术前外翻应力位 X 线片预测 Oxford 单髁关节置换术后下肢力线变化的临床研究

张启栋 郭万首 岳聚安 刘朝晖 陈岩 崔健 孙士龙 王卫国

. 临床研究与实践 Clinical research and practice.

术前外翻应力位 X 线片预测 Oxford 单髁关节置换术后下肢力线变化的临床研究

张启栋 郭万首 岳聚安 刘朝晖 陈岩 崔健 孙士龙 王卫国

目的 探讨术前外翻应力位 X 线片在预测 Oxford 内侧单髁关节置换术矫正膝内翻力线的作用和价值。方法 收集 2013 年 9 月至 2014 年 6 月，我院收治的 50 膝 Oxford 内侧单髁关节置换术治疗的膝关节内侧间室骨关节炎患者的资料。对患者术前进行外翻应力位 X 线片及膝关节的负重正侧位、髌骨轴位、双下肢全长 X 线片。测量膝关节面角（femoro tibial facet angle，FTFA）及髋膝踝角（hip knee ankle angle，HKAA），分析单髁关节置换术后 HKAA 的变化和外翻应力位 FTFA 变化的特点及相关性。结果 本组患者术前 HKAA 平均（175.7±3.7）°，术后 HKAA 平均（178.4±3.6）°，术后较术前矫正（2.8±2.5）°（P＜0.05）。负重位 FTFA 平均（2.9±1.8）°，外翻应力矫正下 FTFA 平均（0.2±1.1）°，外翻应力矫正（2.7±1.5）°。术后 HKAA 变化角度与外翻应力位 FTFA 变化角度呈正相关，相关系数为 0.612（P＜0.05）。外翻应力能矫正组，术前 HKAA 平均（177.5±3.0）°，术后 HKAA 平均（180.5±3.2）°，矫正（2.9±2.4）°。外翻应力不能完全矫正组，术前 HKAA平均（173.5±3.3）°，术后 HKAA 平均（176.1±2.2）°，矫正（2.6±2.8）°。结论 术后 HKAA 变化角度与外翻应力位 FTFA 变化角度呈正相关，术前外翻应力位 X 线片测量 FTFA 变化可以预测 Oxford 单髁关节置换术后下肢力线变化。外翻应力位能矫正的术前内翻畸形，单髁关节置换术后膝关节力线更满意。

骨关节炎，膝；人工膝关节；关节成形术，置换，膝；X 线胶片；膝关节

WANG Wei-guo，Email: jointwwg@163.com

微创单髁关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）治疗膝关节内侧间室骨关节炎，具有创伤小、恢复快等优点，近年来越来越受到人们关注，国内外的手术数量迅速增加［1-3］。众所周知，膝关节置换对下肢力线要求很高，力线不正可能导致效果不佳甚至失败。UKA 术后，若矫正过度，外侧间室应力负荷集中，容易引起外侧间室软骨退变，导致外侧间室骨关节炎［4］。但矫正不足，力线过度内翻，内侧间室假体应力负荷增大，容易聚乙烯衬垫磨损松动［5-6］。然而目前对 Oxford UKA术后下肢力线的变化及相关预测因素研究较少，国内尚未见相关报道。为此，收集 2013 年 9 月至2014 年 6 月，我院收治的 50 膝 Oxford UKA 治疗膝关节内侧间室骨关节炎的临床资料，分析 Oxford UKA 术后下肢力线的变化及术前外翻应力位 X 线片在预测 Oxford UKA 矫正膝内翻力线的作用和价值。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：（1）年龄＞50 岁，原发性膝骨关节炎诊断明确；（2）内翻畸形，负重位双下肢全长正位 X 线片示髋膝踝角＜180°；（3）膝关节内侧间室负重疼痛和局限性内侧关节间隙压痛，活动度＞90°，屈曲挛缩＜10°，内翻畸形＜15°，前、后交叉韧带功能正常；（4）行 UKA。

2.排除标准：（1）合并炎性关节病、创伤性关节炎等；（2）合并关节外畸形；（3）既往膝关节手术或截骨史；（4）无双下肢全长正位 X 线片证实为内翻畸形；（5）资料不全。

