直接外侧结构松解术治疗重度膝关节外翻畸形
2018-03-28任姜栋
任姜栋,曹 力
新疆医科大学第一附属医院关节外科, 乌鲁木齐 830054
因膝关节外翻畸形行人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty, TKA)患者约占整个TKA患者的10%左右[1],主要病因为骨性关节炎,另外,类风湿关节炎、创伤性关节炎及发育畸形均可导致膝关节外翻。Ranawat等[2]将膝关节外翻分为三型:Ⅰ型固定的外翻畸形≤10°,内侧副韧带功能良好;Ⅱ型固定的外翻畸形>10°,并伴有内侧副韧带功能减弱;Ⅲ型外翻合并严重的骨性畸形、内侧副韧带功能缺失。膝关节外侧软组织结构较多,外翻的病理特点及发生机制与内翻不同,导致TKA手术难度加大[3],特别是20°甚至30°以上的重度固定外翻畸形,手术难度更大。对于这一类特殊的病例,不同医生对软组织松解方法和松解顺序也存在很多争议,从经典的Ranawat等[2]的“inside-out”技术, Whiteside[4]的有序外侧结构松解以及外侧副韧带(lateral collateral ligament,LCL)直接切断术,到Mullaji和Shetty[5]的股骨外侧髁滑移截骨术,均取得了不同临床效果,但由于重度膝关节外翻患者往往合并严重的外侧关节囊及软组织韧带挛缩,通过反复软组织松解仍不能获得平衡的内外侧间隙及对等的屈伸间隙,最终很多骨科医生不得不选择限制性或铰链膝关节假体,术后5年随访效果不佳[6]。Krackow 等[7]在1999年提出,对重度膝关节外翻畸形应首先松解LCL,但其仅仅在尸体标本中得到了证实,直接外侧结构[LCL+腘肌腱(popliteus,Pop)+髂胫束(iliotibial band, ITB)]的松解目前尚无文献报道,本研究在临床上采用了此种方法,并证实了其可靠性。
1 资料与方法
1.1 一般资料
2007年1月至2014年12月,新疆医科大学第一附属医院收治的重度膝关节外翻畸形采用直接外侧结构(LCL+Pop+ITB)松解方法行TKA手术患者28例(30膝),其中男性8例,女性20例;年龄41~80岁,平均(66.7±11.1)岁;临床诊断骨性关节炎23例,类风湿关节炎5例;双膝关节外翻同时行TKA术2例,合并髌骨完全脱位2例,内侧不稳定1例。
排除标准:(1)膝关节有外伤史的创伤性关节炎者;(2)膝关节内外侧结构有损失或缺如者;(3)膝关节合并活动性感染者;(4)下肢存在运动、感觉功能障碍者。
1.2 术前准备
术前常规行膝关节负重位X线正侧位及屈曲45°髌股关节轴位像。以股胫角(股骨和胫骨解剖轴线的夹角)>20°者定义为重度外翻畸形[10]。本组患者平均股胫角为22°~42°,平均(32.6±4.3)°,均为重度外翻畸形。
1.3 手术方法
28例(30膝)手术均由同一组医生完成,2例双膝关节外翻患者手术在一次麻醉下完成,所有膝关节假体均采用骨水泥固定。
麻醉及手术入路:患者选用连续硬膜外麻醉或全麻,取仰卧位,均采用气囊止血带止血,压力280~300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。手术行膝关节正中皮肤切口,髌旁内侧入路。切除部分外侧髌下脂肪垫,清除胫骨内侧缘骨赘,但不行内侧软组织松解。
截骨:先行胫骨侧正常截骨,由于重度外翻畸形常合并严重的胫骨平台外侧磨损,应以胫骨平台内侧为最低点进行测量和截骨。胫骨截骨的骨量宁少勿多。然后行股骨髁截骨,股骨远端截骨的外翻角度适当减少到3°[8]。由于膝关节重度外翻畸形,大部分外侧髁发育不良,存在明显的股骨外髁缺损,股骨外旋角度以Whiteside线以及通髁线作为参考。如髌骨发育畸形或完全髌骨脱位,经髌骨外侧软组织及外侧支持带松解后,髌骨轨迹仍然较差,则选择小号髌骨假体适当靠内侧置换髌骨以改善髌骨轨迹。
外侧软组织松解:在股骨外髁、外后髁及胫骨平台后外侧骨赘切除后,所有病例均常规先行LCL松解。具体松解方法:在给予内翻应力的同时,用手触摸紧张的LCL,用电刀逐步将LCL的股骨止点处松解(图1)。LCL在应力作用下,逐渐从股骨外侧髁分离,直至屈曲平衡,如屈曲仍不能平衡,进行Pop逐步松解,松解方法同LCL。此时,伸直位判断伸直间隙外侧的紧张程度,用尖刀进行髂胫束“Pie-crusting”松解,直至伸直间隙平衡。整个松解过程中保留其他外侧结构的完整性,并保护膝关节的内侧结构。最后评估髌骨轨迹,一般均可取得良好的髌股轨迹。
