全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后主要失敗原因分析

王博,楊琳,李亦丞,郭曉斌,霍首杰,陳權(quán)

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科,新疆 烏魯木齊 830000)

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty,TKA)是治療晚期膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)病最有效的手段之一。隨著人口老齡化、肥胖人群占比增高等原因,膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)病的發(fā)病率也隨之增加[1]。同時(shí)膝關(guān)節(jié)假體的生產(chǎn)成本降低、假體設(shè)計(jì)的改變讓先前的缺陷得以改善,加上手術(shù)精度的提高,如計(jì)算機(jī)導(dǎo)航等輔助技術(shù),使TAK成為更加成熟的手術(shù)[2],所以越來越多的人選擇膝關(guān)節(jié)置換術(shù)來減少疼痛,改善功能以提高生活質(zhì)量[3]。然而隨著人們對(duì)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)需求量的提升,并發(fā)癥也隨之增多[4-5]。

目前研究顯示,膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)是膝關(guān)節(jié)翻修的主要原因[6]。在過去十年,由于高分子聚乙烯墊片的材料更新,膝關(guān)節(jié)假體的設(shè)計(jì)理念不斷創(chuàng)新,翻修的原因占比發(fā)生了較大變化[7],感染成為了膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后最主要的并發(fā)癥。然而,國(guó)內(nèi)報(bào)道大多為單中心研究,數(shù)據(jù)量較少,新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院是一家擁有完整三級(jí)護(hù)理的三甲醫(yī)院,盡管TKA在當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)醫(yī)院都已經(jīng)普及,但絕大多數(shù)膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)都是在本院骨科中心進(jìn)行,擁有較多數(shù)據(jù)量,且能夠代表一定的地區(qū)特異性。

因此,本研究的目的是對(duì)TKA的翻修原因進(jìn)行回顧性分析,并對(duì)這些原因與先前進(jìn)行的分析進(jìn)行比較,通過改良診斷標(biāo)準(zhǔn)、手術(shù)治療、抗生素使用標(biāo)準(zhǔn)或術(shù)后康復(fù)方案幫助降低膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率,以提高膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)成功率[8],現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):新疆醫(yī)科大第一附屬醫(yī)院骨科中心接受膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)病例。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)接受鉸鏈型假體作為主要置入物的患者;(2)因腫瘤行TKA的患者。

1.2 一般資料 依據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn),選擇2012年1月至2021年12月新疆醫(yī)科大第一附屬醫(yī)院骨科中心接受膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)病例280例298側(cè),其中早期翻修144側(cè),晚期翻修154側(cè);多次翻修29側(cè)。男76例,女204例;年齡26～87歲,平均(67.5±9.4)歲。根據(jù)翻修原因分類:感染171側(cè),無菌性松動(dòng)75側(cè),假體周圍骨折13側(cè),膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定15側(cè),聚乙烯墊片磨損4側(cè),關(guān)節(jié)僵硬4側(cè),假體脫位12側(cè),髕股關(guān)節(jié)問題4側(cè)。

1.3 分類標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)以往的研究,筆者將膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)定義為至少更換一種部件(股骨、脛骨、髕骨、半月板墊片)。對(duì)膝關(guān)節(jié)翻修原因具體可以細(xì)分為:感染、無菌性松動(dòng)、假體周圍骨折、假體斷裂、聚乙烯墊片磨損、膝關(guān)節(jié)僵硬、假體不穩(wěn)定、假體脫位、髕股關(guān)節(jié)問題等,如果有1個(gè)以上的翻修原因,則統(tǒng)計(jì)主要原因[9]。

假體周圍感染(prosthetic joint infection,PJI)的診斷是基于2013肌肉骨骼感染協(xié)會(huì)(muscularskeletal infection society,MSIS)標(biāo)準(zhǔn),符合以下標(biāo)準(zhǔn),假體周圍關(guān)節(jié)感染明確存在。(1)存在與假體相通的竇道;(2)受累人工關(guān)節(jié)的2處假體周圍組織或關(guān)節(jié)液標(biāo)本中分離出同一病原體;(3)滿足以下6條中4條:①紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)或C反應(yīng)蛋白(C-reactionprotein,CRP)水平升高;②滑膜白細(xì)胞計(jì)數(shù)升高;③滑膜中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear neutrophil,PMN)百分比升高;④受累關(guān)節(jié)出現(xiàn)化膿表現(xiàn);⑤假體周圍組織或關(guān)節(jié)液標(biāo)本中1次培養(yǎng)分離出微生物;⑥400倍放大率下,假體周圍組織的病理學(xué)分析在5個(gè)高倍鏡視野下發(fā)現(xiàn)>5個(gè)中心粒細(xì)胞。若滿足標(biāo)準(zhǔn)(3)中少于4條,假體周圍關(guān)節(jié)感染可能存在。

