股骨后髁偏率對后穩(wěn)定型TKA術(shù)后功能恢復的影響

李超，王業(yè)華，李亞軍

(徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院骨科，江蘇 徐州 221000)

對TKA療效的評價不僅包括膝關(guān)節(jié)活動范圍，還包括疼痛、僵硬、日?；顒油瓿汕闆r，但很少有人就PCO或PCOR對以上評價指標的影響進行研究[8]。我們通過回顧2016年1月至2018年1月53例采用后穩(wěn)定(posterior stabilized，PS)型假體行TKA患者的臨床資料，采用Johal的測量方法，以股骨后髁偏率的改變值評估后髁形態(tài)變化，探討術(shù)后PCOR的改變對屈曲角度、美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會評分(knee society score，KSS)、西大略湖麥克馬斯特大學(Western Ontario McMaster Universities，WOMAC)評分的影響，以期為手術(shù)中后髁截骨及假體選擇提供參考，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2016年1月至2018年1月在徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院接受單側(cè)后穩(wěn)定型全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療的53例(53膝)女性患者的臨床資料，左膝25例，右膝28例；年齡56～75歲，平均(63.57±5.90)歲，身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)為20.45～34.64 kg/m2，平均27.13 kg/m2。手術(shù)由徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院骨科同一組醫(yī)生使用DePuy后交叉韌帶替代型假體系統(tǒng)完成。所有患者均獲得隨訪。隨訪時間12～15個月，平均13個月。

1.2 納入標準 (1)擬行單側(cè)TKA患者；(2)BMI 20～35 kg/m2；(3)術(shù)前伸膝受限小于15°；(4)術(shù)前屈曲范圍≥90°；(5)無影響下肢功能的其他疾病；(6)雙膝內(nèi)外翻畸形≤10°。

1.3 排除標準 (1)骨密度≤-2.5伴骨折；(2)隨訪時間小于1年；(3)術(shù)前術(shù)后正側(cè)位X線片不標準；(4)后方存在骨贅影響運動；(5)隨訪過程中出現(xiàn)感染、異位骨化、深靜脈血栓、肺栓塞等并發(fā)癥。

1.4 手術(shù)方法 麻醉方式為全身麻醉。于患膝安放止血帶，工作壓力為300 mm Hg。使用正中切口，髕旁內(nèi)側(cè)入路。首先進行股骨側(cè)截骨，確定股骨髁假體大小后再進行脛骨側(cè)截骨，股骨、脛骨截骨面均垂直于冠狀面機械軸，且截骨時矢狀位脛骨近端后傾3°。截骨后安裝脛骨試模，測量下肢力線。去除試模后行滑膜切除，去除多余骨贅。沖洗槍沖洗后除去截骨面血液及軟組織。依次安放脛骨側(cè)、股骨側(cè)假體及襯墊。刮除多余骨水泥。安放引流管，縫合傷口并向關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射氨甲環(huán)酸。加壓包扎。

1.5 術(shù)后處理 術(shù)后患肢抬高、冰敷。使用靜脈鎮(zhèn)痛泵聯(lián)合帕瑞希布鈉控制疼痛，臥床期間皮下注射低分子肝素鈉預防血栓。術(shù)后第1天使用持續(xù)被動運動儀進行伸屈訓練。術(shù)后第2天拔除引流管，囑患者扶助行器下地行走，開始由家屬協(xié)助練習主動被動屈曲。術(shù)后第7天時根據(jù)患者屈膝情況由高年資醫(yī)生行患膝大角度手法松解術(shù)。術(shù)后2周拆線出院，并指導進行出院后康復訓練。

1.6 隨訪方法及臨床評價指標 本研究中所有患者均獲得12個月以上隨訪。末次門診就診時拍攝膝關(guān)節(jié)標準正側(cè)位X線片，采用KSS功能評分(包括行走、爬樓評分)和WOMAC評分對患者膝關(guān)節(jié)功能進行評價。門診醫(yī)生使用精度為0.1°的電子量角器分別測量膝關(guān)節(jié)主、被動ROM，記錄并計算改善值。

