脛骨高位截骨術失敗相關原因分析

郭沖，張佳豪，李粵源，賈鑫瑋，張輝，王茜，王志強*

(1.華北理工大學附屬醫(yī)院骨科，河北 唐山 063000；2.唐山市第二醫(yī)院關節(jié)一科，河北 唐山 063000；3.華北理工大學基礎醫(yī)學院，河北 唐山 063000)

膝關節(jié)骨關節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種老年人多發(fā)病，臨床表現(xiàn)主要為膝關節(jié)疼痛、活動受限、關節(jié)間隙變窄等癥狀，且其發(fā)病率隨著年齡的增長而上升[1]。脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy，HTO)是治療合并內翻畸形的膝關節(jié)骨關節(jié)炎患者的一項重要保膝手術方式，其主要是通過脛骨近端截骨，把力線從發(fā)生炎癥和磨損嚴重的膝關節(jié)內側間室，轉移至相對正常的外側間室，從而減輕內側間室負荷，減輕關節(jié)炎癥狀，改善關節(jié)功能，可推遲或避免行關節(jié)置換[2]。HTO分為外側閉合楔形截骨術(close wedge high tibial osteotomy，CWHTO)和內側開放楔形截骨術(open wedge high tibial osteotomy，OWHTO)，兩種術式各具優(yōu)劣勢。近些年隨著保膝理念的發(fā)展，HTO在臨床上應用越來越廣泛，臨床治療中導致脛骨高位截骨術預后不理想或手術失敗因素也受到眾多學者關注。手術失敗定義為：(1)術后2年內施行翻修手術或全膝關節(jié)置換手術[3]；(2)出現(xiàn)術后并發(fā)癥影響術后生存率，未達到理想效果。本文主要從術前臨床評估、手術技術和內固定材料、術后并發(fā)癥等方面闡述手術失敗相關因素。

1 術前評估不充分及手術適應證選擇不當

選擇理想的患者并找出可能影響截骨術生存率的危險因素對于獲得滿意的手術效果非常重要。年齡、體重指數(shù)、關節(jié)炎程度、膝關節(jié)活動范圍和穩(wěn)定性等多種因素都會影響手術效果。

1.1 年齡 患者年齡是影響手術效果的因素之一，多數(shù)文獻報道HTO手術適應證理想患者年齡為小于65歲。Trieb等[4]采用CWHTO對73例患者(94膝)進行治療，所有患者平均隨訪時間(12.7±2.4)年，研究認為65歲或以上患者行高位脛骨截骨術失敗的風險率較高，每年失敗的風險率增加7.6%，所以針對65歲以上的患者進行HTO需要格外慎重。受早期內固定材料及技術影響，2005年的國際關節(jié)鏡、膝關節(jié)外科和骨科運動醫(yī)學大會將HTO患者的理想年齡定義為40～60歲。隨著技術發(fā)展，F(xiàn)loerkemeier等[5]人評估了采用TomoFix鋼板進行OWHTO術后的533例患者的功能結果。在功能結果和年齡之間沒有發(fā)現(xiàn)顯著的相關性，并且作者認為可能需要重新評估包含HTO年齡限制的國際指南。Goshima等[6]對50例患者(60膝)施行OWHTO，使用TomoFix鋼板固定，分為A組(>65歲)和B組(<65歲)，術后平均隨訪(51.2±21.8)個月，兩個年齡組的臨床和放射學結果差異沒有統(tǒng)計學意義，作者認為使用TomoFix鋼板治療OWHTO的適應證不應該僅僅基于患者的年齡，而應該基于膝關節(jié)內側和外側間室的骨關節(jié)炎狀況以及膝關節(jié)穩(wěn)定性及活動范圍。因此在術者豐富的手術經驗及理想患者選擇的前提下，年齡范圍可適當擴大。

