假体内旋与初次全膝关节置换术后疼痛因素的分析

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(南华大学附属第一医院骨科，湖南 衡阳 421001)

人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)已成为治疗晚期膝关节炎的金标准，患者总体满意率达81%～89%。然而，TKA术后仍有10%～34%的患者存在持续性疼痛[1]，疼痛已成为TKA术后病人不满意的最主要因素[2]。引发术后疼痛的有感染、无菌性松动等因素，但仍有部分患者疼痛无法明确病因，临床处理显得棘手而无力，即便翻修再次手术效果也不甚理想[3]，因而通常对此类患者选择保守治疗。然而，近年研究发现膝关节假体旋转力线不良和术后疼痛有明显相关性[4,5]，同时还会增加髌股关节并发症[5,6]，假体旋转力线重要性已被愈发重视。随着国内TKA手术的开展普及，术后不明原因膝痛患者日剧增多，作者随访本院初次行TKA手术的患者，发现自2012年1月～2015年6月有32例患者出现术后不明原因膝痛，分析这组患者的膝关节假体旋转对线情况，并将其与无疼痛组患者比较，探讨旋转力线和术后疼痛的关系，现将具体方法及随访结果报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料研究对象为本院自2012年1月～2015年6月36例初次TKA术后膝关节疼痛的患者，纳入标准：①初次TKA术1年后仍持续疼痛；②无其他可明确诊断和疼痛相关的病因。排除标准：①初次TKA术后不足1年；②TKA术后膝关节外伤史；③合并下肢关节外畸形；④类风湿性关节炎；⑤TKA术后关节不稳定。其中2例患者临床症状、血清炎症指标、关节液培养提示感染，1例患者CT扫描显示假体松动，1例患者术前诊断为类风湿性关节炎，最后有32例患者符合疼痛组纳入标准。选取35例同时期TKA手术1年以上未出现不明原因膝痛的患者为对照组，所有患者均为强生(Depuy)公司Sigma后稳定型膝关节假体。其中无疼痛组男7例，女28例，年龄51～82 岁，平均62.5±7.7岁；疼痛组男3例，女29例，年龄 55～74 岁，平均64.2±8.2岁。两组患者术前一般资料比较见表1，差异均无统计学意义(P>0.05)。

表1 两组患者术前一般资料比较

与疼痛组比较，aP<0.05

1.2数据测量与收集为减少膝关节假体伪影，所有患者均采用双源CT(西门子公司，SOMATOM Definition Flash)扫描。将CT获得的连续断层扫描数据以DICOM形式保存，导入Carestream Image Suite软件(美国)对股骨远端进行重建。测量胫骨旋转角：首先在胫骨聚乙烯垫片平面做平台后缘连线的垂线:胫骨假体旋转轴(the tibial component axis，TCA)(图1a)。然后在胫骨假体平台下方的平面确定胫骨平台几何中心(geometric centre of the tibial plateau，GCT)(图1b)，将GCT投影到胫骨结节最突出点平面，胫骨结节最突点与GCT相连即为胫骨结节线(tibial tuberosity axis,TTA)。最后测量TTA与TCA的夹角,获得胫骨假体旋转角[5]。股骨旋转角(图2)：在CT图像上分别定位股骨假体双后髁最突出点的切线：股骨后髁线(posterior femoral condyle axis，PCL)；股骨外上髁最凸点和内上髁凹最低点的连线：外科上髁轴(surgical transepicondylar axis，STEA),PCL与STEA夹角即为股骨旋转角。数据标准化：股骨旋转角相对STEA男性内旋3.5°，女性内旋0.3°为正常(记为0°)。胫骨旋转角男女均相对TTA内旋18°为正常(记为0°)。相对正常值，内旋记为负值，外旋记为正值。当胫骨和股骨假体均内旋或均外旋时记录联合旋转角，当胫骨内旋股骨外旋或胫骨外旋股骨内旋时为胫骨股骨假体不匹配，记录胫股失匹配角[5,6]。最后获得胫骨旋转角、股骨旋转角、联合旋转角、胫股失匹配角4组数据。为减少人为误差，由本科室2位主治医师分别测量并收集数据，每位医师测量2次，再取其平均值作为最后数据。收集患者年龄、性别、BMI指数、随访时间、术前膝内外翻角、屈曲挛缩角度、膝关节KSS功能评分及术后患膝关节活动度、视觉模拟(VAS)评分，膝关节KSS功能评分数据进行统计学分析。

图1 术后测量胫骨旋转角1a：在胫骨聚乙烯垫片平面做平台后缘切线(PSTC)，其垂直线为胫骨假体旋转轴(TCA)；1b：在胫骨假体平台下方的平面确定胫骨平台几何中心(GCT)；1c：将GCT投影到胫骨结节最突出点平面与其相连即为胫骨结节线(TTA)。TTA与TCA的夹角即为胫骨旋转角。

图2 术后测量股骨旋转角股骨后髁线(PCL)与外科上髁轴(STEA)夹角

1.3统计学处理采用SPSS 22.0统计软件，对两组患者术前性别、侧别、膝内外翻、挛缩畸形、术后过度旋转不良计数资料采用Fisher精确检验；对所有计量资料采用t检验进行统计分析，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

