髕股關(guān)節(jié)壓力對膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后功能恢復(fù)影響的研究

劉濤，杜夢楠，高石軍*，李彤，康凱，王欣，李濤，董軍

(1.河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院關(guān)節(jié)科，河北 石家莊 050051；2.承德醫(yī)學(xué)院病理教研室，河北 承德 067000)

TKA是治療膝骨關(guān)節(jié)炎的有效方法之一，但膝關(guān)節(jié)置換會增加髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力和改變膝關(guān)節(jié)正常生物力學(xué)[1-2]，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后髕股關(guān)節(jié)相關(guān)并發(fā)癥的產(chǎn)生。有學(xué)者報道：膝前痛等髕股關(guān)節(jié)相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率為5%～45%[3-5]。作者使用壓敏片對2016年4月至2016年12月24例接受膝關(guān)節(jié)置換患者的髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)進(jìn)行測量，并針對其術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況進(jìn)行隨訪研究，為進(jìn)一步完善對髕股關(guān)節(jié)的處理提供可靠依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) a)初次接受單膝關(guān)節(jié)表面置換術(shù)；b)無膝關(guān)節(jié)周圍骨折；c)均使用后叉保留假體；d)無神經(jīng)肌肉性疾患；e)屈曲大于120°且伸膝滯缺小于10°；f)肌力在4～5級；g)髕骨滑跡正常。

排除標(biāo)準(zhǔn)：a)風(fēng)濕性及創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎；b)髕股關(guān)節(jié)發(fā)育不良；c)高低位髕骨；d)強(qiáng)直性脊柱炎；e)術(shù)后發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥如大血管血栓、感染等；f)術(shù)后嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松患者。

1.2 一般資料 本實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)單盲試驗(yàn)法，經(jīng)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)篩選后隨機(jī)選取2016年4月至2016年12月在河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院關(guān)節(jié)二科接受單側(cè)全膝關(guān)節(jié)表面置換術(shù)的患者共24例，年齡58～69歲，平均63.4歲?；颊吣挲g、性別、術(shù)前HSS評分、關(guān)節(jié)活動度、膝前痛等一般資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.3 壓敏片的使用和測量 采用日本生產(chǎn)的超低型感壓紙，將其修剪成5 cm×5 cm大小并用無菌保護(hù)膜密封以備術(shù)中用。截骨前將壓敏片置入髕股關(guān)節(jié)，以間斷縫合的方法關(guān)閉關(guān)節(jié)囊并使膝關(guān)節(jié)保持屈曲位2 min，分別在不同屈膝角度下完成以上操作(30°、60°、90°、120°)，假體置換完成后重復(fù)之前操作步驟，測量完成后，使用FPD301濃度計(jì)隨機(jī)測量15個點(diǎn)的濃度值，并使用壓力傳感器自動換算出接觸壓(kg/cm2)，重復(fù)測量3次求其均值，并使用激光掃描儀對壓痕面積進(jìn)行測量，結(jié)果為髕股關(guān)節(jié)瞬時接觸面積。

1.4 觀察指標(biāo) 假體置換前后髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力，術(shù)后1～1.5年的HSS評分，髕骨kujala評分、膝關(guān)節(jié)活動度(range of motion，ROM)、膝前痛情況，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

1.5 手術(shù)方法 手術(shù)均采用全麻或腰硬聯(lián)合麻醉，大腿近端用止血帶，壓力為280 mm Hg，常規(guī)采用膝前正中縱行切口，髕旁內(nèi)側(cè)入路，清除關(guān)節(jié)囊增生、髕下脂肪墊及內(nèi)外側(cè)半月板，切除前交叉韌帶，鑿除脛骨近端和股骨遠(yuǎn)端骨贅，清理后關(guān)節(jié)囊骨贅及游離體，脛骨近端截骨垂直于小腿長軸并后傾10°，根據(jù)關(guān)節(jié)周圍軟組織情況清理膝關(guān)節(jié)周圍骨贅以保證軟組織平衡，達(dá)到屈伸間隙對稱。股骨遠(yuǎn)端及后髁截骨采用間隙平衡技術(shù)，沖洗創(chuàng)面，消除骨碎片，采用骨水泥技術(shù)固定各個假體，不進(jìn)行髕骨置換，檢查膝關(guān)節(jié)屈伸情況，關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射氨甲環(huán)酸1 g，逐層縫合切口。術(shù)后12 h皮下注射低分子肝素鈉5 000 U，術(shù)前半小時、術(shù)后48 h預(yù)防性使用頭孢唑林鈉2.0 g。術(shù)后第1天要求患者病床上進(jìn)行下肢肌肉收縮訓(xùn)練，預(yù)防下肢深靜脈血栓形成，術(shù)后第3天要求患者借助助行器下地行走，術(shù)后2周拆線，拆線后繼續(xù)按計(jì)劃進(jìn)行下肢功能恢復(fù)鍛煉。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 數(shù)據(jù)均采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，a)手術(shù)前后各項(xiàng)評分情況采用配對樣本t檢驗(yàn)；b)術(shù)后兩組間HSS評分、ROM及kujala評分對比情況采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析；c)術(shù)后膝前痛發(fā)生概率采用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 接觸壓力及面積 24例接受測量的患者中，由于髕股關(guān)節(jié)磨損嚴(yán)重及周圍骨贅的形成，導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)接觸異常，假體安裝前的測量并無實(shí)際意義，因此重點(diǎn)針對假體安裝后的髕股關(guān)節(jié)壓力進(jìn)行測量分析。14例測量結(jié)果顯示在30°、60°、90°、120°時外側(cè)壓力略高于內(nèi)側(cè)，且屈曲角度越大，壓力值越高，壓跡顯示為啞鈴形，外側(cè)顯色面積略大于內(nèi)側(cè)，術(shù)后髕骨軸位片顯示髕骨居中于滑車溝內(nèi)。10例患者壓敏痕跡顯示為彗星形，其中7例患者30°及60°時外側(cè)壓力面積為類圓形，內(nèi)側(cè)壓力為月牙及長條形，外側(cè)壓力值明顯大于內(nèi)側(cè)，90°及120°時壓跡轉(zhuǎn)變?yōu)閱♀徯危瑑?nèi)外側(cè)面積基本相同，壓力值基本無明顯差別；3例患者30°、60°、90°時壓跡為彗星形，不同的是內(nèi)側(cè)壓跡面積要明顯大于外側(cè)，內(nèi)側(cè)壓力值也明顯高于外側(cè)，在120°時兩側(cè)壓力值及面積的差距減小，其中1例患者在屈膝30°、60°時，只有單側(cè)壓痕顯色，其余角度壓力分布情況與啞鈴組基本相同。術(shù)后膝關(guān)節(jié)軸位片顯示彗星組患者髕骨有不同程度的傾斜征象，同時壓力分布顯示啞鈴組壓力值較彗星組更為集中，見圖1。

