人工膝关节表面置换术中胫骨髓内与髓外定位的临床效果比较

边焱焱，翁习生，林 进，金 今，钱文伟，翟吉良，赵丽娟

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院骨科，北京100730

·论 著·

人工膝关节表面置换术中胫骨髓内与髓外定位的临床效果比较

边焱焱，翁习生，林 进，金 今，钱文伟，翟吉良，赵丽娟

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院骨科，北京100730

目的 比较髓内定位与髓外定位对全膝关节置换术下肢力线、术中止血带时间、术后并发症的影响。方法回顾性分析2012年2月至2013年11月105例行全膝关节置换术的患者(210膝)，根据术中胫骨截骨定位方法将其分为髓内定位和髓外定位，其中髓内定位组40例(80膝)，平均年龄(66．65±9．57)岁;髓外定位组65例(130膝)，平均年龄(65．29±9．27)岁，观察术后下肢力线改变、胫骨平台后倾角、术中止血带时间、术后并发症等。结果 两组患者性别、年龄、身高、体质量、体质量指数、术前下肢力线方面差异均无统计学意义(P＞0．05)。术后髓内定位组下肢力线为(179．69±2．91)°，髓外定位组为(178．26±3．38)°，两组比较差异有统计学意义(P=0．002)，其中髓内定位组患者术后中立位及外翻位的患者共68例，占85．00%，髓外定位组共94例，占72．31%，两组比较差异有统计学意义(P=0．033)。髓内定位组术中止血带时间(79．46±12．06)min，髓外定位组术中止血带时间(84．68±8．02)min，两组比较差异有统计学意义(P=0．001);术后并发症发生率髓内定位组为6．25%，髓外定位组为3．07%，两组比较差异无统计学意义(P= 0．279)。结论 髓内定位法在下肢力线改善、术中止血带时间方面优于髓外定位法，但相关并发症发生率较髓外定位高。

膝关节置换;髓内定位;髓外定位;下肢力线

Acta Acad Med Sin，2015，37(4):373-377

精确的下肢力线对膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)后假体的中、远期生存率有重要的影响，目前TKA术中胫骨假体定位主要有髓内定位和髓外定位两种传统的方法，对于大多数患者髓内与髓外定位均可适用，但对于髓内与髓外定位的效果却有不同的观点［1-3］，髓内定位相对精确但对于髓腔干扰较大，此外有较重的胫骨畸形的患者不适于使用，而髓外定位相对较为灵活、损伤小，但可重复性较髓内定位低［4］。目前国内TKA术中使用胫骨髓内与髓外定位对下肢力线、胫骨假体术后后倾、止血带时间以及围手术期并发症的影响鲜有报道。笔者回顾分析2012年2月至2013年11月105例(210膝)膝关节骨关节炎采用髓内与髓外定位法行TKA术后的下肢力线、术中止血带时间及术后并发症，以明确两种方法的优劣性。

对象和方法

对象 选取2012年2月至2013年11月北京协和医院骨科行全膝关节置换术的患者105例(210膝)，其中男性16例、女性89例，年龄(63．88±4．63)岁。入选标准:(1)双膝关节原发骨关节炎;(2)膝关节无严重内、外翻及屈曲畸形，无明显骨缺损;(3)无既往下肢手术史;(4)使用相同的器械品牌。

手术方法 全部手术由2名经验丰富的关节外科医生完成，均采用全身麻醉，所使用假体(施乐辉)及相关手术器械均由Smith＆Nephew中国公司提供。

髓内定位组:麻醉成功后，采用髌旁内侧入路，去除增生骨赘，切断前后交叉韧带，使胫骨尽量前脱位，结合影像学判断胫骨髓腔入点，通常位于胫骨平台关节面前1/3处，前交叉韧带止点与外侧半月板连接处，通常用咬骨钳去掉部分骨质以保证开髓钻位置稳定，生理盐水冲洗并抽吸髓腔后，尽可能深的插入髓内定位杆，参考胫骨结节(胫骨结节中内1/3处)及通踝轴线行旋转定位，通常取外侧平台最高点为参考，截骨量为9 mm，胫骨截骨模块自带后倾3°。股骨侧均采用传统开髓入点(后交叉韧带止点前方约1 cm处)钻孔开髓，股骨截骨导向器外翻角度根据术前下肢全长X片测量设定(5～7°)，通常取6°，常规行股骨远端截骨，截骨厚度为9 mm。

