膝內(nèi)翻畸形對全膝置換術(shù)手術(shù)前后踝關(guān)節(jié)的影響研究

吳子光 鄭煒宏 何君源 彭鍵勇 黃治華 唐劍邦

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是高齡人群疼痛、功能障礙甚至殘疾的主要來源之一，60 歲以上人群中超過 10%人深受其影響。而其中以膝內(nèi)翻畸形骨關(guān)節(jié)炎最為常見，由于膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室過多承受身體的重量壓力，加快磨損內(nèi)側(cè)軟骨，反過來加重下肢力線內(nèi)翻畸形。而下肢力線內(nèi)翻畸形的發(fā)展會影響踝關(guān)節(jié)力線的排列，加速踝關(guān)節(jié)退化速度。研究表明，35.2% 的膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者在接受全膝關(guān)節(jié)置換術(shù) ( total knee arthroplasty，TKA ) 治療之前，踝關(guān)節(jié)已出現(xiàn)影像學(xué)改變，膝內(nèi)翻畸形患者往往出現(xiàn)踝關(guān)節(jié)外翻傾斜的變化。目前極少有研究關(guān)注膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形患者同側(cè)踝關(guān)節(jié)的傾斜及對位不良等問題，以及評估 TKA 術(shù)后踝關(guān)節(jié)對線、對位的改變。選取 2019 年 6～12 月，確診并決定于我院骨關(guān)節(jié)科接受 TKA 治療的 80 例女性晚期膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻患者，通過術(shù)前與術(shù)后踝關(guān)節(jié)力線及角度的變化，研究膝內(nèi)翻的不良下肢力線對踝關(guān)節(jié)的影響，并評估 TKA 術(shù)后踝關(guān)節(jié)的變化，探討膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形與踝關(guān)節(jié)退行性病變的關(guān)系。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 符合膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻性畸形的診斷標(biāo)準(zhǔn)；( 2 ) 術(shù)前術(shù)后具有標(biāo)準(zhǔn)、清晰的站立位雙下肢全長 DR 片；( 3 ) 術(shù)前無膝關(guān)節(jié)屈曲攣縮或屈曲攣縮 ＜ 15°；( 4 ) 初次接受 TKA 術(shù)治療。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 缺乏術(shù)前或術(shù)后站立位雙下肢全長 DR 片或 DR 片拍攝不清楚、不標(biāo)準(zhǔn)；( 2 ) 既往膝、踝關(guān)節(jié)存在骨折韌帶損傷史、接受過任何形式的手術(shù)治療史；( 3 ) 股骨或脛骨發(fā)育畸形；( 4 ) 依從性差，無法完成隨訪要求；( 5 ) 術(shù)后出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)僵硬、關(guān)節(jié)感染、骨不愈合、腦梗死等影響下肢康復(fù)的嚴(yán)重并發(fā)癥。

二、一般資料

本組共納入 80 例 ( 80 個膝關(guān)節(jié) )。所有患者皆為初次接受 TKA 治療，隨訪時間 7～13 個月，平均隨訪時間 ( 9.4±2.2 ) 個月，患者年齡 62～86 歲，平均 ( 67.24±8.73 ) 歲；體質(zhì)量指數(shù) ( body mass index，BMI ) 18.7～35.3，平均 26.21±12.43。其中術(shù)前合并同側(cè)踝關(guān)節(jié)疼痛者 8 例，術(shù)前視覺模擬評分 ( visual analogue scale，VAS ) 5.38±1.30。所有患者在 TKA術(shù)前與術(shù)后 1 周、末次隨訪于站立位接受了雙下肢全長 DR 片檢查。

