内轴膝关节系统中胫骨假体后倾角度对术后功能影响
2019-09-10陈冠宏马金朋王英振李洪彪赵留静翟喜成
陈冠宏 马金朋 王英振 李洪彪 赵留静 翟喜成
[摘要]目的探讨内轴型（MP）膝关节系统中胫骨平台后倾角（PSA）对全膝关节置换术（TKA）后关节功能的影响及其相关因素。方法随访40例老年女性单侧膝骨关节炎终末期行单侧TKA手术病人（术中均采用MicroPort公司MP膝關节2号Advance stature假体），随访时间至少4个月，记录病人术前和术后膝关节活动度（ROM）、膝关节手术评分表（KSS）评分、胫骨平台PSA等指标，分析不同胫骨平台PSA角度病人术后ROM的差异，以及BMI、术前ROM、术前KSS评分对术后功能恢复的影响。结果术前膝关节ROM、术后胫骨平台PSA、术前KSS评分与术后膝关节KSS评分呈正相关（r=0.389～0.825，P<0.05），BMI与术后膝关节KSS评分呈负相关（r=-0.623，P<0.05）。术后胫骨平台PSA为5°～7°病人术后功能恢复最优。结论病人BMI增高不利于TKA后功能恢复，较高的术前ROM和KSS评分有利于术后的功能恢复;术后胫骨平台PSA 5°～7°有可能是MP膝关节系统的最适宜PSA。
[关键词]关节成形术，置换，膝;MP膝关节系统;胫骨平台后倾角;关节动度测量法，关节
[ABSTRACT]ObjectiveTo investigate the effect of the posterior slope angle （PSA） of the tibial plateau in a medial`-pivot （MP） knee system on the knee joint function after total knee arthroplasty （TKA） and its related factors. MethodsA follow`-up lasting at least 4 months was conducted in 40 elderly female patients who had undergone a TKA （size 2 Advance Stature MP knee prosthesis from MicroPort was used） for end`-stage unilateral knee arthritis; the patients were evaluated for preoperative and postoperative knee range of motion （ROM）， Knee Society Score （KSS）， and PSA of the tibial plateau; analyses were conducted on the difference in the postoperative ROM in patients with different PSAs of the tibial plateaus and the effects of body mass index （BMI）， preoperative ROM， and preoperative KSS on postoperative functional recovery. ResultsThe preoperative knee ROM， postoperative PSA of the tibial plateau， and preoperative KSS were positively correlated with the postoperative KSS （r=0.389-0.825，P<0.05）; BMI was negatively correlated with the postoperative KSS （r=-0.623，P<0.05）. Patients with a postoperative PSA of the tibial plateau of 5°-7° had optimal postoperative functional recovery. ConclusionIncreased BMI negatively contri`-butes to functional recovery after TKA， while higher preoperative ROM and KSS positively contribute to functional recovery. The best PSA for a MP knee system may be 5°-7°.
[KEY WORDS]arthroplasty， replacement， knee; posterior slope angle; medial pivot; arthrometry， articular
人工膝关节置换术的历史可以追溯至20世纪40年代，但全膝关节置换术（TKA）术后病人存在多种不适，主要是疼痛、关节异响、关节不稳[1`-2]，TKA术后满意率并不高。在多种影响TKA术后病人满意率的因素中，假体设计与手术技术最为重要[3]，其中膝关节置换术假体不符合自然膝关节的生理运动是TKA术后满意率相对较低的一个重要原因。内轴型（MP）膝关节系统由于避免了凸轮和立柱的撞击，从而延长了假体寿命[4]。另外，MP膝关节系统取消了股骨髁的凸轮，减少股骨髁间截骨，保留了更多的骨量，为可能存在的翻修留有余地。大量的膝关节翻修资料证实，胫骨假体的位置改变如松动移位等仍是导致膝关节假体翻修的主要原因。关于术中胫骨截骨的角度仍未达成共识，起初部分膝关节假体并未设计后倾角（PSA），但有学者认为自然膝关节均存在一定PSA[6]，一旦水平截骨可导致术后胫骨平台载荷不均匀，因其前方皮质骨量丢失，应力集中于松质骨，后者承受应力的能力有限，可能会引起远期的胫骨假体下沉。多数临床医生后倾截骨时根据不同假体设计采用不同的PSA[8]。后稳定型假体PSA设计多为5°～7°。关于MP膝关节假体PSA尚无统一标准[9]。本研究对MP膝关节假体的相关手术因素及术后功能进行分析，以探讨MP膝关节系统中最适合的术后胫骨平台PSA，从而为指导临床医生手术及判断预后提供参考。
