膝關節單髁置換術的研究進展

馮重陽，姬振偉，吳鵬，王志學，張智翔，丁勇

(空軍軍醫大學唐都醫院骨科，陜西 西安 710038)

膝關節骨關節炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種退行性疾病，終末期嚴重影響患者的生活質量。隨著我國人口老齡化加劇，KOA患病人數明顯上升，據報道，85%膝關節退變主要累及單間室。Hernborg 等[1]經過10～18年隨訪也證明了KOA很少波及外側間室。對于終末期單間室KOA可以采用單髁置換術(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)、脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy，HTO)和全膝關節置換術(total knee arthroplasty，TKA)進行治療。隨著保膝理念在關節外科醫生意識上的不斷深入，以及UKA較好的臨床療效，使其得到了迅速發展。但對于UKA的臨床使用還存在部分顧慮。因此，本研究通過回顧文獻進一步評估UKA的手術適應證、假體選擇、臨床療效與發展趨勢。

1 UKA的適應證和禁忌證

1.1 適應證 早期UKA隨訪的高失敗率使人們對于該手術方式的療效產生質疑。Kozinn和Scott[2]定義了UKA的經典適應證：年齡>60歲，體重<82 kg，不能進行劇烈或者重體力活動，膝關節輕微靜息痛，屈曲活動度>90°，屈曲攣縮<5°，外翻畸形<15°，內翻畸形<10°，術前畸形可被矯正。由于對UKA適應證的嚴格把握，保證了術后的臨床療效。近年，隨著UKA手術技術的改進和假體設計的改良，其適應證被適當擴大，如髕股關節炎、前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)異常，身體質量指數(body mass index，BMI)作為禁忌證已被受到質疑，但擴大后的適應證是否會導致患者術后滿意度和假體生存率降低，暫還不能確定。

1.1.1 髕股關節炎 對于合并髕股關節炎的患者能否行UKA治療，Song等[3]通過對比合并與不合并髕股關節炎的患者，發現兩組患者術后在膝關節疼痛、功能評分和髕股關節炎進展方面無顯著差異，且UKA術后的功能結果和術前髕股軟骨退變的分級之間無必然聯系。Berger等[4]對308例患者進行固定平臺UKA，其中合并中度以上髕股關節炎(Ⅲ或Ⅳ)的患者占26%，術后隨訪也支持不應將髕股關節炎作為UKA的絕對禁忌證。但當髕股關節外側軟骨嚴重退變時，王冰等[5]研究發現此類患者術后會伴有膝前痛，臨床療效較差。證明了術前X線片對髕股關節評估的重要性。外側髕股關節嚴重退變呈現溝槽樣改變時，會對UKA術后療效產生影響，因此選擇手術方式時要慎重。

1.1.2 ACL異常 經典的適應證認為功能完整的ACL是行UKA的前提條件。Goodfellow等[6]研究顯示ACL功能異常患者術后UKA失敗率是ACL功能正?；颊叩?0倍，這可能與假體磨損或脛骨部件無菌性松動有關。但近年研究出現了不一樣的觀點。膝內側間室OA合并ACL缺失存在兩種情況，一種是原發性OA導致ACL缺失，髁間窩增生骨贅對ACL造成慢性損傷，導致ACL功能不良或缺失。這類主要是老年患者，臨床表現為膝關節僵硬和內側間室疼痛，較少會出現膝關節不穩。Boissonneault的[7]研究證實，對于膝關節穩定年齡較大和活動量較低的患者，在沒有ACL的情況下可以使用UKA。另一種是創傷性ACL斷裂繼發OA，此類患者出現癥狀較早，運動要求較高，可以使用UKA聯合前交叉韌帶重建(anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR)作為治療手段。UKA聯合ACLR可以恢復膝關節正常的功能，與完整ACL行UKA患者術后療效一致。2016年一項研究表明，UKA聯合ACLR膝關節各項評分類似于ACL完整行UKA患者，且術后并發癥沒有明顯增加[8]。因此，對于膝關節不穩、年輕且活動量大符合UKA適應證的患者，可以采用UKA聯合ACLR。

