内轴型与后稳定型假体对膝关节置换术后快速康复的影响

陈均源, 佘国荣, 甘文奕, 刘文凭, 刘宁, 查振刚

(暨南大学 附属第一医院 骨关节与运动医学中心， 广东 广州 510630)

全膝关节置换术(total knee arthroplasty, TKA)是治疗终末期膝关节骨关节炎的有效手段，可缓解患者疼痛，显著改善其关节功能.随着新的假体设计、假体材料的应用和手术技术的提高，TKA患者的生存率和临床结果均有明显改善[1-2].TKA的目标是恢复膝关节正常的运动学和功能，然而，无论是交叉韧带保留型假体，还是交叉韧带替代型假体，均未能完全恢复正常膝关节的运动学和稳定性[3].

正常膝关节的生物力学研究表明，在膝关节屈伸过程中，内侧髁类似球-窝关节保持稳定，而外侧髁围绕稳定的内侧髁前后移动，呈匹配旋转[4-5].内轴型(medial pivot, MP)膝关节假体系统便是在此理论基础上研发出的.国外多个长期随访研究表明，使用MP膝关节假体系统的患者具有良好的长期存活率(10年存活率96.3%～98.8%)和满意度，同时，该系统在日常活动中表现出了优异的稳定性和舒适度[6-8].国内王煜城[9]、张珂等[10]的研究显示，MP假体用于TKA近中期的临床效果满意.

后稳定型(posterior stabilized, PS)假体的应用较为普遍，中长期疗效满意，14年假体生存率可达95%以上[11-12].目前大多数关于MP假体膝关节置换的研究是基于欧美国家人群的，关于中国人置换该系统后的临床疗效报道相对较少.本研究旨在比较MP假体与PS假体对膝关节置换术后快速康复的影响，以期更深入了解MP假体的临床效果.

1 资料与方法

1.1 一般资料

采用回顾性研究方法，选取2017年9月至2018年3月在我院行单侧TKA的膝骨关节炎122例患者(122膝)，根据术中使用的假体类型分为两组：内轴型假体组(MP组)58例，后稳定型假体组(PS组)64例.

纳入标准：①接受单侧膝关节置换的终末期骨关节炎患者；②手术前膝关节屈曲>90°、屈曲挛缩及内外翻畸形<10°；③使用假体为内轴型或后稳定型假体.

排除标准：①既往患膝行关节手术或有骨折病史；②患膝韧带功能不全或膝关节严重畸形；③存在影响膝、髋关节活动，引起下肢疼痛或影响下肢功能的其他疾病者；④严重的神经系统疾病或精神疾病致沟通困难，长期服用精神疾病药物者；⑤合并肝、肾功能严重损害，血液系统疾病者；⑥随访资料不全或失访者.

1.2 研究方法

1.2.1 手术材料

MP组使用内轴型膝关节假体(MicroPort ADVANCE，美国)，PS组使用后稳定型膝关节假体(Biomet VANGUARD，美国),氨甲环酸(成都倍特药业有限公司，中国)，塞来昔布(辉瑞公司，美国)，肠内营养粉(雅培公司，美国).

1.2.2 手术步骤

两组采取大体相同的手术步骤.手术由同一位高年资医生主刀完成.

常规腰硬联合麻醉，止血带压力250～300 mmHg.取患膝前正中切口、髌旁内侧入路.股骨髓内定位，股骨远端截骨MP组外翻5°，PS组外翻6°，截骨9～11 mm.胫骨髓外定位，以内侧平台下2 mm或外侧平台下10 mm为平面，后倾3～5°行胫骨平台截骨.参照后髁线外旋3°确定股骨侧旋转对线，使用解剖标志与动态屈伸相结合的方法确定胫骨侧旋转对线.屈伸间隙平衡标准：MP组为内侧无松弛，外侧0～2 mm；PS组为内外侧松弛度0～2 mm.无拇指试验检查髌骨轨迹，必要时松解髌外侧支持带.所有病例均行髌骨成形及髌周去神经化处理.关节周围滑膜常规浸润注射“鸡尾酒”，闭合伤口后关节腔内注射氨甲环酸体积50 mL.手术后行股神经阻滞并留置镇痛泵.

1.2.3 快速康复措施

手术前予以纠正贫血、低蛋白血症.手术前一晚口服塞来昔布200 mg行超前镇痛.手术前2～3 h给予口服肠内营养粉200 mL.手术中不留置尿管，手术后常规放置引流管，夹闭引流管4 h，视引流量于手术后24～48 h拔除.手术后48 h内患膝局部间断冰敷.利用宣传册和多媒体等手段向患者及家属宣传手术后快速康复具体措施.康复治疗师指导患者术后功能锻炼及使用助行器.手术后麻醉恢复后开始踝泵运动、股四头肌等长收缩及膝关节主动屈伸活动，并练习下肢直腿抬高活动.手术后第2天开始下床助步器保护下完全负重短距离练习行走.

