影响高屈曲度人工全膝关节假体术后活动度的相关变量分析

吴定宇，安 晓，董纪元北京大学深圳医院，广东深圳 58036；解放军总医院，北京 00853

膝关节活动度是衡量全膝人工关节置换(total knee arthroplasty，TKA)术后功能恢复的最重要临床指标之一[1-4]。传统全膝关节活动度设计限制于90° ~ 115°[5-8]。近年来，随着膝关节假体设计的不断进步，高屈曲度膝关节假体问世并得到不断改善[9]，再经过科学有效的功能康复训练，患者可以获得更为满意的膝关节屈曲度，从而能够满足患者做深蹲、盘坐等膝关节高屈曲才能完成的动作的需求[10-11]。研究指出，与高屈曲度假体相比，传统假体可能提供更安全的高屈曲活动度[12-13]。探讨与传统膝关节假体术后活动度有关因素的研究较多，而高屈曲度膝关节假体术后活动度相关变量研究较少。本文采用回顾性研究的方法，通过量表分析与高屈曲度假体的术后活动度相关的变量。

资料和方法

1 病例选择 本实验设计类型是回顾性观察研究。观察对象源自2013年8月- 2014年8月在解放军总医院骨科初次接受单侧人工膝关节置换的患者。纳入标准：1)明确诊断退行性骨关节炎、类风湿关节炎或创伤性骨关节炎；2)同意参加本研究并给予配合。排除标准：1)术前膝关节活动度＜50°；2)严重内、外翻畸形(＞20°)；3)骨关节结核者；4)需要植骨的骨缺损者；5)膝关节部位明确有感染者；6)拒绝参加研究或不能积极配合完成随访的患者。最终182例患者纳入研究。以术后膝关节活动度125°为临界值，将入选病例分为关节活动度≥125°组和关节活动度＜125°组。

2 手术方式与术后处理 本研究内所有手术均由同一组外科医师完成。麻醉方式均为神经阻滞，在300 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)止血带压力下进行手术。手术采取标准髌骨内侧入路。每位患者均需完成一致的康复锻炼课程，其关节活动度测量采用标准测角器完成。膝关节活动度计算、屈曲畸形程度、功能量表评分由单盲康复师在术前和术后12个月完成。所有假体均采用高屈曲膝关节假体(Depuy Sigma RP-F型假体)，采用骨水泥固定。假体型号视术中情况而定(2 ~ 5号假体)。如果髌骨软骨损伤明显，病变严重，则行髌骨置换。深层组织连续缝合，皮下组织与皮肤采用间断缝合。止血带在关闭关节囊之后松开。术毕均在关节腔内放置引流管，术后24 h及时去除引流管，记录引流量。术后常规给予止痛、抗凝、抗生素等药物并给予补液、营养支持。

3 相关变量分析 1)比较两组之间病因、髌骨置换情况、体质量指数(body mass index，BMI)、术前关节活动度、止血带时间等变量是否存在差异；2)采用因素分析，对经分组分析有统计学差异的影响因素纳入多因素分析，得出影响关节活动度的相关因素。

4 统计学方法 所有的数据分析采用SPSS17.0统计软件进行统计学分析。计量资料以-x±s表示。手术前后数据分析采用配对t检验。组间分析中计量资料采用t检验，而计数资料采用χ2检验；影响术后关节活动度的不利因素采用多因素Logistic回归模型。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 两组一般资料比较 相比关节活动度＜125°组，关节活动度≥125°组具有BMI低、术前膝关节活动度范围大、止血带时间短、术前屈曲畸形程度轻、术前HSS评分高的特点(P＜0.05)。此外，关节活动度＜125°组类风湿以及未行髌骨置换的数量相对较多(P＜0.05)。见表1。

2 影响关节活动度因素分析 将上述组间分析得出的有统计学差异的影响因素纳入多因素分析，结果提示类风湿关节病、髌骨置换、术前关节活动度＜100°为关节活动度影响因素(P＜0.05)。见表2。