髓外定位组:暴露及胫骨近端旋转定位同髓内定位法，定位杆远端位于第二跖骨(通常为距骨中心、内外踝中点偏内3～5 mm)，截骨厚度通常为9 mm，在保证髓外定位架与胫骨轴线成一矩形的前提下，保留截骨模块后倾3°截骨，余操作同髓内定位组。

影像学分析 术后患者下地活动后复查双膝正侧位及双下肢负重全长X片，在冠状位测量下肢机械轴夹角，胫骨假体内外翻角度，在矢状位测量胫骨假体后倾角度，根据Ishii定义下肢机械轴夹角为通过股骨头中心膝关节中心连线和胫骨解剖轴连线的夹角(图1)，胫骨平台后倾角为胫骨髓腔轴线与胫骨近端截骨面的夹角(图2)。同时将胫骨平台等分为3份，分为内1/3、中1/3、外1/3，以此为界分为极内翻、内翻、中立、外翻、极外翻4种情况(图3)，并参考文献［5］报道国人下肢力线范围，选取(179．8±2．4)°为标准，统计并比较髓内组与髓外组力线的通过情况。

图1 下肢力线Fig 1 Alignment

图2 胫骨平台后倾角Fig 2 Slope of tibial component

图3 胫骨平台分区Fig 3 Tibial plateu partition

统计学处理 所有数据采用SPSS 16．0统计软件进行统计学分析，数据以均数±标准差表示，计量资料组间比较采用独立样本t检验，计数资料采用卡方检验，P＜0．05为差异有统计学意义。

结果

一般资料 共有105例(210膝)患者纳入研究，其中髓内定位组40例(80膝)，男性6例(12膝)、女性34例(68膝)，平均年龄(66．65±9．57)岁，平均体质量(67．65±11．59)kg，平均身高(161± 7)cm，平均体质量指数(26．14±3．81)kg/m2，术前下肢力线为(172．54±6．47)°;髓外定位组65例(130膝)，男性10例(20膝)、女性55例(110 膝)，平均年龄(65．29±9．27)岁，平均体质量(69．16±12．38)kg，平均身高(161±6)cm，平均体质量指数(26．09±5．40)kg/m2，术前下肢力线为(172．14±6．63)°。两组患者年龄、身高、体质量、体质量指数、术前下肢力线差异均无统计学意义(P＞0．05)。

下肢力线 髓内组和髓外组患者术后下肢力线分别为(179．69±2．91)°和(178．26±3．38)°，胫骨假体后倾角分别为(85．72±2．02)°和(82．76±2．28)°，止血带使用时间分别为(79．46±12．06)min和(84．68± 8．02)min，髓内组与髓外组相比，在下肢力线(P= 0．002)、胫骨平台后倾角(P=0．000)及止血带使用时间(P=0．001)方面差异均有统计学意义。

分别将髓内组和髓外组患者术后力线与国人下肢力线范围标准相比较，获得两组术后力线改善情况，术后下肢力线达到参考标准髓内组为53．08%，髓外组为51．25%;小于标准髓外组为41．54%，髓内组为28．75%;大于标准髓外组5．38%，髓内组20．00%。

根据术后患者下肢力线通过胫骨平台分区的不同，分别统计髓内组和髓外组下肢内外翻情况，处于中立位及外翻位的患者髓内组共68例，占85．00%;髓外组共94例，占72．31%，两组比较差异有统计学意义(P=0．033)。两组处于极外翻、外翻、中立、内翻、极内翻的患者差异均无统计学意义(P＞0．05)(表1)。

并发症 围手术期相关并发症髓内组发生肺部感染、房颤、心肌梗死、肺栓塞、小腿肌间静脉血栓各1例，髓外组发生肺栓塞1例、心脏衰竭3例。髓内定位组总体发生率为6．25%，髓外定位组总体发生率为3．07%，两组比较差异无统计学意义(χ2=1．174，P=0．279)。

讨论

表1 髓内组与髓外组术后内外翻情况(%)Table 1 Post-operative varus and valgus conditions of intramedullary and extramedullary groups(%)

