全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)不同股骨后髁偏心距對術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度影響的初步研究

黃　威　孔　榮　李守民　方詩元　禹德萬　朱　晨　李乾明　徐　澤　王　磊

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)不同股骨后髁偏心距對術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度影響的初步研究

黃威孔榮李守民方詩元禹德萬朱晨李乾明徐澤王磊

[摘要]目的通過初步基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究，探討股骨后髁偏心距與膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度的關(guān)系。方法對6具尸體膝關(guān)節(jié)(6膝)進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，應(yīng)用股骨前參照測量導(dǎo)板系統(tǒng)，保持前髁截骨平面不變，調(diào)整導(dǎo)板鉆頭導(dǎo)向刻度決定股骨后髁截骨平面，依股骨后髁截骨量變化數(shù)值再調(diào)整脛骨側(cè)截骨平面，保持膝關(guān)節(jié)屈曲間隙和脛骨平臺后傾角恒定，依此安裝相應(yīng)型號股骨側(cè)試模假體，最大屈曲膝關(guān)節(jié)純側(cè)位1 ∶1攝X線片，測量并記錄股骨后髁偏心距、膝關(guān)節(jié)最大屈曲角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果經(jīng)Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，同一標(biāo)本不同股骨髁偏心距與術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度并無相關(guān)性(P>0.05)。結(jié)論全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)應(yīng)用后穩(wěn)定型假體股骨后髁偏心距大小與術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度無相關(guān)性。

[關(guān)鍵詞]全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；股骨后髁偏心距；膝關(guān)節(jié)屈曲度

作者單位： 230001合肥安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院骨一科

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療膝關(guān)節(jié)炎疼痛和改善關(guān)節(jié)功能的有效方法，術(shù)后獲得良好的膝關(guān)節(jié)屈曲度是手術(shù)成功和患者滿意的一個重要因素。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后獲得良好的膝關(guān)節(jié)屈曲度，與患者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)、術(shù)前膝關(guān)節(jié)屈曲度、假體設(shè)計(jì)、手術(shù)技術(shù)、術(shù)后康復(fù)等因素有關(guān)[1,2]。而股骨后髁偏心距(femur posterior condylar offset)參數(shù)對于全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后屈曲度的影響具有爭議，有些研究認(rèn)為其與術(shù)后屈曲度有關(guān)[3-5]，而有些研究認(rèn)為無關(guān)[6-8]。本文通過在6具尸體膝關(guān)節(jié)(6膝)上應(yīng)用人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)同時改變不同的股骨后髁偏心距，測量膝關(guān)節(jié)最大屈曲度，進(jìn)一步探討其與術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度的關(guān)系。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)標(biāo)本實(shí)驗(yàn)用經(jīng)福爾馬林固定的成年尸體下肢6具(6膝)，長度自髖關(guān)節(jié)離斷至足(包括足)，其中男尸4具(4膝)，女尸2具(2膝)，膝關(guān)節(jié)均未見明顯疤痕及畸形，被動屈伸活動自如，標(biāo)本均來源于安徽醫(yī)科大學(xué)解剖學(xué)教研室。

1.2實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)用假體選用強(qiáng)生DePuy PFC SIGMA后穩(wěn)定型假體固定平臺系統(tǒng)，股骨側(cè)試模選用常用型號2、2.5、3、4，測量a數(shù)值(圖1)，型號2、2.5、3、4試模，a值分別為49.0、52.0、54.0、57.0 mm；間隙墊片厚度包括1、8、10、12.5、15、17.5 mm；股骨測量導(dǎo)板選擇前下型(前參照，圖2)；實(shí)驗(yàn)用骨水泥選用有機(jī)膠泥替代。

a為股骨假體前髁后緣至假體后髁后緣最遠(yuǎn)端距離

前下型測量導(dǎo)板定位股骨前后髁截骨位置，操作中將導(dǎo)板上方導(dǎo)針置于遠(yuǎn)端股骨表面(股骨前髁皮質(zhì)爬坡處)，擰緊導(dǎo)板上方尺寸指示刻度，調(diào)整鉆頭導(dǎo)向刻度來決定后髁截骨位置(截骨量)，即前髁截骨量保持不變，不同型號股骨側(cè)假體，其后髁截骨量大小不同