二、临床资料

本组 50 例（50 膝），均经小切口 Oxford UKA 治疗的膝关节骨关节炎患者其中男18 膝，女 32 膝，左 25 膝，右 25 膝，平均年龄（68.9±8.9）岁，平均体质量指数（23.5±8.5）kg / m2。

三、手术方法

髌旁内侧切口，上端起自髌骨上缘，远端至胫骨结节内侧缘。应用骨刀去除内侧骨赘，髁间窝外侧及股骨内髁内侧骨赘。不做内侧软组织松解。胫骨通过髓外定位，包括垂直截骨与水平截骨，胫骨截骨水平通常在胫骨磨损最深处以下 3 mm 左右，截骨后以建立 7 mm 的屈曲间隙。股骨采用髓内定位，先行股骨髁后髁截骨，然后应用磨钻进行远端股骨截骨以平衡伸屈间隙。分别于屈膝 20°、90° 位测量膝关节伸直间隙和屈曲间隙。选择恰当厚度半月板衬垫假体，在外翻应力下，内侧间隙张开1 mm 左右为合适。检查膝关节屈伸活动时半月板无撞击或不稳现象发生，恢复内侧副韧带自然状态张力。骨水泥固定假体。本组全部采用 Biomet 公司（Oxford®Unicompartmental Knee，Biomet，Bridgend，UK）第3 代 Oxford 单髁关节假体。

四、X 线摄片

为保证摄片质量，专人负责完成术前外翻应力位 X 线及术前术后膝关节负重正侧位、髌骨轴位、双下肢全长负重位 X 线拍摄。（1）双下肢全长负重位 X 线：患者双足并拢，站在摄片台上保持不动。以膝关节线为中心，上起自髂前上棘，下至足跟。进行负重位检查时，膝关节尽量伸直，下肢位于旋转中立位，髌骨垂直指向正前方。（2）外翻应力位X 线摄片方法：患者仰卧于摄影床上，给予外翻力量矫正内翻，注意保持放射线垂直膝关节摄入，以膝关节线为中心摄膝关节正位 X 线片。

五、观测指标与方法

X 线片由 2 位观察者（放射科和骨科各1 位医师）独立在医院影像归档和通讯系统（picture archiving and communication system，PACS）采用系统自带角度测量工具进行 X 线片测量，分别测量以下角度（图1）：（1）髋膝踝角（hip kneeankle angle，HKAA）：股骨机械轴和胫骨机械轴相交的内侧夹角。（2）关节面夹角（femorotibial facet angle，FTFA）：股骨内外髁关节面切线与胫骨平台关节面切线夹角，顶点指向内侧为正值，向外为负值［7-8］。二者意见不一致时，商讨并经咨询高年资医师解决。

六、统计学处理

采集资料建立数据库，导入 SPSS17.0 统计软件进行分析。计量资料采用±s 表示。术前、术后的均值比较采用配对样本 t 检验。两组之间均值比较采用独立样本 t 检验。采用 Pearson 相关分析对 HKAA变化角度与 FTFA 变化角度进行相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

结　果

一、UKA 术后 HKAA 变化

本组患者术前 HKAA 平均为（175.7±3.7）°，术后 HKAA 平均为（178.4±3.6）°，术后较术前矫正（2.8±2.5）°，应用配对样本 t 检验，术前、术后HKAA 均值比较差异有统计学意义（P＜0.05）。

二、HKAA 变化角度与外翻应力后 FTFA 变化角度

本组患者负重位 FTFA 平均为（2.9±1.8）°，外翻应力矫正下 FTFA 平均为（0.2±1.1）°，外翻应力矫正（2.7±1.5）°，应用配对样本 t 检验，外翻应力后 FTFA 均值比较差异有统计学意义（P＜0.05）。

采用 Pearson 相关分析，术后 HKAA 变化角度与外翻应力位 FTFA 变化角度呈正相关，相关系数为 0.612（P＜0.05）。计算公式为：y（度）=-0.022（°）+1.017x（°）（y：HKAA 变化角度；x：外翻应力位 FTFA 变化角度）。外翻应力位 FTFA 变化角度越大，UKA 对内翻矫正度数越大（图2）。