表1 高屈曲度假体关节活动度的单因素分析Tab. 1 Univariate analysis of knee range of motion of high fl exion prosthesis

表2 高屈曲度假体关节活动度的Logislic分析Tab. 2 M ultivariate analysis of knee range of motion of high fl exion prosthesis

讨 论

我们的研究指出，相比低BMI患者，高BMI患者的股骨和胫骨关节面之间摩擦阻力更大，从而使膝关节屈曲活动阻力增大，进而影响活动度[11]。这种存在于关节面之间的固有摩擦阻力只与体质量和关节材料有关[14-15]。对于相同的材料，体质量越大，摩擦阻力越大[12]。因此相比低体质量患者，肥胖患者的膝关节活动度欠理想[14-17]。

我们的研究结果显示，对于接受高屈曲度假体的患者，术后12个月膝关节活动度和HSS评分与术前相比有统计学差异。Harvey等的研究指出，对于接受普通常规假体的患者来说，膝关节术前活动度和术前HSS评分对患者术后手术效果和满意度有很大影响，因为术前较好的活动度和HSS评分，意味着患者膝关节本身的基础功能状态也相应较好[18]。良好的术前股四头肌力量有利于术后获得更满意的关节活动度[12,18]。患者术前膝关节的活动度和HSS评分，与术后活动度有一定相关性。

Harvey等的研究指出，病因是预测膝关节置换术后膝关节活动度的最重要因素之一。尽管手术改善了类风湿关节炎的膝关节活动度，但骨关节炎组患者术后关节活动度更满意。其原因是类风湿关节炎患者术前活动度和HSS评分就明显低于骨关节炎患者[19]。研究表明，接受关节置换的类风湿病患者病情明显较骨关节炎患者严重[11]。因此，具体病因与膝关节活动度的关系最终归结于上述术前膝关节活动度和功能状态与术后膝关节活动度的关系。

过去的研究指出，对于接受普通常规假体的患者，术前屈曲畸形程度与术后关节活动度无相关性[12-13]。我们推测术前屈曲畸形严重的患者，膝关节周围软组织挛缩较为严重，这不利于术后获得更为满意的关节活动度。研究表明，膝关节软组织挛缩对110° ~ 145°的活动影响最大[15]，这就间接解释了为什么对于普通假体和高屈曲度假体，得出了关于术前屈曲畸形程度与术后关节活动度相关性不同的结论。

同常规普通假体的结论一样，我们的统计结果提示，对于接受高屈曲度假体的患者而言，行髌骨置换更有利于患者获得更大范围的膝关节活动度。对于接受膝关节置换的患者来说，髌股关节对位不良的发生率＞70%[13,15]。而髌骨置换可以明显改善髌股关节之间的对位关系[9,20]。良好的髌股对位可以明显提高股四头肌的肌肉力量，从而有利于获得更好的膝关节活动度。

研究的局限性：1)术后随访时间相对较短；2)对术中因素，例如力线、屈曲伸直间隙、截骨等没有加以研究；3)例数相对较少，且为单中心研究；4)本研究中的Logistic模型因变量以手术膝关节活动度125°为临界值，该临界值的确定对研究结果有一定的影响。

综上所述，与高屈曲度膝关节假体术后活动度有关的因素有BMI、术前HSS评分、病因、髌骨置换、术前屈曲畸形程度和术前活动度。

1 Arirachakaran A， Wande T， Pituckhanotai K， et al. Clinical outcomes after high-flex versus conventional total knee arthroplasty［J］. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc， 2015， 23（6）：1610-1621.

2 Li C， Shen B， Yang J， et al. Do patients really gain outcome benefits when using the High-Flex knee prostheses in total knee arthroplasty?a Meta-Analysis of randomized controlled trials［J］. J Arthroplasty，2015， 30（4）： 580-586.

