髕股關節置換治療髕股關節骨關節炎的臨床研究

劉思冶,荊琳,張洪美,閆奇,湯吉祥,李彥,艾奇

(中國中醫科學院望京醫院骨關節一科,北京 100102)

髕股關節骨關節炎(patellofemeral osteoarthritis,PFOA)是指單發于髕股關節的退行性病變,臨床表現為上下樓梯及下蹲困難,并伴有屈膝位膝前疼痛。女性患者發病率遠高于男性,這可能與女性關節生長發育不良及對線異常較多有關[1],誘發因素為滑車發育不良、髕骨復發性脫位以及髕骨關節創傷等[2-4]。對于青少年患者多采用伸膝裝置功能鍛煉,對于部分青年和中年患者多采取關節鏡下髕骨外側支持帶松解和/或髕骨與滑車成形、脛骨結節移位、下肢力線矯正術等,但存在不同程度的治療效果差異。對于中老年和少數年輕患者,膝關節功能要求高且無力線異常,國內外均有文獻報道[5]使用髕股關節置換術(patellaofemeral arthroplasty,PFA)治療單純PFOA并取得良好效果。通過手術方式主要改善髕股關節力學關系,緩解髕股關節異常接觸應力,減輕髕骨負荷,恢復關節穩定性,達到緩解疼痛、改善關節功能的目的。本研究回顧性分析2013年8月至2019年12月期間,采用髕股關節置換術治療的PFOA患者134例146膝,取得了良好的臨床效果,現報告如下。

1 資料與方法

1.1 診斷標準 參考中華醫學會骨科學分會《中國髕股關節骨關節炎診療指南(2020年版)》[6]制定,(1)癥狀:負重屈膝時膝前痛;(2)體征:下蹲試驗(+)、髕骨研磨試驗(+)、股四頭肌抗阻試驗(+);(3)影像學:X線片表現為髕股關節間隙狹窄、髕骨周緣骨贅形成以及軟骨下骨硬化,MRI早期可觀察到軟骨形態學改變和骨髓信號異常。

1.2 納入與排除標準 納入標準:(1)明確診斷是PFOA,非其他膝骨關節病變;(2)經保守治療或常規手術治療無效;(3)術前實驗室檢查及患者基本情況支持手術;(4)術前X線、CT以及MRI影像學證實為膝骨關節炎且無脛股關節力線異常。排除標準:(1)患者自身基本身體狀況不支持手術;(2)術前檢查發現患者患肢或全身存在感染;(3)影像學提示脛股關節病變及下肢力線異常(如內、外翻畸形等);(4)活動性骨關節炎,如:類風濕性關節炎、色素沉著絨毛結節性滑膜炎等。

1.3 一般資料 自2013年8月至2019年12月期間在中國中醫科學院望京醫院關節一科因髕骨關節骨關節炎行髕骨關節置換術患者134例146膝,其中女88例,男46例;年齡48～73歲,平均年齡(52.4±7.6)歲;病程8～53個月,平均(17.1±3.2)個月;病變部位:左膝86膝,右膝60膝;Dejour分型,A型23膝,B型49膝,C型54膝,D型20膝;半脫位69膝,傾斜45膝,半脫位合并傾斜32膝。

1.4 手術方法 手術均由同一組醫生完成,假體均為第2代髕股關節Onlay假體(Gender Solitions PFJ System),主要采用蛛網膜下腔阻滯麻醉方式,麻醉成功后,患者取仰臥位,將患側大腿屈髖45 °、外展35 °懸垂在手術臺外側,消毒完成后,大腿根部球囊止血帶充氣,選擇膝前正中切口,長度約2個髕骨上下直徑,從髕旁內側入路,暴露膝關節,進行關節結構探查,尤其是前后交叉韌帶、內外側半月板,對于損傷者做相應處理,于股骨后交叉韌帶止點1 cm處開髓,插入髓腔桿,放置股骨前髁截骨模板,股骨髁前方切割應與股骨皮質骨平行,參考通髁線外旋位3 °～5 °進行截骨,截除股骨前髁,之后安放股骨髁削磨器,股骨假體相對髁間中線輕度外置2～3 mm,遵循寧外勿內原則,測試股骨假體大小,取相應大小型號磨鉆模板,用磨鉆磨除股骨髁軟骨面,鉆孔,試模植入,測試髕骨軌跡。假體植入,根據具體術中情況行髕骨成形或髕骨置換,再次測試髕股軌跡,髕骨需沿假體滑車溝中間軌道滑行;由滑車假體平滑過渡至股骨髁面,不應有髕股傾斜、半脫位或卡在假體上的現象。確保上述操作無誤后進行關節沖洗,放置引流管,縫合傷口。