三、測量方法

于術(shù)前與術(shù)后的站立位雙下肢全長 DR 片上測量髖關(guān)節(jié) - 膝 - 踝關(guān)節(jié)角 ( The hip-knee-ankle angle，HKA )、脛距角 ( tibial anterior surface angle，TAS )、脛骨遠(yuǎn)端外側(cè)角 ( lateral distal tibial angle，LDTA )、距骨傾斜角 ( talar tilt angle，TT )、距骨解剖角 ( anatomical talocrural angle，TC )、脛骨平臺與脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面間的角度 ( the tibial plateau and distal tibial plafond angle，PP )、地面與脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面間的角度 ( angles between the ground surface and distal tibial plafond，GP )、地面與上距骨關(guān)節(jié)面間的角度 ( and angles between the ground surface and upper talus，GT )做研究評估用 ( 圖 1 )；具體測量方法如下：股骨頭中心用 Mose Circles 法測量界定。膝關(guān)節(jié)的中點定義為股骨髁間切跡的頂部最高處，踝關(guān)節(jié)的中心定義為距骨上關(guān)節(jié)面的中點；機(jī)械軸指該骨近端關(guān)節(jié)和遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)中心點的連線；股骨機(jī)械軸定義為從股骨頭中心到膝關(guān)節(jié)中心的一條直線；脛骨機(jī)械軸定義為從脛骨平臺中心到踝關(guān)節(jié)中心的一條直線。下肢正確的力線：髖、膝和踝三個關(guān)節(jié)的中點皆分布在機(jī)械軸連線上。

HKA 為股骨機(jī)械軸與脛骨機(jī)械軸之間夾角；TAS 為脛骨解剖軸與距骨上關(guān)節(jié)面最高點水平連線之間夾角；LDTA 為脛骨機(jī)械軸與脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面連線之間外上側(cè)夾角；TT 為脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面連線與距骨上關(guān)節(jié)面連線之間夾角；TC 為脛骨解剖軸與踝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)踝最低點連線之間夾角；PP 為脛骨平臺關(guān)節(jié)面連線與脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面連線之間夾角；GT 為地面水平線與距骨上關(guān)節(jié)面連線之間夾角；GP 為地面水平線與脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面連線之間夾角。

膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形用 HKA 評估，＜ 177° 的 HKA角定義為膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形。采用 LDTA 評估下肢力線長期畸形狀態(tài)下脛骨遠(yuǎn)端所出現(xiàn)的代償性變化，TAS 評估距骨上關(guān)節(jié)面的代償性變化，PP 評價脛骨平臺和脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面之間相對的傾斜度程度，TT 評估脛距關(guān)節(jié)的對位情況，GT 測量距骨相對于地面間的傾斜程度及評估距下關(guān)節(jié)的對位情況。用 GP 評價脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面相對于地面間的傾斜程度。對于 PP、TT、GT、GP，其角度向外側(cè)開放為一個正值。

四、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

術(shù)前 HKA 與 GP、GT 之間存在顯著相關(guān)性 (＜0.05 )，術(shù)前 HKA 與術(shù)前 GP (= 0.565，= 0.000 )、術(shù)前 GT (= 0.508，= 0.000 ) 之間均呈正相關(guān)，說明術(shù)前 HKA 能顯著影響術(shù)前 GP、GT ( 表 1 )。

表1 術(shù)前 HKA 和踝關(guān)節(jié)測量角度的相關(guān)性 ( n = 80 )Tab.1 Correlation between preoperative HKA and ankle measurement angle ( n = 80 )

術(shù)后 HKA 與 GP、GT 之間存在顯著相關(guān)性 (＜0.05 )，術(shù)后 HKA 與末次隨訪 GP (= 0.305，=0.006 )、GT (= 0.235，= 0.036 ) 之間均呈正相關(guān)，術(shù)后 HKA 能顯著影響術(shù)后 GP、GT ( 表 2 )。

表2 末次隨訪 HKA 和踝關(guān)節(jié)測量角度的相關(guān)性 ( n = 80 )Tab.2 Correlation between HKA and ankle measurement angle at the last follow-up ( n = 80 )

配對檢驗結(jié)果顯示，術(shù)前與術(shù)后及末次隨訪所測 HKA、PP、GP、GT、TT、TAS 之間，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (＜ 0.05 )，各指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)，術(shù)前 HKA 為( 168.83±4.46 ) °，術(shù)后為 ( 177.53±2.95 ) °；術(shù)前 PP為 ( 4.27±4.98 ) °，術(shù)后為 ( 0.18±4.17 ) °；術(shù)前 TT 為( -0.62±1.91 ) °，術(shù)后為 ( 0.46±1.25 ) °；術(shù)前 TAS 為( 87.68±2.98 ) °，術(shù)后為 ( 88.81±2.92 ) °；術(shù)前 GP 為( -6.90±6.15 ) °，術(shù)后為 ( 0.51±3.99 ) °；術(shù)前 GT 為( -6.56±6.10 ) °，術(shù)后為 ( 0.07±4.04 ) ° ( 表 3 )。