2.2 手術(shù)前后HSS評分及ROM比較 將術(shù)后的功能評分以及關(guān)節(jié)屈曲度與術(shù)前相比進(jìn)行配對t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，顯示整體比較術(shù)后HSS評分由術(shù)前的(46.86±10.369)分提高到(82.00±3.561)分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。膝關(guān)節(jié)最大屈曲角度由(104.42±12.71)°提高到(112.60±8.637)°，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明膝關(guān)節(jié)置換是治療膝關(guān)節(jié)重度骨關(guān)節(jié)炎的有效手段。

2.3 HSS評分及ROM組間比較 啞鈴組ROM(113.07±9.368)°，優(yōu)于彗星組(105.90±5.915)°，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而HSS評分啞鈴組為(78.71±6.244)分，彗星組為(77.90±5.152)分，兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.4 髕骨kujala評分 比較啞鈴組與彗星組患者kujala評分情況，啞鈴組患者kujala評分為(76.43±6.745)分，明顯優(yōu)于彗星組(69.60±8.449)分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.5 膝前痛發(fā)生率 啞鈴組發(fā)生膝前痛2例(14.3%)，彗星組發(fā)生膝前痛2例(20.0%)，進(jìn)行卡方檢驗(yàn)分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討 論

髕股關(guān)節(jié)是重要的伸膝裝置，其功能恢復(fù)情況也是評價TKA術(shù)后手術(shù)效果的重要指標(biāo)之一。正常膝關(guān)節(jié)活動過程中髕股關(guān)節(jié)具有復(fù)雜且有規(guī)律的三維運(yùn)動特點(diǎn)[6]，而TKA手術(shù)過程中，假體設(shè)計(jì)、旋轉(zhuǎn)對線、軟組織平衡、關(guān)節(jié)間線及髕骨等因素常使得髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)發(fā)生改變[7-13]。

a 30°內(nèi)側(cè) b 30°外側(cè) c 60°內(nèi)側(cè) d 60°外側(cè)

e 90°內(nèi)側(cè) f 90°外側(cè) g 120°內(nèi)側(cè) h 120°外側(cè)

圖1 髕股關(guān)節(jié)壓力分布圖

目前膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中對于髕股關(guān)節(jié)的處理主要是依靠術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)，缺乏確實(shí)可靠的依據(jù)來評價髕股關(guān)節(jié)處理是否合理，導(dǎo)致TKA術(shù)后髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)發(fā)生異常，嚴(yán)重者可引起相關(guān)并發(fā)癥的產(chǎn)生。早在20世紀(jì)70年代有學(xué)者將壓敏片應(yīng)用于髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)測量[14-15]，能精確有效的測出關(guān)節(jié)生物力學(xué)情況，因此作者考慮使用壓敏片對TKA術(shù)中髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力情況進(jìn)行測量，并針對測量結(jié)果及術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況進(jìn)行研究分析。

結(jié)果顯示，假體置換前所測得的數(shù)據(jù)顯示應(yīng)力及接觸面積均無明顯規(guī)律，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。可能是由于骨關(guān)節(jié)炎患者髕股關(guān)節(jié)的磨損，周圍骨贅，軟組織失衡等多種因素的影響，導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)失去正常運(yùn)動規(guī)律，產(chǎn)生生物應(yīng)力異常。