1.3方法及步驟所有標(biāo)本均未行髕骨置換。術(shù)前6具尸體膝關(guān)節(jié)均拍攝最大屈曲純側(cè)位1 ∶1 X線片，測量股骨后髁偏心距及最大膝關(guān)節(jié)屈曲度(測量方法見圖3)。常規(guī)行膝關(guān)節(jié)正中切口，內(nèi)側(cè)髕旁入路暴露膝關(guān)節(jié)，6具膝關(guān)節(jié)均未見明顯關(guān)節(jié)軟骨磨損，先行股骨側(cè)截骨：股骨遠(yuǎn)端等量截骨9 mm，選用前參照系統(tǒng)，將股骨測量導(dǎo)板導(dǎo)針定位于股骨遠(yuǎn)端外側(cè)皮質(zhì)齊平，擰緊尺寸指示刻度，移動鉆頭導(dǎo)向刻度，分別定位于2、2.5、3、4，外旋3°在導(dǎo)板導(dǎo)釘孔依次打入導(dǎo)釘，股骨側(cè)按實(shí)際測量大小完成斜面截骨、髁間截骨。脛骨側(cè)專用器械完成平臺截骨，平衡伸屈膝間隙，8 mm間隙塊測量屈伸間隙相等。安裝實(shí)際股骨側(cè)及脛骨側(cè)試模假體，選用8 mm半月板，極度屈曲膝關(guān)節(jié)攝最大屈曲側(cè)位1 ∶1 X線片，劃線測量并記錄股骨后髁偏心距及最大膝關(guān)節(jié)屈曲度。再分別由小至大安裝其余型號股骨側(cè)截骨板對應(yīng)之導(dǎo)板釘孔標(biāo)記，分別完成斜面截骨、髁間截骨，再分別按照不同股骨髁假體測量數(shù)據(jù)a之間差異，選擇相應(yīng)脛骨側(cè)加截骨數(shù)值或選用加厚脛骨平臺半月板型號，保證屈曲間隙恒定為8 mm，應(yīng)用不同型號膝關(guān)節(jié)股骨側(cè)假體極度屈曲膝關(guān)節(jié)攝最大屈曲純側(cè)位1 ∶1 X線片，依次測量股骨后髁偏心距及最大膝關(guān)節(jié)屈曲度。

b為股骨遠(yuǎn)端后側(cè)皮質(zhì)延長線與股骨后髁最遠(yuǎn)端距離；c為股骨遠(yuǎn)端前側(cè)皮質(zhì)延長線與股骨后髁最遠(yuǎn)端距離；其中b定義為股骨后髁偏心距，b/c定義為股骨后髁偏心距比率

1.4觀察指標(biāo)同一尸體膝關(guān)節(jié)標(biāo)本應(yīng)用不同大小型號股骨側(cè)假體，分別拍攝最大屈曲純側(cè)位1 ∶1 X線片，依次測量并記錄股骨后髁偏心距及最大膝關(guān)節(jié)屈曲度，共6組數(shù)據(jù)。(1號標(biāo)本操作中股骨側(cè)安裝不同型號假體攝1 ∶1純側(cè)位X線片如圖4、5、6、7)

圖41號標(biāo)本股骨側(cè)2號假體

圖5 1號標(biāo)本股骨側(cè)2.5號假體

圖61號標(biāo)本股骨側(cè)3號假體

圖71號標(biāo)本股骨側(cè)4號假體

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)股骨后髁偏心距變化與膝關(guān)節(jié)最大屈曲度的相關(guān)性，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1術(shù)前與術(shù)后標(biāo)本偏心距6具標(biāo)本術(shù)前與采用不同型號股骨側(cè)假體術(shù)后股骨后髁偏心距詳見表1。