膝關(guān)節(jié)僵硬定義為15 °的屈曲攣縮和/或小于75 °的屈曲活動(dòng)度,當(dāng)所有其他機(jī)制排除時(shí),膝關(guān)節(jié)僵硬被認(rèn)為是TKA術(shù)后失敗的主要原因[10]。無菌性松動(dòng)定義為有記錄的>2 mm的膝關(guān)節(jié)假體組件移位,進(jìn)行性放射透光線>2 mm,或術(shù)中發(fā)現(xiàn)假體部件松動(dòng)。如果存在膝關(guān)節(jié)組件松動(dòng),無菌性松動(dòng)被記錄為翻修的主要原因。如果進(jìn)行二期翻修,臨時(shí)放置含有抗生素的骨間隔墊[11],即考慮作為1次手術(shù)。對(duì)假體周圍骨折、膝關(guān)節(jié)脫位和無菌性松動(dòng)用放射學(xué)進(jìn)行評(píng)估,必要時(shí)采用CT評(píng)估[12]。

翻修分為兩組:初次翻修組,即初次TKA后的第1次翻修;多次翻修組,即已經(jīng)進(jìn)行翻修手術(shù)>1次。記錄從初次TKA到第1次翻修手術(shù)的時(shí)間間隔,并將患者分為早期和晚期翻修組。初次TKA和翻修之間的間隔為2年認(rèn)為是早期和晚期之間的分界點(diǎn),<2年為早期翻修,≥2年為晚期翻修[13]。

記錄患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征、年齡、性別以及身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、年齡校正Charlson合并癥指數(shù)(age-adjusted Charlson comorbidity index,aCCI)和美國(guó)麻醉師協(xié)會(huì)(American society of aneshesiologists,ASA)評(píng)分。

2 結(jié) 果

280例膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù),筆者僅對(duì)81例(28.9%)行膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)的患者進(jìn)行了初次TKA調(diào)查,199例(71.1%)患者由外院轉(zhuǎn)至本院骨科中心進(jìn)行翻修。

患者年齡26～87歲,平均年齡(67.5±9.4)歲。大多數(shù)(76.2%)有較為嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病(ASA Ⅱ級(jí)),平均BMI為(26.3±4.2) kg/m2,達(dá)到超重標(biāo)準(zhǔn)。204例(72.1%)女性患者,是男性患者近3倍(見表1)。

表1 TKA術(shù)后翻修患者一般情況

280例298側(cè)TKA翻修患者,18例患者在調(diào)查期間進(jìn)行了雙側(cè)膝關(guān)節(jié)翻修(36側(cè)翻修手術(shù))。298側(cè)手術(shù)中翻修占比最高是假體周圍感染(總體57.4%,早期翻修76.4%,晚期翻修39.6%;多次翻修72.4%),其次是無菌性松動(dòng)(總體25.2%,早期翻修8.3%,晚期翻修40.9%;多次翻修20.7%),假體周圍骨折4.4%、不穩(wěn)定(5.0%)及膝關(guān)節(jié)假體脫位(4.0%)相對(duì)較少(見表2)。

表2 TKA術(shù)后失敗機(jī)制統(tǒng)計(jì)結(jié)果

在初次翻修組病例中,早期翻修中因感染翻修占比76.4%。晚期翻修中因感染翻修占比39.6%,因無菌性松動(dòng)占比40.9%二者差距不大,但無菌性松動(dòng)絕大部分(84.0%)為晚期翻修(見圖1)。

圖1 10年內(nèi)各失敗原因總計(jì) 圖2 10年內(nèi)各失敗原因趨勢(shì)圖

205側(cè)膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)(68.8%)只有1個(gè)失敗原因,93側(cè)膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)(31.2%)超過1個(gè)失敗原因。29例患者之前已經(jīng)接受過1～6次的膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù),在這些患者中,從初次TKA到最后1次翻修的時(shí)間為0～3.2年,平均時(shí)間為(2.4±3.2)年。多次翻修的病例中感染仍為最主要翻修原因,占72.4%。10年內(nèi)失敗原因趨勢(shì)見圖2。