1.2 體重指數(shù) 體重指數(shù)(body mass index，BMI)和脛骨高位截骨術之間的關系仍有爭議。部分國外學者研究發(fā)現(xiàn)BMI低于30 kg/m2的患者手術預后效果更好。Howells等[7]在一項對95例采用Krakow釘固定施行CWHTO的患者研究也證明這一觀點。Giagounidis等[8]曾對HTO術后的94例患者(112例膝)研究發(fā)現(xiàn)，平均隨訪時間為9年，BMI大于正常值10%以上的患者有5年的無痛期，而BMI低于正常值10%的患者有7.8年的無痛期。BMI的正常范圍為18.5～24.9 kg/m2，所以可以認為BMI>27.4 kg/m2，與較差的預后相關。Bouguennec等[9]對353例內側開放截骨和135例外側閉合楔形截骨患者進行平均(7.8±2.9)年隨訪，研究得出BMI>25 kg/m2者發(fā)生HTO術后翻修的風險顯著增加，當BMI>35 kg/m2時，全膝關節(jié)置換翻修的概率顯著增加。既往研究[10]分析中發(fā)現(xiàn)BMI小于25 kg/m2的預后也不佳。BMI過大或過小都會影響患者術后生存率。較低的BMI明顯有利于軟骨再生，在總結了多項與身體質量指數(shù)相關的研究后，Loia等[11]認為施行HTO的患者最佳BMI值處于25.0～27.5 kg/m2之間。

1.3 骨關節(jié)炎分級 骨關節(jié)炎是影響HTO術后生存率的重要指標之一，目前多以Ahlback分級作為HTO術前內側膝骨關節(jié)炎評估的指標。Ahlback將膝關節(jié)炎按照X線片表現(xiàn)的嚴重程度分為五級：Ⅰ級為關節(jié)間隙變窄(50%關節(jié)軟骨磨損)；Ⅱ級為關節(jié)線消失；Ⅲ級為輕度骨磨損；Ⅳ級為中度骨磨損(磨損0.5～1.0 cm)；Ⅴ級為嚴重骨磨損及存在關節(jié)半脫位[12]。AhlbackⅡ級及以下的患者是較為理想的HTO適應證患者，且HTO是將下肢力線軸由內側轉移至外側間室，延緩內側間室軟骨磨損，緩解疼痛，因此應當保證外側間室軟骨面完好，否則可能無法緩解疼痛且加速外側磨損。Floerkemeier等[5]對平均術后生存率為3.6年的533例患者進行了評估，在手術前有85%的患者表現(xiàn)為Ⅲ級及以上的關節(jié)炎，該研究者還報告了嚴重單間室關節(jié)炎患者截骨術后取得的良好效果。Koh等[13]回顧性研究了123例OWHTO患者，均采用TomoFix鋼板固定，發(fā)現(xiàn)在AhlbackⅡ級及以上進行HTO的患者中術后滿意度較低。

1.4 活動范圍 活動范圍(range of motion，ROM)是HTO術前評估的指標之一，一般為患者膝關節(jié)的屈曲，正常范圍為120°～150°，過伸為5°～10°，屈曲攣縮是手術的相對禁忌證之一。有學者研究發(fā)現(xiàn)，ROM<90°的患者術后生存率較低，建議術前屈曲范圍最小為90°。Akizuki等[14]對94例接受截骨手術的患者進行前瞻性研究，將術前ROM=100°作為劃分手術結果好壞的分界值，ROM<100°手術失敗率較高(風險比6.785，P=0.001)，ROM>120°手術失敗率相對較低(風險比2.982，P=0.047 4)。Bonasia等[15]分析了HTO術后84例患者(99膝)，采用Puddu鋼板固定，平均隨訪23.8～51.6個月，ROM<120°影響手術效果，導致手術失敗風險增加4倍。綜合考慮，多數(shù)文獻將活動范圍<90°、屈曲攣縮>20°作為HTO手術禁忌證。

