外翻膝全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后殘留畸形分布及危險(xiǎn)因素分析*

楊德金 王兆倫 邊濤 周報(bào)春 周一新

（北京積水潭醫(yī)院矯形骨科，北京 100035）

人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty,TKA）是治療終末期膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的有效手段，可緩解疼痛、糾正畸形和改善關(guān)節(jié)功能。恢復(fù)下肢力線是人工膝關(guān)節(jié)置換的重要目標(biāo)之一，術(shù)后力線與TKA療效和假體生存率密切相關(guān)[1-4]。TKA術(shù)后殘留畸形受到包括術(shù)前畸形特點(diǎn)和手術(shù)方式選擇等多方面因素的影響[5-8]。然而，目前仍少有研究聚焦外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形的發(fā)生率及其危險(xiǎn)因素。本研究旨在探討：①外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形的發(fā)生率；②分析外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形的危險(xiǎn)因素。從而有助于外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形的高危人群識別及個(gè)體化手術(shù)方案的選擇。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①TKA手術(shù)均采用常規(guī)手術(shù)方式，未使用計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)；②術(shù)前力線外翻；③年齡大于18周歲；④雙膝符合納入標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，隨機(jī)選取一側(cè)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前或術(shù)后下肢全長X線片影像缺失；②屈曲畸形大于15°；③下肢全長X線片投照不良；④因曝光條件不足導(dǎo)致主要解剖標(biāo)記辨識不清從而導(dǎo)致下肢全長X線片無法滿足本研究分析需要。

1.2 研究對象

回顧性分析2004～2016年北京積水潭醫(yī)院接受TKA的外翻膝患者患者131例。其中，男15例，女116例；年齡30～86歲，平均年齡（61.0±11.5）歲；體重指數(shù)（body mass index,BMI）為（25.0±3.4）kg/m2。126例使用PS或CR假體，5例使用半限制型/限制性假體。所有病例均由高級職稱關(guān)節(jié)外科醫(yī)師主刀手術(shù)。

1.3 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在術(shù)前和術(shù)后下肢全長X線片上進(jìn)行畸形分析（圖1）。在術(shù)前下肢全長X線片上，分別測量髖-膝-踝角（hip knee ankle,HKA）、股脛角（femoral tibial angle,FTA）、解剖軸股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角（anatomical lateral distal femoral angle,aLDFA）、脛骨近端內(nèi)側(cè)角（medial proximal tibial angle,MPTA）和關(guān)節(jié)線會聚角（joint line convergence angle,JLCA）。在術(shù)后下肢全長X線片上，分別測量HKA、FTA、aLDFA和MPTA。術(shù)前HKA大于3°外翻，定義為外翻膝。術(shù)后HKA在±3°之間，認(rèn)為是中立力線，即力線恢復(fù)滿意；術(shù)后HKA外翻大于3°定義為殘留外翻畸形，同時(shí)術(shù)后aLDFA小于81°定義為股骨側(cè)殘留外翻畸形，術(shù)后MPTA大于93°定義為脛骨側(cè)殘留外翻畸形。

1.4 觀察指標(biāo)

收集患者性別、年齡、BMI、術(shù)前ASA分級、Charlson合并癥指數(shù)、各種外翻膝分型，包含JST股骨分型和脛骨分型（圖2）、Krackow分型[9]、Ranawat分型[10]、SOO分型[11]，以及術(shù)前HKA、FTA、aLDFA、MPTA和JLCA。

圖1 畸形分析方法示意圖

圖2 JST分型系統(tǒng)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析符合正態(tài)分布的變量以表示，符合偏態(tài)分布的變量以M（QR）表示。采用二元Logistic回歸分析篩選外翻膝行TKA術(shù)后總體、股骨側(cè)、脛骨側(cè)殘留畸形的危險(xiǎn)因素。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)前畸形基線情況

術(shù)前HKA為3.1°～25.2°，中位數(shù)為9.6°。各分型分布見表1。根據(jù)JST分型，93.1%（122/131）的病例有股骨側(cè)畸形，53.4%（70/131）的病例有脛骨側(cè)畸形。股骨側(cè)畸形中，關(guān)節(jié)外畸形為主（JST-F2）和關(guān)節(jié)內(nèi)畸形為主（JST-F1a或JST-F1b）的病例比例為62∶60；所有脛骨側(cè)畸形中，關(guān)節(jié)外畸形（T2）和關(guān)節(jié)內(nèi)畸形病例比例為46∶24。根據(jù)Krackow分型，Ⅰ型最為常見（83.2%）。根據(jù)Ranawat分型，Ⅰ型和Ⅱ型常見，Ⅲ型最少見（16.8%）。根據(jù)SOO分型，Ⅱ型最為常見（78.6%）。

