内轴型膝关节假体置换保留后交叉韧带型假体与切除后交叉韧带型假体的早中期疗效

王伟卓 黄孟迪 侯东峰 袁普卫 王坤正

作者单位：710004 西安交通大学第二附属医院骨科 ( 王伟卓、黄孟迪、王坤正 )；710004 西安市唐城医院骨科( 侯东峰 )；712000 西安，陕西中医学院第一附属医院骨科 ( 袁普卫 )

目前我国逐渐进入老龄化社会，膝关节骨关节炎作为老年人的常见病，其发病率也在逐年递增。这些患者早期症状相对较轻，休息或者口服止疼药即可缓解疼痛。但对于晚期的患者，膝关节置换术是一种有效治疗方法。人工膝关节假体目前按置换结构有单髁型、双髁型及全髁型；按固定方式区分有骨水泥型与非骨水泥型；按限制程度又可分为限制型与非限制型等[1]。内轴型膝关节假体作为近年来出现的微创膝关节假体，其根据聚乙烯胫骨平台衬垫不同，分为保留交叉韧带型 ( cruciate retain，CR ) 假体和不保留后叉韧带型 ( cruciate substitute，CS ) 假体。目前在国内外应用已达数万例，但对于此关节置换术后中远期随访的研究报道较少。为此，本研究回顾分析了 CR 假体和 CS 假体的两种假体置换术后患者的临床资料，以期对临床假体选择提供参考。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 2013 年 1 月至 2015 年1 月，我院收治的 CR 假体置换和 CS 假体置换者；( 2 ) 有完整的双侧膝关节正侧位 X 线资料者；( 3 )Kellgren-Laerence 评分，OA 严重程度达 III 级或 IV级者；( 3 ) 初次接受人工膝关节置换手术者，( 4 ) 原发性双侧膝关节中度或重度骨关节炎者；( 5 ) 双侧膝关节都存在 5°～15° 的外翻，内翻或挛缩性畸形者；( 6 ) 了解自己的病情和手术方案并签署知情同意书者。

2. 排除标准：( 1 ) 患有严重心脑疾病或其它重大器官疾病者；( 2 ) 已进行过膝关节手术并且术后存在感染者；( 3 ) 类风湿或创伤所引起的骨性炎症者；( 4 ) 患膝关节肿瘤者；( 5 ) 脊椎或髋关节疾病所致下肢功能障碍者；( 6 ) 下肢血栓或凝血功能障碍者。

二、临床资料

本研究纳入 CR 组假体置换者 171 例， CS 组假体置换者 200 例 ( 表 1 )。两组患者的性别比例，年龄区间，随访时间等差异无统计学意义。

表1 两组患者一般情况比较Tab.1 Comparison of general data between the 2 groups

三、手术方法

膝前正中切口，内侧髌旁入路 ( MPA )，初步对关节松动后切除半月板和交叉韧带，CS 组切除后交叉韧带，CR 组保留后交叉韧带。股骨髓内定位、胫骨髓外定位，行股骨力线轴外翻截骨，胫骨平台后倾角为 3°～7°。平行于股骨远端内外上髁，行远端髁外旋截骨，外旋 3°～5°，选择合适的股骨假体型号。清除后髁的骨赘，用脉冲枪彻底冲洗关节，骨水泥固定假体，两组安装不同的胫骨垫片。膝关节外侧放置引流管 1 根，逐层缝合伤口，氨甲环酸 1 g关节腔灌注。

四、围手术期处理

术前戒烟戒酒，纠正低蛋白及贫血，术前30 min 至术后 72 h 内给予静脉滴注抗生素预防感染；术后 12 h 后开始口服阿哌沙班预防静脉血栓形成，剂量 2.5 mg / 次，每日 2 次直至术后 2 周。于患者麻醉药效结束后立即进行相应功能锻炼，主要包括踝部屈伸练习和股四头肌肌力练习；术后第2 天给予拔除引流管，开始借助步行器行部分负重行走，并进一步加强踝泵及股四头肌肌力锻炼；术后第 3 天开始练习膝关节主动屈伸，并逐渐延长行走距离；术后 7～14 天出院，并继续在康复师指导下进行膝关节功能锻炼。

五、观察指标

将两组患者术前及置换术后 3 个月，6 个月，1 年的情况进行详细记录，并在以后每隔半年随访1 次，统计结果。用简明健康状况量表来全面评估患者对手术的满意程度。KSS ( 膝关节协会评分 ) 来评价患者最大膝关节屈曲度和实际临床效果。选择一位对手术不知情的医师 ( 姓名 ) 对置换手术的患者进行以上 3 项指标的评估，给出患者最终的手术满意度和临床疗效[2-3]。

