全膝關節置換術中精準確定股骨假體外旋角度對膝骨關節炎療效的影響

李莊嚴，殷力，張翼，王海濤，劉金磊，夏培格，喬仁秋

(鄭州大學第一附屬醫院 骨科，河南 鄭州 450000)

全膝關節置換術(total knee arthroplasty，TKA)已成為外科治療晚期膝骨關節炎的有效方法[1]。術后患者的膝關節功能、疼痛情況以及假體實際使用時間與恢復精準的下肢力線及屈伸間隙平衡密切相關。現有報道患者接受TKA術治療后10 a生存率已經超過90%[2]，但是部分患者對手術效果不滿意，其中假體旋轉對位不良是TKA術失敗的最主要原因。精準的內外側軟組織平衡和準確截骨是TKA手術成功的關鍵，而不精確的截骨和軟組織松解會導致髕股關節不穩、膝前疼痛等并發癥[3]。其中，TKA術中股骨假體外旋的準確確定又是精確截骨和軟組織平衡的重要前提[4-5]。本研究回顧性分析TKA中精準確定股骨假體外旋角度對膝骨關節炎療效的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018年10月至2019年6月鄭州大學第一附屬醫院收治的63例接受TKA治療的膝骨關節炎患者，包括雙膝骨關節炎患者22例，單膝骨關節炎患者41例，共85個膝關節。術前采用64層CT平掃斷層掃描患者膝關節橫斷面。使用影像歸檔和通信系統(picture archiving and communication systems，PACS)測量患者患肢膝關節CT影像下的股骨外旋角度，標記外科通髁線(surgery transepicondylar axis，sTEA)與后髁線(posterior condyle axis，PCL)，測量sTEA與PCL之間的夾角。為了減少測量誤差，取最佳的3個掃描橫斷層面測量并取其均值，即術前測量的股骨外旋角度，記為PCA。患者均自愿參與本研究并簽署知情同意書。本研究經鄭州大學第一附屬醫院科研和臨床試驗倫理委員會批準。

1.2 選取標準(1)納入標準：①膝關節內翻畸形且角度≤20°；②體質量指數(body mass index，BMI)為18.5～<40.0 kg·m-2；③年齡為50～80歲；④術前6個月內膝關節無相關有創治療史，如玻璃酸鈉關節腔內注射。(2)排除標準：①因非骨關節炎的其他疾病(如類風濕性關節炎)而施行TKA的患者；②合并其他嚴重疾病且術后無法進行正常功能鍛煉的患者。

1.3 手術方法患者術中使用美國強生Attune膝關節假體，所有手術由同個高年資醫生完成。患者應用全身麻醉，取仰臥位，患肢使用電動氣壓止血帶，壓強42 kPa。采用膝關節屈膝狀態下前正中切口，髕旁內側入路，切口上起自髕骨上緣5～7 cm，下至脛骨結節內下處，依次切開皮膚、皮下脂肪和筋膜層。沿下肢縱軸切開股四頭肌腱，經髕骨內側和髕韌帶內側緣至髕韌帶止點附近，進入關節腔。保留髕下脂肪墊，外翻髕骨，清理并去除殘留的半月板、前后交叉韌帶、股骨及脛骨平臺內側骨贅。將脛骨前脫位采用髓外定位，定位器遠端以脛前肌外緣為基點，近端脛骨平臺髁間嵴外緣為定點，確定力線桿與地面垂直，常規行脛骨近端 5°后傾截骨。插入厚度合適的伸直間隙測量器，平衡伸膝時內外側副韌帶張力，保證膝關節能完全伸直，進行股骨遠端截骨。使膝關節屈曲90°，參照術前CT測量的PCA與術中股骨遠端解剖關系以及膝關節內外側副韌帶的攣縮情況，確定股骨假體外旋角度，通過旋轉測量器(術中可測得安裝股骨假體外旋度數，包括0°、3°、5°、7°)標記測量股骨假體的外旋角度，記為PCA’，依照器械開孔置入固定釘后放置四合一截骨塊，同時確定前后髁截骨量之后完成股骨截骨。安裝假體試模，適當松解軟組織完成屈伸間隙平衡。之后按手術常規安裝金屬假體，使用抗生素骨水泥固定，放置聚乙烯內襯，復位關節，測試關節屈伸活動度，之后處理髕骨骨贅使髕骨成型及周圍去神經化，測試髕骨軌跡良好，沖洗切口，放置引流管，逐層縫合切口。術后常規使用抗生素預防感染，低分子肝素預防下肢深靜脈血栓，多模式聯合鎮痛。囑患者術后2 d使用助行器輔助下地行走并進行膝關節屈伸活動鍛煉。

1.4 觀察指標

1.4.1股骨外旋角度差 術前CT測量PCA與術中標記測量的PCA’，計算其差值的絕對值，記為角度差。

1.4.2療效 術后對患者隨訪6個月。采用美國特種外科醫院膝關節評分(hospital for special surgery knee score，HSS)、美國西部Ontario和McMaster大學骨關節炎指數評分(the western Ontario and McMaster universities osteoarthritis index，WOMAC)標準評估療效。HSS評分越高且WOMAC評分越低，代表術后患者功能恢復越好。

2 結果

2.1 一般資料按角度差情況將患者分為A組(角度差≤1°)、B組(角度差為>1°～2°)和C組(角度差>2°)。A組男6例，女26例；B組男3例，女18例；C組男2例，女8例。3組性別比較，差異無統計學意義(χ2=0.229，P=0.892)。3組性別、年齡、BMI、術肢膝內翻角度比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 3組術前一般資料比較