1.3 观察指标

观察记录两组患者手术前后疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)、美国特种外科医院膝关节功能评分(hospital for special knee surgery score，HSS)[13]、关节活动度、围手术期并发症发生率及输血率.手术后1周、3月及6月定期随访，快速康复情况采用HSS评分及关节活动度进行评估，并采用中文版FJS-12(forgotten joint score-12)评分[14]和满意度调查评估患者的主观感受.

HSS评分由1976年美国纽约特种外科医院Insall等提出，包括疼痛、功能、活动范围、肌力、屈曲畸形及关节稳定性评分，满分100分，广泛用于膝关节置换术后疗效的评价.FJS-12评分近年来开始用于评价髋膝关节置换术后患者主观感受，满分100分，得分越高表明髋膝关节置换术后患者在日常活动中的主观感受越好.

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组一般情况的比较

两组患者的年龄、性别、体质指数、血红蛋白、膝关节活动度等手术前一般资料之间均无统计学差异，具有可比性(表1).

2.2 手术前后两组VAS疼痛评分的比较

与手术前VAS疼痛评分比较，两组手术后1周、3月及6月VAS疼痛评分均明显降低，具有统计学差异(P<0.05);而两组手术后1周、3月及6月VAS疼痛评分之间无统计学差异(P>0.05)(表2).

组别nn男/n女年龄/岁体质指数/(kg·m-2)ρ血红蛋白/(g·L-1)ρ超敏C反应蛋白/(mg·L-1)红细胞沉降率/(mm·h-1)膝关节活动度/(°)MP组583/5566.2±6.427.6±4.7129.0±10.53.6±1.325.1±3.7112.5±17.7PS组645/5967.5±7.127.1±5.2128.1±10.73.2±1.124.2±4.1114.0±16.2P值--0.3570.7210.5250.4140.5280.146

表2 手术前后两组VAS评分的比较Table 2 Comparison of VAS score before and after surgery 分

1)与该组手术前比较，P<0.05.

1)Compared with the same group before surgey,P<0.05.

2.3 手术前后两组HSS评分的比较

与手术前HSS评分比较，两组手术后1周、3月及6月HSS评分均明显升高，具有统计学差异(P<0.05);而两组手术后1周、3月及6月HSS评分之间无统计学差异(P>0.05)(表3).

表3 手术前后两组HSS评分的比较Table 3 Comparison of HSS score before and after surgery 分

1)与该组手术前比较，P<0.05.

1)Compared with the same group before surgey,P<0.05.

2.4 手术前后两组膝关节活动度的比较

与手术前膝关节活动度比较，两组手术后1周膝关节活动度明显降低，具有统计学差异(P<0.05)；而手术后3月、6月两组患者膝关节活动度与手术前比较均无统计学差异(P>0.05).两组患者手术后1周膝关节活动度均大于90°，早期关节活动度恢复满意，而后关节活动度进一步增大.两组手术后1周、3月及6月膝关节活动度之间无统计学差异(P>0.05)(表4).

2.5 末次随访时两组FJS-12评分的比较

在“会感受到关节是人工材料”的活动项目评分中，第6项“上下楼梯”及第8项“从坐着站起来”的MP组得分明显高于PS组，具有统计学差异(P<0.05).MP组FJS-12总分高于PS组，但无统计学差异(P>0.05)(表5).

表4 手术前后两组膝关节活动度的比较

组别手术前手术后1周手术后3月手术后6月MP组112.5±17.799.7±9.31)109.1±10.4113.5±11.2PS组114.0±16.295.0±7.81)107.5±11.8110.3±10.9P值0.1460.0980.1010.366

1)与该组手术前比较，P<0.05.

1)Compared with the same group before surgey,P<0.05.

表5 末次随访时两组FJS-12评分的比较Table 5 Comparison of FJS-12 score at last follow-up 分

1)与PS组比较，P<0.05.

1)Compared with PS group,P<0.05.

2.6 两组围手术期并发症发生率及输血率比较

PS组手术后1例发生切口感染，经清创及加强抗生素使用后切口愈合良好，末次随访时各项炎症指标均在正常范围内.两组围手术期肌肉静脉丛血栓形成及恶心呕吐发生率之间比较无统计学差异(P>0.05)，两组患者围手术期均无深静脉血栓形成.两组输血率无之间比较统计学差异(P>0.05)(表6).