六、统计学处理

结 果

一、两组患者一般情况比较

两组患者均得到很好的随访，随访率 CS 组：3 年 180 例， 4 年 175 例 ，5 年 173 例； CR 组：3 年171 例，4 年 170 例，5 年 168 例；患者原本的行走能力障碍和膝关节疼痛症状都有所缓解，且没有血管损伤或膝关节僵硬等并发症的发生；同时未见假体松动或下沉的病例 ( 以上患者的调查结果均为随访 )。CR 型假体组中 2 例术后 20 天左右出现高烧，关节轻度发红，疑似感染，经静脉应用抗菌素 2 周，口服氧氟沙星、利福平 1 个月，症状消失 ( 表 1 )。

二、KSS 评分结果

两组患者置换术后的 KSS 评分和术前相比都有明显的提高 ( P＜0.05 )，然而两组间相同时间点的差异无统计学意义 ( P＞0.05 ) ( 表 2 )。

三、SF-36 健康调查量表结果

SF-36 健康调查表囊括了被调查者 8 个指标：生理机能、生理职能、躯体疼痛、一般健康状况、精力、社会功能、情感职能、精神健康。结果显示，两组患者术后与术前比较 SF-36 健康调查中各部分得分有明显的提高 ( P＜0.05 )，但两组中相同时间点比较差异无统计学意义 ( P＞0.05 ) ( 表 3 )。

四、置换术后膝关节最大屈曲度的比较结果

两组患者在置换术后膝关节最大屈曲度和术前相比有相对明显的提高 ( P＜0.05 )，但是比较两组不同假体各时间点的差异无统计学意义 ( P＞0.05 )( 表 4 )。

讨 论

目前人工全膝关节置换术不断发展，各种新型假体类型层出不穷，内轴型全膝关节置换系统作为一种新兴假体，1999 年经美国 FDA 批准上市，全世界目前有超过 50 万人植入，有多个国外相关学者做了术后的中远期随访研究[4-6]，但对于亚洲人群研究尚未有报道。内轴型膝关节假体的设计理念基于正常膝关节远动及收集的运动学数据的研究模拟。内轴型膝关节假体也采取但半径设计理念，保持内侧屈伸活动中保持侧副韧带同等张力；假体设计利用仿照人体伸直时膝关节自然有轻微的外旋，以保证站立位时稳定性的锁扣机制 ( screw home mechanism )；假体设计通过球窝关节面实现稳定，锁扣机制所需要的旋转度为 7°～8°，设计中采用 15°滑轨，是为了满足假体对骨的覆盖，而且能获得锁扣机制所需要的 7°～8° 内外旋。屈曲时内旋，形成后滚，防止股骨髁和胫骨的撞击。所以内轴膝在获得了自然关节的稳定性的条件下，又不牺牲活动度。即仿照股骨正常矢状面曲率设计假体，屈伸过程保持单一曲率半径，即单屈曲半径设计，从而重建符合力学的一个解剖学几何结构。其设计优势体现在：在髌股关节和胫股关节活动度上比以往膝关节假体更加合理，股骨假体设计更接近人体膝关节解剖形态，髁间截骨量将得到明显减少，而且关节活动的稳定性也得到提高，为了从理论上最大程度降低聚乙烯的磨损[5-8]，设计了增加关节面接触面积的球窝 ( 图 1 )。

表2 两组患者术前与术后不同时间点 KSS 评分结果 (±s)Tab.2 Comparison of KSS result at different time points before and after surgery between the 2 groups (±s)

表2 两组患者术前与术后不同时间点 KSS 评分结果 (±s)Tab.2 Comparison of KSS result at different time points before and after surgery between the 2 groups (±s)

注：a同一组内置换后与置换前比较 ( P ＜ 0.05 )Notice: aIn the same group before and after the replacement ( P ＜ 0.05 )

术后时间3 个月 6 个月 1 年 2 年 3 年 5 年CR 组 50.72±1.55 89.61±0.91a 88.68±0.95a 87.61±1.09a 89.38±0.97a 88.18±0.89a 89.63±0.89a CS 组 51.54±1.48 87.63±0.93a 89.48±1.12a 89.68±0.99a 88.48±0.96a 91.61±0.95a 90.61±0.94a组别 术前

表3 两组患者不同时间点 SF-36 健康调查结果 (±s)Tab.3 Comparison of SF-36 health survey results at different time points between the 2 groups (±s)

表3 两组患者不同时间点 SF-36 健康调查结果 (±s)Tab.3 Comparison of SF-36 health survey results at different time points between the 2 groups (±s)

注：a同一组内患者术前与术后相同时间点比较 ( P ＜ 0.05 )Notice: aIn the same group at the same time points before and after the replacement ( P ＜ 0.05 )