图 1 在内翻张力作用下,用电刀渐进松解外侧副韧带在股骨的止点(A),边松解,边检查,直至完全松解(B)
假体的选择:采用的假体除1膝为限制型髁假体(LCCK,Zimmer)外,其余29膝均为不保留后交叉韧带的后稳定型假体 [Innex 5膝(Zimmer)及 NexGen 24膝(Zimmer)]。
1.4 术后处理及康复
术后膝关节加压包扎,不放置引流。常规抗炎、消肿、局部冰敷、镇痛、抗凝治疗;血红蛋白低于90 g/L,红细胞压积低于28%的患者给予输血治疗。所有患者均在手术日即开始患肢床上运动,术后第1天扶拐下地部分负重行走,同时行股四头肌和膝关节主动屈伸功能锻炼。
1.5 随访及评价指标
术后3个月、6个月、12个月定期随访,以后每年随访一次。随访内容包括采用X线检查测量膝关节股胫角度数评价外翻改善程度,采用美国特种外科医院(The Hospital for Special Surgery,HSS)关节评分评估膝关节功能,采用双下肢站立位全长X线及膝关节正侧位X线检查测量下肢力线并评价假体位置。
1.6 统计学处理
采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差表示,术前、术后HSS膝关节评分、膝关节活动度的比较采用配对资料t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
28例患者术后平均随访2 ~8年,术前及术后末次随访HSS评分及股胫角大小见表1。膝关节HSS评分从术前(20.4±14.3)分(6~38分)提高到末次随访时(89.5±9.4)分(83~96分),差异有统计学意义(P<0.001)。所有膝关节在行TKA后外翻畸形基本得到矫正(图2),末次随访时X线显示股胫角平均(7.6±3.7)°(0~10°),较术前(32.6±4.3)°(22°~42°)有明显改善(P=0.001)。术后1例患者膝关节内侧不稳,给予膝关节支具保护3个月后症状消失,1例术前严重髌骨脱位患者术后膝关节屈曲超过40°时髌骨存在半脱位,4例术后出现腓总神经麻痹,术后3个月复查症状消失,未发生感染、松动、血栓等并发症。
表 1 28例患者术前及术后末次随访HSS评分 及股胫角比较
HSS:美国特种外科医院
图 2 与术前(A)相比,术后(B)膝关节外翻畸形基本得到矫正,术后一年功能良好
3 讨论
重度膝关节外翻畸形的TKA手术难度大,主要原因在于此类患者除合并膝关节骨性结构异常外,同时存在膝关节外侧结构的挛缩畸形,包括膝关节LCL、Pop、ITB以及股二头肌腱和腓肠肌外侧头、外侧以及后外侧关节囊挛缩畸形[9],而内侧结构往往被牵拉后出现松弛。根据术前计划,骨科医生能够轻松做到胫骨及股骨的准确截骨,同时获得良好的骨性对线,而能否通过恰当的外侧结构松解获得屈伸间隙平衡,进而获得从伸直到屈曲整个过程均稳定的膝关节,成为手术成功的关键。
回顾文献,对于膝关节外翻畸形尤其是重度固定的外翻畸形,必须进行外侧结构松解,但松解顺序及松解方式至今仍存在争议[2,4,8,10]。松解的最终目标,无非是通过内外侧应力试验或撑开器来检查内外侧平衡,以得到一个对等的矩形屈伸间隙。但对于重度膝关节外翻畸形,术者往往在术中陷入一种尴尬境地:在按部就班逐层松解完整个外侧结构后,出现了内、外侧结构的失平衡,从而将导致术后膝关节不稳定,此时不得不采用限制性假体或铰链膝关节以获得术后膝关节的稳定。
Ranawat等[2]和Elkus等[11]详细描述了如何采用“inside-out”技术松解后外关节囊及“pie-crusting”技术松解ITB以获得良好的软组织平衡。完成股骨及胫骨的准确截骨后,首先需平衡屈曲间隙,在切除股骨外后髁及胫骨外后方的骨赘后,沿胫骨近端后缘采用“inside-out”技术将后外侧关节囊用电刀横行切开以获得屈曲间隙平衡;然后采用“pie-crusting”技术松解ITB以获得伸直间隙平衡。35例患者采用此两种方法松解后使用后稳定假体及限制性假体,术后随访 5~15年,未出现膝关节不稳定情况,假体的10年生存率100%,15年生存率83%[11]。但文献中仅纳入了>10°且≤20°的膝关节外翻畸形患者,>20°外翻畸形手术松解效果未知。