1.5 術后治療 術后返回病房后給予心電監護、吸氧,術后禁食6 h,患膝冰袋持續冷敷,麻醉恢復后即開始進行踝泵訓練,手術前半小時及術后24 h內常規使用抗生素預防感染,氨甲環酸注射液(關節腔注射+靜點)減少術后出血,配合傷口棉墊并彈力繃帶加壓包扎、持續冰敷以減少手術所致出血,術后6 h開始每天皮下注射低分子肝素鈣注射液至術后1周、術后第2～5周口服邁之靈片預防深靜脈血栓,術后聯合自控靜脈鎮痛泵配合止痛藥物口服、穴位貼敷多模式鎮痛。術后48 h拔除引流并開始使用CPM機,做下肢的伸直、屈曲、外展等全范圍被動運動鍛煉,每天2次,每次15～20 min。術后2 d鼓勵患者主動扶助行器下床功能鍛煉。

1.6 評價指標 對134例患者進行術后1個月、3個月、2年、4年門診隨訪復查,拍攝膝關節正側位X線片及髕骨軸位片,記錄疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale,VAS)、Lysholm評分及療效評價、患者滿意程度,進行統計學分析。(1)VAS評分:用于評估疼痛,滿分10分,得分高低與疼痛程度呈正比。(2)Lysholm膝關節評分:通過測試患者下蹲、爬樓梯、疼痛等8項內容,觀察膝關節功能治療前后變化情況,滿分100分,分數與膝關節功能程度呈正比。(3)對比患者治療效果,療效判定標準,①顯效:經過治療,臨床癥狀消失,恢復正常;②有效:癥狀得到有效緩解,但仍存在輕微疼痛,尚在恢復階段;③無效:癥狀未見緩解,或有加重趨勢。總有效率=(顯效+有效)例數/總例數×100%。(4)評估患者對本次手術效果滿意度,包括滿意、一般、不滿意、很不滿意。(5)X線片評估假體有無松動情況,髕骨位置等。

2 結 果

2.1 VAS評分 對134例146膝進行術前、術后3個月、末次隨訪的VAS評分統計分析,VAS評分由術前的(8.43±1.31)分降低至術后3個月的(1.43±0.19)分,末次隨訪時VAS評分為(0.13±0.02)分,結果表明PFA術前與末次隨訪比較差異有統計學意義(t=12.78,P=0.012)。

2.2 Lysholm膝關節評分 134例患者146膝術前、術后3個月、末次隨訪的Lysholm膝關節評分前后對比,患者的跛行、支撐、絞索、不穩定、疼痛、腫脹、爬樓梯、下蹲等癥狀均有不同程度的改善,Lysholm膝關節評分由術前的(46.08±2.08)分提高到術后3個月的(88.65±0.61)分,末次隨訪時達(97.92±0.49)分,差異有統計學意義(t=2.072,P= 0.024,見表1)。

表1 134例146膝患者術前和術后3個月、末次隨訪Lysholm膝關節評分分)

2.3 患者治療效果比較 134例患者146膝末次隨訪后,顯效104膝,有效39膝,無效3膝,治療總有效率97.95%。

2.4 患者滿意度 134例患者配合良好,均獲隨訪,隨訪時間17～53個月,平均(32.1±6.8)個月。隨訪過程中患者滿意度高,經過手術治療后,生活質量得到明顯改善,能夠達到生活自理。

2.5 并發癥 隨訪過程中1例膝前疼并發髕骨傾斜,2例臏股關節彈響明顯并發髕骨半脫位,以上3例患者均行翻修手術。1例翻修術后髕骨低位,未行再次翻修,其余患者未出現髕骨脫位、假體松動等并發癥。

2.6 典型病例 54歲女性患者,身體質量指數(body mass index,BMI)26 kg/m2,雙膝Dejour-C型(半脫位+傾斜),5年前因劇烈活動勞累后出現雙膝膝關節疼痛,加重1年余,尤以左腿疼痛明顯,上下樓梯膝關節疼痛,蹲下受限,嚴重影響生活質量,2018年11月5日以“髕股關節骨關節炎”收住入院,行左膝髕股關節置換術,術后隨訪期間患者滿意程度高,生活質量明顯改善。手術前后影像學資料見圖1～5。

圖1 術前正位X線片示脛股關節間隙基本正常且無脛股關節力線異常 圖2 術前側位X線片示髕骨及滑車上方骨贅形成,髕股關節間隙狹窄 圖3 術前軸位X線片示髕骨外傾,外側關節間隙明顯狹窄