表3 術(shù)前與末次隨訪膝、踝關(guān)節(jié)測量角度對比 ( ±s，n = 80 )Tab.3 Comparison of measurement angles of the knee and ankle before operation and at the last follow-up ( x- ± s, n = 80 )

術(shù)前合并踝關(guān)節(jié)疼痛患者，術(shù)前與末次隨訪踝關(guān)節(jié) VAS 評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義，術(shù)后 1 年 VAS 評分由術(shù)前 5.38±1.30 降至 2.38±2.32，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (＜ 0.05 )，隨著下肢力線糾正，術(shù)前踝關(guān)節(jié)疼痛癥狀得到改善。

討 論

一、膝內(nèi)翻畸形對于踝關(guān)節(jié)力線及關(guān)節(jié)面對位的影響

研究結(jié)果顯示，術(shù)前 HKA 與 GP、GT 之間存在顯著相關(guān)性 (＜ 0.05 )，說明隨著膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形的進(jìn)展，距骨上關(guān)節(jié)面和脛骨遠(yuǎn)端向相對地面的傾斜均會增加。雖然膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形對踝關(guān)節(jié)退行性改變的影響尚未完全確定，但已證實其與踝關(guān)節(jié)的排列之間存在關(guān)系。有學(xué)者證明經(jīng) TKA 治療后踝關(guān)節(jié)面的對齊有顯著改善；Xie 等的研究指出，隨著膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形的增加，脛距關(guān)節(jié)變得更加外翻，踝關(guān)節(jié)會出現(xiàn)傾斜的代償性變化。有研究指出踝關(guān)節(jié)和距下關(guān)節(jié)均可產(chǎn)生代償性變化，以適應(yīng)膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻對踝關(guān)節(jié)力線異常排列的影響。Okamoto等亦指出膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻患者足踝部出現(xiàn)了代償變化，但未解釋代償變化發(fā)生的部位及發(fā)生機(jī)制。

下肢力線異常排列造成應(yīng)力不均衡的作用于踝關(guān)節(jié)，加快踝關(guān)節(jié)軟骨的磨損速度，最終導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)炎的出現(xiàn)。有學(xué)者觀察到膝關(guān)節(jié)炎的程度、踝關(guān)節(jié)的傾斜和下肢力線對線不良之間有顯著的相關(guān)性。踝關(guān)節(jié)退行性變在重度膝關(guān)節(jié)退行性關(guān)節(jié)炎或下肢力線對線不良的患者中并不少見。有學(xué)者對50 具尸體的同一側(cè)膝、踝關(guān)節(jié)進(jìn)行了檢查，平均年齡為 76 歲，其中 66% 的膝關(guān)節(jié)和 18% 的踝關(guān)節(jié)發(fā)現(xiàn)了明顯的骨關(guān)節(jié)炎，且兩個關(guān)節(jié)出現(xiàn)退行性改變概率皆與年齡呈正相關(guān)性。踝關(guān)節(jié)傾斜導(dǎo)致關(guān)節(jié)對位不良，內(nèi)側(cè)應(yīng)力集中，容易引起軟骨磨損病變，最終發(fā)展成踝關(guān)節(jié)退行性關(guān)節(jié)炎。本研究認(rèn)為膝內(nèi)翻畸形患者出現(xiàn)踝關(guān)節(jié)退行性變的主要原因是：下肢力線排列不良導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面和距骨上關(guān)節(jié)面傾斜角度的增加，為維持膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻狀態(tài)下行走與站立所需的冠狀面下肢對齊，脛距關(guān)節(jié)及距下關(guān)節(jié)對位均隨著膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻的發(fā)展而逐漸出現(xiàn)代償性變化，這種變化導(dǎo)致關(guān)節(jié)面出現(xiàn)內(nèi)外側(cè)間室負(fù)荷分布不平衡，增加外側(cè)關(guān)節(jié)面的負(fù)荷力量，關(guān)節(jié)外側(cè)間隙出現(xiàn)狹窄，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)脛骨遠(yuǎn)端外側(cè)干骺端塌陷。