1.1.3 肥胖患者 肥胖癥在發達和發展中國家已成為一種流行病，既往認為肥胖患者接受UKA后臨床療效差，假體存活率低。Hamilton等[9]研究顯示，按照體重<82 kg和≥82 kg分組，UKA術后10年兩組患者膝關節功能評分無顯著差異，隨訪15年假體的生存率差異無統計學意義。Molloy等[10]的前瞻性研究，按BMI分為BMI<25 kg/m2、25～30 kg/m2、30～35 kg/m2和BMI≥35 kg/m2四組，發現10年后各組患者膝關節功能評分差異無統計學意義，假體10年生存率也無統計學意義。因此認為不應將肥胖作為UKA的禁忌證，但肥胖作為KOA的一個已知危險因素，醫生應該鼓勵患者減輕體重，調節危險因素，預防并發癥的發生。

1.2 禁忌證 UKA的手術禁忌證為：(1)病變同時累及兩個或三個間室的骨關節炎；(2)感染性關節炎、類風濕性關節炎等炎癥性關節炎(3)內翻和外翻畸形>15°，屈曲攣縮>15°。

2 UKA假體類型的選擇

不僅手術技術在進步，UKA假體設計也在不斷改良，包括固定平臺和活動平臺兩種類型，但在兩者之間如何抉擇仍然沒有定論。就假體設計而言，手術切除內側半月板，術后患者屈膝下蹲時固定平臺單髁脛骨內旋幅度變小，股骨內側髁位置更加偏后，因此，固定平臺單髁無法模擬正常膝關節的運動模式。一項體外模擬研究指出固定平臺UKA無法恢復正常膝關節內側軸移、前后向活動及韌帶張力[11]。活動平臺單髁使用匹配度更高的半月板襯墊，使脛骨內旋和股骨內側髁的移位模式與正常膝關節相同，可獲得正常的膝關節運動模式。2020年一項體外尸體標本研究[12]指出相較于固定平臺假體，活動平臺假體對膝關節運動學影響較小，且一項體外3D有限元模型分析顯示，活動平臺對髕股關節的影響或干擾更小[13]。但活動平臺的理論優勢在既往的臨床研究中尚未體現，大多研究認為固定與活動平臺假體的臨床功能評分無差異[14]。而最近的研究顯示，活動平臺的臨床功能結果更好，遺忘膝程度更高，體現了其設計上的理論優勢[15]。

對于固定平臺UKA，Smith等[16]對101例外側單間室固定平臺UKA的患者進行隨訪，結果顯示外側固定平臺UKA可以作為TKA的良好替代，在治療外側單間室關節炎臨床效果較好。而一項前瞻性對照研究比較固定與活動平臺單髁治療外側間室骨關節炎，發現雖然二者在活動范圍和功能結果方面無差別，但外側間室骨關節炎采用活動平臺假體早期翻修率較高[17]。Ozcan等[18]研究了在脛骨假體旋轉不佳的情況下，活動平臺和固定平臺UKA患者的臨床和影像學結果，平均隨訪(28.8±11.3)個月，通過比較膝關節功能評分發現固定平臺UKA可以發揮更好的效果，提示固定平臺對手術技術的容錯率更高。UKA術后假體的長期生存率一直為人們所擔心。Scott等[19]采用Kaplan-Meier分析109例使用固定平臺組的UKA患者，得出了10年的生存率為85.5%。Neufeld等[20]對固定平臺和活動平臺組進行對比，以需要進行TKA作為終點，術后10年時兩組的整體生存率為88.0%，固定平臺組為82.9%，活動平臺組為90.9%，假體存活率差異無統計學意義(P=0.102)，認為活動平臺和固定平臺都能提供長期的生存率。