1.5 穩(wěn)定性 膝關節(jié)穩(wěn)定性是決定HTO術后療效的關鍵點之一。下肢原發(fā)性內翻畸形、沒有任何韌帶不穩(wěn)定是脛骨高位截骨的最佳適應證。有研究報道，膝關節(jié)不穩(wěn)定患者行脛骨高位截骨術后效果不佳。然而，最近國外部分學者研究認為膝關節(jié)不穩(wěn)并非脛骨高位截骨的禁忌證，在膝關節(jié)不穩(wěn)合并膝內翻的情況下，可以考慮聯(lián)合或分期行韌帶重建手術及截骨手術。有國外學者建議膝內翻合并前交叉韌帶損傷的患者一期行截骨和前交叉韌帶重建術。Jin等[16]對24例前交叉韌帶損傷及內翻畸形的患者行HTO，在5年中期隨訪中，預后良好，均無需行置換手術，作者建議對內側單間室骨關節(jié)炎合并膝關節(jié)不穩(wěn)的患者，尤其是年輕患者，優(yōu)先考慮保膝手術。

2 手術技術與內固定裝置

大多數(shù)并發(fā)癥以及術后不滿意與HTO的生物力學密切相關。掌握不同術式的優(yōu)劣勢及HTO的生物力學特性是提高術后滿意度和長期生存的關鍵。

2.1 手術技術

2.1.1 CWHTO與OWHTO對比 CWHTO于20世紀50年代由Coventry提出，優(yōu)勢有：(1)截骨部位無需植骨，截骨面完整且愈合快，術后可早期負重；(2)避免術后脛骨平臺后傾角(posterior tibial slope，PTS)增加及低位髕骨；(3)手術部位距內翻畸形較近，可明顯矯正畸形且術后內翻畸形復發(fā)率較低。劣勢有：(1)術中截骨角度不易控制，術中可能需要多次截骨；(2)需要行腓骨截骨破壞上脛腓關節(jié)，可能損傷腓總神經；(3)易造成下肢短縮，手術難度較大，對術者要求較高。

OWHTO于20世紀80年代應用于臨床，優(yōu)勢有：(1)手術難度較低，易控制下肢力線矯正；(2)不需要腓骨截骨且減少神經、血管損傷概率；(3)保存脛骨骨質對后期行關節(jié)置換影響小。劣勢有：(1)植骨可造成接骨面延遲愈合和不愈合；(2)增加脛骨平臺后傾角，易引起低位髕骨；(3)術后關節(jié)穩(wěn)定性較差，內翻畸形復發(fā)率較高。

有研究表明兩種手術技術無明顯差異。張紀等[17]對16例患者(24膝)采用CWHTO，13例患者(20膝)采用OWHTO，均采用Tomofix鋼板進行固定，隨訪時間分別為平均18.3個月(18～24個月)和16.6個月(18～25個月)，術后CWHTO組畸形矯正滿意度為87.5%，OWHTO組為90%，兩組取得近似的臨床效果，未表現(xiàn)出明顯差異。Duivenvoorden等[18]對92例患者進行研究，47例接受CWHTO，采用Vitallium釘固定；45例接受OWHTO，采用Puddu鋼板固定。兩組患者隨訪1年及6年的臨床結果無明顯差異。綜合分析以上優(yōu)劣勢，隨著內固定材料的不斷發(fā)展，OWHTO手術技術難度低，進而更受歡迎，逐步替代CWHTO。

