計算機輔助下的全膝關節(jié)置換術早期療效分析

嚴鈺皓，楊　晉,彭笳宸△

(1.遵義醫(yī)學院，貴州遵義 563000；2.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院關節(jié)外科，貴州遵義 563000)

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計算機輔助下的全膝關節(jié)置換術早期療效分析

嚴鈺皓1，楊晉2,彭笳宸2△

(1.遵義醫(yī)學院，貴州遵義 563000；2.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院關節(jié)外科，貴州遵義 563000)

[摘要]目的通過對計算機輔助下的全膝關節(jié)置換術與傳統(tǒng)膝關節(jié)置換術在術后1年的近期療效對比，探討計算機輔助下的膝關節(jié)置換術的優(yōu)勢。方法2013年9月至2014年9月將60例患者分成兩組，分別進行計算機輔助下的全膝關節(jié)置換術(導航組)和傳統(tǒng)的全膝關節(jié)置換術(傳統(tǒng)組)。并對每例患者進行術前、術后1年的KSS評分、WOMAC評分、Oxford評分、下肢全長X線片進行統(tǒng)計分析。結果患者隨訪時間12～14個月，平均12個月，導航組的下肢機械軸為-0.033°±1.470°，傳統(tǒng)組的下肢機械軸為0.600°±2.989°；獲得3°以內的內外翻力線的比例分別為86.70%和73.30%，術后KSS評分兩組分別為(88.80±3.71)分和(82.63±4.15)分；WOMAC評分為(23.57±3.64)分和(30.00±4.89)分、Oxford評分為(18.53±3.66)分和(21.83±3.99)分,上述4項數據兩組間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論通過計算機輔助下的全膝關節(jié)置換術，可獲得更精確的下肢力線，且臨床康復效果更具有優(yōu)勢。

[關鍵詞]關節(jié)成形術，置換，膝；計算機輔助;隨訪

全膝關節(jié)置換術(TKR)或者全膝關節(jié)矯形術(TKA)能有效緩解晚期膝關節(jié)疼痛，恢復膝關節(jié)功能、提高患者生活質量。而怎樣了解患者生活質量是否提高?關節(jié)功能是否得到改善？其標準之一就是術后達到下肢力線保持在3°內外翻以內的范圍，以此使下肢力線保持中立位，因此這也成為了術后TKA臨床效果隨訪的最基本的要求之一[1-2]。20世紀90年代出現(xiàn)了計算機輔助下的關節(jié)置換技術[3]，國內外文獻報道認為計算機輔助下的關節(jié)置換比傳統(tǒng)膝關節(jié)置換更能改善膝關節(jié)功能。但有些研究卻沒有發(fā)現(xiàn)這兩種手術技術在重建下肢力線精確性和改善膝關節(jié)功能上有明顯的差異[4-5]。有學者認為，導航下的TKA可以獲得影像學上良好的下肢力線資料[6-9]以及更具優(yōu)勢的臨床療效[10-11]。但Lüring等[12]通過這兩項手術的2年隨訪認為，兩種手術的WOMAC、KSS、Oxford評分沒有明顯的差異。

近期Rebal進行的Meta分析認為，通過導航技術可以降低下肢力線超出3°內外翻范圍的風險，達到改善膝關節(jié)功能的效果，提高其生存率。但Harvie等[13]報道過，兩種手術技術在首次置換后的5年內，均沒有出現(xiàn)TKA的翻修。

因此，本文擬通過對60例患者的術后療效的隨訪，觀察計算機輔助下的TKA是否能夠獲得更精確的下肢力線以及是否具有更佳的臨床康復療效。

1資料與方法

1.1一般資料選擇2013年9月至2014年9月遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院關節(jié)外科住院患者60例，分別進行計算機輔助下的TKR(導航組，n=30)及傳統(tǒng)TKR(傳統(tǒng)組，n=30)。術前由患者自行抽取1～60數字。抽中偶數的患者進行傳統(tǒng)技術TKA，抽中奇數的患者進行計算機輔助下TKA。為保證隨機有效性，在每次隨訪中，需要在不知道患者分組情況下，收集術前、術后1年功能評分以及影像學資料。

納入標準：(1)單側膝關節(jié)首次TKA患者，且由同一位術者完成；(2)單純的膝關節(jié)骨性關節(jié)炎。排除標準：(1)既往有類風濕關節(jié)炎病史；(2)嚴重骨質疏松或膝關節(jié)周圍骨折病史；(3)膝關節(jié)感染；(4)腫瘤病史或既往膝關節(jié)手術史。臨床功能評分：對患者術前、術后1年的KSS評分、WOMAC評分、Oxford評分均進行數據收集，并進行統(tǒng)計學的分析。影像學檢查：對患者行下肢全長正位X攝片。