3 討 論

長(zhǎng)期以來,初次TKA后的翻修手術(shù)一直被作為TKA的主要終點(diǎn),由于整體TKA數(shù)量的增加,患者向年輕化轉(zhuǎn)變和技術(shù)發(fā)展,膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)數(shù)量正在逐年上升[14]。本中心10年內(nèi)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后翻修率3.1%,相較于澳大利亞、英國(guó)及瑞典等關(guān)節(jié)置換注冊(cè)中心10年內(nèi)翻修率平均5%明顯更低,且因感染翻修率不到1%[15]。然而本研究中的大部分翻修(72.8%)是在地區(qū)、州醫(yī)院進(jìn)行初次TKA后出現(xiàn)并發(fā)癥轉(zhuǎn)到本中心的,由于復(fù)雜手術(shù)的集中與特殊地理與人文環(huán)境,本中心的數(shù)據(jù)樣本更多、更具有代表性且進(jìn)行翻修的原因可能不同于其他中心。

在本研究中,10年內(nèi)膝關(guān)節(jié)翻修中PJI的占比達(dá)到了57.4%,占翻修總數(shù)量的一半以上,且10年內(nèi)因感染行膝關(guān)節(jié)翻修病例也呈上升趨勢(shì)。膝關(guān)節(jié)假體周圍感染已成為最主要的翻修原因,占早期翻修76.4%,從初次TKA至翻修平均時(shí)間(2.0±2.7)年。2018年,Postler等[16]的研究中表明PJI發(fā)生率最高36.3%,本研究與Postler的研究相較從初次TKA至初次翻修平均時(shí)間更早,且早期翻修病例占比更多。有關(guān)的因素可能是術(shù)前宣教、術(shù)中無菌操作、術(shù)后康復(fù)、特殊地理環(huán)境、各地州醫(yī)療水平不同及民族特征的差異。大量文獻(xiàn)一致表明,假體周圍關(guān)節(jié)感染難以治療[17],PJI作為TKA術(shù)后最難治療和最昂貴的并發(fā)癥,風(fēng)險(xiǎn)更高、住院時(shí)間更長(zhǎng)、再入院次數(shù)更多、死亡率更高,且因PJI行膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)需要更多的資源。這些數(shù)據(jù)提醒應(yīng)當(dāng)更加重視初次TKA術(shù)后早期的隨訪觀察,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并降低翻修率。

2002年,Sharkey等[9]發(fā)現(xiàn)聚乙烯磨損(25.0%)是TKA翻修最普遍的機(jī)制,2014年無菌性松動(dòng)(39.9%)是最常見的失敗機(jī)制。Thiele等[10]發(fā)現(xiàn)無菌性松動(dòng)(21.8%)、不穩(wěn)定(21.8%)和惡性病變(20.7%)是翻修最常見的適應(yīng)證。本研究中,因無菌性松動(dòng)行膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)為僅次于PJI的第二大原因,占翻修總側(cè)數(shù)25.2%,從初次TKA至翻修平均時(shí)間為(6.0±3.6)年,晚期翻修占比40.9%,在無菌性松動(dòng)病例中晚期翻修占絕大多數(shù)(84.0%),10年內(nèi)病例數(shù)量呈緩慢上升趨勢(shì),但因無菌性松動(dòng)及半月板墊片磨損翻修的占比在10年內(nèi)在逐漸降低,減少的原因是改進(jìn)了無菌器械包的包裝方法,增加使用高交聯(lián)聚乙烯墊片,股骨組件設(shè)計(jì)改變膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué),或降低脛骨基板粗糙度和改進(jìn)聚乙烯鎖定機(jī)制。無菌性松動(dòng)仍然是導(dǎo)致TKA術(shù)后失敗的一個(gè)重要原因,特別是在較年輕的患者中,這些患者翻修可能需要延長(zhǎng)到15年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。假體早期松動(dòng)可能與TKA假體固定方法有關(guān),包括骨水泥技術(shù)。松動(dòng)的原因隨著時(shí)間的變化而變化,這說明早期的松動(dòng)很可能與假體固定不良有關(guān)。晚期松動(dòng)往往是由于繼發(fā)性骨吸收導(dǎo)致的不穩(wěn)定。