Whiteside[4]详细描述了在膝关节外翻畸形中,每一个外侧结构在伸直和屈曲中扮演的角色。他认为附着点距离股骨外髁较近的外侧结构对膝关节的屈曲稳定所起作用较大,如LCL、Pop等;相反,附着点距离股骨外髁较远的结构对伸直间隙的影响较大,如ITB、后外侧复合体(posterolateral complex,PLC)。故对于屈曲紧张的患者应首先考虑松解LCL和Pop;而对于伸直紧张的患者应首先松解ITB和PCL。Whiteside发现在外翻角度8°~15°的91个患者中,65%(59/91)需要行外侧软组织松解,其中54%(32/59)仅需要松解ITB即可获得平衡;外翻角度16°~25°的25个患者中,92%需要行外侧软组织松解;>25°的19个患者均需要松解LCL、Pop、ITB。但他也认为对于外翻畸形,并无哪一种松解顺序适用于所有患者,需要根据术中触摸和探查紧张的组织来决定。
Mullaji和Shetty[5]采用导航下LCL以及Pop在股骨侧滑移截骨治疗>15°的膝关节外翻畸形,取得了较好的临床效果。
Krackow和Mihalko[7]指出在重度外翻畸形中可考虑首先松解LCL和ITB,然后再松解Pop和PLC。研究者发现逐渐松解LCL能够对屈曲及伸直的外侧紧张起到很好的松解作用,如果发现有残留的屈曲和伸直紧张可直接松解Pop和ITB,并推荐对于膝关节重度外翻患者的外侧软组织松解应从LCL开始。遗憾的是,此研究仅停留在体外,并未在临床中得到验证。
轻度膝关节外翻畸形(≤20°)的软组织松解方法及顺序尽管存在很大争议,但各研究均取得了不错的临床结局。对于>20°固定的膝关节外翻畸形,笔者赞同Whiteside的意见,即所有患者均松解LCL、ITB,尽量保留Pop,仅在LCL彻底松解后仍残留外侧紧张及胫骨外旋时,考虑松解Pop。为了避免盲目松解后出现整个外侧结构垮塌,本研究采用了Krackow和Mihalko的体外研究方法,首先松解LCL,具体的松解方法是在撑开器或内翻牵引力的作用下,用手触摸紧张的LCL,电刀弧逐渐靠近LCL股骨的止点处,将屈曲紧张的外间隙逐渐松解,并不一定将其完全剥离,直至内外侧间隙对等。不用刀片进行剥离的原因在于锋利的刀刃对LCL的松解并不可控,甚至可能出现过度松解的情况,这与Ranawat松解后外关节囊的方法一致。本研究术中发现,由于外侧结构的挛缩,在一些外翻畸形严重的病例中,将LCL完全剥离后,内外侧间隙虽得到了平衡,但LCL回缩很多,这与外侧挛缩结构的包裹有关,证实了Krackow和Mihalko的体外研究观点。
本研究术中尽量保留Pop,彻底松解LCL后,对仍残留紧张的屈曲及伸直或伴有胫骨外旋畸形的患者,则再次松解Pop和ITB,最终取得了稳定、平衡的屈伸间隙。本研究所有患者均松解了LCL和ITB,仅2例彻底松解了Pop,跟大部分文献报道[12- 14]一致。为了避免术中出现过度松解导致屈伸间隙的不稳定,建议术中备用限制性假体或铰链膝关节,本组有一例术前发现内侧副韧带松弛,术中松解外侧结构后发现膝关节不稳定,最后选用了限制性假体。
重度膝关节外翻畸形TKA术属于复杂手术,只有具有丰富临床经验的医生在经过详细的术前计划及仔细的术前查体后,才能顺利完成手术。膝关节外翻畸形的松解方法及顺序应根据患者膝关节外翻畸形程度和术中具体情况来进行。对于重度膝关节外翻畸形的患者,按顺序直接外侧结构松解并安装后稳定型假体,可取得满意的临床效果。
[1] Nikolopoulos D, Michos I, Safos G, et al. Current surgical strategies for total arthroplasty in valgus knee[J]. World J Orthop, 2015,6:469- 482.
[2] Ranawat AS, Ranawat CS, Elkus M, et al. Total knee arthroplasty for severe valgus deformity[J]. J Bone Joint Surg Am,2005,87:271- 284.
[3] Engh GA. The difficult knee: severe varus and valgus[J]. Clin Orthop Relat Res, 2003,416:58- 63.