三、亚组分析 FTFA 与 HKAA 变化

根据外翻应力后 FTFA 能否矫正恢复上下关节面平行（即 FTFA 为 0°）分为两组：外翻应力能矫正组（A 组）；外翻应力不能完全矫正组（B 组）。A 组，27 膝，负重位 FTFA 为（2.3±1.5）°，外翻应力位FTFA 为（-0.6±0.7）°，术前 HKAA 平均为（177.5± 3.0）°，术后 HKAA 为（180.5±3.2）°，矫正（2.9± 2.4）°；B 组，23 膝，负重位 FTFA 为（3.7±1.9）°，外翻应力位 FTFA 为（1.0±0.7）°，术前 HKAA 为（173.5±3.3）°，术后 HKAA 为（176.1±2.2）°，矫正（2.6±2.8）°，（表1）。A 组与 B 组比较，B 组术前 HKAA 较 A 组内翻更重，差异有统计学意义（t= -4.610，P=0.000）。术后 B 组仍存在内翻，A 组HKAA 接近180° 理想角度，两组术后 HKAA 差异有统计学意义（t=-5.511，P=0.000）。

图1 内翻膝骨关节炎，单髁关节置换术后效果良好 a：负重前后位 X 线，关节面角 7.0°；b：外翻应力膝关节前后位 X 线，关节面角 3.7°；c：术前站立全长力线测量，HKAA172.5°；d：术后站立全长力线测量，HKAA176.5°Fig.1 A case of varus knee OA was treated with UKA，and the results were satisfactory a: The FTFA on the weight-bearing AP radiograph was 7.0°； b: The FTFA on the valgus stress AP radiograph was corrected to 3.7°； c: The preoperative HKAA on the full-length weight-bearing radiograph was172.5°； d: The postoperative HKAA on the full-length weight-bearing radiograph was176.5°

图2 HKAA 变化角度与外翻应力后关节面夹角变化角度的相关性散点图Fig.2 The scatter plot depicted the relationship between the HKAA changes and the FTFA changes on valgus stress radiography

表1 单髁关节置换术前术后比较（°，±s）Tab.1 Comparison before and after UKA（°，±s）

表1 单髁关节置换术前术后比较（°，±s）Tab.1 Comparison before and after UKA（°，±s）

组别术前 HKAA术后 HKAA负重位 FTFA外翻应力位 FTFA A 组177.5±3.0180.5±3.22.3±1.5-0.6±0.7 B 组173.5±3.3176.1±2.23.7±1.9 1.0±0.7 t 值-4.61-5.5112.8537.612 P 值000.0060

讨　论

微创小切口 UKA 治疗膝关节内侧间室骨关节炎，具有创伤小、恢复快、费用低、术后的关节功能好，本体感觉保留正常的优点［9］。近年来，随着假体设计的改进，严格的病例选择及手术技术的提高，UKA 取得满意的疗效，假体10 年生存率在85%～95%，20 年生存率 80%～90%［10-13］。膝关节置换术对下肢力线的要求非常高，理想的力线应经过膝关节中心。与全膝关节置换术相似，UKA 的力线也是影响手术效果的关键因素。Hernigou 报道，UKA 术后力线不良，会导致返修增加。UKA 术后，若矫正过度，外侧间室应力负荷集中，容易引起外侧间室软骨退变，而外侧间室骨关节炎导致 UKA 失败［4-5，14］。为避免术后出现外翻，轻度矫正不足可以容许，但矫正不足过度，力线过度内翻，内侧间室假体应力负荷增大，容易聚乙烯衬垫磨损松动［5-6］。总之，UKA 同样需要术后良好的下肢力线。力线不正是需要避免的情况［15］。

本研究发现，Oxford UKA 对膝关节力线的矫正程度与术前 X 线片关节面角有很大关系。术后内翻力线矫正度数与外翻应力位关节面角变化呈正相关，相关系数为 0.612，可以通过公式 y=-0.022+1.017x 表示（y 为术后内翻力线矫正度，x 为外翻应力位关节面角度变化度数）。因此，术前外翻应力位X 线片可以预测 Oxford UKA 术后下肢力线变化，指导 UKA 病例准确选择。