在Koh等[18]的研究中,髕股關(guān)節(jié)病繼發(fā)性髕骨表面置換是翻修的第三大常見原因,占所有翻修的14.0%,15年發(fā)生率為0.7%。而本中心髕骨問題較國(guó)外占比很低,僅占所有原因的1.3%。膝關(guān)節(jié)僵硬和假體斷裂的翻修很少發(fā)生。骨折作為翻修的原因略有增加,這可能與全球老齡化和骨質(zhì)疏松性膝關(guān)節(jié)置換術(shù)人群有關(guān)。

Sharkey等[7]報(bào)告的212例翻修手術(shù)中后期翻修(時(shí)間超過2年)的平均失敗時(shí)間為7年(2.2～28.0年)。Thiele等[10]報(bào)道,在總共358例患者中,初次手術(shù)后至少3年進(jìn)行翻修的患者的平均失敗時(shí)間為7.9年。本研究晚期翻修組從初次TKA手術(shù)至翻修的平均時(shí)間為(6.8±2.8)年,這與先前的研究一致[19]。

本研究患者平均年齡大,年齡為(67.5±9.4)歲,大多數(shù)患者(76.2%)有較為嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病(ASA Ⅱ級(jí))、Charlson合并癥指數(shù)平均(3.3±1.5)分,平均BMI為(26.3±4.2) kg/m2,達(dá)到超重標(biāo)準(zhǔn)。204例(72.1%)女性患者,比男性患者多近2倍?？梢姳狙芯坎±挲g普遍較大,大多都合并有較多并發(fā)癥,平均BMI也高于正常值,由于機(jī)體免疫力的自然降低,這些因素都是TKA術(shù)后出現(xiàn)并發(fā)癥的危險(xiǎn)因素[20]。

與國(guó)內(nèi)其他研究不同的是,本研究不僅收集了初次翻修,還加入了多次膝關(guān)節(jié)翻修病例。他們占10年內(nèi)膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)病例的9.7%。多次翻修的患者感染占比72.4%,可見感染仍然是導(dǎo)致多次翻修的最主要原因。這些假體周圍關(guān)節(jié)感染只有32.0%之前沒有感染史,58.0%已經(jīng)因感染而進(jìn)行了翻修。本研究患者中,81.6%因PJI而重新翻修的患者之前已經(jīng)因PJI而進(jìn)行過翻修。這充分說明了PJI治療的困難,多次翻修的病例并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)更高,原因是多次手術(shù)后風(fēng)險(xiǎn)增加、手術(shù)時(shí)間更長(zhǎng)、既往瘢痕、置入物更大、共病和血管化不良的組織導(dǎo)致住院時(shí)間也更長(zhǎng),再入院次數(shù)更高。這些多次翻修的患者通常有循環(huán)受限,軟組織受損更為嚴(yán)重,傷口攣縮以及關(guān)節(jié)內(nèi)瘢痕,所以往往需要更大型的假體,導(dǎo)致手術(shù)難度的升級(jí)和術(shù)后并發(fā)癥的上升[21]。

本研究局限性是移居其他城市或在外部中心接受過翻修手術(shù)的患者,任何在海外接受翻修手術(shù)的患者將無法被納入。此外,翻修手術(shù)是一個(gè)相當(dāng)粗糙的終點(diǎn),任何拒絕進(jìn)行翻修手術(shù)或因醫(yī)療原因無法接受手術(shù)的患者的數(shù)據(jù)也會(huì)缺失,所以本研究中的各種原因可能有所低估。其次患者在分析中只能取一個(gè)主要原因進(jìn)行翻修,而在某些情況下報(bào)告了多種原因。第三,筆者無法準(zhǔn)確的知曉初次TKA術(shù)后出現(xiàn)并發(fā)癥至來本院就診之間的時(shí)長(zhǎng),但是有翻修指征的患者通常被有效地轉(zhuǎn)到本院骨科中心,確認(rèn)出現(xiàn)并發(fā)癥至行翻修手術(shù)之間的時(shí)間一般少于3個(gè)月,這可能使翻修分期產(chǎn)生誤差。