术后时间3 个月 6 个月 1 年 2 年 5 年CR 组生理机能 51.6±18.4a 78.1±21.7 83.5±18.6 78.6±31.1 83.3±21.5 82.1±22.7生理职能 47.7±22.5a 82.3±21.5 78.6±20.1 82.6±21.4 81.3±18.8 81.8±28.8躯体疼痛 51.6±18.6a 81.3±18.8 82.6±27.4 81.6±21.2 81.5±25.2 83.5±27.1一般健康状况 48.7±21.1a 81.5±21.2 81.6±24.2 83.1±18.4 78.8±24.1 79.9±25.3精力 47.5±18.3a 83.1±18.5 78.8±25.1 82.2±18.8 83.1±18.3 82.2±17.9社会功能 48.6±21.4a 81.4±21.6 78.4±18.7 78.8±27.1 78.8±24.8 79.9±22.4情感职能 48.5±21.3a 78.8±21.8 82.2±29.8 81.4±23.6 81.6±23.2 83.6±22.6精神健康 48.1±17.7a 81.7±18.6 82.2±23.8 81.3±21.7 81.4±21.6 83.7±23.5 CS 组生理机能 51.6±18.4a 78.1±21.7 82.5±18.6 78.6±21.1 82.3±21.5 84.1±23.7生理职能 47.7±21.5a 82.3±21.5 78.6±21.1 82.6±21.4 81.3±18.5 83.4±19.7躯体疼痛 51.6±18.6a 81.3±18.2 82.6±21.4 81.6±21.2 81.5±23.2 83.2±22.1一般健康状况 47.8±18.3a 81.6±21.2 81.5±21.2 78.4±17.8 82.2±24.8 83.6±24.5精力 48.1±21.7a 83.1±19.9 78.4±21.1 82.2±14.8 83.1±18.7 82.6±14.7社会功能 51.1±18.7a 78.5±21.3 83.1±18.6 78.4±18.4 81.5±24.2 83.5±25.3情感职能 48.3±17.8a 82.4±19.7 78.4±18.1 82.2±23.8 78.8±23.3 78.9±24.9精神健康 49.3±17.7a 81.7±18.6 82.2±23.8 83.3±23.7 83.4±23.6 81.5±25.7组别 术前

图1 内轴型膝关节模拟图及置换后正侧位 X 线片Fig.1 Medial pivot knee model; AP and lateral X-ray views postoperatively

表4 两组患者不同时间点膝关节最大屈曲度调查结果Tab.4 Comparison of maximum knee flexion at different time points between the 2 groups

膝关节运动的实验室仿生模拟表明，正常的人体膝关节是以后交叉韧带止点为中心，从靠近交叉韧带止点的横截面旋转到股骨内侧髁的外表面。内轴型膝关节假体系统设计[9-10]，是通过胫-股关节机制模拟正常的内侧枢轴关节活动，使外侧髁的管状面与矢状面半径保持一致，两个部分球形的这种“球窝关节”式的内侧枢轴机制，使假体内侧获得了最大的整合度，防止了股骨前移并且增加了关节稳定度，同时外侧关节面还可以在一定的范围内进行旋转和平移[11-12]。无论是 CS 假体，还是 CR 假体，衬垫都没有采用传统的中间立柱设计，而采用抬高前唇的设计[13]。相同的股骨假体可配合 CR 或CS 垫片的使用，方便了术者，提供了更好的术中灵活性。

本组大多数患者疼痛缓解满意，功能恢复也非常好，大多数患者术后能够进行正常的活动。

其中，平均术后 6 个月 80% 的患者能够进行适合年龄的重体力劳动或参加体育活动。 对于 95%的病例，手术能较好地满足患者的期望，这与文献报道一致。有对大样本的内轴型假体置换评价的研究，纳入了 8 个研究 1146 例膝关节置换的系统评价和 Meta 分析结果显示，假体的 5、8 年存留率分别为 99.2% 和 97.6%[13-14]，高于既往有关膝关节假体存留率的报道，手术后的 KSS 加权平均分为87.9 分。而本研究中，5 年随访 KSS 评分，无论是CS 假体 ( 90.61±0.94 ) 还是 CR 假体 ( 89.63±0.89 )均获得了很好的结果。SF-36 从 8 个方面全面总结了被访者术前、术后的生活质量，两组置换后SF-36 健康调查结果显示，各部分及置换后膝关节最大屈曲度较置换前均得到明显提高 ( P＜0.05 )，但两组相同时间点比较差异无统计学意义 ( P＞0.05 )。

本研究结果显示中晚期膝关节炎患者使用内轴型膝关节进行置换术的早期治疗效果优良，在很大程度上矫正了关节畸形，改善了关节活动度，具有良好的满意度，提高了患者的生活质量；采用“球窝”设计获得稳定性，后交叉韧带保留与否，CS 假体与 CR 假体在早期疗效、患者的主观满意度以及早期关节活动度的改善方面差异无统计学意义 ( P＞0.05 )。