1.2手術方法傳統(tǒng)組：通過膝關節(jié)正中切口，內側髕旁支持帶入路，采用股骨髓內定位方法，并設冠狀面脛股之間外翻6°值進行股骨遠端的截骨，股骨后髁截骨參照股骨前后軸(Whitesite′s線)外旋3°。對脛骨平臺截骨采用髓外定位，截骨平面垂直于脛骨正中矢狀面、與水平面呈后傾3°，通過脈沖沖洗槍反復沖洗術區(qū)并安裝假體，關閉切口，即刻通過外側膝眼向關節(jié)腔內注射氨甲環(huán)酸。導航組：手術通過蛇牌導航儀，由同一位醫(yī)生完成。采用膝關節(jié)正中切口髕旁內側支持帶入路，分別在股骨側和脛骨側安裝示蹤器，通過收集骨性標志確定髖關節(jié)旋轉中心、膝關節(jié)中心、踝關節(jié)中心，進而確定下肢機械軸線。首先將股骨截骨導向器設置于矢狀面內翻0°、冠狀面屈曲6°的位置上并固定導向器，行股骨遠端截骨，在帶示蹤器的四合一截骨導向器下，行股骨前方和后方截骨。脛骨近端截骨厚度一般為8～10 mm，后傾3°，行脛骨平臺截骨，并通過平面探測器確認截骨是否正確。安裝試模假體，并在導航下屈伸膝關節(jié)，觀測活動過程中的運動學參數變化；這樣可以通過調整膝關節(jié)周圍軟組織或通過調整聚乙烯厚度來獲得良好的軟組織平衡。最后植入假體，關閉切口，即刻通過外側膝眼向關節(jié)腔內注射氨甲環(huán)酸。

1.3術后康復患者術后第2天即可在床上進行股四頭肌主動收縮、“踝泵試驗”、膝關節(jié)的主動被動屈曲、“壓腿試驗”，術后常規(guī)口服利伐沙班，使下肢加壓泵抗凝、并且使用抗生素預防感染1 d，術后第3天開始行CPM機屈伸功能鍛煉。術后第3～4 天需要下床進行功能鍛煉。在術后第1階段(1～5 d)能夠達到主動屈膝大于或等于80°，伸直小于或等于10°，在術后第2階段(第2～8周)能夠達到主動屈膝大于或等于105°，輔助伸直=0；在術后第3階段(第9至16周)能夠達到主動屈膝大于或等于115°，旨在恢復軟組織的平衡，恢復膝關節(jié)的生物力學，恢復關節(jié)功能和緩解疼痛。

1.4術后評價觀察患者術后的疼痛程度、膝關節(jié)活動范圍，并對兩組患者術后1年進行下肢全長正位片復查以及術后臨床功能評分：KSS評分、WOMAC評分、Oxford評分。

1.5統(tǒng)計學處理應用SPSS18.0進行統(tǒng)計分析，術前及術后的各項統(tǒng)計值均以均數表示，采用兩獨立樣本的t檢驗，檢驗水準為α=0.05。

2結果

通過術后1年隨訪，60例患者中，導航組男6例，女24例，傳統(tǒng)組男5例，女25例，術后隨訪12～14個月，平均12個月。兩組均未出現(xiàn)術后感染，均未發(fā)生假體周圍骨折、膝關節(jié)脫位等并發(fā)癥(圖1、圖2)。兩組的下肢力線影像學參數及臨床功能評分(KSS評分、WOMAC評分、Oxford評分)符合正態(tài)分布且都具有方差齊性(表1)。術前導航組、傳統(tǒng)組KSS評分分別為(60.97±4.38)、(60.50±2.54)分(t=0.504,P=0.616，P>0.05)，術前導航組、傳統(tǒng)組Oxford評分分別為(39.80±5.03)、(40.30±2.74)分(t=-0.478,P=0.635)，術前導航組、傳統(tǒng)組WOMAC評分分別為(74.57±5.37)、(74.40±2.82)分(t=0.154，P>0.05)，術后導航組、傳統(tǒng)組KSS評分分別為(88.80±3.71)、(82.63±4.15)分(t=6.071,P<0.05)，術后導航組、傳統(tǒng)組Oxford評分分別為(18.53±3.66)、(21.83±3.99)分(t=-3.335,P<0.01)，術后導航組、傳統(tǒng)組WOMAC評分分別為(23.57±3.64)、(30.00±4.89)分(t=-5.717，P<0.05)，見表2～4。這說明兩組臨床效果是有差異的，且導航組優(yōu)于傳統(tǒng)組。

表1　各項評分在兩組的方差齊性檢驗

A:術前右膝正位X線片;B:術前右膝側位X線片;C:術后右膝正位X線片;D:術后右膝側位X線片。

圖1右膝關節(jié)骨性關節(jié)炎(導航組患者，女，65歲)