圖4 左膝髕股關節置換術中假體安裝情況 圖5 術后3年X線片示左膝假體位置及髕骨軌跡良好,間隙狹窄改變

3 討 論

3.1 PFOA的治療現狀 PFOA是臨床上引起膝關節疼痛及功能障礙重要因素,也是50歲以上人群膝前痛的常見原因之一,患病率達23.9%,女性患者55歲以上占比達25.8%,男性20.5%,嚴重影響患者的生活質量[7],目前推測可能與女性膝關節發育不良、膝關節對線異常多發有關[8-11],這與本研究134例患者中女性患者達65.7%的臨床實際相符合,但PFOA在臨床上實際并不多見,X線影像學呈現陽性的40歲以上的僅有9%[12]。由于PFOA發病機制尚不明確,各家觀點眾多,至今沒有定論[13],但大多數學者認為和髕股的關節解剖結構及關節應力改變有關,如高位髕骨、髕骨和股骨滑車發育不良、髕骨脫位等情形,導致關節接觸面異常,進而誘發PFOA[14-15]。PFOA早期,可以采用非手術治療,如臥床休息、減少活動、理療及藥物治療法。常規外科手術包括關節鏡清理手術、下肢力線矯正和髕骨截骨、關節鏡下軟骨成形術等,主要針對下肢力線異常及髕股關節高壓癥且膝關節功能要求不高的患者,以上方式雖能短期改善癥狀,但是遠期報道療效效果不一[16-18]。經上述治療無效者,可以通過評估考慮進行全膝關節置換術(total knee arthroplasty,TKA)和PFA,TKA治療單純髕股關節骨關節炎療效確切,但存在爭議,手術擴大化、恢復慢、創傷面積大等情況是不可避免的劣勢[19]。而相比TKA,PFA是置換區域僅限定于髕股關節活動區域的一類人工膝關節單間室表面置換術,由于置換部位局限且最大限度保留了半月板、交叉韌帶等正常生理功能,具有術中截骨面積小、創傷小、膝關節結構保留較完整、術后恢復速度快、費用低等獨特優勢[20],明顯降低了行TKA、假體翻修等概率,對于單純性髕股關節炎重度患者行髕股關節置換術是最佳治療模式[21]。

PFA起源于1955年McKeever報道的髕骨表面置換術,1979年Richards人工假體的推出標志著PFA真正意義上的開端[22]。其至今已有兩代假體誕生,但第1代假體在PFA手術運用中,因其患者選取標準不一、假體設計理念落后、手術技術不成熟等因素影響,術后出現的并發癥較多,且隨著時間發展越發嚴重,限制了其推廣使用[23]。有報道稱,第1代假體行PFA手術后5年內需行TKA的患者達21%[24]。而現代醫療技術水平的進步,使第1代PFA假體設計未考慮原有髕股關節運動機制的問題在第2代假體設計時得到解決,第2代假體設計適應了髕股關節運行生理需求及改善髕骨軌跡。Lonner[25]報道稱第2代假體的推廣使用,使得術后并發癥由原來17% 降至4%。PFA手術理念及假體材料選取、制作工藝水平的提升讓髕股關節置換成為PFOA治療的推薦方案[26-27]。

有文獻報道,李仁明等[28]曾對9例PFOA患者行PFA手術(第2代假體),術前經過影像學輔助確診,術后隨訪6個月時VAS評分明顯低于術后1個月,且疼痛感已消失;術后1個月、術后6個月較術前HSS評分明顯提高,且術前與術后6個月比較差異有統計學意義(P<0.05),9例患者均能正常行走,且力線良好,未出現明顯內外翻畸形,假體安放位置正常,無松動跡象,術后患者滿意程度高,臨床效果顯著。王紅輝等[29]對43例PFOA患者行PFA手術,手術均成功,術后傷口感染2例,膝關節屈曲2例滿意度欠佳,43例均未發生下肢深靜脈血栓、假體位置異常等問題,且術后隨訪發現,隨著隨訪時間的延長Lysholm、美國特種外科醫院 (the hospital special surgery,HSS)評分呈正比增長,差異有統計學意義(P<0.05)。

3.2 PFA的成功經驗 考慮到PFOA手術的特殊性以及術后康復效果,臨床上首先對膝關節功能進行術前評估并經過X線、CT、MRI輔助診斷,必要時行關節鏡檢查等手段嚴格篩選。其次按照PFA手術的適應證及禁忌證去選擇患者。目前,國內外尚無PFA手術的統一標準[30],我們的手術經驗如下:首先對于符合手術標準的患者進行膝關節解剖生理整體評估,其不利因素包括,Q角:女性>20 °、男性>15 °;內外翻:外翻>8 °、內翻>5 °;活動度:屈曲攣縮>10 °;BMI>30 kg/m2;不存在脛股骨扭轉—髕股排列不整齊。嚴格把握PFA的適應證:繼發于滑車發育不良的PFOA、髕股關節對線不良和畸形誘發的PFOA、局限性髕股關節退化性骨關節炎、創傷后PFOA、髕股關節減壓手術失敗等。研究發現滑車發育不良及髕骨排列不齊發生脛股關節骨關節炎的概率很低[31],所以是PFA手術的最佳適應證。其次PFA禁忌證:進展性脛股關節骨關節炎(首要禁忌)、膝關節不穩(包括韌帶和/或半月板損傷)、活動性感染、系統性炎癥性關節病、退行性變或創傷所致解剖異常、未糾正的下肢力線對位不良等禁行此手術。