通过亚组分析，本研究进一步发现，术前外翻应力位能矫正的膝关节内翻，术后下肢力线更满意。术前外翻应力位膝关节关节面角变化越大，UKA 对内翻矫正度数越大。术前外翻应力不能完全矫正组，术前内翻较重，虽然 UKA 能矫正 2.6°，但术后仍存在内翻。

膝关节内翻畸形包括关节内畸形和关节外畸形两类。周殿阁等［16］研究表明，内翻畸形膝关节骨关节炎的内翻畸形中，有 78.2% 的膝内翻由软组织失衡及关节面磨损所致。HKAA 表示下肢力线，是股骨机械轴和胫骨机械轴相交的夹角，反映整个下肢内翻的总体情况，夹角形成的原因可能是膝关节内畸形，也可能是膝关节外的畸形。关节面夹角则是指股骨内外髁关节面切线与胫骨平台关节面切线夹角，夹角形成的原因来源于膝关节内畸形，而膝关节内畸形主要来源于关节内磨损，因此该夹角能更好反映膝关节内病变程度。UKA 适应证主要是膝关节前内侧骨关节炎，解决膝关节内病变问题，前内侧骨关节炎内翻畸形主要是由于伸膝时接触区域的软骨和骨质丢失造成的［17］。内翻角度的大小取决于内侧间室骨量丢失的多少。通常每1 mm 的软骨磨损增加1° 内翻畸形。若对应的两个关节面都有骨裸露，软骨丢失的厚度约为 5 mm，导致大约 5° 的内翻。长期的内翻，对线不良造成膝关节内侧室磨损、内侧软组织挛缩和外侧副韧带松弛，加重了内翻角度。

Oxford UKA 设计理念是降低磨损、恢复关节自然功能，主要根据软组织的张力来重建骨关节炎发生前的自然状态。第 3 代 Oxford UKA 使用微创小切口植入假体，手术对软组织不进行松解。内翻力线的矫正主要来源于去除骨赘及恰当截骨来恢复内侧副韧带自然张力来实现恢复力线［18］。本组患者术后较术前力线矫正（2.8±2.5）°。Mullaji 报道 Oxford UKA 矫正度数是 4.8°（-1.3～12.6）°，术前内翻畸形重的患者更容易出现术后矫正不足而出现内翻畸形［18］。本组结果也是如此，外翻应力不能完全矫正组，术前内翻较重，虽然矫正（2.6±2.8）°，但术后仍存在内翻。其原因可能是内翻重的畸形来源除了关节内的磨损之外，还有软组织挛缩有关。内翻严重的患者，内侧软组织出现挛缩，而 UKA 不进行软组织松解，因而术后容易出现内翻矫正不足。外翻应力位 X 线片对术前膝内翻的矫正程度可以在一定程度上反映内侧软组织挛缩程度。在外翻应力下，若能矫正内翻，说明内侧软组织挛缩可矫正或无挛缩。若不能矫正，说明内翻畸形不单纯来源于软骨的磨损，还存在内侧软组织挛缩，且内侧软组织挛缩不能被完全矫正。正因如此，术前外翻应力矫正关节面夹角的变化能预测术后 Oxford UKA 对膝关节内翻畸形矫正程度。术前外翻应力矫正关节面夹角能恢复至零度者，Oxford UKA 术后力线更满意。因此，临床上进行 UKA 手术病例选择时，采用术前外翻应力片测量关节面夹角具有一定临床价值。

本研究也存在一定局限性。首先，UKA 的力线与间隙平衡有很大关系，但本研究未对间隙平衡进行定量测定，而是术者根据手术技术要求进行经验性判断，可能存在测量性偏倚。其次，UKA 对力线的矫正程度可能还与术中内侧骨赘去除有关，然而本次影像学研究未能将其纳入分析，可能会影响结果的判断。最后，本研究样本量相对不多，尚需大样本的研究验证。

总之，本研究发现，术前外翻应力位 X 线片对UKA 病例选择具有极高的临床价值，术前测量外翻应力位下关节面角的变化可以较好预测 Oxford UKA术后下肢力线变化。外翻应力位能矫正的术前内翻畸形，UKA 术后力线更满意。

［1］Riddle DL，Jiranek WA，Mcglynn FJ.Yearly incidence of unicompartmental knee arthroplasty in the United States.J Arthroplasty，2008，23（3）:408-412.