由于力线不良可导致假体应力不均进而出现松动，因此获得良好的下肢力线是TKA术后保证假体远期存活的关键因素之一，为了达到精确恢复下肢力线的目的，学者们对其进行了大量的研究，由于髋关节周围软组织较多，股骨头中心不易确定，除有明显的股骨畸形、髓腔闭塞、既往骨折内固定术后等特殊情况，一般均采用股骨髓内定位。但在胫骨侧，由于其位置较为表浅，且解剖结构明确，髓外定位与髓内定位目前仍有争议。

Brys等［6］使用髓内导向器，胫骨假体位置达到(90±2)°的患者可达94%，比髓外定位精确度高，Cashman等［7］的研究也得出了类似的结论，并推荐在膝关节置换术中优先选择胫骨侧髓内定位。但de Kroon等［8］通过前瞻性随机对照研究显示下肢力线在髓内与髓外定位组差异无统计学意义，而胫骨平台后倾角在胫骨髓外定位组显著优于髓内定位组。本研究显示髓内定位组与髓外定位组下肢力线均非常准确，分别为(179．69±2．91)°和(178．26±3．38)°，髓内定位组优于髓外定位组(P=0．002);更为重要的是髓内定位组准确性及可重复性更高，表现为标准差(2．91°)较髓外定位组更小(3．38°)，这与Uematsu等［9］报道的髓内外定位均可获得满意的下肢力线，但在髓外定位组患者标准差(3．24°)更大的结论一致。因此笔者建议在改善下肢力线时优先选择髓内定位。本研究还显示髓外定位组术后胫骨假体所获得的后倾角较髓内定位组大(3°左右)，这与两套定位系统的操作特点相关，髓内定位由于髓腔入点在选定以后，其后倾角均为截骨模块所带角度，而髓外定位除截骨模块角度外，通过适当调整髓外定位杆远端距离胫骨的位置可以适当增加或减少后倾角［10］。

既往关于下肢力线与膝关节应力分配的研究表明，即使正常的下肢力线也有约1．2°的内翻，在站立及行走的负重状态下，大约有75%的负荷通过膝关节内侧间室［11］，同时由于膝关节外侧腓骨支撑的作用，因此膝关节骨关节炎以内翻为主。所以有学者建议TKA时应当注意避免力线内翻导致的膝关节内侧负荷过大，应以中立位或轻度外翻为宜［10］。本研究将胫骨平台等分为3份，分为内1/3、中1/3、外1/3，按照TKA术后下肢力线通过的区域将其分为极内翻、内翻、中立、外翻、极外翻5种情况，结果显示髓内组处于中立位及外翻位的患者占85%，髓外组占72．31%(P=0．033)，因此在获得理想的下肢负重力线的情况下，髓内定位组较髓外组更具有优势。

关于髓内与髓外定位对手术止血带时间的影响，本研究显示髓内组平均时间为(79．46±12．06)min，髓外组平均时间为(84．68±8．02)min，差异具有统计学意义，这与Lozano等［12］报道的前瞻性随机研究的结论一致，Lozano等［12］研究显示髓内定位与髓外定位组患者术后下肢力线均位于正常的范围内(-5°～+5°)，但手术中止血带时间髓内定位组较髓外定位组短，考虑与患者肥胖、术中体表解剖标志较难确定有关，因此作者推荐肥胖患者胫骨髓内定位较为合理。

虽然在下肢力线及手术时间等方面髓内定位均存在优势，但既往研究表明，由于髓内定位时，髓腔杆的插入会导致髓内压力增加，进而发生脂肪小粒及骨髓组织等入血，术中可发生一过性氧饱和度降低，心率减慢及血压降低，其围手术期并发症的发生率也较高［13-14］。本研究将两组患者围手术期并发症均进行了描述，包括肺部感染及心功能衰竭等，其中与髓内、髓外定位主要相关并发症如心肌梗死、肺栓塞、小腿肌间静脉血栓等发生率在两组间也存在较明显的临床差异。为减少上述情况的发生，笔者建议术中胫骨开髓后用生理盐水尽量冲洗并抽吸干净髓腔，此外使用带有泄压槽的髓内定位杆［15］，或者开髓时增大髓腔入口的孔径。