表1　術(shù)前與術(shù)后標(biāo)本股骨后髁偏心距(mm)

2.2術(shù)前與術(shù)后標(biāo)本最大屈曲度6具標(biāo)本術(shù)前與采用不同型號股骨側(cè)假體術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度詳見表2。

表2　術(shù)前與術(shù)后標(biāo)本最大屈曲度(度)

2.3統(tǒng)計(jì)分析經(jīng)Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，同一標(biāo)本不同股骨髁偏心距與術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度并無相關(guān)性(P>0.05)，詳見表3。

表4　Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)

3討論

3.1股骨后髁偏心距對膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后屈曲度的影響股骨后髁偏心距最早由Bellemans等[3]在2002年提出，其在150例應(yīng)用后交叉韌帶保留型假體的全膝關(guān)節(jié)置換的研究中首次提出股骨后髁偏心距對膝關(guān)節(jié)最終屈曲度的影響，認(rèn)為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后最大可獲得的膝關(guān)節(jié)屈曲度受限于脛骨平臺后緣和股骨后側(cè)皮質(zhì)的直接撞擊，重建膝關(guān)節(jié)股骨后髁偏心距可以使膝關(guān)節(jié)屈曲過程中這種直接撞擊延遲發(fā)生，故而獲得更大的膝關(guān)節(jié)屈曲度。這項(xiàng)研究指出了股骨后髁偏心距和膝關(guān)節(jié)屈曲度的線性關(guān)系(Pearson相關(guān)系數(shù)r=0.58,P<0.001)，同時指出股骨后髁偏心距每減少1 mm，膝關(guān)節(jié)屈曲度減少6.1°。但是，在他們的研究中，作者并沒有說明潛在的因素對膝關(guān)節(jié)屈曲度的影響，比如患者自身因素、膝關(guān)節(jié)假體運(yùn)動學(xué)特點(diǎn)、脛骨平臺截骨后傾角。近年來，股骨后髁偏心距對膝關(guān)節(jié)活動度的影響多有報道。Malviya等[5]在101例膝關(guān)節(jié)置換12個月隨訪中發(fā)現(xiàn)重建或增加股骨后髁偏心距和最終膝關(guān)節(jié)最大屈曲度有關(guān)，術(shù)前應(yīng)考慮膝關(guān)節(jié)假體的設(shè)計(jì)和股骨側(cè)假體的大??；Bauer等[6]在410例膝關(guān)節(jié)置換中發(fā)現(xiàn)，術(shù)前平均膝關(guān)節(jié)屈曲度為112°，術(shù)前平均股骨后髁偏心距為28.3 mm，術(shù)后平均股骨后髁偏心距為29.4 mm，術(shù)后平均膝關(guān)節(jié)屈曲度為108°，其認(rèn)為股骨后髁偏心距、脛骨平臺后傾角度與術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲度無關(guān)聯(lián)，最主要的影響因素且呈線性關(guān)系的為術(shù)前膝關(guān)節(jié)屈曲度。