［2］Zhang Q，Zhang Q，Guo W，et al.The learning curve for minimally invasive Oxford phase 3 unicompartmental knee arthroplasty: cumulative summation test for learning curve（LC-CUSUM）.J Orthop Surg Res，2014，9（1）:81.

［3］郭万首，张启栋，刘朝晖，等.小切口单髁置换术治疗膝关节内侧间室骨关节炎94膝的中短期疗效研究.中国矫形外科杂志，2011，19（17）:1412-1415.

［4］Kim KT，Lee S，Kim TW，et al.The influence of postope-rative tibiofemoral alignment on the clinical results of unicompartmental knee arthroplasty.Knee Surg Relat Res，2012，24（2）:85-90.

［5］Hernigou P，Deschamps G.Alignment influences wear in the knee after medial unicompartmental arthroplasty.Clin Orthop Relat Res，2004，（423）:161-165.

［6］Bruni D，Iacono F，Russo A，et al.Minimally invasive unicompartmental knee replacement: retrospective clinical and radiographic evaluation of 83 patients.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2010，18（6）:710-717.

［7］Kamath A F，Israelite C，Horneff J，et al.Editorial: What is varus or valgus knee alignment？ a call for a uniform radiographic classification.Clin Orthop Relat Res，2010，468（6）:1702-1704.

［8］Moreland JR，Bassett LW，Hanker GJ.Radiographic analysis of the axial alignment of the lower extremity.J Bone Joint Surg Am，1987，69（5）:745-749.

［9］Price AJ，O’Connor JJ，Murray DW，et al.A history of Oxford unicompartmental knee arthroplasty.Orthopedics，2007，30（5 Suppl）:S7-10.

［10］Choy WS，Kim KJ，Lee SK，et al.Mid-term results of oxford medial unicompartmental knee arthroplasty.Clin Orthop Surg，2011，3（3）:178-183.

［11］Song MH，Kim BH，Ahn SJ，et al.Early complications after minimally invasive mobile-bearing medial unicompartmental knee arthroplasty.J Arthroplasty，2009，24（8）:1281-1284.

［12］Mercier N，Wimsey S，Saragaglia D.Long-term clinical results of the Oxford medial unicompartmental knee arthroplasty.Int Orthop，2010，34（8）:1137-1143.

［13］Kuipers BM，Kollen BJ，Bots PC，et al.Factors associated with reduced early survival in the Oxford phase III medial unicompartment knee replacement.Knee，2010，17（1）:48-52.

［14］Bruni D，Iacono F，Russo A，et al.Minimally invasive unicompartmental knee replacement: retrospective clinical and radiographic evaluation of 83 patients.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2010，18（6）:710-717.

［15］Aleto TJ，Berend ME，Ritter MA，et al.Early failure of unicompartmental knee arthroplasty leading to revision.J Arthroplasty，2008，23（2）:159-163.

［16］周殿阁，吕厚山，杜湘珂.膝内翻患者下肢对线的X线分析.中国医学影像技术，2001，17（12）:1222-1224.

［17］Pandit H，Jenkins C，Barker K，et al.The Oxford medial unicompartmental knee replacement using a minimallyinvasive approach.J Bone Joint Surg Br，2006，88（1）:54-60.

［18］Mullaji AB，Shetty GM，Kanna R.Postoperative limb alignment and its determinants after minimallyinvasive Oxford medial unicompartmental knee arthroplasty.J Arthroplasty，2011，26（6）:919-925.

（本文编辑：李贵存）

. 作者须知 Instruction for authors.

著录的规范格式

1.期刊文献著录格式为：

［ 序号 ］ 作者1，作者 2，作者 3，等.文题.刊名，年，卷（期）: 起页码-止页码.