67例患者均获随访，平均2.8年(1.3～5.5年)。患者胫骨旋转角、股骨旋转角、联合旋转角、胫股失匹配角分别为：疼痛组(-4.5±8.9°、-1.5±4.8°、-7.4±10.4°、-1.5±2.3°)，无疼痛组(3.8°±5.1°、2.4°±3.6°、5.9°±8.8°、4.4°±7.2°)，两组比较差异均有统计学意义，见表2。定义无疼痛组患者旋转角度值第10和第90百分位数范围为正常值，超出正常值的患者为假体过度旋转，得到的假体过度旋转值分别为胫骨(内旋>9.5°，外旋>10.4°)、股骨(内旋>4.3°，外旋>6.5°)、联合旋转(内旋>14.5°，外旋>13.0°)、胫股失匹配(内旋>5.5°，外旋>11.2°)。两组患者过度旋转比较假体内旋时均有统计学差异，假体外旋时均无统计学差异，见表3。两组患者术后随访VAS评分分别为疼痛组5.5±0.9分，无疼痛组0.5±0.4分；膝关节活动度分别为疼痛组73.88°±13.23°，无疼痛组105.54°±12.41°；膝关节KSS功能评分分别为疼痛组66.78±7.64分，无疼痛组88.46±4.35分；比较均有统计学差异，见表4。

表2 两组患者假体旋转力线比较

负值为假体内旋，正值为假体外旋；与疼痛组比较，aP<0.05

表3 两组患者假体过度旋转不良比较

与疼痛组比较，aP<0.05

表4 两组患者术后膝关节功能比较

与疼痛组比较，aP<0.05

3 讨 论

本研究发现初次TKA术后出现不明原因膝痛患者多为假体内旋，而无疼痛组患者多为假体外旋，与BELL等[4]对56例 TKA术后不明原因疼痛患者的研究结果相符，术后不明原因疼痛的患者假体分布在过度内旋位。NICOLL等[5]对39例TKA术后疼痛患者研究发现，疼痛组胫骨假体平均内旋4.3°，而无疼痛组平均外旋2.2°，且后者未发现股骨假体内旋。因此应尽量避免将假体安放在内旋位，降低TKA术后膝痛发生率。

股骨假体旋转定位的方法较多，不同方法定位后的旋转轴常有差异[7]。SISTON等[8]等研究了11位医生应用5种不同方法定位股骨旋转，结果显示所有方法均不能获得满意的对线，550例患者中有455例(83.7%)出现术后大于5°的旋转不良。术中若通过调整股骨旋转截骨，满足屈曲间隙平衡，可能导致股骨旋转不良[9]。股骨假体旋转不良时常引发髌骨关节并发症，BERGER[6]研究TKA术后髌骨脱位的患者中，假体多分布在内旋位。本研究疼痛组中有18例患者胫骨假体内旋大于9.5°，无疼痛组仅1例；11例患者股骨假体内旋大于4.3°，无疼痛组为3例。虽然疼痛组均未出现髌骨脱位，但股骨假体旋转不良相关并发症应被重视，随着股骨假体旋转力线不良角度的增大，将增加聚乙烯垫片及内外侧韧带的应力，加速假体磨损[10]。相对股骨假体，本研究中胫骨假体出现更大的旋转不良角度，在NICOLL等[5]研究中显示疼痛组股骨假体平均内旋2.0°，而胫骨假体平均内旋4.3°，故认为胫骨假体旋转不良与术后疼痛有更大的相关性。胫骨近端解剖标志变异大，没有统一、可靠的解剖定位轴线可参考，屈伸动态定位法和解剖定位法是临床上常用方法，但研究[11,12]表明二者均不能精确恢复胫骨旋转。

活动平台膝关节假体的出现，理论上似乎解决了假体旋转不良的难题，其在股骨假体和聚乙烯衬垫间保持较低的活动度，因而出现旋转不良时其在一定范围内可自行调整各部件的相对位置，使得旋转不良被活动平台“自我校正”[13]。孙振辉等[14]研究了应用活动平台的旋转力线，发现胫骨假体平均内旋0.432±6.664°，与本研究结果比较假体旋转不良角度偏小，可能因其评估方法与本研究不同。相对固定平台，活动平台通常有较高的聚乙烯垫片脱位风险[15]，其允许的旋转活动范围通常较小，若假体本身有较大的旋转不良，即便使用活动平台仍不能完全校正。

在NICOLL 等[5]研究中，过度旋转不良为股骨内旋大于6°，胫骨内旋大于9°，联合旋转和胫股失匹配时均为内旋大于11°。BELL等[4]推荐的假体过度内旋不良为胫骨5.8°，股骨3.9°，联合旋转8.7°，胫股失匹配5.6°。本研究利用正常无疼痛组患者的旋转力线分布,定义第10和第90百分位数范围为正常值，得到超出正常范围的过度旋转不良值，与上述二者比较基本接近。假体过度外旋患者中，两组比较无统计学差异，而在过度内旋时两组患者比较均有统计学差异，故过度内旋值可用于评价TKA术后假体旋转，同时为国人可耐受的假体最大旋转不良值提供参考。

总之，通过分析初次TKA术后不明原因疼痛患者和无疼痛患者旋转力线，发现假体内旋和疼痛明显相关，提示假体内旋是初次TKA术后不明原因疼痛的因素，TKA术中应避免假体内旋安放，减少术后疼痛发生率。

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