牛津活動平臺單髁置換術治療膝關節自發性骨壞死的療效分析

徐小彬,王逸群,陸軍帥,朱瑋

(上海交通大學醫學院附屬松江醫院骨科,上海 201600)

膝關節自發性骨壞死(spontaneous osteonecrosis of the knee,SONK)作為一種獨立性的疾病在1968年由Ahlback首次描述[1]。主要臨床特征是無明顯誘因下突然發作的一側膝關節內側劇烈疼痛,負重后疼痛加重,休息后緩解,常伴有夜間靜息痛,無外傷史,無長期激素使用史、過量飲酒及血液病等骨壞死誘因。SONK是一種進展性疾病,如不早期進行干預,會逐漸惡化發展成終末期骨關節炎;對于晚期SONK,關節置換是公認的有效治療方式。膝關節單髁置換術(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)是目前治療膝前內側骨關節炎最有效的手術方式。SONK病變以單間室受累為主要特征,多發生于股骨內側髁負重面,很少累及多個間室,其病理特征和膝關節前內側骨關節炎有很多相似之處[2]。這使UKA也成為治療SONK的一種選擇,國外已有相關的經驗報道[3-5]。上海交通大學醫學院附屬松江醫院骨科自2017年1月至2021年7月,采用牛津活動平臺單髁置換術治療膝關節自發性骨壞死30例,現對其進行回顧性分析,探討UKA治療SONK的臨床效果與技術要求,為臨床工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準:(1)術前影像學明確SONK的診斷,病變均位于內側間室,外側間室和髕股關節正常;(2)3個月保守治療無效;(3)膝關節外側間室關節軟骨正常;(4)膝關節內翻畸形<15 °并可手法糾正、屈曲攣縮<15 °,膝關節活動度>90 °;(5)膝關節內外側副韌帶及交叉韌帶結構及功能完整;(6)Aglietti分期為Ⅳ期及以上。排除標準:(1)全身情況差不能耐受麻醉及手術者;(2)繼發性骨壞死、感染性關節炎和免疫性關節炎;(3)Aglietti分期為Ⅰ～Ⅲ期;(4)病變累及多間室;(5)遵從常規UKA的手術禁忌證。

根據納入與排除標準共有30例(30膝)患者納入研究,其中男7例,女23例;年齡62～80歲,平均(70.20±4.39)歲;左膝11例,右膝19例。患者的主要癥狀為突然性膝關節內側疼痛伴活動受限,病程為3～24個月,平均(9.37±4.57)個月,經3個月以上保守治療無緩解。術前常規行膝關節正側位X線、雙下肢全長X線及膝關節MRI檢查。根據Aglietti分期[6],Ⅳ期22例,Ⅴ期8例。根據文獻推薦的辦法測量壞死的面積、體積以及壞死部位寬度和髁的比例[7]。術前MRI顯示病變均局限于股骨內側髁,無內外側副韌帶及交叉韌帶損傷,外側間室和髕股間室正常。MRI顯示在T1加權像上股骨髁軟骨下區脂肪組織的高信號被中低信號所取代,在T2加權像上壞死灶的高信號被反應水腫帶所包繞,符合SONK的影像學診斷[8];測量壞死面積為2.42～9.68 cm2,平均(5.06±1.61)cm2;體積為3.26～10.16 cm3,平均(5.21±1.76)cm3;壞死部位寬度和髁的比例為43%～60%,平均(50.13±5.56)%。30例患者都屬于中小面積和體積的股骨髁壞死,壞死部分寬度和髁的比例超過40%。全部患者由同一主刀醫生手術,假體選用第3代Oxford活動平臺單髁骨水泥假體。所有患者對治療方案均知情同意。

1.2 手術方法 患者腰麻或全麻后取平臥位,常規行側方應力試驗檢查內翻能否糾正;大腿放在特制支架上,髖關節屈曲45 °、外展35 °懸垂于手術臺外側,確保術中膝關節屈曲至少110 °;常規大腿根部使用止血帶,消毒鋪巾。取髕旁內側切口,近端平髕骨上緣,遠端止于脛骨結節內側,長約8 cm,依次切開深筋膜和關節囊,切除部分髕下脂肪墊,外推髕骨,暴露內側間室,檢查交叉韌帶、外側間室和髕股間室軟骨的完整性。清理股骨髁、內側平臺和髁間窩內外側明顯增生的骨贅,切勿松解內側副韌帶。脛骨截骨采用髓外定位法,保持7 °后傾角行脛骨平臺水平截骨,術中避免損傷內側副韌帶及交叉韌帶。股骨截骨采用髓內定位法,外翻6 °,行股骨后髁截骨。術中對死骨進行處理,若常規截骨無法清除病灶,需用刮勺徹底清理病變骨質,小的缺損在固定股骨假體時使用骨水泥填塞,大的缺損從截骨塊中獲取自體骨制成骨塊進行植骨。安裝股骨和脛骨假體試模,膝關節屈曲20 °和90 °時調整屈伸間隙達到平衡,反復屈伸膝關節,保證良好的下肢力線、內外側平衡和保證髕骨軌跡良好;膝關節屈曲45 °位,安裝脛骨、股骨假體和半月板墊片,骨水泥固定。松止血帶,徹底止血,使用脈壓沖洗器大量生理鹽水沖洗,關節腔周圍軟組織注射羅哌卡因和復方倍他米松混合液,放置1根負壓引流管,逐層縫合軟組織和皮膚,棉墊加壓包扎。