表2　手術前后患者KSS評分比較±s，分)

表3　手術前后患者WOMAC評分比較，分)

A:術前左膝正位X線片;B:術前左膝側位X線片;C:術后左膝正位X線片;D:術后左膝側位X線片。

圖2左膝關節(jié)骨性關節(jié)炎(傳統(tǒng)組患者，女，60歲)

表4　手術前后患者Oxford評分比較，分)

導航組術后下肢力線成角(股骨機械軸與脛骨械軸成角)為-0.03°±1.07°，傳統(tǒng)組術后下肢力線成角(股骨機械軸與脛骨械軸成角)為1.00°±1.99°，按照α=0.05的水準，兩組比較差異具有統(tǒng)計學意義，即導航組在下肢力線的恢復優(yōu)于傳統(tǒng)組。

3討論

全膝關節(jié)置換術主要目的是緩解膝關節(jié)疼痛，恢復膝關節(jié)功能、提高患者生活質量。術后異常的下肢力線可以導致聚乙烯襯墊磨損加重，假體周圍骨折，假體的無菌性松動、髕股關節(jié)不穩(wěn)等問題，這些并發(fā)癥常常影響假體的壽命。因此，精確的下肢力線與假體使用壽命有著相關性，精確的下肢力線往往是TKA手術是否成功的關鍵因素之一。目前一致認為，TKA術后的要求之一包括膝關節(jié)股骨脛骨機械軸為0°、解剖軸外翻9°；脛骨假體在矢狀面上后傾4°[14]。隨著導航技術的發(fā)展，對TKA方式討論不斷，特別是術后下肢力線精確度，那傳統(tǒng)手術技術在重建下肢力線上是否存在一定的困難或者誤差呢？

傳統(tǒng)手術中，股骨頭旋轉中心定位的困難性導致了股骨的機械軸無法準確確定，因此需要參考股骨的解剖軸。而此時采取的是髓內定位，擴髓開口處的選取、定位桿是否在髓腔中央、股骨遠端截骨面的外翻角等問題，都是根據術者的經驗而操作的，因此具有一定的誤差[9]。Stulberg也提到，常規(guī)手術方法一般通過髓內、外機械定位系統(tǒng)，但由于具有特殊性的膝關節(jié)解剖結構，常規(guī)的X線檢查難以得出滿意的結果，也很難用肉眼來精確的判斷，特別是當術區(qū)范圍有限， 即便是經驗豐富的醫(yī)生，也會因為諸多因素影響手術的精確度[15]。

其次，傳統(tǒng)TKA在術中定位或者測量主要是根據骨性標志、骨質的X片，但由于大多數病例出現(xiàn)嚴重的內外翻畸形，而造成的骨性標志不是很明顯或者骨性標志的位置異常，影響下肢的力線重建。同時大多數醫(yī)生使用X射線片來測量內外翻畸形程度和制訂手術方案， 但是只能看見骨質的一般情況，不能看到關節(jié)軟骨層，也會影響下肢力線的精確性[16]。

另外，傳統(tǒng)的全膝關節(jié)置換術屬于機械定位系統(tǒng)的范疇類，在手術中，術者肉眼對于術中觀察、操作都存在直接且明顯的影響，也影響這種定位方式的精確度。即使是經驗豐富的術者，股骨脛骨對線誤差超過3°的概率也有10%。

而計算機輔助下的TKA技術是通過對膝關節(jié)中心、髖關節(jié)中心、踝關節(jié)中心數據的綜合分析后，得出精確地解剖空間結構，并且能夠精確安裝脛骨和股骨假體。而各個關節(jié)中心是通過比較容易辨認的骨性標志和關節(jié)運動中心綜合決定的。而計算機輔助下TKA技術的應用恰好糾正甚至避免了這些可能產生的誤差。因此，計算機輔助下的TKA技術在下肢力線的恢復中，有著理論上的優(yōu)勢。這種技術屬于三維骨建模系統(tǒng)，不僅是計算機導航工具，可以及時地將術中的力線提供出來，并且以形態(tài)學數據表現(xiàn)出來；而且還是另外一種記錄工具，可以及時地進行手術計劃，模擬置換術后效果，優(yōu)化手術操作，適時監(jiān)控，為后續(xù)的評估或者統(tǒng)計提供資料。筆者通過對60例患者手術前后下肢力線的對比分析發(fā)現(xiàn)，導航組術后下肢力線(股脛角)為-0.03°±1.07°，傳統(tǒng)組術后下肢力線為1.00°±1.99°，二者差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。通過數據的統(tǒng)計，導航組的力線偏差在3°以內占86.70%，優(yōu)于傳統(tǒng)組的73.30%。Stulberg等[15]所隨訪的555例TKA病例中，發(fā)現(xiàn)導航組88%的下肢力線在3°以內，而傳統(tǒng)組僅72%。劉丙根等[17]通過對2005～2013年期間2 621例患者進行的Meta分析發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)技術，采用計算機輔助技術可使下肢力線內、外翻角大于3°的發(fā)生率降低0.55倍,同樣使下肢力線內、外翻角大于2°發(fā)生率降低0.49倍。文獻[18]也得出了和上述病例報道相似的結果。