1.7 影像學評價 將患者影像學資料導入PACS系統(tǒng)，測量并記錄術(shù)后脛股角(femorotibial angle，F(xiàn)TA)、脛骨平臺后傾角(posterior slope angle，PSA)。在術(shù)前側(cè)位X線片作股骨遠端1/4處前后皮質(zhì)的切線，再作股骨后髁最凸點的切線，股骨后皮質(zhì)切線到股骨后髁最凸點距離A為PCO，股骨前皮質(zhì)至后髁最凸點的距離B為股骨前后距(anterior-posteriordimension，ACP)。計算A與B的比值即為股骨后髁偏率[7]，比較手術(shù)前后X線片，計算改善值并記錄以上參數(shù)。

在調(diào)查區(qū)布置了1∶2000地面高精度磁法測量和視電阻率測深，磁法異常主要分布在調(diào)查區(qū)東部，面積較大，磁性特征為正負異常伴生(圖4)，最高值約520nT，最低值約-220nT，經(jīng)過現(xiàn)場查證，異常范圍內(nèi)出露有大面積橄欖玄武巖。為了解異常深部特征，在異常上布設(shè)有視電阻率測深剖面，剖面長120m，走向331°，其中70號點位于橄欖玄武巖出露的邊界處。由視電阻率等值線斷面圖(圖5)可知，地表以下不同深度內(nèi)均分布有低阻異常，順層產(chǎn)出于高阻異常中，傾向NW，低阻異常位置與磁異常位置對應(yīng)較好，推測該異常為橄欖玄武巖引起。根據(jù)劉效才等[6]，魯西地區(qū)金伯利巖地面磁測異常強度一般在200～500nT之間。

2 結(jié) 果

2.1 基本資料比較 根據(jù)患者術(shù)后后髁偏率的變化將患者分為A組(不變或增大)、B組(減小)。本研究中共23例患者PCOR不變或增大，30例減小。A、B兩組患者年齡、BMI、術(shù)前KSS功能評分、術(shù)前WOMAC評分、患膝屈曲范圍、PCO、股骨遠端前后距、后髁偏率差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性(見表1～2)。

2.2 末次隨訪影像學資料比較 A、B兩組患者股脛角、平臺后傾角差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)，A組患者末次隨訪時后髁偏率平均值為(0.50±0.02)，B組患者平均值為(0.44±0.03)。改善值分別為(0.03±0.02)及(-0.03±0.02)，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表3)。

表1 兩組術(shù)前一般資料比較

表2 兩組術(shù)前膝關(guān)節(jié)功能比較

表3 兩組末次隨訪影像學指標比較

2.3 末次隨訪結(jié)果比較 所有患者均獲得良好療效，活動范圍及各項評分優(yōu)于術(shù)前。A、B兩組末次隨訪時膝關(guān)節(jié)主、被動屈曲度及其改善值比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05，見表4)。A組患者術(shù)后KSS行走、爬樓評分分別為(41.96±5.17)分及(45.22±4.88)分，B組平均為(36.17±5.52)分及(39.67±4.14)分，兩組術(shù)后WOMAC評分分別為(18.34±6.91)分及(23.57±9.26)分，均較術(shù)前明顯改善且A組優(yōu)于B組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表5)。

表4 兩組末次隨訪ROM及其改善值比較

表5 兩組末次隨訪膝關(guān)節(jié)評分比較分)

2.4 相關(guān)性分析 后髁偏率改善值與末次隨訪時的膝關(guān)節(jié)主動、被動屈曲角度及其改善值、WOMAC評分均無相關(guān)性(P>0.05)。后髁偏率改善值與末次隨訪KSS行走評分呈正相關(guān)(P<0.05)，與末次隨訪KSS爬樓評分呈正相關(guān)(P<0.01，見表6)。

表6 PCOR改善值與膝關(guān)節(jié)ROM、功能評分相關(guān)性分析

2.5 典型病例 69歲女性患者，因“右膝疼痛伴活動受限3年余”于2017年7月18日入院。入院時患膝疼痛明顯，KSS行走評分20分，爬樓評分15分。術(shù)前側(cè)位X線片示右膝關(guān)節(jié)間隙變窄，關(guān)節(jié)面骨質(zhì)硬化、骨贅形成。測得術(shù)前PCOR(A/B)為0.47。完善檢查，排除手術(shù)禁忌后行右膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。2018年7月25日末次隨訪時恢復良好，行走評分為45分，爬樓評分為45分。正側(cè)位X線片顯示股骨、脛骨假體在位。測得患者術(shù)后PCOR為0.49，PSA為5.1°，F(xiàn)TA為176.5°。手術(shù)前后影像學資料見圖1～2。