2.2 術后療效3組HSS評分、WOMAC評分比較，差異有統計學意義(P<0.05)。A組HSS評分、WOMAC評分與B組比較，差異無統計學意義(P>0.05)。C組HSS評分低于A組和B組，C組WOMAC評分高于A組和B組(P<0.05)。見表2。

表2 3組HSS評分和WOMAC評分比較分)

3 討論

TKA可有效解決晚期骨關節炎導致的關節疼痛，改善下肢力線，恢復關節功能。正常人體膝關節的骨骼構成因滿足下肢力線而存在不同角度，如脛骨5°后傾、股骨6°外翻、股骨3°外旋等，但角度會因個體差異在一定范圍內波動。TKA術后股骨旋轉對位不準可導致髕股和脛股運動學改變，如髕骨軌跡不良、膝前區疼痛、聚乙烯襯墊早期磨損、膝關節不穩定、僵硬，對合并嚴重并發癥的患者可能需要行膝關節翻修予以矯正[6]。股骨過度內旋或過度外旋更會導致股骨組件旋轉對齊錯位與手術失敗[7-8]。術中準確截骨不僅是手術成功的關鍵步驟，也是影響遠期療效的關鍵因素，其中股骨外旋的確定是術中準確截骨的重要部分。本研究發現，在TKA術中，不同患者的術前股骨外旋角度與術中股骨假體放置的外旋角度之差，與術后患者的疼痛情況和功能恢復有關。

TKA的成功與否主要取決于下肢的最佳軸向對位與股骨、脛骨假體的旋轉對齊。TKA術中股骨假體旋轉對位的恢復和其準確度是手術長期成功的重要指標之一。了解股骨遠端的幾何結構對在TKA術中建立股骨假體正確的旋轉角度非常重要，常用的標志物包括通髁線、后髁線、前滑車線和Whiteside’s線[9]。雖然所需軸線的確定是一個持續爭論的主題，但目前大家都認識到股骨和脛骨之間存在著密切的聯系，其表面標志物與股骨假體位置同樣存在密切聯系[10]。目前在多數TKA術中設置股骨假體外旋平行于通髁線[11]。通髁線分為外科通髁線(連接股骨外側髁突和內側髁溝的連線)與解剖通髁線(連接股骨內外側髁突的連線)。有研究發現，內上髁最突出的點比內側溝更容易辨認[12]。Yoshino等[13]通過CT掃描96個膝關節后，只能辨別出33個膝關節的內側溝，并且發現隨著骨關節炎嚴重程度的增加，對內側溝的識別變得更加困難。有研究認為，外科通髁線是更合適膝關節外旋功能的軸線，也更符合機械力學的要求[14]。選擇解剖通髁線的優勢是術中更易辨別，而選擇外科通髁線的優勢是更符合機械力學原理。本研究術前采用64層CT平掃斷層掃描圖像上的sTEA與PCL并測得患者股骨外旋角，記為PCA。術中通過觸摸并標記外側髁突及內側髁溝，確定了術中的sTEA和PCL后通過旋轉測量器確定截骨的外旋角度PCA’。

精準的股骨遠端旋轉對位是減少TKA術后假體植入失敗和改善臨床結局的重要因素。Nagamine等[15]認為目前多數主張TKA術中PCA以3°外旋為標準。使用參考股骨后髁的傳統器械，在沒有足夠精確校準的情況下，可能會導致部分患者股骨假體旋轉不良[16]。使用標準股骨尺寸器和目前的技術可以觀察到大量的術后股骨內旋[17]。有研究表明，后髁偏移量僅為2 mm時便會導致膝關節屈曲不穩[18]。Amaranath等[19]認為對股骨假體旋轉對位的最適合解剖平面的處理應是個性化的，以滿足患者的個體化需求，而使用先進的術前成像可以幫助外科醫生識別這種接受TKA治療患者的股骨解剖的可變性并使假體恢復旋轉對位。本研究克服了使用傳統股骨外旋的器械進行股骨3°外旋截骨的弊端，進行股骨外旋截骨時旋轉測量器上的標尺度數可被參考和記錄，與術前CT測量的股骨外旋角度進行比較。在本研究中，C組HSS評分低于A組和B組，C組WOMAC評分高于A組和B組。這表明術前采用CT測量股骨外旋角度與術中股骨假體安裝的外旋角度之差，在不大于2°的情況下，患者術后療效相對較好。本研究證實，使用術前影像學檢查(如CT)可能有助于識別不同患者間股骨遠端解剖的差異，同時術中準確地旋轉對位股骨假體的個性化方法適用于不同患者。這將協助外科醫生判斷患者的預后。

然而本研究也存在局限性。首先，接受CT檢查的膝關節均存在終末期骨關節炎，骨關節炎的改變會導致一定程度的軟骨和骨侵蝕，特別是在股骨后髁處，因此CT顯示的解剖標志位置會受到一定的影響。術前CT測量結果與術者術中識別這些標志的情況可能會存在誤差。其次，由于目前手術器械精度和準確度的限制，研究中提及的股骨旋轉測量器僅有標記的不連續整數度數，如0°、3°、5°，無法進一步細化精準確定股骨外旋的允許誤差范圍。最后，本研究納入樣本較少。但考慮到股骨解剖的可變性和個體差異，本研究對臨床醫生評估TKA術后預后仍有一定的指導意義。

TKA術前使用CT測量股骨外旋角度與TKA術中精準確定股骨假體外旋角度均為必要的操作，兩者的角度差可以協助判斷膝骨關節炎患者的預后。若兩者角度相差不大于2°，TKA的手術效果可能較好。