二、TKA 矯正下肢力線對于改善踝關(guān)節(jié)生物力學(xué)環(huán)境的分析

TKA 已經(jīng)是世界公認(rèn)的治療晚期膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎最具療效的手術(shù)選擇；TKA 對下肢力線的重塑不僅影響著術(shù)后關(guān)節(jié)功能及假體存活率，而且不可避免地改變了同側(cè)踝關(guān)節(jié)的對線、對位情況。本次研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后 HKA 與 GP、GT 之間存在顯著相關(guān)性 (＜ 0.05 )，說明隨著膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形矯正，距骨上關(guān)節(jié)面和脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面的傾斜可以得到糾正。術(shù)前與術(shù)后 1 年隨訪所測 HKA、PP、GP、GT、TT、TAS 之間均存在顯著差異 (＜ 0.05 )，術(shù)后脛骨平臺、距骨上關(guān)節(jié)面和脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面相對地面的傾斜均發(fā)生了相應(yīng)變化，意味著術(shù)前脛距關(guān)節(jié)、距下關(guān)節(jié)的對位不良可隨著下肢力線矯正而得到了改善。而術(shù)前術(shù)后 LDTA、TC 并無明顯變化(＜ 0.05 )，說明隨膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形的發(fā)展，脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面產(chǎn)生的代償性變化術(shù)后無法得到改變，其代償性改變可能是非可逆的。

本研究亦發(fā)現(xiàn)，部分術(shù)前合并同側(cè)踝關(guān)節(jié)疼痛患者，術(shù)后疼痛可得到緩解。此次納入的患者術(shù)前合并同側(cè)踝關(guān)節(jié)疼痛患者 8 例，術(shù)后 1 年隨訪6 例疼痛明顯減輕，2 例踝關(guān)節(jié)疼痛無明顯改變，隨著踝關(guān)節(jié)異常傾斜及對位不良得到糾正，踝關(guān)節(jié)負(fù)荷分布重新恢復(fù)平衡，進(jìn)而改善生物力學(xué)狀態(tài)而減少踝關(guān)節(jié)的疼痛不適。已有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，部分存在同側(cè)膝、踝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的患者通過脛骨高位截骨術(shù)矯正下肢力線后，踝關(guān)節(jié)的疼痛癥狀亦得到一定程度的緩解。這提示對于合并同側(cè)踝關(guān)節(jié)疼痛的患者，膝內(nèi)翻畸形的矯正，如 TKA 和脛骨高位截骨術(shù)，可能有助于延緩踝關(guān)節(jié)退行性變。Norton 等建議，脛骨高位截骨術(shù)或 TKA 等膝關(guān)節(jié)手術(shù)應(yīng)在踝關(guān)節(jié)手術(shù)前進(jìn)行，這樣可以延遲一些患者踝關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。