［ 例1 ］ 赵凤朝，李子荣，王佰亮，等.骨髓水肿与股骨头塌陷及疼痛的相关性研究.中华骨科杂志，2008，28（8）:645-648.

［ 例 2 ］ Kim YL，Shin SI，Nam KW，et al.Total hip arthroplasty for Bilaterallyankylosed hips.J Arthroplasty，2007，22（7）:1037-1041.

2.专著文献的著录格式为：

［ 序号 ］ 章节作者.章节名 // 全书主编者.书名.版次.出版地: 出版社.出版年: 起止页码.

［ 例1 ］ 黄公怡.肩关节疾病//王澍寰.临床骨科学.1版.上海: 上海科学技术出版社.2005: 355-407.

［ 例 2 ］ Simon MA，Springfield D.Surgery for bone and soft tissue tumors.Ed1.Philadelphia: Lippincott-Raven Publishers.1988: 21-48.

3.电子文献著录格式为：

［ 序号 ］ 著者.题名 ［ 文献类型标志 / 文献载体标志 ］.出版地: 出版者，出版年 ［ 引用日期 ］.获取和访问路径.

［ 例1 ］ Online Computer Library Center，Inc.History of OCLC ［EB/ OL］.［2000-01-08］.http//www.oclc.org/about/history/default.htm.

A clinical study on preoperative valgus stress radiography for evaluating alignment changes of the lower limbafter Oxford unicompartmental knee arthroplasty

ZHANG Qi-dong，GUO Wan-shou，YUE Ju-an，LIU Zhao-hui，CHEN Yan，CUI Jian，SUN Shi-long，WANG Wei-guo.Department of Joint Surgery，China-Japan Friendship Hospital，Beijing，100029，PRC

Objective To investigate the significance and value of preoperative valgus stress radiography for predicting the correction of the varus alignment after Oxford unicompartmental knee arthroplasty（UKA）.Methods The data of the patients（50 knees）with medial compartmental osteoarthritis（OA）who underwent Oxford UKA from September 2013 to June 2014 were retrospectively reviewed.Full-length weight-bearing radiographs of the lower limbs were obtained preoperatively.Weight-bearing anteroposterior（AP）radiography and valgus stress radiography in the supine position were also performed preoperatively.The femoro tibial facet angle（FTFA）and hip-knee-ankle angle（HKAA）were assessed.The characteristics and correlation of the changes of HKAA and FTFA after UKA were analyzed.Results The mean preoperative HKAA was（175.7 ± 3.7）°，which was increased to（178.4 ± 3.6）° postoperatively，with a correction of（2.8 ± 2.5）°（P ＜ 0.05）.The mean FTFA under weight-bearing conditions was（2.9 ±1.8）°，which was（0.2 ±1.1）° on valgus stress radiographs，with a correction of（2.7 ±1.5）°.A positive correlation existed between the changes of postoperative HKAA and FTFA under valgus stress，and the correlation coefficient was 0.612（P ＜ 0.05）.The mean preoperative and postoperative HKAA were（177.5 ± 3.0）° and（180.5 ± 3.2）° in the corrected group under valgus stress，with a correction of（2.9 ± 2.4）°.The mean preoperative and postoperative HKAA were（173.5 ± 3.3）° and（176.1 ± 2.2）° in the uncorrected group under valgus stress，with a correction of（2.6 ± 2.8）°.Conclusions A positive correlation exists between the changes of postoperative HKAAand FTFA under valgus stress.Based on the changes of FTFA on preoperative valgus stress radiographs，the alignment changes of the lower limb after Oxford UKA can be predicted.For the patients with preoperative varus deformities which can be corrected with valgus stress radiography，the knee alignment will be more satisfactory after UKA.

Osteoarthritis，knee；Knee prosthesis；Arthroplasty，replacement，knee；X-ray film；Knee joint

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.10.007

R687.4，R684.3

卫生部中日友好医院青年课题（2013-QN-23）

100029 北京，卫生部中日友好医院骨关节外科（张启栋、郭万首、岳聚安、刘朝晖、王卫国），放射科（陈岩、崔健、孙士龙）

王卫国，Email: jointwwg@163.com

（2016-08-12）