3 討 論

我國約有8.1%的人口罹患膝關(guān)節(jié)炎，女性患病率高于男性。隨著老年人口的增多，生活質(zhì)量的改善，患病率逐年上升[9]。骨關(guān)節(jié)炎的治療原則是個體化、階梯化。TKA作為治療終末期膝關(guān)節(jié)炎最有效的方法，目的是減輕疼痛、恢復關(guān)節(jié)功能。其療效受術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后等多種因素的影響。

圖1 術(shù)前側(cè)位X線片示右膝關(guān)節(jié)間隙變窄，關(guān)節(jié)面骨質(zhì)硬化、骨贅形成

圖2 術(shù)后1年正側(cè)位X線片顯示股骨、脛骨假體在位

假體大小的選擇、截骨線的確定是TKA手術(shù)成功的關(guān)鍵[10]。

2002年，Bellemans等[11]學者首次定義了PCO的概念，并在研究中發(fā)現(xiàn)PCO與ROM存在相關(guān)性。此后國內(nèi)外學者進行了大量研究，但結(jié)果仍存在爭議。這是因為測量后髁偏距時易產(chǎn)生誤差。以往的研究大多根據(jù)術(shù)前、術(shù)后X線片測量，臨床上許多患者就診時攜帶于外院拍攝的X線片，圖片放大率不同，影像資料無可比性。為了消除這一干擾因素，Bellemans采用股骨關(guān)節(jié)面近端10 cm處股骨干直徑加以校正，但是股骨形態(tài)存在較大的個體差異，所以此方法容易放大誤差。Soda等[6]提出了一個與PS型TKA術(shù)后屈曲有關(guān)的新參數(shù)PCOR，定義為后髁偏距與前后髁最大距離的比值，但是此比值受前髁厚度與假體大小的影響。Johal[7]等認為PCO不是研究膝關(guān)節(jié)屈曲的最佳幾何特征，應(yīng)使用一個可量化且不依賴于術(shù)前X線片的比值，并提出測量PCOR的另一種方法：計算股骨后髁偏距與股骨遠端前后距的比值。這種方法排除了股骨形態(tài)差異與不同放大倍率對測量結(jié)果的干擾。我國學者王偉[12]采用此方法研究國人股骨后髁偏率并提供了正常值：男性為(0.46±0.03)，女性為(0.47±0.04)，這與本研究中術(shù)前測量結(jié)果一致。這一指標更穩(wěn)定，具有可重復性，可以代替PCO觀察膝關(guān)節(jié)后方空間和股骨后髁矢狀位形態(tài)學變化。

Song[2]在研究CR型TKA中PCO對ROM的影響時發(fā)現(xiàn)恢復PCO有利于增加術(shù)后屈曲角度。但也有學者認為對于使用PS型假體的患者術(shù)后ROM與PCO無相關(guān)性，與術(shù)后PSA顯著相關(guān)[5]。Yang[13]等基于MRI后髁全層軟骨的研究顯示：在PS型TKA中，PCO對術(shù)后最大屈曲度無影響。Kim[5]通過研究發(fā)現(xiàn)后穩(wěn)定型TKA術(shù)后ROM與股骨后髁偏率及其改善值無關(guān)，這與本研究結(jié)果一致。分析原因可能是CR型TKA與PS型TKA生物力學機制不同，使用CR假體的患者術(shù)后屈膝時出現(xiàn)股骨相對于脛骨的反常前移，這使脛骨墊片后唇與股骨干后皮質(zhì)發(fā)生碰撞。更大的PCO可以推遲撞擊的發(fā)生，使患者獲得更大的術(shù)后屈曲角度。但正常膝關(guān)節(jié)的運動存在股骨的滾動和滑動，屈膝時股骨后移，伴有脛骨內(nèi)旋[14]。Nakamura[15]等在研究后穩(wěn)定型TKA術(shù)后假體運動學時發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)屈曲時，股骨內(nèi)外髁均相對于脛骨做不對稱后移運動。這是因為立柱-凸輪結(jié)構(gòu)可以模擬正常膝關(guān)節(jié)并提供了更大的股骨后滾，這種結(jié)構(gòu)降低了脛股后方撞擊的發(fā)生率[16]從而弱化了PCO、PCOR對最大屈曲角度的影響。并且，膝關(guān)節(jié)后方的軟組織存在一定的彈性，在脛骨股骨碰撞之前就可以使膝關(guān)節(jié)屈曲停止，臨床上許多肥胖患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)的屈曲程度不理想，關(guān)節(jié)僵硬、術(shù)后疼痛程度都較正?；颊吒鼮閲乐豙17]，這是因為后方軟組織過厚，阻礙了膝關(guān)節(jié)獲得最大屈曲度。另外，PS型假體膝關(guān)節(jié)前方的伸膝裝置不能無限伸長，在膝關(guān)節(jié)屈曲過程中長度達到了最大值，阻止膝關(guān)節(jié)獲得更大ROM。因此，PS假體中限制膝關(guān)節(jié)屈曲范圍的不再是股骨假體與脛骨后唇的碰撞，而是輪-柱結(jié)構(gòu)、伸膝裝置張力及后方軟組織。后髁矢狀位形態(tài)變化對PS假體TKA術(shù)后ROM無明顯影響。