1.3 術后處理 術后常規鎮痛管理及患肢冰敷;術后24 h內常規使用抗生素預防感染;根據引流量,24～48 h拔除引流管;術后24 h皮下注射低分子肝素抗凝預防深靜脈血栓形成,出院后口服利伐沙班。麻醉恢復后鼓勵患者主動行股四頭肌等長收縮練習和踝泵訓練;術后第1天開始行膝關節的主動屈伸練習,拔除引流管后在助步器保護下下床部分負重行走,隨后逐漸加強功能鍛煉,1周時屈曲達到100 °、伸直0 °,1周后開始進行下蹲及爬樓梯鍛煉;出院后繼續加強下肢的肌力練習,增加關節活動度和協調性的功能鍛煉。

1.4 療效評估 術后第1、3、6、12個月及以后每年定期復查1次,復查時拍攝正側位X線片,雙下肢全長片,測量股脛角(femorotibial angle,FTA),脛骨平臺后傾角(posterior tibial slope,PTS),判斷假體有無下沉或松動;采用美國特種外科醫院(hospital for special surgery,HSS)膝關節評分、牛津大學膝關節評分(Oxford knee score,OKS)、膝關節最大活動度(range of motion,ROM)、疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale,VAS)來評估術前和末次隨訪時膝關節功能情況。HSS:用于評估膝關節術前、術后功能的一個評分系統,主要包括疼痛、功能、關節活動度、肌力、膝關節屈曲畸形、膝關節穩定性等6個方面;85～100分為優,70～84分為良,60～69分為可,<60分為差。OKS:包括功能評分和疼痛兩部分,共包含12個問題,每個問題1～5分,滿分60分,得分越高膝關節功能越差。VAS:無痛,評0分;有輕微疼痛,能忍受,評分3分以下;疼痛并影響睡眠,尚能忍受,評分4～6分;有強烈疼痛,難忍受,評分7～10分。

2 結 果

30例患者手術時間為(56.3±7.28)min,術中出血為(35.83±6.03)mL;手術切口均一期愈合,無切口感染,無血管神經損傷。全部患者均獲隨訪,隨訪時間為12～36個月,平均(26.43±7.18)個月。

2.1 疼痛及膝關節功能比較 術前VAS(6.63±1.07)分,術后末次隨訪(1.17±0.95)分,差異有統計學意義(P<0.05),術后疼痛明顯緩解,末次隨訪基本處于無痛或活動后輕微疼痛狀態。術前HSS(63.03±5.76)分,術后末次隨訪(93.33±2.81)分;術前OKS(44.07±3.05)分,術后末次隨訪(21.37±2.91)分;差異均有統計學意義(P<0.05),膝關節功能顯著提高,全部為優。術前ROM(120.73±3.89)°,術后末次隨訪(121.43±2.74)°,差異無統計學意義(P>0.05,見表1)。

表1 患者手術前后疼痛及膝關節功能比較

2.2 FTA、PTS比較 術前FTA(178.6±1.98)°,術后末次隨訪(174.8±0.71)°,差異有統計學意義(P<0.05),FTA較術前顯著改善,下肢力線得到糾正;術前PTS(6.9±1.06)°,術后末次隨訪(7.2±0.55)°,差異無統計學意義(P>0.05)。

2.3 并發癥 1例患者在6個月時脛骨假體下方出現透亮線,寬度<2 mm,患者無癥狀,隨訪未見透亮線進展及假體松動,診斷為生理性透亮線;1例出現了不明原因的疼痛,排除感染、假體脫位和松動后給予對癥治療后緩解;其余患者隨訪期間無感染、假體脫位、假體松動、下肢靜脈血栓形成、壞死灶擴大、對側間室骨關節炎進展等并發癥發生。所有患者均恢復到正常的工作生活和輕量的運動中。