3 Zhang Z， Zhu W， Zhang W. High-flexion posterior-substituting versus cruciate-retaining prosthesis in total knee arthroplasty：functional outcome， range of motion and complication comparison［J］.Arch Orthop Trauma Surg， 2015， 135（1）： 119-124.

4 胡如印，田晓滨，孙立，等．应用Nexgen LPS-Flex人工膝关节置换治疗重度膝关节退行性骨关节病126例的早期效果［J］.中国组织工程研究与临床康复，2011，15（39）：7266-7270．

5 Lee TQ. Biomechanics of hyperflexion and kneeling before and after total knee arthroplasty［J］. Clin Orthop Surg， 2014， 6（2）： 117-126.

6 Osano K， Nagamine R， Todo M， et al. The effect of malrotation of tibial component of total knee arthroplasty on tibial insert during high flexion using a finite element analysis［J/OL］. http：//www.hindawi.com/journals/tswj/2014/695028.

7 周欣，韦民，王伟．高屈曲度固定平台和高屈曲度旋转平台膝关节假体置换后的早期步态比较［J］.中国组织工程研究与临床康复，2011，15（43）：8023-8026．

8 Cheng CK， McClean CJ， Lai YS， et al. Biomechanical considerations in the design of high-flexion total knee replacements［J/OL］. http ：//www.hindawi.com/journals/tswj/2014/205375.

9 Rong G， Gui B， Wang S. Research progress of difference between high-flexion prosthesis and conventional prosthesis in total knee arthroplasty［J］. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi，2014， 28（1）： 109-112.

10 Huang CH， Hsu LI， Lin KJ， et al. Patellofemoral kinematics during deep knee flexion after total knee replacement： a computational simulation［J］. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc， 2014， 22（12）：3047-3053.

11 彭慧明，刘家明，翁习生，等．高屈曲假体初次全膝关节置换术早期随访结果的Meta分析［J］．中华骨科杂志，2010，30（6）：548-553．

12 石晶磊，聂少波，蔡谞，等．后稳型旋转平台高屈曲假体与普通假体置换后的膝关节功能比较［J］.中华骨科杂志，2011，31（4）：316-320．

13 Radetzki F， W ienke A， Mendel T， et al. High flex total knee arthroplasty--a prospective， randomized study with results after 10 years［J］. Acta Orthop Belg， 2013， 79（5）： 536-540.

14 Nakamura S， Ito H， Kobayashi M， et al. Are the long term results of a high-flex total knee replacement affected by the range of flexion?［J］.Int Orthop， 2014， 38（4）： 761-766.

15 Sharma A， Dennis DA， Zingde SM， et al. Femoral condylar contact points start and remain posterior in high flexing patients［J］. J Arthroplasty， 2014， 29（5）： 945-949.

16 Nieuwenhuijse MJ， Van der Voort P， Kaptein BL， et al. Fixation of high-flexion total knee prostheses： five-year follow-up results of a four-arm randomized controlled clinical and roentgen stereophotogrammetric analysis study［J］. J Bone Joint Surg Am，2013， 95（19）：e1411.

17 Rosen AS， Neville L， Pulido PA， et al. Outcome and range of motion using a high-flexion cruciate-retaining TKA［J］. Orthopedics，2013， 36（9）：e1198-e1202.

18 张忠，张海森，张冰，等．全膝关节置换后早期疗效：3种假体的比较［J］.中国组织工程研究，2014（17）：2758-2761．

19 Boese CK， Gallo TJ， Plantikow CJ. Range of motion and patient satisfaction with traditional and high-flexion rotating-platform knees［J］. Iowa Orthop J， 2011， 31 ： 73-77.

20 Bauman RD， Johnson DR， Menge TJ， et al. Can a high-flexion total knee arthroplasty relieve pain and restore function without premature failure?［J］. Clin Orthop Relat Res， 2012， 470（1）： 150-158.