1资料和方法
1.1一般资料
选取2012年10月—2017年10月单县中心医院收治、因膝关节骨性关节炎终末期病变行单侧TKA手术治疗病人40例（40膝），全部病例至少随访4个月以上。病人均为女性，年龄60～70岁;膝关节均为内翻畸形，内翻角度（13.42±4.28）°;体质量指数（BMI）为（25.34±2.13）kg/m2，膝关节活动度（ROM）为（92±16）°，膝关节手术评分表（KSS）评分（47.12±10.55）分。所有病人膝关节均无其他手术史，为初次置换。手术均由同一组医师完成，各项测量及数据获得由同一人完成。本文研究获得病人知情同意。
1.2手术方法
本文全部病人手术均采取髌内侧入路，术中均采用MicroPort公司生产的MP膝关节假体（Advance Medial`-Pivot Knee System， MicroPort Medical Group）。采用单次硬膜外麻醉，取病人患侧膝关节前正中纵行切口，髌内侧入路，依次处理股骨及胫骨端，股骨髓内定位，通过测量假体前后径确定假体大小，胫骨髓外定位，不进行髌骨置换，予以髌骨去神经化。术后应用静脉镇痛泵72 h;行动静脉足泵（A`-V泵）治疗，常规冷敷、抬高患肢;患肢梯度弹力袜捆扎至大腿根部;口服利伐沙班10 mg，每天1次，治疗3周;塞来昔布200 mg，每天2次，治疗6周。
1.3术后康复
所有病人均在术后24 h后拔除引流管，使用助行器辅助下地活动，应用关节功能锻炼器CPM机等进行功能锻炼。①被动锻炼：病人术后24 h即开始行膝关节被动活动，开始时将膝关节活动度控制在45°左右，每天2次，每次20 min;每日增加20°左右，1周后争取活动到90°以上。②主动锻炼：病人术后苏醒后即开始踝泵功能锻炼，拔除引流管后进行直腿抬高锻炼、膝关节屈伸功能锻炼。
1.4随访
术后6周病人门诊复查指导康复锻炼，术后4个月再次门诊复查采集相关数据。检测指标包括BMI，术前及术后4个月KSS评分、膝关节ROM、胫骨平台PSA。病人术前、术后行负重位置膝关节正侧位X线检查，保证侧位X线片股骨内外髁重叠，分别应用3种方法测量胫骨平台PSA：①胫骨平台前后缘连线与胫骨中上段前侧骨皮质切线的垂线的夹角（图1方法1）;②胫骨平台前后缘连线胫骨中上段轴线的垂线的夹角（图1方法2）;③胫骨平台前后缘连线与胫骨后侧皮质切线的垂线的交角（图1方法3）。ROM测量时病人取仰卧位，应用量角器测量。
1.5统计学处理
采用SPSS 19.0软件进行统计学分析，计量资料结果以±s表示，数据间比较采用t检验和F检验;影响术后功能的相关因素分析采用Pearson相关分析。以P<0.05为差异有显著性。
2结果
2.1手术前后KSS评分和ROM比较
病人手术前后膝关节KSS评分分别为（47.1±10.6）和（86.8±6.4）分、ROM分别为（93.1±16.9）°和（118.4±9.2）°，病人术后膝关节KSS评分、ROM均较术前升高，差异有统计学意义（t=20.87、8.35，P<0.05）。
2.2不同方法测得胫骨平台PSA比较
方法1、2、3测得胫骨平台PSA分别为（11.74±3.87）°、（8.91±3.57）°、（6.21±3.63）°，差异有显著性（F=22.428，P<0.05）。
2.3术后4个月时KSS评分的相关影响因素
以术后4个月KSS评分为因变量，BMI、术前膝关节ROM、术后胫骨平台PSA为自变量，进行Pearson相关分析，结果表明，术前膝关节ROM、术后胫骨平台PSA、术前KSS评分与术后膝关节KSS 评分呈正相关（r=0.389～0.825，P<0.05）， 而BMI与术后膝关节KSS评分呈显著负相关（r=-0.623， P<0.05）。
2.4PSA对术后膝关节ROM的影响
术前、术后胫骨平台PSA（采用方法3所测得角度）见图2。将病人根据PSA分为PSA≤5°组（n=13）、5°
3讨论
本次研究膝關节术后KSS评分、ROM均较术前明显改善，再次证实膝关节置换手术效果确切有效，术者高超的手术技术结合先进的假体设计理念是病人优良满意度的保障。本文方法1所测得数据能在手术中提供比较准确的参考，方法2测量得到的结果误差较大，方法3使用胫骨后侧皮质切线，临床应用更为方便，更为准确。本文的结果显示，术后4个月病人膝关节疼痛明显缓解，关节活动度较术前改善，膝关节稳定性良好，病人术后满意度较高，KSS评分较术前提高。胫骨平台PSA过小影响膝关节活动角度，过大有导致屈曲中段不稳可能，本文结果显示MP膝关节系统5° MP膝关节系统的设立理念是模仿自然膝关节屈曲时的内轴运动[10`-11]。关于MP系统膝关节置换术后关节ROM国内外已经有不少研究[12`-17]。中国病人胫骨平台PSA与西方人不同，本文随访结果显示，MP膝关节置换术后国内病人术后4个月膝关节ROM平均值为108.44°。 目前，关于胫骨平台PSA对TKA术后膝关节ROM的影响尚存在争议[18`-20]。MOONOT等[9]对3组后交叉韧带保留型膝关节置换后PSA分别为0°、4°、7°的病人研究结果显示，PSA升高1°，术后膝关节最大活动范围平均提高了1.7°。SCHURMAN等[21]对101例后交叉韧带保留型膝关节置换病人研究显示，胫骨平台PSA每升高1°，术后膝关节最大活动范围平均提高2.3°。另有作者对后交叉韧带替代型膝关节置换后PSA分别为0°和5°的病人进行研究，结果显示，胫骨平台PSA与术后膝关节最大膝关节ROM没有明显关系[22]。有研究显示，胫骨平台PSA与术后膝关节ROM的相关性可以在后交叉韧带保留型假体置换中体现，而在后交叉韧带替代型假体置换术中并不明显[10]。