在正常的膝關(guān)節(jié)中，屈膝30°、60°、90°時髕股關(guān)節(jié)的接觸面為內(nèi)外側(cè)相連的啞鈴形，120°時內(nèi)外兩側(cè)接觸面為不連續(xù)的類圓形，而異常的髕股關(guān)節(jié)接觸面為彗星形、不規(guī)則形或單一接觸面。作者根據(jù)術(shù)中壓痕形狀將患者劃分為啞鈴組和彗星組，兩組進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，啞鈴組中除個別患者屈膝30°時壓痕為彗星形外，考慮可能與滑車溝初始部較淺以及本身髕骨有一定的外傾有關(guān)，其余患者30°、60°、90°所測得壓痕均為內(nèi)外側(cè)相連的啞鈴形，120°時為內(nèi)外兩側(cè)面積相似的兩個不連續(xù)的類圓形壓痕。這表明在膝關(guān)節(jié)屈曲過程中髕骨基本位于居中的位置，內(nèi)外軟骨面同時與滑車發(fā)生接觸，這與相關(guān)文獻(xiàn)報道的髕股關(guān)節(jié)運(yùn)動過程中應(yīng)力分布基本相符[16]；而壓力值根據(jù)壓力分布圖可知，啞鈴組髕股關(guān)節(jié)外側(cè)壓力略高于內(nèi)側(cè)，且壓力值相對較為集中，個別患者間存在一定的差異，這可能與其本肌力不同存在一定的關(guān)系。但總體上啞鈴組患者髕股關(guān)節(jié)壓力分布以及壓力值都較為符合正常膝關(guān)節(jié)髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)。

彗星組中不同角度測得的壓痕多為彗星型，不符合正常的髕股關(guān)節(jié)接觸痕跡，有7例患者屈膝過程中接觸痕跡多趨于外側(cè)，壓力值也明顯高于內(nèi)側(cè)。余3例患者在屈膝過程中內(nèi)側(cè)壓力明顯高于外側(cè)，同時壓敏片顯示內(nèi)側(cè)壓痕面積明顯大于外側(cè)。其中1例患者在屈膝60°時出現(xiàn)外側(cè)接觸面積及壓力值為0的情況，處于一側(cè)髕骨面失接觸的狀態(tài)，術(shù)后影像學(xué)資料也證實(shí)了該組患者均出現(xiàn)了一定程度的髕骨內(nèi)傾或外傾征象，且與髕骨傾斜實(shí)驗(yàn)所示結(jié)果相似[17]。此外壓力分布圖顯示彗星組患者的壓力值較啞鈴組而言更為離散。

對隨訪結(jié)果進(jìn)行分析，兩組手術(shù)前后HSS評分、ROM均有提高且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明TKA是治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的有效治療手段，可有效提高膝關(guān)節(jié)功能及關(guān)節(jié)活動度。將啞鈴組和彗星組的HSS評分進(jìn)行比較并沒有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，而兩組髕骨kujala評分以及ROM結(jié)果顯示啞鈴組(113.07±9.368)分、(76.43±6.745)°要明顯高于彗星組的(69.60±8.449)分、(105.90±5.915)°，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，這表明髕股關(guān)節(jié)壓力對膝關(guān)節(jié)活動度以及髕骨評分有一定的影響，且啞鈴組患者髕股關(guān)節(jié)更加符合正常生理結(jié)構(gòu)，術(shù)后具有更良好的功能。

髕股關(guān)節(jié)是一個相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，受假體設(shè)計(jì)、旋轉(zhuǎn)對線、軟組織平衡、關(guān)節(jié)間線及髕骨結(jié)構(gòu)等諸多問題影響[7-13]，其中任何一項(xiàng)處理不當(dāng)都會使髕骨失去正?；熊壽E，從而引起髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)發(fā)生異常，甚至出現(xiàn)髕股關(guān)節(jié)相關(guān)并發(fā)癥，如膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后髕骨脫位、早期假體磨損等嚴(yán)重后果，導(dǎo)致手術(shù)的失敗，因此術(shù)中對髕股關(guān)節(jié)情況進(jìn)行準(zhǔn)確合理的調(diào)整尤為重要。

根據(jù)結(jié)果可知，髕股關(guān)節(jié)壓力改變對膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能以及髕股關(guān)節(jié)功能有一定的影響，術(shù)前及術(shù)中針對髕股關(guān)節(jié)進(jìn)行評估，效果不滿意時可采取不同的手術(shù)入路[18]或術(shù)中進(jìn)行髕骨內(nèi)外側(cè)支持帶軟組織平衡術(shù)、脛骨結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移術(shù)、髕韌帶轉(zhuǎn)移術(shù)等措施進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其在動靜態(tài)瞬時生物應(yīng)力以及術(shù)后三維運(yùn)動規(guī)律更加符合正常膝關(guān)節(jié)生理結(jié)構(gòu)，可改善患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況，減小術(shù)后髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥的發(fā)生，提高患者滿意度。

本研究亦存在一定的缺陷，如樣本量少，隨訪時間短以及缺乏動態(tài)應(yīng)力對比等，作者在今后的工作中將繼續(xù)完善該研究。