表1 131例外翻膝分型結(jié)果分布

2.2 術(shù)后殘留外翻畸形發(fā)生率及分布

共有47例（35.9%）TKA術(shù)后殘留外翻畸形（術(shù)后HKA＞3°），其術(shù)后HKA中位數(shù)為4.7°，最大值為11.8°。股骨側(cè)殘留外翻畸形（術(shù)后aLDFA＜81°）的病例為37例（28.2%），其術(shù)后aLDFA中位數(shù)為80.0°，最小值為74.2°；脛骨側(cè)殘留外翻畸形（術(shù)后MPTA＞93°）的病例為12例（9.2%），其術(shù)后MPTA中位數(shù)為93.7°，最大值為96.0°。

2.3 獨(dú)立危險(xiǎn)因素分析

選取年齡、性別、BMI、術(shù)前ASA分級、術(shù)前HKA、FTA、aLDFA、MPTA和JLCA、Charlson合并癥指數(shù)、JST分型-股骨側(cè)亞型、JST分型-脛骨側(cè)亞型、Krackow分型、Ranawat分型、SOO分型及各分型系統(tǒng)的亞型等因素，采用二元Logistic回歸分析篩選外翻膝行TKA術(shù)后總體、股骨側(cè)、脛骨側(cè)殘留畸形的危險(xiǎn)因素，結(jié)果顯示：①術(shù)后HKA＞3°的獨(dú)立危險(xiǎn)因素僅包括JST分型-股骨側(cè)亞型（P=0.005，F(xiàn)1a、F1b和F2相比F0的OR值分別為0.223、1.896和0.416）；（2）F1b型殘留畸形風(fēng)險(xiǎn)高于F1a和F2型（F1a比F1b，OR=0.12，P=0.0009；F2比F1b，OR=0.22，P=0.006）；（3）所列因素中未發(fā)現(xiàn)術(shù)后aLDFA＜81°的獨(dú)立危險(xiǎn)因素；（4）術(shù)后MPTA＞93°的獨(dú)立危險(xiǎn)因素包括BMI（OR=1.326，P=0.03）和 術(shù) 前MPTA（OR=1.353，P=0.03）。見表2。

3 討論

3.1 外翻膝TKA術(shù)后的目標(biāo)力線

TKA是治療膝關(guān)節(jié)終末期疾病的主要有效手段。TKA術(shù)中，需同時(shí)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)力線和糾正軟組織失衡兩個(gè)主要目標(biāo)。在常規(guī)TKA手術(shù)中，軟組織失衡狀態(tài)易于在術(shù)中做出判斷，但是下肢力線很難進(jìn)行精確的術(shù)中測量。一方面，由于測量誤差、手術(shù)精度不足等，可能導(dǎo)致手術(shù)后力線出現(xiàn)偏差。另一方面，在顯而易見的軟組織失衡的約束下，同時(shí)出于對限制性較高的假體失敗率更多的擔(dān)憂，術(shù)者有時(shí)會在截骨和力線上做一些妥協(xié)。Lee等[12]研究比較了17例殘留3°以內(nèi)外翻畸形和69例無殘留畸形病例，平均隨訪60個(gè)月，未發(fā)現(xiàn)臨床評分有顯著差異；但該研究病例數(shù)較少，且未獲得長期隨訪，結(jié)論尚待進(jìn)一步證實(shí)。Nishitani等[13]研究顯示，術(shù)后殘留外翻畸形會導(dǎo)致股脛關(guān)節(jié)運(yùn)動軌跡異常。除了對于存在術(shù)前生理性內(nèi)翻的病例可接受殘留輕度內(nèi)翻畸形之外，大部分關(guān)節(jié)外科醫(yī)師仍認(rèn)為TKA術(shù)后最佳力線為中立位[2,4]。現(xiàn)有文獻(xiàn)顯示，不論采用常規(guī)手術(shù)方法還是計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航手術(shù)，TKA術(shù)后仍有很高概率殘留外翻畸形。常規(guī)手術(shù)方式下，TKA術(shù)后殘留畸形概率為28.3%～30.1%[14-16]。既往少有研究聚焦于外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形的分布及其危險(xiǎn)因素研究。