2.4 典型病例 65歲女性患者,因“無明顯誘因下出現左膝關節疼痛半年”入院。查體:左膝關節輕度腫脹,前內側壓痛明顯,抽屜試驗及Lachman試驗(-),側方應力試驗(-),活動可。術前VAS為6分,HSS為62分,OKS為46分,ROM為120 °,FTA為177 °,PTS為5 °。術前X線片示股骨內髁負重區軟骨面塌陷,周圍硬化;MRI示股骨髁軟骨下骨壞死,交叉韌帶、側副韌帶和半月板無損傷,關節穩定。Aglietti Ⅳ期,壞死面積5.79 cm2,體積3.87 cm3,壞死部位髁占比53%。血液檢查無異常,診斷為左膝關節SONK(Aglietti Ⅳ期)。入院后完善檢查排除手術禁忌證,在腰麻下行UKA。術后1年隨訪復查X線片提示假體位置良好,無松動及感染征象,測量FTA為174 °,PTS為7 °,VAS為0分,HSS為98分,OKS為20分,ROM為123 °,患者膝關節疼痛完全緩解,功能及療效滿意。手術前后影像學資料見圖1～4。

圖1 術前X線片示股骨內髁負重區軟骨面塌陷,周圍硬化

注:壞死面積S=a×b圖2 術前MRI示股骨髁軟骨下骨壞死,交叉韌帶、側副韌帶和半月板無損傷

圖3 術后1周X線片示假體位置良好

圖4 術后1年X線片示假體位置良好,假體無下沉,無松動

3 討 論

3.1 SONK的病因和發病機制 膝關節骨壞死是指股骨髁、脛骨平臺和髕骨等構成膝關節的骨性結構發生壞死,約占骨壞死的10%,僅次于股骨頭壞死[9]。膝關節骨壞死可由多種原因引起,可分為自發性、繼發性和關節鏡術后骨壞死。繼發性骨壞死表現為受累部位逐漸出現疼痛,多為雙膝關節同時發病,且多間室受累,也可累及其他關節,多見于45歲以下患者,繼發于全身性疾病和其他因素,使用皮質類固醇和酗酒是最常見的危險因素。關節鏡術后膝關節骨壞死是最罕見的類型,多見于半月板切除和軟骨成形術后,其發病率可高達4%[10]。SONK是最常見的膝關節骨壞死,由Ahlback在1968年首次描述[1],指排除已知骨壞死誘因,不明原因的發生在股骨內側髁負重區的壞死,也可發生在外側髁及脛骨平臺,以突發膝關節內側劇烈疼痛為主要表現,負重時疼痛加重,休息后緩解,有夜間靜息痛。患者多為中老年人,男女比例為1∶3,50歲以上發病率3.4%,65歲以上達9.4%[11]。隨著人口的老齡化,SONK的發病率有增高趨勢。

SONK的發病機制仍不明確,主要有應力源性機制和血管源性機制。目前認為SONK是由多種因素共同作用導致的結果。老年尤其是絕經后女性,由于骨質疏松導致骨量降低,骨小梁變稀疏,從而導致骨結構的力學性能下降[12]。Akamatsu等[13]發現SONK中,內側股骨髁密度明顯降低;膝關節退變、內翻和半月板脫出撕裂、尤其是半月板后根部的損傷等導致膝關節力學微環境改變和股骨內髁負重區應力增加,導致關節軟骨退變[14];長期、持續的股骨內髁非正常應力負荷增加,已骨質疏松的軟骨下骨發生微骨折[15]以及骨髓水腫,而關節液進入軟骨下骨進一步引起骨髓腔內壓力增高[16],軟骨下骨局部血液微循環障礙,靜脈回流受阻甚至閉塞、血栓形成,骨髓水腫加重,骨內壓力進一步增高,從而導致軟骨下骨動脈灌注困難,軟骨下骨缺血,由于股骨內髁軟骨下骨僅有單一滋養動脈供血,有明顯的缺血區,造成惡性循環,最終出現骨壞死[17],也是SONK多見于股骨內髁負重區的主要原因[18]。