2.1.2 力線矯正 力線矯正是截骨手術的關鍵，其主要是把膝關節(jié)負重位點由內側間室移向外側，避免內側間室骨關節(jié)炎進一步加重，達到緩解骨關節(jié)炎癥狀的目的。一般認為截骨術后負重力線應通過Fujisawa點(脛骨平臺外側的62.5%處，平臺外側棘的斜坡處)，F(xiàn)ujisawa本人曾表示并不能將此標準適用于所有患者，術中還需以撐開角度作參考。矯形不足將不能緩解內側間室壓力，關節(jié)炎癥狀未能緩解或持續(xù)加重，矯形過度會加速外側間室退變。劉培來等[19]建議根據(jù)不同患者軟骨磨損程度調整力線，可通過負重位膝關節(jié)正位X線片所示關節(jié)間隙判斷軟骨磨損程度，同時力線調整要超過關節(jié)中點，不能余留內翻，使內側間室壓力有效降低，外側間室輕度增加。不同術式對預后影響不同，目前以內側開放脛骨高位截骨術為主，截骨方法分為單平面截骨和雙平面截骨，兩者均屬于不全截骨，余留外側的合頁結構，后者較前者在外側合頁撐開時的應力范圍較高[20]，不易出現(xiàn)外側合頁骨折(lateral hinge fracture，LHF)。

2.2 內固定裝置 HTO手術成功的關鍵因素在于堅強的內固定裝置，其中Puddu鋼板和Aescula鋼板體型較小，需要剝離組織少，但韌性較差，易造成骨折延遲愈合和不愈合。Izaham等[21]使用3D模型重建軟件證明Tomofix系統(tǒng)的應力分布高于Puddu鋼板。目前臨床治療中，Tomofix鎖定鋼板應用最多。Tomofix鋼板是在加壓鎖定鋼板基礎上發(fā)展起來的，提供了很好的韌性及堅強的固定，可保證患者術后早期負重。Tomofix鎖定鋼板為截骨術提供了可靠的內固定，穩(wěn)定性較其他內固定裝置更好，并且對骨膜和韌帶的影響較小，因此更有利于截骨端愈合。與內固定相關并發(fā)癥中常見的是影響周圍軟組織出現(xiàn)疼痛癥狀，對肌腱及韌帶產生壓迫[22]，當藥物無效時，應當手術取出內固定裝置。鋼板斷裂造成手術失敗的文獻報道較少。

3 術后并發(fā)癥

并發(fā)癥是影響HTO術后患者生存率導致手術失敗的重要因素，臨床治療中常見的并發(fā)癥包括：神經血管損傷、脛骨平臺骨折、感染、骨折不愈合或延遲愈合、脛骨平臺后傾變化、下肢深靜脈血栓等。

3.1 神經血管損傷 HTO術后出現(xiàn)神經血管損傷主要為腓總神經損傷，主要發(fā)生于CWHTO需要進行腓骨截骨或上脛腓關節(jié)分離時。腓深神經是腓總神經的分支之一，主要支配脛前肌和拇長伸肌。腓深神經麻痹現(xiàn)在被廣泛認為是CWHTO和腓骨截骨術的醫(yī)源性并發(fā)癥[23]。有研究結果顯示閉合楔形脛骨高位截骨術后因神經損傷導致的拇指下垂發(fā)生率約為1.6%。Jeong等[24]曾報道一名接受OWHTO的61歲男性患者在手術后出現(xiàn)左足拇趾下垂，肌電圖診斷證實為腓深神經損傷，考慮原因是由后外側螺釘引起，更換短螺釘9周后恢復，考慮到腓深神經的解剖，在向脛骨近端的后外側鉆孔和打入遠端螺釘時，應非常小心以避免損傷腓深神經。

手術導致血管損傷的概率較低，目前相關的文獻報道較少。Darnis等[25]研究證明，術中使用擺鋸易損傷到血管，在屈膝90°時，鋸片與腘動脈的平均距離為10.6 mm，可使用放置在脛骨后面的特定裝置來保護血管結構。Kang等[26]建議在截骨手術鋸切時，靶點應在腓骨頭部前方10°，降低或消除腘動脈損傷的風險。

