，留置負壓引流管1根，逐層縫合，術畢。

圖2 術中2枚平行克氏針確定截骨面大體照 圖3 術中植入同種異體楔形松質骨塊大體照

2 結 果

2.1 手術前后膝關節評分比較 隨訪時間5.2～25.5個月，平均(10.0±5.4)個月。所有患者術前KSS為(60.4±7.3)分，末次隨訪為(83.2±6.9)分；VAS評分術前為(5.2±1.1)分，術后降至(1.2±1.0)分；HSS評分術前為(59.4±7.2)分，術后提高至(87.7±5.7)分；手術前后差異均有統計學意義(P<0.05)。根據HSS評分，OWHTO術后結果為優20膝(52.6%)，良11膝(28.9%)，中5膝(13.2%)，差2膝(5.37%)，優良率達81.5%。

2.2 手術前后IS、BP指數及PTS大小的比較 所有樣本術后IS平均值由術前(0.98±0.11)降低至(0.81±0.13)，BP指數術前為(0.76±0.13)，末次隨訪時降至(0.65±0.1)；PTS平均角度術前為(7.82±0.93)°，術后為(10.76±0.93)°；手術前后比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。

2.3 不同矯正角度對PTS、IS、BP差值的比較 采用單因素方差分析三組間PTS、IS、BP差值的統計學差異，采用Bonferroni檢驗方法分別進行組間比較(見表1)。

表1 不同矯正角度患者術后PTS、IS、BP差值比較

2.4 典型病例 54歲女性患者，因右膝疼痛2年余入院，診斷為右膝原發性KOA，膝關節內側間室軟骨磨損伴內翻畸形，脛骨近端內側角為83.5°，測量IS指數為0.95、BP指數為0.75、PTS為8.2°。行右膝OWHTO術，術后6個月復查正側位X線片示鋼板在位，截骨面愈合良好，測量IS指數為0.89、BP指數為0.64、PTS為10.1°。手術前后影像學資料見圖4～5。

3 討 論

OWHTO屬于保膝治療的范疇，通過關節外矯形治療關節內疾病，不截除關節內軟骨，保留膝關節內所有韌帶結構，患者本體感覺好、功能佳。Schuster等[6]對73例(79膝)OWHTO術后患者進行長達10年的隨訪研究發現，患者術后優良率達81.7%；在未對膝軟骨處理的情況下，膝內側間室軟骨修復良好，股骨側軟骨修復率84.8%，脛骨側78.4%。文獻報道[2，6-9]HTO可延緩人工膝關節置換時間達6～15年。Akizuki教授等[10]對94例(118膝)行HTO治療的KOA患者進行了一項前瞻性研究，平均隨訪16～20年，研究發現7例患者(11膝，7.4%)最終需行全膝關節置換術(total knee arthroplasty，TKA)，Kaplan-meier 10年生存率為97.6%(95%CI 95.0%～100%)，15年生存率為90.4%(95%CI 84.1%～96.7%)，HSS評分優良率為73.7%(87例)。

圖4 術前正側位X線片示右膝關節內側間室軟骨磨損伴內翻畸形

圖5 術后6個月正側位X線片示鋼板在位，截骨面愈合良好

本研究中，所有患者KSS、HSS評分均較術前顯著提高，術后膝關節優良率達80%，與既往文獻研究相似[11-12]。術后4例患者出現外側合頁骨折，囑其延遲負重，并佩戴外固定支具，6個月后門診復查X線片提示均獲骨性愈合；2例患者出現術口表層感染，予局部換藥聯合靜脈使用抗生素(頭孢美唑鈉2 g Bid)1周，術口最終愈合良好。

矢狀面上，脛骨平臺在生理解剖上存在向后方傾斜大小6°～10°的角度[13-14]，Whiteside等[15]認為不同個體的PTS值并不是恒定的。Chiu等[13]進行尸體體外研究和影像學調查發現，脛骨平臺內側PTS與整個PTS有緊密相關性。因此，研究膝PTS時主要是測量內側平臺PTS。通常認為，保持膝關節周圍韌帶張力及關節穩定性，使股骨髁在脛骨平臺上正常滑移是生理性PTS的生物力學意義[16]。

造成OWHTO術后PTS變化的主要機制尚無統一定論。有學者認為，因OWHTO中脛骨干骺端為不規則的三角形結構，當保留外側合頁時，脛骨遠端骨塊將在冠狀面上擺動，較難把握前后方撐開間距比率，易發生術后PTS增大的情況[17]。