[4] Whiteside LA. Selective ligament release in total knee arthroplasty of the knee in valgus[J].Clin Orthop Relat Res,1999,367:130- 140.
[5] Mullaji AB, Shetty GM. Lateral epicondylar osteotomy using computer navigation in total knee arthroplasty for rigid valgus deformities[J]. J Arthroplasty, 25:166- 169.
[6] Easley ME, Insall JN, Scuderi GR, et al. Primary constrained condylar knee arthroplasty for the arthritic valgus knee[J]. Clin Orthop,2000,380:58- 64.
[7] Krackow KA, Mihalko WM.Flexion-extension joint gap changes after lateral structure release for valgus deformity correction in total knee arthroplasty: a cadaveric study[J]. J Arthroplasty,1999,14:994- 1004.
[8] Lombardi AV Jr, Dodds KL, Berend KR, et al. An algorithmic approach to total knee arthroplasty in the valgus knee[J]. J Bone Joint Surg Am,2004,86:62- 71.
[9] Lange J, Haas SB. Correcting severe valgus deformity: taking out the knock[J].Bone Joint J, 2017,99:60- 64.
[10] Rossi R, Rosso F, Cottino U, et al. Total knee arthroplasty in the valgus knee [J]. Int Orthop,2014,38:273- 283.
[11] Elkus M, Ranawat CS, Rasquinha VJ, et al. Total knee arthroplasty for severe valgus deformity. Five to fourteen-year follow-up[J]. J Bone Joint Surg Am,2004,86:2671- 2676.
[12] Clarke HD, Fuchs R, Scuderi GR,et al.Clinical results in valgus total knee arthroplasty with the “Pie Crust” technique of lateral soft tissue releases[J].J Arthroplasty,2005,8:1010- 1014.
[13] Girard J, Amzallag M, Pasquier G,et al.Total knee arthroplasty in valgus knees:Predictive preoperative parameters influencing a constrained design selection[J]. Orthop Traumatol Surg Res,2009,95:260- 266.
[14] Aglietti P, Lup D, Cuomo P,et al.Total knee arthroplasty using a pie-crusting technique for valgus deformity[J]. Clin Orthop,2007,464:73- 77.