本研究中，A組患者WOMAC及行走爬樓評分明顯優(yōu)于B組，這可能與伸膝裝置功能有關(guān)，伸膝裝置是膝關(guān)節(jié)重要的動態(tài)驅(qū)動部分，能使膝關(guān)節(jié)完成由屈至伸的轉(zhuǎn)化，脛股(tibiofemoral，TF)關(guān)節(jié)接觸點到髕骨軸線的距離為伸膝裝置的力臂。Kang等[18]人的一項有限元模型研究指出，TKA術(shù)后隨著后髁增大，TF關(guān)節(jié)接觸位置發(fā)生后移，伸膝裝置力臂增加。也有學者發(fā)現(xiàn)股骨后髁過度截骨的患者伸膝力臂減小，不利于TKA術(shù)后功能恢復[19-20]。術(shù)后TF關(guān)節(jié)接觸位置向后移動，使股四頭肌力臂延長，可以減少伸膝時股四頭肌做功，尤其是在膝關(guān)節(jié)高度屈曲時[21]，這使患者術(shù)后進行行走、爬樓等日常活動時股四頭肌的效能提高。髕股關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復雜，TKA中不恰當?shù)奶幚頃淖凅x骨軌跡，引起力學異常，嚴重時可出現(xiàn)膝前疼痛和髕骨假體的磨損等并發(fā)癥[22]。隨著股骨脛骨假體存活率上升，髕關(guān)節(jié)并發(fā)癥成為了手術(shù)失敗及翻修的重要原因。髕股關(guān)節(jié)接觸壓與股四頭肌及髕韌帶的拉力有關(guān)，增加股四頭肌力臂，能減少完成相同屈曲時股四頭肌需額外做的功，降低髕股關(guān)節(jié)接觸壓力。而髕骨假體磨損和松動，膝前痛的發(fā)生都與髕股關(guān)節(jié)接觸壓升高有關(guān)。張宇[23]在一項研究中發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)活動度良好的女性患者上樓自如，在下樓出現(xiàn)不同程度的膝前痛，分析認為下樓時股骨發(fā)生相對前移，減少了股四頭肌力臂，使屈膝時股四頭肌需要額外做功，髕股接觸壓力增加，發(fā)生膝前疼痛。這也與本實驗的結(jié)果相符，后髁偏率增大的患者可以獲得更高的KSS及WOMAC評分。

綜上所述，后髁偏率的變化對后穩(wěn)定型TKA術(shù)后的主動、被動屈曲角度無顯著影響。然而在進行后髁截骨及假體選擇時，恢復或?qū)⑦m當增加患者后髁偏率，有助于獲得更佳的膝關(guān)節(jié)功能。

本研究也存在不足之處，由于部分患者經(jīng)濟負擔過重或體內(nèi)有金屬內(nèi)植物不能接受MRI檢查，而采用正側(cè)位X線片來測量影像學指標，該方法無法分別計算內(nèi)外后髁的偏率和后髁軟骨厚度。Wang等[24]學者的研究認為PCO對不同負重狀態(tài)的屈曲影響不同，本實驗僅研究了PCOR對非負重位主、被動屈曲的影響，并未考慮負重因素，今后應(yīng)作進一步研究。