3.2 脛骨平臺骨折 脛骨平臺骨折影響患者術后早期恢復。Seo等[27]在對167例OWHTO使用Tomofix鋼板的病例研究中發(fā)現(xiàn)外側合頁骨折率為15.6%。造成骨折的相關因素[28]很多：手術技術因素，包括截骨面的形狀、合頁的位置、截骨縫撐開的距離等方面；內置物因素，包括不同設計類型的鋼板；患者自身因素，包括年齡、性別、BMI指數(shù)、基礎疾病等數(shù)方面。Takeuchi等[29]通過病例回顧，總結了外側合頁骨折的三種分型：Ⅰ型為脛骨外側皮質骨折，骨折線位置的高度水平在脛腓關節(jié)的近端或在脛腓關節(jié)之內；Ⅱ型骨折線位于脛腓關節(jié)以下的遠端；Ⅲ型為骨折線通達關節(jié)面的外側脛骨平臺骨折[28]。Nakamura等[30]認為安全鉸鏈置于腓骨頭頂端時，出現(xiàn)骨折概率低。

3.3 感染 HTO術后感染率為0.8%～10.4%，吸煙、老年患者、糖尿病、手術時間過長等都是發(fā)生感染的潛在因素。深度感染是嚴重的并發(fā)癥，對患者的長期預后有較大影響，深度感染發(fā)生率較低，在0.5%～4.7%之間[31]，有報道深部感染后進行徹底清創(chuàng)、靜脈注射抗生素、再次植骨加壓固定獲得成功的病例[32]。Kawata等[33]顯示人工骨移植是HTO術后感染的重要危險因素。淺表傷口感染的風險在1%～9%之間[31]，通過清創(chuàng)及口服抗生素可以成功控制。

3.4 截骨間隙延遲愈合或不愈合 骨折不愈合是截骨手術較少見并發(fā)癥，CWHTO脛骨截骨處接骨面兩斷端閉合，無骨缺損，發(fā)生截骨處骨不愈合率低(0～5.7%)[34]，相關文獻[35]研究報道OWHTO的截骨不愈合率為0.5%～4.3%。截骨間隙不愈合的主要因素包括：截骨間隙過大、內固定的選擇和患者自身條件(年齡、性別、營養(yǎng)狀況、基礎疾病等)。治療方式通常是自體或異體移植物填塞截骨間隙以加強穩(wěn)定性并促進骨折端愈合或使用更堅強的固定裝置翻修。徐亞風等[36]研究發(fā)現(xiàn)不植骨截骨術后6個月截骨處也可完全愈合，骨折愈合和手術成功與否的因素是取得足夠的力學和生物強度，植骨不是截骨面愈合的必要條件。但是當內側撐開高度過大，或者患者自身存在吸煙、糖尿病、肥胖等影響骨折愈合危險因素可植骨。Aryee等[37]研究認為截骨間隙撐開高度超過10 mm需要植骨。Spahn[38]認為內側間隙撐開角度超過12°時需要植骨。Jung等[39]認為自體骨移植，骨的傳導與誘導能力更強，能夠促進截骨間隙的愈合。因此術中可根據(jù)實際撐開角度及間隙按需植骨，避免骨折不愈合。

3.5 脛骨平臺后傾變化 國外相關文獻報道認為外側閉合楔形脛骨高位截骨會減小脛骨后傾；而內側開放楔形截骨會增加脛骨后傾。正常脛骨平臺后傾角度為(9.0±3.5)°，后傾的改變會加重前交叉韌帶或后交叉韌帶拉伸負荷。張紀等[17]研究得出相同結論。及松潔等[40]認為通過脛骨干近端解剖軸測出的脛骨平臺后傾可以排除患者性別、年齡、體重的影響，結果最為穩(wěn)定，在其研究中，外側閉合楔形脛骨高位截骨組術后PTS較術前減少，而內側開放楔形截骨組PTS沒有變化。PTS改變與脛骨近端前窄后寬的幾何形狀與兩種術式的術中操作相關。雖然脛骨平臺后傾增大短時間內不一定會對關節(jié)功能造成嚴重影響，但因其增加了脛股關節(jié)間的剪切力而導致前交叉韌帶張力持續(xù)升高，對前交叉韌帶功能不良的患者可能加速關節(jié)功能退化。