三、重度膝內(nèi)翻畸形患者 TKA 術(shù)后踝關(guān)節(jié)疼痛的分析

而對于已存在重度膝內(nèi)翻畸形的患者，亦有研究提出不同的觀點：下肢力線完全矯正可能會使同側(cè)踝關(guān)節(jié)無法適應(yīng)過度矯正狀態(tài)，而出現(xiàn)足踝部疼痛等問題。Gursu 團(tuán)隊對 78 例 10° 以上膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形患者進(jìn)行 TKA 治療隨訪，對患者術(shù)前、術(shù)后站立和行走狀態(tài)下的踝關(guān)節(jié)進(jìn)行了評估，得出結(jié)論：過度追求下肢力線的中立位對線，導(dǎo)致已有明顯改變的踝關(guān)節(jié)不適應(yīng)術(shù)后的矯正狀態(tài)，亦可能是術(shù)后踝關(guān)節(jié)行走疼痛的主要原因。所以對重度膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻患者，術(shù)前需對同側(cè)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行評估，考慮保留一定程度的膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻，避免過度矯正下肢力線，減少術(shù)后踝關(guān)節(jié)的不適應(yīng)率，可能會得到更好的臨床療效。Rajasekaran 等對 124 例內(nèi)翻角度超過 15° 的患者進(jìn)行 TKA 治療并追蹤隨訪，發(fā)現(xiàn)殘留內(nèi)翻 173°～176° 術(shù)后可獲得更好的康復(fù)功能結(jié)果。且多項研究已證實中立位對線對假體生存率并無影響，Parratte 等對 280 例 TKA 術(shù)后患者進(jìn)行 15 年隨訪，發(fā)現(xiàn)中立位對線并不能提高術(shù)后 15 年的假體生存率，下肢力線在內(nèi)翻 8° 至外翻 9° 之間的假體生存率并無差異。在保持軟組織平衡的情況下，嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻患者可以考慮殘留一定的內(nèi)翻角度，但其保留角度不應(yīng) ＞ 6°。目前國內(nèi)外并沒有足夠研究對該范圍進(jìn)行界定，對合并有同側(cè)踝關(guān)節(jié)癥狀的力線保留范圍需進(jìn)一步研究。此外，術(shù)前踝關(guān)節(jié)嚴(yán)重畸形患者，可以考慮在康復(fù)期間通過改變足踝的鞋墊或物理治療進(jìn)行干預(yù)，以減輕踝部的不適應(yīng)證狀。Braga 等對 19 例踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)特制楔形鞋墊可改變踝關(guān)節(jié)運(yùn)動和力矩模式，改善足踝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)環(huán)境。這要求醫(yī)師不僅需把握好下肢力線的重塑、膝關(guān)節(jié)活動度的恢復(fù)及周圍軟組織的平衡，術(shù)后也需對不同患者的膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)制訂針對性的康復(fù)計劃，因此術(shù)前對于踝關(guān)節(jié)的關(guān)注尤為重要。

目前研究存在局限性。首先，沒有對患者膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的退行性變程度進(jìn)行記錄，膝關(guān)節(jié)退行性變程度對踝關(guān)節(jié)的影響有待進(jìn)一步研究。其次，未有足夠的合并同側(cè)踝關(guān)節(jié)疼痛觀察病例，TKA 對同側(cè)踝關(guān)節(jié)疼痛癥狀的影響等有待進(jìn)一步研究。再者，DR 片中下肢旋轉(zhuǎn)的變異性可能會對膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的角度測量結(jié)果產(chǎn)生影響，使用三維成像研究可以提供更準(zhǔn)確的結(jié)果，但由于輻射暴露和成像成本增加，實施起來過于困難。還有，本次研究只收錄膝內(nèi)翻畸形女性患者，未對膝外翻畸形患者與男性患者進(jìn)行檢查，因為臨床上膝外翻與男性膝骨關(guān)節(jié)炎相對少見。因此，需要更深層的研究來闡明TKA 術(shù)前與術(shù)后下肢力線的變化對踝關(guān)節(jié)對位及踝關(guān)節(jié)退行性變的影響。

綜上所述，本研究表明，踝關(guān)節(jié)傾斜與其膝內(nèi)翻畸形的下肢力線排列不良相關(guān)聯(lián)，且隨著膝內(nèi)翻程度增加，其傾斜程度亦會進(jìn)一步加劇，并代償性地出現(xiàn)脛距關(guān)節(jié)、距下關(guān)節(jié)的對位不良，常規(guī) TKA可以糾正有癥狀的膝骨關(guān)節(jié)炎患者的內(nèi)翻畸形，改善踝關(guān)節(jié)傾斜及對位不良，延緩踝關(guān)節(jié)退行性變，減輕踝關(guān)節(jié)癥狀。目前大多數(shù)關(guān)節(jié)外科醫(yī)師在 TKA術(shù)前與術(shù)后均較少關(guān)注踝關(guān)節(jié)對線及其生物力學(xué)的變化，而根據(jù)目前的研究結(jié)果，建議在 TKA 術(shù)前應(yīng)對同側(cè)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)的檢查，將踝關(guān)節(jié)因素納入影響術(shù)后療效的范圍，這有利于改善踝關(guān)節(jié)的對位不良，減少繼發(fā)性或原發(fā)性踝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生與發(fā)展概率，提高 TKA 療效與患者滿意度。