3.2本實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)驗(yàn)旨在初步研究股骨后髁偏心距獨(dú)立參數(shù)對術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲度的影響，通過保持前髁截骨平面不變，應(yīng)用股骨前參照測量導(dǎo)板系統(tǒng)，保持前髁截骨平面不變，調(diào)整導(dǎo)板鉆頭導(dǎo)向刻度決定股骨后髁截骨平面，依股骨后髁截骨量變化數(shù)值再調(diào)整脛骨側(cè)截骨平面，保持膝關(guān)節(jié)屈曲間隙和脛骨平臺后傾角恒定，依此安裝相應(yīng)型號股骨側(cè)試模假體，攝最大屈曲膝關(guān)節(jié)純側(cè)位1 ∶1 X線片，測量并記錄股骨后髁偏心距和膝關(guān)節(jié)最大屈曲角度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。本實(shí)驗(yàn)過程中：①關(guān)節(jié)線高度發(fā)生變化，變化范圍在10 mm以內(nèi)，Selvarajah等[10]對76例膝關(guān)節(jié)置換術(shù)隨訪2.5年發(fā)現(xiàn)，脛骨關(guān)節(jié)線平均升高1 mm(范圍-11～10 mm)，術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能并無差異；②在通過脛骨側(cè)加截骨或改用加厚半月板及加用墊片來改變脛骨截骨平面高度時屈曲間隙會有0.5 mm變化，例如1號標(biāo)本由3號股骨側(cè)假體改為2號股骨側(cè)假體，股骨后髁加截骨5 mm，脛骨平臺需墊高5 mm來保持屈曲間隙恒定，理論上半月板需要改用13 mm厚度，但實(shí)驗(yàn)用強(qiáng)生DePuy PFC SIGMA后穩(wěn)定型假體固定平臺系統(tǒng)無此型號半月板，故半月板改用12.5 mm厚度，由于人體韌帶在等長狀態(tài)下有2 mm自我調(diào)節(jié)度，我們考慮0.5 mm屈曲間隙變化對本實(shí)驗(yàn)不會產(chǎn)生本質(zhì)影響。理論上，股骨后髁偏心距越大，屈曲過程中脛骨平臺后緣與股骨后側(cè)骨皮質(zhì)發(fā)生撞擊越晚，屈曲角度越大，但6具下肢膝關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本即使應(yīng)用股骨側(cè)最小2號假體所有最大屈曲側(cè)位攝片均未發(fā)現(xiàn)脛骨平臺后側(cè)與股骨后側(cè)皮質(zhì)撞擊，本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，證實(shí)同一標(biāo)本不同股骨髁偏心距與術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度并無相關(guān)性。分析得此結(jié)果原因：①膝關(guān)節(jié)后方軟組織在膝關(guān)節(jié)獲得最大屈曲角度時可能阻擋其進(jìn)一步屈曲，其阻擋作用發(fā)生在脛骨平臺后側(cè)與股骨后側(cè)皮質(zhì)撞擊之前。因此肥胖患者，術(shù)后膝關(guān)節(jié)在屈曲過程中，脛骨平臺后緣與股骨遠(yuǎn)端后側(cè)骨皮質(zhì)未發(fā)生撞擊之前，大腿及小腿后方軟組織即已發(fā)生阻擋，很難實(shí)現(xiàn)術(shù)后膝關(guān)節(jié)高屈曲度。②膝關(guān)節(jié)前方伸膝裝置長度拉伸有一定限度，其可能在膝關(guān)節(jié)獲得一定屈曲度時伸膝裝置拉伸延長至極限，故而膝關(guān)節(jié)不能進(jìn)一步屈曲。因此，進(jìn)行膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，脛骨平臺假體的偏后放置，不單因?yàn)槊劰呛蠓焦琴|(zhì)強(qiáng)度大，后移平臺假體類似于獲得脛骨結(jié)節(jié)前移的效果，減輕髕股關(guān)節(jié)壓力，減少髕骨假體磨損[11]，我們還認(rèn)為有延長伸膝裝置的有效工作長度，使膝關(guān)節(jié)屈曲在過程中可獲得更大長度的延伸，同時增加了股四頭肌力臂，提高了股四頭肌工作效率，對增加膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲度數(shù)起一定作用。依據(jù)本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，我們認(rèn)為手術(shù)中沒有必要刻意使用較股骨側(cè)實(shí)際測量假體型號偏大號假體來改變其股骨后髁偏心距以期增加術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲度；術(shù)中使用偏大號假體不僅可能需要進(jìn)一步松解軟組織以達(dá)到伸屈膝間隙平衡，而且偏大號假體橫徑可能會超出股骨遠(yuǎn)端實(shí)際橫徑，可能在膝關(guān)節(jié)屈伸活動過程中導(dǎo)致側(cè)副韌帶的磨損甚至斷裂，引起膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)。