因此對于選擇何種假體，結合活動與固定平臺單髁各自的優勢與不足，醫生要根據自己個人經驗、患者的專科查體、影像學資料和術后預期進行選擇。

3 UKA的臨床療效

現今隨著醫生對患者的合理選擇、手術技術改良和假體的發展，UKA的優勢逐漸顯現，但UKA的長期療效在已發表的文獻中各不相同。Koskinen等[21]發現UKA術后7年假體存活率為86.6%，認為襯墊的磨損是一個很常見的問題。Bordini等[22]對3 929例UKA隨訪10年發現術后假體的存活率為86.8%，認為年齡會影響術后假體的存活率。Vasso等[23]對136例UKA進行了10年的隨訪，發現長期生存率為97.1%。Khow等[24]隨訪發現置換術后脛骨假體冠狀角在2°～4°，股骨假體冠狀角在0°～2°，術后10年臨床效果滿意，15年生存率可達100%。Jennings等[25]隨訪100例UKA患者，術后11年滿意度為98%、生存率為85.02%，認為合理的選擇UKA患者和熟練的手術技術是保證手術療效的關鍵。Zambianchi等[26]也發現術者的手術技術是UKA良好效果的關鍵，這樣才能保證術中假體位置放置滿意和恢復下肢力線。由此可見對于單間室骨關節炎治療，UKA可以是一個重要的治療手段，外科醫生只有通過不斷地學習提高才能保證手術長期療效。

4 UKA與其他術式的比較

4.1 UKA與TKA 治療單間室骨關節炎時，TKA和UKA的療效確切，雖然也有相關文獻報道，但是對于選擇哪種手術方式尚無定論。王家偉等[15]對比了同期行UKA和TKA治療內側骨關節炎的效果，認為UKA患者人工關節的遺忘程度更高，早期療效優于TKA。Hauer等[27]對UKA和TKA患者術后隨訪，發現和TKA相比，UKA具有更高的活動水平和更大的活動度。Siman等[28]研究發現UKA和TKA雖然術后并發癥和中期存活率之間差異無統計學意義，但由于UKA的損傷小，對于符合適應證的老年患者應作為優先選擇。因此在同時符合UKA和TKA適應證的時候，醫生應該進行系統評估，決定哪種術式更能讓患者獲益。

4.2 UKA與HTO 長期以來，HTO一直被用于治療膝關節內側骨關節炎。HTO和UKA的治療理念不同，HTO是通過矯正下肢力線減少對患側間室的磨損，UKA是采用人工假體置換磨損的單側間室，兩種術式都能改善患者癥狀。HTO理想適應證包括年齡<60歲，有癥狀的輕至中度膝關節內翻(5°～15°)，內側間室受累(Ahlback分級<Ⅲ級)，外側和髕股間室正常，良好的膝關節活動度(屈曲>120°)，以及沒有關節松弛或不穩定。UKA的適應證在本文第一個小節已經提出。兩種手術的適應證不盡相同，但對于同時滿足UKA和HTO適應證的患者，選擇合適的手術方案尚存在一定的爭議。Koh等[29]回顧比較了123例內側開放楔形脛骨高位截骨術(open wedge high tibial osteotomy，OWHTO)患者和118例UKA患者術后滿意度的預測因素，結果表示嚴重的OA是HTO術后不滿意的危險因素，年輕和嚴重的內翻畸形是UKA術后不滿意的危險因素。因此骨科醫生在決定施行那種術式時，應考慮到此因素，以確?；颊攉@得預期的效益。

對于兩種術式術后療效以及運動恢復情況，Kim等[30]前瞻性比較了49例HTO和42例UKA患者，發現術后12個月UKA組比HTO組能更快地恢復到之前的活動水平；此外在24個月時，UKA組和HTO組的運動恢復率分別為94.1%和75.0%(P=0.031)，認為UKA比HTO有更好的短期恢復運動的效果。Jacquet等[31]回顧性對比術前加利福尼亞大學洛杉磯分校(University of California at Los Angeles，UCLA)評分>8分采用OWHTO和UKA的患者，記錄膝關節功能評分以及術后恢復運動的情況。認為和UKA組比較，HTO組術后2年恢復運動的速度較快，能進行沖擊性運動的患者比例更高(HTO組為62%，UKA組為28%)，運動相關的功能評分也高。