這種醫源性PTS改變，使股骨及脛骨之間在橫斷面上易形成剪切應力，會形成“slide downhill”效應，加大前交叉韌帶張力，后交叉韌帶易出現松弛[17]。Giffin等[18]發現，將PTS由9°增加至13°時，膝關節軸向上僅200 N的應力(1/4體重)便使脛骨向前移約3 mm。有研究認為，當膝關節軸向應力為1 600 N時(4倍體重)，在ACL完整的情況下，脛骨前移8 mm，若ACL存在損傷，脛骨則前移13 mm[5]。

本研究三組間不同矯正角度術后PTS增大的差值均有統計學差異(P<0.05)，矯正角度大小與PTS存在正相關性，即OWHTO中矯正角度越大，術后PTS也隨之增加，目前尚無相關研究報道這種相關性的原因。筆者認為，OWHTO術中矯正角度越大，撐開器位置放置不平衡，較難把握截骨區前后間隙比率；此外，矯正角度越大，合頁位置更易于偏向前外側，甚至出現合頁骨折，術后可能會出現矯正角度丟失，脛骨近端截骨塊向后方傾斜。

術后BP指數由術前(0.76±0.13)降低至(0.65±0.1)，說明OWHTO術后出現了PH降低的現象，該結論與既往大量文獻研究結果相一致[19-22]。其中，A組(7°～9°)與B組(10°～12°)兩組間IS與BP降低值無明顯統計學差異，而C組(13°～15°)與其他兩組存在明顯差異。筆者認為，OWHTO中矯正角度過大，雙平面截骨使脛骨結節向遠端移位明顯，隨之將髕骨向下方拉低，可認為截骨矯正角度在7°～12°內是相對安全的；若矯正角度過大，則應注意預防低位髕骨的現象。此外，術后髕韌帶鈣化攣縮也會加重髕骨低位。

PH降低會引起或加重髕股關節炎、髕骨脫位、髕骨撞擊等，臨床主要表現為膝前疼痛。從理論上而言，OWHTO術中開放型截骨面使脛骨結節移向關節線遠端，降低關節線而機械性的降低髕骨位置；此外，術中局部創傷及術后制動可能引起髕腱攣縮。Dowd等[23]和Scuderi等[24]研究發現，髕骨低位與HTO術后髕韌帶內間質瘢痕形成、髕韌帶出現攣縮有關。

針對HTO中髕骨低位的問題，一些學者也提出諸多改良方法，包括：改良型脛骨結節下方截骨、改良型脛骨內外側聯合截骨、術后盡早行股四頭肌功能鍛煉、避免過大矯形等。Gaasbeek等[25]設計了內側開放式截骨聯合遠端脛骨結節截骨術，它可在術中相對維持控制脛骨結節位置，避免對髕骨位置的影響，該方法可減少髕骨低位的發生率，但可能會增加脛骨結節遠端骨折的危險。Hinterwimmer教授等[3]也對該術式作了類似的研究報道。Matar等[26]報道通過改良的遠端斜行HTO后發現，術后無髕骨低位發生，并對手術前后的髕骨指數進行統計學分析，發現差異有統計學意義。Stoffel等[27]在尸體體外膝關節標本中對OWHTO進行改良試驗，結果顯示沒有產生髕骨低位的并發癥且髕股關節壓力未發生改變。OWHTO術后患者日后存在轉行TKA的可能，術后髕骨低位會提高翻轉髕骨和顯露脛骨近端的難度。Windsor等[28]調查研究，在HTO術后因疼痛復發而行TKA患者中，約80%出現髕骨低位。

基于以上研究，筆者認為術前應該將PTS及PH作為確定截骨方案的兩項重要參考指標，以免因術后由PTS及PH變化所導致的遠期臨床療效問題。對于PTS較大或前交叉韌帶損傷的患者，當矯形角度過大時，尤其應注意OWHTO術后PTS增大而導致膝關節不穩；當OWHTO截骨角度過大時(>12°)，應注意PH降低的變化，術中應采取各種措施盡可能保持PH不發生改變，甚至可考慮采用改良型開放OWHTO術或其他替代療法。

綜上所述，OWHTO是治療KOA有效方法，可有效緩解膝關節疼痛并改善關節功能。OWHTO術后PTS和PH均可能會發生相應的變化，術后PTS變化與術中矯正角度的大小呈正相關；PH變化與矯正角度的大小總體呈負相關趨勢，尤其是當矯正角度過大(>12°)時，PH降低更為明顯。