3.6 下肢靜脈血栓 文獻報道[41]截骨術后大部分病例中下肢靜脈血栓的發(fā)生率為2%～5%，Turner等[42]對84例HTO術后患者行下肢靜脈造影，下肢靜脈血栓的發(fā)病率顯示為41%，均發(fā)生在小腿，有15%的患者臨床確診。下肢靜脈血栓的主要風險在于血栓脫落導致肺腦栓塞，并且影響術后康復鍛煉，目前HTO術后抗凝尚缺乏關節(jié)置換術后的抗凝規(guī)范，臨床中積極鼓勵患者進行踝泵練習及應用低分子肝素等抗凝藥物。

3.7 髕骨高度變化 低位髕骨是內側開放楔形截骨的常見并發(fā)癥。髕骨高度降低10%，就會導致髕股關節(jié)面壓力改變，從而加速關節(jié)退化，引起膝關節(jié)活動受限的癥狀，最終可能引發(fā)髕股關節(jié)炎。既往研究認為，外側閉合楔形脛骨高位截骨會增加髕骨高度，而內側開放楔形截骨會減小髕骨高度。但Bin等[43]研究認為內側開放楔形截骨術后髕骨高度降低，外側閉合楔形截骨術后無論測量方法如何，髕骨高度都沒有變化。由于手術改變脛骨近端解剖，及松潔等[40]使用M-K指數(shù)(Miura-Kawamura index)進行測量得出相同結論。

3.8 踝關節(jié)疼痛 踝關節(jié)疼痛近些年逐漸受到臨床醫(yī)生關注。HTO術后踝關節(jié)傾斜的變化被認為是最有可能引起疼痛的原因。Jeong等[44]報道，一名患者在雙側HTO治療雙膝骨關節(jié)炎后出現(xiàn)持續(xù)性踝關節(jié)疼痛。Tallroth等[45]研究發(fā)現(xiàn)在接受手術治療的膝關節(jié)炎患者中，有29%的患者檢測到伴隨的踝關節(jié)OA，踝關節(jié)傾斜度越大，踝關節(jié)表面的退行性改變越多。相關文獻報道膝關節(jié)的外翻截骨術后，距骨上關節(jié)面會出現(xiàn)內翻加以代償，因此脛距關節(jié)接觸面積的變化以及軸向載荷與剪切力會重新分布，可能導致踝關節(jié)疼痛和退化的加劇[22]。

3.9 內側副韌帶損傷 內側副韌帶損傷可能造成HTO術后膝關節(jié)外翻不穩(wěn)。在進行脛骨高位截骨術時，脛骨內側近端經常通過松解部分覆蓋的內側副韌帶的附著點而暴露出來。從生物力學角度考慮，內側副韌帶任何松解都會增加膝關節(jié)不穩(wěn)定。淺層內側副韌帶在維持外翻穩(wěn)定性方面確實起著關鍵作用，實施內側開放楔形截骨術，應盡可能減少對內側副韌帶淺層的松解，以減少晚期膝關節(jié)外翻不穩(wěn)定的可能性，尤其對于楔形較小和內側間隙松弛的患者。

4 總 結

隨著保膝理念的發(fā)展，加之HTO臨床效果顯著的優(yōu)點，該術式受到更多醫(yī)生及患者的青睞，更大程度上保留了患者自身關節(jié)及本體感覺。HTO對患者的選擇、術者手術技術要求較高，并且可能會出現(xiàn)相關并發(fā)癥，但依靠詳細的術前評估及成熟的手術技術，就可以將術后并發(fā)癥降到最低，使術后能達到長期的臨床效果，緩解疼痛，延緩關節(jié)炎的進行。