本文对40例MP膝关节置换病人研究显示，胫骨平台PSA与术后膝关节ROM呈明显的正相关。 大量证据表明，高龄和术前BMI过高是术后膝关节功能改善的不利因素。有研究对358例膝关节置换术后病人膝关节ROM进行随访，结果显示BMI与术后膝关节ROM呈负相关[23]。普遍认为，肥胖病人术后膝关节功能锻炼时需要面对更多的来自软组织的阻力，肥胖病人的手术切口并发症及其他手术并发症如深静脉血栓等发病率较其他病人增高，这显然也是影响其术后功能锻炼的重要因素。多数研究表明，术前ROM与术后ROM呈正相关，认为术前膝关节ROM是预示术后ROM的唯一可信指标，在其他因素相同的情况下，术前膝关节的ROM对TKA术后功能有很大影响，术前ROM大的膝关节比那些术前ROM小的膝关节术后能获得更好的功能[24]。但也有研究表明，术后的ROM趋向于一个中间值，认为术前ROM较好的膝关节因为假体设计及手术技巧等诸多因素在术后常常会丧失一些ROM;相反，术前活动相对较差的病人在膝关节置换术后可得到一定程度的改善[22]。 本研究的局限性在于病例数较少，由于X线拍摄等原因可能存在胫骨平台PSA等测量不精确、术中软组织平衡差异等导致的结果不准确;另外，受条件限制仅有MP膝关节置换的病人，并没有对照组，可能存在其他影响膝关节置换术后膝关节ROM的原因，需要今后进一步研究。 综上所述，术前较高的BMI不利于TKA后功能恢复，较好的术前ROM和KSS评分有利于术后膝关节功能的恢复;术后胫骨平台PSA与术后膝关节ROM明显相关，PSA为5°～7°时获得的MP膝关节术后ROM最佳。 [参考文献] [1]LOMBARDI J， VIACAVA A J， BEREND K R. Rapid reco`-very protocols and minimally invasive surgery help achieve high knee flexion[J]. Clinical Orthopaedics and Related Research， 2006（452）：117`-122. [2]DENNIS D A， KOMISTEK R D， SCUDERI G R， et al. Factors affecting flexion after total knee arthroplasty[J]. Clinical Orthopaedics and Related Research， 2007，464：53`-60. [3]朱從亚，周海斌，董启榕，等. 多重线性回归分析自身因素对全膝关节置换术后疗效的影响[J]. 中国矫形外科杂志， 2010，18（20）：1677`-1681. [4]HIGUCHI H， HATAYAMA K， SHIMIZU M A， et al. Relationship between joint gap difference and range of motion in total knee arthroplasty： a prospective randomised study between different platforms[J]. International Orthopaedics， 2009，33（4）：997`-1000. [5]KUROSAKA M， YOSHIYA S， MIZUNO K， et al. Maximizing flexion after total knee arthroplasty-the need and the pitfalls[J]. Journal of Arthroplasty， 2002，17（4）：59`-62. [6]ILBIN S， NAM T S. Early results of high`-flex total knee arthroplasty： comparison study at 1 year after surgery[J]. Knee Surgery， Sports Traumatology， Arthroscopy， 2007，15（4）：350`-355. [7]BELLEMANS J， BANKS S， VICTOR J， et al. Fluoroscopic analysis of the kinematics of deep flexion in total knee arthroplasty：influence of posterior condylar offset[J]. The Journal of Bone and Joint Surgery （British Volume）， 2002，84`-B（1）：50`-53. [8]BAUER T， BIAU D， COLMAR M， et al. Influence of posterior condylar offset on knee flexion after cruciate`-sacrificing mobile`-bearing total knee replacement. A prospective analysis of 410 consecutive cases[J]. The Knee， 2010，17（6）：375`-380. [9]IWAKI H， PINSKEROVA V. FREEMAN M A R. Tibiofe`-moral movement 1：the shapes and relative movements of the femur and tibia in the unloaded cadaver knee[J]. Journal of Bone and Joint Surgery， 2000，82`-B（8）：1189`-1195. [10]MOONOT P， MU S， RAILTON G T， et al. Tibiofemoral kinematic