3.3本實(shí)驗(yàn)存在的不足本次實(shí)驗(yàn)過程中存在以下不足之處：①實(shí)驗(yàn)過程中，膝關(guān)節(jié)最大屈曲位攝純側(cè)位X線片過程中，關(guān)節(jié)囊、髕骨內(nèi)側(cè)支持帶、股四頭肌、筋膜、皮膚未進(jìn)行縫合，未充分考慮到伸膝裝置對膝關(guān)節(jié)屈曲度的影響，這可能是我們實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中膝關(guān)節(jié)最大屈曲度較Malviya等[9]進(jìn)行101例膝關(guān)節(jié)置換12個月隨訪中術(shù)后平均膝關(guān)節(jié)屈曲度為108°為大的主要原因；②樣本量過少，可能會出現(xiàn)誤差；③實(shí)驗(yàn)用標(biāo)本均為經(jīng)福爾馬林固定的尸體，未充分考慮其關(guān)節(jié)囊、韌帶、肌肉等軟組織張力變化與新鮮尸體區(qū)別，其張力變化對膝關(guān)節(jié)屈曲度的影響；④實(shí)驗(yàn)用膝關(guān)節(jié)假體單一，未選用多種品牌假體，可能未將膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)考慮其中。此次實(shí)驗(yàn)僅為初步基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，未來我們會作出進(jìn)一步改進(jìn)，繼續(xù)探討和研究影響膝關(guān)節(jié)屈曲度的影響因素。

綜上所述，通過本次初步基礎(chǔ)臨床試驗(yàn)，我們認(rèn)為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)應(yīng)用后穩(wěn)定型假體股骨后髁偏心距大小與術(shù)后膝關(guān)節(jié)最大屈曲度無相關(guān)性。影響膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后屈曲度的因素是多方面的，可能與患者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)、術(shù)前膝關(guān)節(jié)的屈曲度、假體設(shè)計(jì)、手術(shù)技術(shù)、術(shù)后康復(fù)等多因素有關(guān)。

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(2014-11-23收稿2015-02-18修回)

Different femoral postrior condyle of total knee arthroplasty on the impact of the postoperative maximum flexion degeree

by preliminary basic research

HuangWei，KongRong，LiShoumin，etal

SectionⅠ，DepartmentofOrthopedics，ProvincialHospitalAffiliatedtoAnhuiMedicalUniversity，Hefei230001，China

[Abstract]ObjectiveApplication of preliminary experiment research, this paper discusses the relationship between the femoral postrior condyle and the maximum flexion of the knee after the total knee arthroplasty. MethodsTo take the total knee arthroplasty on the six lower limb corpse knees(six knees), adjusting the drill of the guide to decide posterior condylar osteotomy plane,depanding on the amount of postrior condylar osteotomy change and then adjust the value of the tibial osteotomy plane,keeping the knee flexion gap and posterior tibial slope constantly, then install the appropriate type of the femoral prosthetic tryout in turn,get the Maximum flexion knee pure lateral 1 ∶1 X-ray images, measure and record the value of the femoral condyle and knee maximum flexion degree for statistical analysis. ResultsThe data were assessed by the Pearson and Spearman correlation coefficients,the same sample of different femoral condylar offset and knee maximum flexion degree after total knee arthroplasty has no relevance.(P>0.05,had no significant difference).ConclusionDifferent femur posterior condyle and knee maximum flexion degree has no relevance after total knee arthroplasty by using the posterior stability prothesis.

[Key words]Total knee arthroplasty;Femur posterior condylar offset;Flexion of the knee

通信作者：孔榮，ahkongrong@163.com

doi:10.3969/j.issn.1000-0399.2015.04.002