而对下肢力线对于假体远期寿命的影响因素中，传统研究认为当胫骨假体内翻角度大于3°时，体质量指数大于33．7 kg/m2，同时下肢力线处于内翻位时，容易使胫骨内侧平台塌陷而导致假体失效［16］。随后有研究认为术后下肢力线在0°±3°和超过此范围的假体虽然存在较弱的差别，但未达到统计学意义［17］;而另一项由Parratte等［18］进行的280例(398膝)15年随访的研究则得出下肢力线对于假体的远期生存率无太大的区别。由此引发了广大术者对于下肢力线的重新关注，Kim等［19］回顾了1696例(3048膝)TKA患者，平均随访15．8年，结果显示下肢整体解剖角小于3°，冠状面股骨假体小于2°外翻，股骨假体屈曲超过3°，胫骨假体冠状面角度小于90°，矢状面角度小于0°或大于7°后倾均是假体失效的危险因素。最新的研究也表明术后下肢力线对于假体的存活率存在影响，因此尽可能获得良好的力线可以获得更加优良的临床效果［20-23］。笔者将对此研究的患者进行进一步的随访，进一步证实上述的结论。

本研究也存在部分不足，手术由2名经验丰富的关节外科医师完成，在标准化操作的前提下存在一定的个体差异;此外，对于下肢力线的影响，除胫骨截骨外，还包括股骨远端截骨，由于股骨侧均采用传统开髓入点(后交叉韧带止点前方约1 cm处)钻孔开髓，股骨截骨导向器外翻角度根据术前下肢全长X片测量设定通常取6°，常规行股骨远端截骨，截骨厚度为9 mm，因此该影响因素未纳入此次分析。

综上，本研究表明TKA术中髓内定位与髓外定位均可获得良好的下肢力线，髓外定位有着良好的灵活性，创伤小，对于髓腔干扰小，但其术中定位时对于局部解剖标志要求较高，一致性(重复性)较髓内定位稍差，手术时间较长。而髓内定位虽然具有上述优点，但对髓腔干扰相对较大，围手术期并发症稍高，随着手术技术的进步，手术器械的改良及髓内定位杆泄压槽的出现，髓内定位相关并发症的发生率将大大减少。因此，在无明显下肢畸形、髓腔闭塞等情况下，推荐优先选择髓内定位法。

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Comparison of Clinical Influence of Intramedullary versus Extramedullary Alignment Guides on Total Knee Arthroplasty

BIAN Yan-yan，WENG Xi-sheng，LIN Jin，JIN Jin，QIAN Wen-wei，ZHAI Ji-liang，ZHAO Li-juan

Department of Orthopaedic Surgery，PUMC Hospital，CAMS and PUMC，Beijing 100730，China

Objective To compare the clinical influence of intramedullary versus extramedullary alignment guides on total knee arthroplasty(TKA)in terms of alignment of the lower limbs，intraoperative tourniquet time，and postoperative complications．Methods We retrospectively analyzed the clinical data of 105 patients(210 knees)undergoing bilateral TKA from February 2012 to November 2013．All patients were divided to two groups:40［age:(66．65±9．57)years］were implanted using intramedullary guides on the tibia and 65 ［age:(65．29±9．27)years］were implanted using extramedullary guides on the tibia．Alignment of lower limb，tibial component angle in the sagittal plane，tourniquet time，and postoperative complications were compared．Results The gender ratio，age，height，weight，body mass index，and preoperative alignment of lower limbs were not significantly different between these two groups(all P＞0．05)．The average coronal alignment of lower extremity was(179．69±2．91)°in the intramedullary guides group and(178．26±3．38)°in the extramedullary guides group(P=0．002)．The alignment of lower limbs on neutral and valgus position were foundin 68 cases(85．00%)in the intramedullary group and in 94 cases(72．31%)in extramedullary group(P= 0．033);the tourniquet time was(79．46±12．06)min in the intramedullary group and(84．68±8．02)min in the extramedullary group(P=0．001);the postoperative complication rate was 6．25%in intramedullary group and 3．07%in extramedullary group(P=0．279)．Conclusion Alignment and tourniquet time can be significantly improved by the intramedullary instrumentation，while the incidence of complications associated with intramedullary instrumentation is higher than extramedullary instrumentation．

total knee arthroplasty;intramedullary alignment;extramedullary alignment;lower limbs force line

WENG Xi-sheng Tel:010-69152810，E-mail:xshweng@medmail．com．cn

R684．3

A

1000-503X(2015)04-0373-05

10．3881/j．issn．1000-503X．2015．04．001

2014-07-22)

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