脛骨結節遠端高位截骨術中MPTA與WBLR的相關性分析

丁天送,田向東,譚冶彤,薛志鵬,馬晟,胡元一,李曉敏,尹岳桐

(1.北京中醫藥大學,北京 100029;2.北京中醫藥大學第三附屬醫院微創關節科,北京 100029)

脛骨結節遠端高位截骨術(distal tibial tuberosity high tibial osteotomy,DTT-HTO)是目前廣受業界關注的一種治療內翻性中、重度膝骨關節炎(knee osteoarthritis,KOA)的修復性治療方法。它通過調整下肢力線,以減少膝關節內側間室壓力,從而減輕膝關節疼痛,恢復其功能,使患者回歸生活[1]。

下肢力線比率(weight-bearing line ratio,WBLR)是全負重前后位下肢全長X線片上機械軸[2]與脛骨平臺交點到脛骨平臺內側緣的距離與平臺長度的比值。它是評價下肢負重力分布的重要指標之一。當該比例調整到62.5%時,交點被稱為藤澤點。Fujisawa等[3]最初將力線的最佳修正比例設定為65%～70%,后來精確到62.5%。Fujisawa點是HTO判斷下肢力線轉移程度的重要成像參數。在HTO操作過程中,藤澤點的測量方法涉及到髖關節、膝關節和踝關節三個關節,容易給C型臂一次性成像帶來困難,相對影響拍攝結果和修正角度的準確性。

一項對93個膝關節HTO術后隨訪的研究表明,在平均11.5年的隨訪中,其中68個膝關節矯正不足,內側間室持續疼痛,5個膝關節矯正過度,導致外側間室疼痛[4]。矯治不足可導致下肢畸形復發,矯治過度則會導致外側間室膝骨關節炎[5]。不精準的手術也有發生合頁骨折、髕骨高度改變、脛骨平臺骨折、內固定失敗、骨折不愈合等不良事件的風險[6]。有學者認為解剖性軸向外翻8 °～10 °或機械性軸向外翻3 °～5 °是術后最好的矯正參數[7]。但兩個角度的測量涉及2～3個關節,與藤澤點相似,復雜、困難、耗時。為了減少術中測量的難度,使數據盡可能準確,有必要尋找一種易于觀察和測量的方法。脛骨近端內側角(medial proximal tibia angle,MPTA)是評價脛骨形態的重要影像學指標,也是診斷KOA和評價HTO術后矯正效果的常用影像學指標。本研究旨在在矯形參數正常區間的基礎上,確定MPTA的矯形區間,使術中定位更加準確、方便,現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準：診斷為內側間室膝骨關節炎、膝內翻畸形;脛骨干骺端內翻>5 °;外側間室正常,內側間室骨關節Kellgren-Lawrence(K-L)分級Ⅰ～Ⅲ級,隨訪時間>12個月;術前、術后影像學資料完整。排除標準：非膝骨關節炎的膝關節骨關節病患者;非本院影像學資料。

本研究對2019年10月至2021年10月在北京中醫藥大學第三附屬醫院連續接受DTT-HTO治療的29例患者進行了回顧性研究,最終納入26例患者28個膝關節,其中男4例,女22例;左膝9個,右膝19個;年齡50～81歲,平均年齡(65.68±6.53)歲;身體質量指數(body mass index,BMI)平均(26.29 ± 3.39) kg/m2;病程平均(6.57±1.67)年。

1.2 手術操作過程 在下肢內側關節線遠端逐層切開約5 cm的縱向切口,顯露脛骨內側骨干。C型臂透射滿意后,用骨鋸、鉆頭、骨刀,與脛骨干成30 °～45 °角度,經脛骨結節遠端及脛腓穹窿遠1 cm形成的截骨線,進行保留外側1 cm“合頁”的截骨。透視下,使WBL經過Fujisawa點,糾正內翻畸形。植入同種異體骨,放置“π”型鎖定金屬板內固定物,固定滿意后,逐層縫合切口。

術后第1天,指導患者在床上進行踝泵鍛煉,術后第3天可助行器輔助踩地鍛煉,術后2周換為雙拐輔助行走,術后4周可考慮單拐輔助行走,術后8～12周考慮脫拐行走。

1.3 影像與臨床評價 WBLR是下肢力線與脛骨平臺交點到脛骨平臺內側邊緣的水平距離(AB)除以脛骨平臺的寬度(AC)的比值,即AB/AC×100%(見圖1)。MPTA是脛骨平臺與脛骨機械軸的內側夾角(α),見圖2。測量28個膝關節術前、末次隨訪時的下肢全長X線片,分別由同一課題人員測量3次,取平均值。美國特種外科醫院(the hospital special surgery,HSS)評分用于評估術前和隨訪時的臨床結果,評估膝關節疼痛、屈曲角度、上下樓、是否輔助行走等方面,分值0～100分,分值越高,膝關節功能越好。