表2 術(shù)后殘留外翻畸形影響因素的多因素Logistic回歸分析

3.2 外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形的發(fā)生率及分布

本研究連續(xù)納入了131例影像資料完整的外翻膝TKA病例，屬較大樣本量的報(bào)道。本研究發(fā)現(xiàn)，外翻膝接受非計(jì)算機(jī)輔助的常規(guī)TKA，術(shù)后殘留外翻畸形的發(fā)生率高于文獻(xiàn)報(bào)道的內(nèi)翻膝TKA術(shù)后殘留畸形的發(fā)生率，高達(dá)35.9%。其中，股骨側(cè)殘留外翻畸形更為常見（占78.7%），脛骨側(cè)殘留外翻畸形占25.5%，部分病例股骨和脛骨側(cè)均殘留畸形。外翻膝畸形來源復(fù)雜，而且外側(cè)主要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)外側(cè)副韌帶（lateral collateral ligament,LCL）的可松解性不及內(nèi)側(cè)副韌帶（medial collateral ligament,MCL），決定了外翻膝的力線控制和軟組織平衡比內(nèi)翻膝更具挑戰(zhàn)性。在傳統(tǒng)TKA手術(shù)中，脛骨側(cè)全長可見，力線控制比股骨側(cè)容易實(shí)現(xiàn)；而股骨側(cè)力線術(shù)中無法目測，只能依賴于股骨髓內(nèi)定位桿復(fù)制術(shù)前模板測量的計(jì)劃。股骨外翻畸形復(fù)雜程度高，使得傳統(tǒng)TKA中通過股骨髓內(nèi)定位來確定股骨力線的方法面臨挑戰(zhàn)。

外翻膝因術(shù)前畸形來源復(fù)雜，且合并不同類型的軟組織失衡，仍是關(guān)節(jié)外科醫(yī)師面臨的較大挑戰(zhàn)[17-19]。外翻膝的TKA在力線恢復(fù)和軟組織平衡方面的難度高于內(nèi)翻膝的TKA，已是業(yè)內(nèi)不爭的事實(shí)。既往有3篇大樣本薈萃分析報(bào)道了傳統(tǒng)TKA術(shù)后殘留畸形發(fā)生率分別為30.1%（349/1160）、28.3%（536/1892）和28.7%（316/1020），但未進(jìn)一步呈現(xiàn)外翻膝組術(shù)后殘留畸形發(fā)生率[14-16]。本研究專注于外翻膝病例，發(fā)現(xiàn)外翻膝殘留畸形發(fā)生率略高于文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果。

3.3 外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形與外翻膝分型的關(guān)系

提高手術(shù)精度和針對不同類型的外翻膝采取對應(yīng)的個(gè)體化治療方案，是降低殘留畸形發(fā)生率的必要措施。殘留畸形的原因之一是傳統(tǒng)手術(shù)操作精度不夠，大部分研究明確顯示通過計(jì)算機(jī)導(dǎo)航等輔助手段可降低發(fā)生率至12.1%～12.8%[14-16]。但是大部分現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助工具僅能單純提高截骨精確性，在軟組織平衡方面的作用有待進(jìn)一步提高。原因之二是骨性畸形和軟組織失衡來源復(fù)雜。對外翻膝進(jìn)行合理分型，是認(rèn)識疾病不同特征和選擇個(gè)體化治療方案的前提。

外翻膝分型系統(tǒng)很多，各自側(cè)重點(diǎn)不同。首先，Ranawat分型系統(tǒng)納入了對畸形程度的考慮[10]。其次，SOO分型系統(tǒng)考慮了畸形的可復(fù)性[11]。另外，有多個(gè)分型系統(tǒng)對MCL狀態(tài)進(jìn)行了區(qū)分，如Krackow分型Ⅱ型、Ranawat分型Ⅲ型、SOO分型Ⅲ和Ⅳ型合并MCL功能受損[9-11]。以上這些分型系統(tǒng)對軟組織平衡難度預(yù)測和術(shù)前是否需要準(zhǔn)備限制性假體提供了重要指導(dǎo)意義。但MCL功能不良的病例，大約僅占所有外翻膝的1/5[10]。本研究中，MCL失效病例僅占16.8%。對于大部分MCL正常的外翻膝，這些分型系統(tǒng)指導(dǎo)手術(shù)方式和假體選擇的意義有限。