analysis of knee flexion for a medial pivot knee[J]. Knee Surgery， Sports Traumatology， Arthroscopy， 2009，17（8）：927`-934. [11]BAE D K， YOON K H， KIM S G， et al. Cruciate retaining medial pivot knee[J]. J Korean Orthop Assoc， 2007，42（1）：71`-76. [12]CHO S， YOUM Y S， JEONG J Y， et al. Total knee arthroplasty with PCL substituting medial pivot knee：short`-term follow`-up results[J]. J Korean Knee Soc， 2009，21（1）：45`-50. [13]LEE S D， KIM J H， JEON Y W， et al. Total knee arthroplasty using a medial pivot knee：minimum 2`-year follow`-up results[J]. J Korean Knee Soc， 2008，20（1）：77`-82. [14]MONT M A， BOOTH R E， LASKIN R S， et al. The spectrum of prosthesis design for primary total knee arthroplasty[J]. Instr Course Lect， 2003，52：397`-407. [15]SCHMIDT R， KOMISTEK R D， BLAHA J D， et al. Fluoroscopic analyses of cruciate`-retaining and medial pivot knee implants[J]. Clinical Orthopaedics and Related Research， 2003（410）：139`-147. [16]黄文华，姜楠，钟世镇，等. 胫骨平台后倾角的测量及临床意义[J]. 中国骨与关节损伤杂志， 2007，22（10）：825`-828. [17]HANRATTY B M， THOMPSON N W， WILSON R K， et al. The influence of posterior condylar offset on knee flexion after total knee replacement using a cruciate`-sacrificing mobile`-bea`-ring implant[J]. Journal of Bone and Joint Surgery-British Volume， 2007，89B（7）：915`-918. [18]WYSS T， SCHUSTER A J， CHRISTEN B， et al. Tension controlled ligament balanced total knee arthroplasty：5`-year results of a soft tissue orientated surgical technique[J]. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery， 2008，128（2）：129`-135. [19]MALVIYA A， LINGARD E A， WEIR D J， et al. Predicting range of movement after knee replacement： the importance of posterior condylar offset and tibial slope[J]. Knee Surgery， Sports Traumatology， Arthroscopy， 2009，17（5）：491`-498. [20]KANSARA D， MARKEL D C. The effect of posterior tibial slope on range of motion after total knee arthroplasty[J]. Journal of Arthroplasty， 2006，21（6）：809`-813. [21]SCHURMAN D J， MATITYAHU A， GOODMAN S B， et al. Prediction of postoperative knee flexion in Insall`-Burstein Ⅱ total knee arthroplasty[J]. Clinical Orthopaedics and Rela`-ted Research， 1998（353）：175`-184. [22]GATHA N M， CLARKE H D， FUCHS R， et al. Factors affecting postoperative range of motion after total knee arthroplasty[J]. Journal of Knee Surgery， 2004，17（4）：196`-202. [23]呂厚山. 人工膝关节置换术的进展和现状[J]. 中华外科杂志， 2004，42（1）：30`-33. [24]MENKE W， SCHMITZ B， SALM S. Range of motion after total condylar knee arthroplasty[J]. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery， 1992，111（5）：280`-281.