圖1 WBLR測算示意圖 圖2 MPTA測量示意圖

1.4 數據分析 運用SPSS 25.0軟件進行數據分析,采用配對t檢驗、獨立樣本t檢驗和單因素方差分析比較影像學和臨床結果,并繪制術前MPTA和WBLR,術后MPTA和術后WBLR,術后MPTA改變值和WBLR改變值之間的相關性散點圖。分別繪制以50% WBLR為良好矯正下限閾值的術后MPTA與WBLR的受試者工作特征(receiver-operating characteristic,ROC)曲線,以70%WBLR為良好矯正上限閾值的術后MPTA與WBLR的ROC曲線,以50%為良好矯正上限閾值的術后MPTA改變值與術后WBLR的ROC曲線和以70%為良好矯正上限閾值的術后MPTA改變值與術后WBLR的ROC曲線,分別確定各參數的曲線下面積(area under the curve,AUC)。

2 結 果

26例患者術后WBLR、MPTA和HSS與術前比較,差異有統計學意義(P<0.05,見表1)。

表1 手術前后WBLR、MPTA和HSS比較

本研究定義良好的術后下肢力線的位置為50%～70%[8-11],以(靈敏度-1-特異度)的最大值所對應的MPTA為最佳臨界值,計算得出50%和70%的WBLR對應的MPTA臨界值,分別為90.5 °和93.5 °(見圖3～9)。根據術后下肢力線的兩個臨界值,將患者分為矯正不足組(<90.5 °),矯正適當組(90.5 °～93.5 °),矯正過度組(>93.5 °),三組患者的術前基線信息和三組患者手術前后影像測量、臨床療效評分和改變值的相關信息見表2。所有人口統計數據、術前WBLR、術前HSS和術后HSS改變值,三組間比較差異無統計學意義(P>0.05);術前MPTA、術后MPTA改變值、術后MPTA、術后WBLR、術后HSS和術后WBLR改變值,三組間比較差異有統計學意義(P<0.05,見表2)。

表2 三組患者手術前后相關信息及參數比較

注：術后WBLR改變值與術后MPTA改變值呈正相關(r=0.688,P<0.01)

注：術前WBLR與術前MPTA呈正相關(r=0.526,P<0.01) 注：術后WBLR和術后MPTA呈正相關(r=0.679,P<0.01) 注：靈敏度85.00%,特異度37.5%,曲線下面積0.806,95%CI 0.618～0.995,臨界值90.5 °

注：靈敏度100.00%,特異度43.50%,曲線下面積0.826,95%CI 0.658～0.994,臨界值93.5 ° 注：靈敏度75.00%,特異度37.50%,曲線下面積0.703,95%CI 0.496～0.910,臨界值6.5 ° 注：靈敏度40.00%,特異度8.70%,曲線下面積0.617,95%CI 0.299～0.935,臨界值9.5 °

矯正過度組術前MPTA和術后MPTA改變值與其他兩組比較,差異有統計學意義(P<0.05);術后MPTA組內兩兩比較差異均具有統計學意義(P<0.05);矯正過度組與矯正不足組術后WBLR、術后WBLR改變值比較,差異有統計學意義(P<0.05);矯正不足組術后HSS評分與其他兩組比較,差異有統計學意義(P<0.05,見表3)。

表3 陽性結果LSD兩兩比較結果

3 討 論

HTO術后短中期療效受多種因素影響,如術前規劃不精準、術中操作失誤、患者體質原因(年齡[12]、肥胖[13]、骨質疏松[14]等)等。長期結果取決于負重線的矯正精準度[8]。有文獻報道了矯正輕度膝外翻可獲得良好的膝關節臨床療效,但理想的矯正度數還在探索中。早期一些作者以股骨和脛骨的解剖軸為參考,推薦術后外翻8 °～10 °[15-16]。股骨和脛骨的機械軸建議外翻3 °～5 °[4,17-19]。一些研究聚焦于下肢力線與膝關節周圍角度參數的關系,Lee等[20]以Fujisawa點為下肢力線矯正標準,測得對應機械軸外翻成角1 °～3 °。Yin等[5]發現當下肢力線位于Fujisawa點外側,WBLR為71.9%時,機械軸外翻角為4.5 °。本研究中,71.9%屬于矯正過度。看起來膝外翻矯正,似乎成了良好手術的必備條件。