本研究發(fā)現(xiàn)JST分型系統(tǒng)的股骨側(cè)分型，是外翻膝TKA術(shù)后殘留外翻畸形的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，JST-F1b型與F1a和F2型相比，更容易殘留外翻畸形。與其他分型相比，JST分型是基于膝關(guān)節(jié)畸形分布和LCL狀態(tài)的分型，分別對股骨側(cè)和脛骨側(cè)畸形來源同時(shí)進(jìn)行描述，并對LCL狀態(tài)做出初步推斷，有助于對外翻膝精準(zhǔn)施治。本研究病例中，JST分型各亞型分布較均勻；股骨畸形較脛骨常見，股骨關(guān)節(jié)內(nèi)和關(guān)節(jié)外畸形占比類似，脛骨關(guān)節(jié)外畸形占比略高于關(guān)節(jié)內(nèi)畸形。需要特別注意關(guān)節(jié)外畸形，若單純采用TKA關(guān)節(jié)內(nèi)截骨糾正力線，勢必帶來嚴(yán)重的軟組織失衡。本組病例為本中心較早期病例，均單純使用TKA關(guān)節(jié)內(nèi)截骨和軟組織松解技術(shù)處理，這可能也是殘留外翻畸形比例較高的原因之一。為此，筆者建議在合并關(guān)節(jié)外畸形的外翻膝處理中，應(yīng)重視畸形矯正原則，盡可能采用分期或同期矯形截骨在關(guān)節(jié)外矯正畸形。而對于JST-F1b型畸形，由于伸直位和屈曲位均存在畸形，會在常規(guī)TKA截骨后面臨外側(cè)間室軟組織較緊張的情況。由于術(shù)后是否應(yīng)該將目標(biāo)力線定為中立位尚存爭議，部分術(shù)者也可能選擇增加外側(cè)間室截骨，以力線上的妥協(xié)換來更容易的軟組織平衡，這很可能是本研究發(fā)現(xiàn)JST-F1b型殘留畸形風(fēng)險(xiǎn)高于F1a和F2型的原因；若想避免殘留外翻畸形，則需要聯(lián)合滑移截骨或使用限制性假體[20,21]。另外，Yin等[22]的研究結(jié)果顯示，JST分型系統(tǒng)不同股骨亞型的股骨遠(yuǎn)端截骨面形態(tài)不同，也提示需要不同手術(shù)技術(shù)和假體選擇來處理不同股骨亞型的外翻膝。

3.3 外翻膝TKA術(shù)后殘留畸形與BMI和脛骨畸形的關(guān)系

本研究還發(fā)現(xiàn)BMI和術(shù)前脛骨畸形程度（MPTA）是脛骨側(cè)術(shù)后殘留畸形的危險(xiǎn)因素。其潛在原因可能是：肥胖和脛骨畸形會給脛骨髓外定位造成困難，導(dǎo)致精確度下降；按照傳統(tǒng)對線要求，在冠狀面內(nèi)脛骨垂直截骨，在存在較大的脛骨畸形時(shí)，會導(dǎo)致顯著的內(nèi)外側(cè)間隙不平衡，可能有的術(shù)者會采取調(diào)整截骨的妥協(xié)手段來易化軟組織平衡。既往文獻(xiàn)報(bào)道脛骨平臺骨缺損也會造成解剖標(biāo)志定位困難，會對脛骨截骨精確度造成影響[7]，這與本研究結(jié)果吻合。

3.4 本研究的局限性

本研究也存在一些潛在局限性。首先，作為回顧性研究，可能存在病例選擇偏倚，也可能未納入所有危險(xiǎn)因素；但是本中心為國內(nèi)大型骨科中心，患者來自全國各地，研究所需的下肢全長X線片等資料是每例TKA都必備資料，加之為連續(xù)病例，已盡可能減少選擇偏倚。其次，本研究未對關(guān)節(jié)外畸形部位、程度等可能影響殘留畸形的參數(shù)進(jìn)行測量；但是，本研究記錄了多個(gè)分型系統(tǒng)的分型結(jié)果，結(jié)合測量結(jié)果，能較好區(qū)分畸形部位，而且越遠(yuǎn)離膝關(guān)節(jié)的畸形對膝關(guān)節(jié)力線影響越小，所以本研究盡可能全面地包括了可能的危險(xiǎn)因素。另外，治療理念會影響手術(shù)方式的選擇，從而影響畸形殘留程度。本研究所納病例時(shí)間跨度長、涉及術(shù)者多，而治療理念會動態(tài)變化，無法據(jù)此進(jìn)行亞組分析。本研究均采用了較早期手術(shù)病例，未納入近年來的手術(shù)病例；近年來，一方面本課題組更加重視畸形矯正原則，另一方面各種計(jì)算機(jī)輔助規(guī)劃技術(shù)和手術(shù)技術(shù)被更多使用，是否會降低殘留畸形發(fā)生率尚有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，外翻膝接受傳統(tǒng)TKA術(shù)后殘留總體外翻畸形的病例占35.9%，高于常規(guī)內(nèi)翻膝病例。股骨側(cè)殘留畸形比脛骨側(cè)常見。JST分型中的股骨側(cè)不同亞型是術(shù)后殘留畸形的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，F(xiàn)1b型殘留畸形風(fēng)險(xiǎn)高于F1a和F2型。脛骨側(cè)殘留畸形的獨(dú)立危險(xiǎn)因素是BMI和術(shù)前脛骨側(cè)畸形程度。根據(jù)外翻膝的畸形特點(diǎn)個(gè)體化選擇手術(shù)方式，提高手術(shù)精確度，可能是降低術(shù)后殘留畸形的方法。