3.2 SONK的治療選擇和療效分析 SONK的治療方案取決于癥狀、分期和病變大小。SONK的初始階段(Ⅰ期)應給予消炎止痛、避免負重、支具保護、應用雙膦酸鹽和康復鍛煉等保守治療,控制疼痛并減少骨髓水腫,緩解關節面塌陷,保守治療后80%結果是滿意的[19]。對于保守治療3個月以上癥狀或影像學上無改善,或壞死病灶面積>5 cm2、寬度超過40%所累及的股骨髁時[6,20-21]應考慮手術治療,手術策略應根據壞死灶的分期和面積大小來決定。Ⅱ期患者關節軟骨仍完整時,采用髓芯減壓術,在降低骨內壓的同時補充間充質干細胞,促進愈合,可取得良好療效[22]。Ⅲ期及以上壞死灶面積較小時,可采用關節鏡下病灶清理術+微骨折,可明顯改善癥狀[23]。Ⅳ期出現軟骨下骨塌陷時可采取自體或異體骨軟骨移植術,可去除塌陷組織和重建關節骨板、關節軟骨[21]。對于年輕、活躍伴有膝內翻的SONK患者,脛骨高位截骨術是主要保膝手段,通過轉移下肢力線來降低股骨髁壓力[21,24],短期療效良好,可延緩行膝關節置換的時間[25];對于晚期SONK,全膝關節置換術(total knee arthroplasty,TKA)被認為是終末期疾病患者的標準治療[19,26]。但對于僅累計內側間室的患者,采用TKA還是UKA仍存在爭議[27]。雖然UKA具有保留骨量和交叉韌帶、手術創傷小、恢復快、功能效果和本體感覺好等優點,但UKA是否和TKA一樣有效仍不確定[28],甚至有研究認為UKA臨床效果更差,翻修率較高[29],翻修的主要原因是脛骨假體的無菌性松動和對側間室繼發性骨關節炎。然而UKA治療SONK療效差的主要原因是由于早期假體設計、手術操作欠佳及手術指征不明確所導致。近年來隨著假體設計和手術技巧的不斷改進,嚴格把握手術適應證,手術療效和假體生存率都有顯著改善。有研究報道5年假體生存率高達100%[26-27];Jauregui等[28]通過Meta分析發現,10年假體生存率為93%,翻修率為5.51%;一項15年的隨訪研究報道假體生存率達到了92%[30]。目前越來越多醫生的將UKA作為SONK的首選治療方案。UKA根據平臺假體的不同,分為活動平臺和固定平臺兩種,由于兩種假體的設計理念和操作技術各有優缺點[31],哪種假體的臨床效果更好仍有爭議[32]。與固定平臺相比,活動平臺可以獲得更好的下肢力線[33],最大限度地保留關節活動度[34],更有利于膝關節自然運動的恢復及應力的分散,能夠減少襯墊磨損[35],延長假體壽命。

本組病例全部采用牛津第3代活動型襯墊單髁假體,按照單間室置換流程操作,壞死灶徹底清理直至正常骨質,小的缺損使用骨水泥填塞,大的缺損從截骨塊中獲取自體骨制成骨塊進行植骨,30例患者無一例因骨缺損出現假體松動。患者可以早期功能鍛煉,術后2～3 d即可下地負重行走;術后均恢復良好,膝關節疼痛明顯緩解,基本上無痛或輕微疼痛;術后HSS和OKS評分明顯改善,且全部為優,術后ROM較術前無下降,膝關節功能恢復良好;術后FTA角較術前更趨于正常,下肢力線得到改善,使膝關節內側間室骨質負荷減輕。到目前為止,僅1例患者在6個月時脛骨假體下方出現透亮線,寬度<2 mm,患者無癥狀,隨訪未見透亮線進展及假體松動,診斷為生理性透亮線;1例出現了不明原因的疼痛,排除感染、假體脫位和松動后給予對癥治療后緩解;其余患者隨訪期間無感染、下肢靜脈血栓形成,無假體脫位、假體松動、壞死灶擴大、對側間室骨關節炎進展等導致翻修的并發癥發生。

3.3 UKA治療SONK的手術注意事項 UKA治療SONK應該嚴格把握手術禁忌證和適應證,術前應仔細詢問病史,分析MRI的影像學表現,鑒別自發性骨壞死和繼發性骨壞死,因繼發性骨壞死累及多個間室,不建議使用UKA治療,TKA是最合適的手術選擇[36]。UKA的手術時機應在SONK晚期,如果在早期階段手術,可能致涉及區域的大量骨丟失,難以平衡屈伸間隙,或因硬化范圍不充分導致病灶清除不充分,遠期骨壞死進展,導致假體松動和早期失敗。SONK最常見的骨缺損在股骨內側髁的承重區,不注意此處的凹陷可導致手術時打孔過深和過度研磨,從而在股骨內髁磨去過多骨質,導致屈伸間隙難以平衡[26]。對于壞死病灶,應在保留關節線和軟組織平衡的基礎上盡量切除,同時避免過多的截骨;對于不能完全去除的病灶使用刮匙徹底刮除病灶,使骨水泥和正常骨進行浸潤,避免假體安裝在死骨之上,造成早期失敗。病變缺損較小可以骨水泥填充,如果病變缺損過大,可將截骨的自體骨塊修剪后填充;另外,可以選用大一號的股骨假體增加覆蓋,但需要注意脛骨側的匹配問題。

綜上所述,牛津活動平臺單髁置換術治療膝關節自發性骨壞死,具有保留更多的骨量和軟組織、創傷小、出血少、本體感覺恢復快、改善下肢力線、術后功能恢復好和并發癥少等優點,臨床療效滿意。但本研究為回顧性分析,隨訪時間短,病例數有限,缺乏長期隨訪資料,其并發癥及長期療效有待于進一步研究。