在UKA或HTO失敗后，骨關節炎進行性加重，TKA是一種常見的手術解決方法。Lewis等[32]的研究發現UKA失敗翻修為TKA時，長期隨訪療效較好，手術時使用延長的脛骨桿可以降低再次翻修的風險。Lim等[33]研究UKA和HTO翻修為TKA，短期臨床療效無差異。UKA翻修為TKA需要更多的翻修部件導致手術時間延長，但與HTO翻修為TKA相比并發癥的出現較少。Lee等[34]通過一項薈萃分析得出UKA和HTO翻修成TKA的概率相似，翻修后兩組臨床療效無差異，UKA翻修為TKA手術更加復雜，需要更厚的聚乙烯襯墊和更多的翻修部件，HTO翻修為TKA時脛骨的延長桿需要通過截骨間隙。

因此對于同時滿足這兩種手術方式的患者，選擇時應結合患者的年齡、骨關節炎的嚴重程度、畸形程度、術后所從事的工作、預期以及翻修等綜合評價。

5 UKA的發展趨勢

隨著數字骨科的發展，計算機及機器人導航技術輔助微創小切口膝關節單髁置換術的聯合治療，解決了微創手術視野局限的問題，提高了植入假體位置精確性，取得了令人滿意的臨床療效。2003年Jenny首次報道了計算機輔助導航技術在UKA的應用，認為計算機導航組可以提高假體植入位置的準確性，隨后關于該技術臨床應用不斷報道[35]。Batailler等[36]通過對80例機器人輔助下的UKA和80例傳統下的UKA進行回顧性研究，也認為與傳統技術相比機器人輔助下假體植入位置更加精確，并且術后翻修率較低。Motesharei等[37]對比31例Mako機器人輔助下UKA和39例傳統UKA術后患者步態的恢復情況，發現不僅植入假體的對位更加準確，在患者步態及運動力學的恢復也取得了好的效果。Dretakis等[38]開展了一項前瞻性研究，在機器人的輔助下進行了51例UKA，術后隨訪3年以上，植入物的存活率100%，具有良好的患者滿意度，在疼痛、僵硬和功能方面都有了明顯的改善。Kayani等[39]開展了一項短期的前瞻性研究，與傳統的UKA比較，機器人輔助下UKA可以減少術后疼痛，降低鎮痛藥物的用量，有利于患者早期功能的恢復，并且縮短了出院時間。

一項美國的研究分析了2002—2011年UKA的使用率，這10年手術量一直在穩定的上升，而且相當大的一部分手術都是在年齡<65歲的患者中展開[40]。Kahlenberg等[41]通過分析Pearldiver患者記錄數據庫發現，UKA門診就診率從2007年的13.5%增加到2016年的46.8%，但TKA保持在2%～3%不變，并且UKA的計算機導航使用率上升，而TKA的計算機導航使用率下降。

計算機及機器人輔助下采用UKA，早期取得了很好的臨床療效，但是長期的隨訪研究還較少，無法評估患者持續生存和假體的功能情況。但隨著科技的進步及長期隨訪數據的支持，相信未來計算機輔助技術在提升UKA療效方面會發揮重大的作用。

6 結 論

綜上所述，在過去的50年里，經過骨科醫生的不懈努力和假體設計的不斷改進，擴大了UKA的適應證，臨床療效逐漸也得到了認可，使用趨勢正在穩步上升。UKA具有創傷小、出血少、恢復快等優勢。隨著計算機導航技術輔助UKA的使用，術后患者的滿意度和假體長期生存率在不斷提高。把握好適應證、結合患者術后預期以及所從事的工作，UKA會是單間室骨關節炎的有效治療手段。