手術過程中應注意:(1)參考通髁線,股骨前髁截骨外旋位3 °～5 °進行截骨,假體安放位置寧外勿內,假體相對髁間中線輕度外置2～3 mm;(2)是否需要髕骨置換?存在嚴重的髕骨畸形以及髕股軌跡不良時,應予行髕骨置換;對于Wiberg Ⅰ、Ⅱ型或可以修整成Ⅰ、Ⅱ型髕骨者可不行髕骨置換;對于髕骨骨量減少、年輕、活動量大的患者應避免進行髕骨置換;髕骨置換與否都需要進行髕骨畸形與軌跡的處理。(3)髕骨置換注意事項:對于髕骨置換無需過度關注術中髕骨厚度,髕骨預留厚度至少保留13～14 mm,更應關注其直徑大小以符合假體要求,一般直徑≥26 mm,預留骨床加上假體的厚度應恢復到退變前的厚度,或小于原有厚度1～2 mm,一般為22～24 mm。(4)假體安置成功后應再次測試髕骨軌跡,髕骨需沿假體滑車溝中間軌道滑行,由滑車假體平滑過渡至股骨髁面,不應有髕骨傾斜、半脫位或卡在假體上的彈跳現象,確保假體安放位置適宜。(5)假體安放過程中嚴格按照“三寧原則”:寧外勿內、寧上勿下、寧小勿大。

有文獻報道認為,當患者存在股四頭肌萎縮、低位髕骨以及BMI≥30 kg/m2等任一情況時,需列入PFA手術的相對禁忌證中[32-33]。目前,對于PFOA的研究相對較少,沒有很明確的標準,仍需求同存異,在臨床中經過不斷探索總結經驗,得到最佳PFA手術的篩選標準,以達到最佳臨床治療效果。

3.3 PFA的失敗經驗 據報道,PFA術后假體松動率僅0.5%～2.0%,其可能與假體安放位置有關,目前計算機手術導航系統已應用在PFA術中,手術導航系統準確性高且具有可重復性[33-35]。術中具有指導假體位置安放,同時還能輔助完成術前制定的精確截骨,安全性更高,手術成功率更大。

截至目前,我們仍然采用傳統手術方式,不可避免有失敗的病例。134例146膝PFA手術患者中,1例術后半年內屈膝時膝前疼痛明顯,X線片示髕股關節對合不良,髕骨傾斜位,行髕骨置換后,癥狀消失;2例屈膝時髕股關節彈響明顯并髕骨半脫位,翻修術中發現股骨假體在與股骨髁過渡的位置高于股骨髁,1例假體外旋0 °,1例假體外旋-2 °,翻修時給予3 °外旋重新放置假體后,癥狀消失;1例患者翻修術后3個月出現髕骨低位,屈曲功能受限,未行再次翻修,考慮翻修時暴露過程中造成髕韌帶損傷,從而發生髕韌帶攣縮,或者翻修術中損傷股四頭肌導致四頭肌的松弛,繼而發生髕骨低位。其余患者術后滿意程度高,恢復良好,生活質量明顯改善。

從失敗中不斷總結PFA手術經驗:(1)嚴格按照手術原則進行,股骨假體外旋非常重要;(2)股骨假體不能高于或者低于股骨髁,一定要平滑過渡,否則會有彈跳、卡壓等癥狀出現;(3)術中若猶豫髕骨是否需要置換時,果斷選擇置換髕骨;(4)術中測試髕骨軌跡尤為重要,要反復測試,確定髕骨軌跡良好。

3.4 PFA治療PFOA具有獨特優勢 PFA手術置換區域局限于髕股關節,損傷程度輕、最大程度保留了膝關節生理結構及自身動力學機制,創傷小,術后恢復時間短、符合加速康復外科醫學理念,患者接受程度高。在應用第2代假體治療PFOA時術前嚴格把握適應證、禁忌證、術中操作步驟規范標準、術后康復鍛煉的指導前提下,行PFA手術是治療PFOA的有效方法。且隨著第3代髕股關節假體(膝關節CT掃描重建定制假體)的發展及臨床隨訪的優良結果,未來利用PFA手術治療PFOA的范圍將更加廣泛。

但是本研究仍存在諸多不足,如研究樣本數量少、隨訪時間短,研究結果存在一定的局限性,對于手術后是否會出現假體松動及磨損、膝關節功能恢復程度等問題,尚需要大樣本的數據、長期隨訪來觀察。