而下肢良好的力線對于患者術后行走等功能恢復情況的影響是不言而喻的。眾所周知，不良的下肢力線容易導致術后疼痛、聚乙烯的磨損、髕骨關節(jié)和脛股關節(jié)不穩(wěn)、假體松動甚至假體周圍骨折[19]。因此，精確的下肢力線的恢復是重建膝關節(jié)的奠基石。比如，李國梁等[19]發(fā)現(xiàn)，當膝關節(jié)置換術后下肢力線準確率達95.2%時，未出現(xiàn)假體松動及關節(jié)不穩(wěn)，可以認為，正常生理力線與無菌性松動有著一定的關系。同樣，冷重光等[14]通過研究認為，TKA術后下肢力線是正確安放假體的關鍵之一，當假體位置不合適，術后出現(xiàn)關節(jié)疼痛、活動受限、松動、磨損和膝關節(jié)不穩(wěn)定，包括假體的壽命在一定程度上也和下肢力線相關聯(lián)。本研究中傳統(tǒng)組術后WOMAC評分為(30.00±4.89)分，導航組為(23.57±3.64)分，兩組差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。因此，從該次隨訪中，尤其是WOMAC這組數據可以粗略得到，導航組在功能恢復情況上較傳統(tǒng)組有一定的優(yōu)勢。

盡管計算機輔助下TKA技術的優(yōu)勢突出，但也有一些不足之處。首先在手術時間上，導航技術比傳統(tǒng)技術時間平均延長28 min，國外報道采用計算機導航平均增加手術時間15 min[14]，時間的延長，從而增加了感染率和出血量[20]；其次，術中骨折風險。術中需在股骨和脛骨兩處分別安裝2枚示蹤器，增加了骨折風險。雖然本研究30例患者沒有發(fā)生骨折，但有報道稱，對于骨質疏松患者，術后發(fā)生骨折的概率比較大[20]。當髖關節(jié)活動受限時，導航技術的運用也將受到一定的影響，導致誤差率升高。

計算機輔助下的全膝關節(jié)置換術在提高假體安置的精確度、改善冠狀面精確重建下肢力線上優(yōu)勢明顯，盡管成效初顯，但目前還需要對計算機輔助導航全膝關節(jié)置換的一些方面做出更多的研究來提高臨床療效。

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Analysis of early postoperative curative effect for computer-assisted total knee arthroplasty

Yan Yuhao1,Yang Jin2,Peng Jiachen2△

(1.Zunyi Medical University,Zunyi,Guizhou 563000,China;2.Department of Joint Surgery,Affiliated Hospital of Zunyi Medical University,Zunyi,Guizhou 563000,China)

[Abstract]ObjectiveTo explore the advantages of computer assisted total knee arthroplasty(TKA ) by comparing the postoperative 1 year short term effect of the computer assisted TKA and the conventional TKA.MethodsA total of 60 patients from September 2013 to September 2014 were randomly divided into two groups and performed TKA by adopting the computer-assisted technology and the conventional technology respectively.The KSS score,WOMAC score,Oxford score and long-leg weight-bearing X-ray before operation and at postoperative 1 year were performed for each case and the statistical analysis was conducted.ResultsAll cases were followed up for an average of 12 months (12-14 months).The mechanical limb axis in the navigation assisted group was -0.033°±1.470°,which in the traditional group was 0.600°±2.989°(t=-1.711,P<0.05);the proportions of within 3° varus/valgus force lines were 86.70% and 73.30% respectively,the KSS scores were 88.80±3.71 and 82.63±4.15;the postoperative WOMAC scores were 23.57±3.64 and 30.00±4.89 respectively;the Oxford scores were 18.53±3.66 and 21.83±3.99,the differences between the two groups were statistically significant (P<0.005)．ConclusionTKA by computer navigation guidance can obtain more accurate lower limb force lines,moreover the navigation group has more advantages in the clinical rehabilitation effect.

[Key words]arthroplasty,replacement,total;computer-assisted;follow up

doi:論著·臨床研究10.3969/j.issn.1671-8348.2016.09.017

作者簡介：嚴鈺皓(1990-)，碩士在讀，主要從事關節(jié)轉換與導航方面的研究。△通訊作者，E-mail:pengjiachen@139.com。

[中圖分類號]R687.4

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671-8348(2016)09-1206-04

(收稿日期：2015-09-08修回日期：2015-12-23)