但后續一項尸體研究發現,下肢力線矯正至50%時,外側間室壓力就會升高,過度矯正使外側間室壓力持續升高,導致外側膝關節炎[21]。或者矯正過度可能導致髕股關節軟骨損傷,50%WBLR是最佳矯正率[22]。原因可能是外翻畸形增加了外側半月板損傷的風險,進而導致外側間室膝關節炎[23]。對于只有輕度內側關節骨關節炎的患者,可能不需要過度矯形至外翻,而有晚期內側退行性變和內側關節塌陷的患者可能會從矯形至外翻對齊獲益。

股骨遠端外側角(mechanical lateral distal femoral angle,mLDFA)與下肢力線的適用也有相關性,前期主要用于觀測股骨遠端截骨術(distal femoral osteotomy,DFO)的適用條件以矯正股骨畸形,得出mLDFA的截斷值為90 °[24]。近期有研究結果表明mLDFA也可作為HTO術后畸形矯正的參數,臨界值是89.5 °[11]。術前規劃截骨開口角度成為追求精準矯正的方法之一。在Yang等[6]進行的研究中,術前模擬矯正力線的位置,在下肢全長負重正位片上測出矯正的度數,最終計算出截骨區平均開口角度為8.2 °,或者術中采用導航工具,雖不能提高HTO矯正的精確度,但可預防矯正過度或矯正不足[8],但這些測量方法均涉及2～3個關節。

Fujisawa點雖獲得多數學者認可,但受于條件限制,當時僅以軟骨再生的結果決定最佳力線的位置。而最近的研究顯示HTO術后的臨床表現與軟骨是否再生無關[25]。一項膝關節的有限元分析模型指出,當力線轉移到常見的50%時,內側間室壓力明顯降低,同時外側間室壓力未見明顯改變[26],但術中操作誤差常導致矯正角度過小,以此提出55%的矯正點。由此可見,盡管手術應用廣泛,但下肢力線的最佳矯正靶點仍存在爭議。Fujisawa點的術中找尋受3個關節定位、無菌觀念、操作復雜、耗時過長等原因的限制,并非每一患膝都能嚴格達到這個數值,在Miniaci[27]等的研究中,只有50%的病例WBLR在60%～70%。本研究將下肢力線矯正區間擴大,采用50%～70%矯正區間,機械軸與脛骨平臺交點位于脛骨平臺橫截面直徑由內到外的70%之外為矯正過度,50%以內為矯正不足。

文獻報道了MPTA對膝骨關節炎的診斷價值,及評估HTO術后矯正效果的重要性,但并未直接探討MPTA與WBLR的關系[28-30]。正常人群MPTA值為87 °[31],>90 °多被判定為膝關節外翻畸形[32-33]。臨床中通常將內翻型膝骨關節炎患者矯正至輕度膝外翻畸形,使手術收獲更長遠的臨床療效。一項研究結果表明,預防HTO術后膝內翻畸形復發的最佳MPTA值為95 °[34],但該術式應用Tomofix導板,與本研究采用“π”型導板有一定的差異,且研究將內翻畸形復發定義為術后1年隨訪的MPTA值<86 °,這個定義具有絕對性。后續有研究結果表明,相較于MPTA>95 °,MPTA<95 °的術后患者更能恢復良好的膝關節功能[29]。可見MPTA的切割值并不是一個明確的值。

本研究結果證實,WBLR與MPTA呈正相關,無論是術前、術后或改變值。當WBLR為50%時,對應術后MPTA為90.5 °,當WBLR為70%時,對應術后MPTA為93.5 °。矯正適當組和矯正不足組術前MPTA和術后MPTA改變值比較差異無統計學意義,這與Tetsuro等[11]在閉合楔形截骨術中觀察到的結果類似。但與之不同的是,本研究采用的是DTT-HTO,且矯正過度與矯正不足組差異有統計學意義,提示術后更大的MPTA依賴于術前更大的MPTA和更大的術后MPTA改變值。矯正不足、矯正適當和矯正過度組術后WBLR、術后WBLR改變值參數值依次增大,證明術后WBLR與MPTA呈正相關。但矯正適當組和矯正不足組差異無統計學意義,其原因可能為矯正后的WBLR多位于50%～70%區間。術后HSS矯正不足組與矯正適當、矯正過大比較,差異有統計學意義,提示影響膝關節術后功能的主要因素并非是截骨角度矯正過大,而是矯正不足。

綜上所述,MPTA對膝骨關節炎有一定的診斷價值,與WBLR呈正相關。本研究中,與術后50%、70%WBLR對應的MPTA的臨界值分別為90.5 °、93.5 °,對應的術后MPTA改變值的臨界值分別為6.5 °、9.5 °。MPTA作為一種簡單、省時的單關節測量方法,推薦將其應用于術中C型臂所攝膝關節的影像測量,作為一種HTO術中除下肢力線之外的測量參考值,以達到術中精準、便捷的測量要求。