表6 围手术期两组并发症及输血人数的比较

Table 6 Comparison of number of patients with complication and blood transfusion during perioperative period between two groups

组别切口感染肺部感染泌尿系感染恶心呕吐下肢深静脉血栓形成肌肉静脉丛血栓形成输血MP组0124021PS组11160132值--0.0070.028-0.0070.167P值--0.9310.867-0.9310.683

2.7 末次随访时两组总体满意度比较

MP组总体满意率为87.9%，高于PS组的81.3%，但无统计学差异(P>0.05) (表7).

表7 手术后末次随访两组总体满意度的比较

Table 7 Comparison of overall satisfactoin between two groups at last follow-up

组别例数非常满意满意一般不满意满意率/%MP组5818335287.9PS组6421318481.3

3 讨论

3.1 假体的设计特点及区别

传统PS假体的设计基于“四杆联动”理论和股骨后滚的运动学，即在膝关节屈曲时，股骨胫骨接触点后向平移，屈曲角度进一步增加.PS假体的设计依赖凸轮-立柱结构来产生股骨后滚，试图复制膝关节的自然运动[15].同时，通过假体的胫骨柱和股骨窝的相互作用来实现后交叉韧带替代功能，即依靠凸轮-立柱结构提供假体的稳定性.此外，PS股骨假体的矢状面半径为多曲率半径，膝关节屈曲过程中屈伸轴会不断发生变化，股骨假体屈曲半径会逐渐减小.

20世纪90年代，对具有完整前后交叉韧带的正常膝关节的运动学进行分析发现，当膝关节屈曲的角度大于45°时，股骨外侧髁的后向平移距离远大于内侧髁，而内侧髁近似于保持稳定[16].基于此发现，内轴型膝关节假体应运而生，其目的在于更好地模仿自然膝关节的运动学，改善TKA术后患者的满意度[17].MP股骨假体的矢状面半径为单一曲率半径，股骨内侧髁的冠状面半径与矢状面半径相等，在膝关节屈伸过程中，内侧髁保持稳定，而外侧髁围绕稳定的内侧髁前后移动，呈匹配旋转.这种“球窝关节”匹配的假体设计更接近膝关节的正常解剖结构，可最大程度地恢复正常的髌股关节和胫股关节活动，提高关节活动的稳定性[18-19].同时，MP假体聚乙烯衬垫内侧前唇和后唇均抬高，也增加了假体的前后向稳定性.MP假体球窝关节面增加了聚乙烯衬垫与股骨假体的接触面积，减少了剪切应力及峰值压力，在一定程度上可降低聚乙烯衬垫的磨损，延长假体的使用寿命[20].Minoda等[21]报道，在术后1年功能正常的TKA患者关节液中，MP组的聚乙烯磨损颗粒明显少于PS组.较低的聚乙烯衬垫磨损率可能会降低骨质溶解和无菌性松动的发生率.Bordini等[8]报道506例MP膝假体的10年生存率达到96.3%，高于该数据库其他骨水泥假体的10年生存率(95.7%).另一研究生存分析显示347例MP假体17年存活率高达98.8%[6].

PS假体股骨侧需行大量的髁间截骨，以容纳凸轮-立柱结构.过多的髁间截骨不仅会导致骨量丢失，也会增加术中及术后股骨髁骨折的风险[22].MP假体不需要凸轮-立柱结构提供前后稳定性，其髁间截骨量大大减少.对于年龄较小、侧副韧带功能良好的TKA患者，应优先选择MP假体，股骨髁间骨量的保留将有利于日后的膝关节翻修.

3.2 MP假体与PS假体对手术后快速康复的影响

本研究两组患者围手术期均采用超前镇痛、手术中“鸡尾酒”滑膜注射、手术后留置股神经镇痛泵等多模式镇痛，并采用缩短禁食时间、优化尿管引流管、优化血液管理等快速康复措施.结果发现，手术后1周起，MP组和PS组患者均获得了满意的膝关节活动度，HSS评分和VAS评分较手术前均明显改善，围手术期并发症发生率及输血率均较低.提示MP假体和PS假体均可实现关节置换术后快速康复，术后患者功能恢复良好.

Bae等[23]配对分析了150例MP假体和PS假体患者情况，发现MP假体可以获得满意的疼痛缓解和功能恢复，临床结果、影像学结果和并发症发生率和PS假体相当.Macheras等[6]对ADVANCE®内轴膝TKA患者进行了平均长达15.2年的随访，所有患者的美国膝关节协会临床评分、WOMAC(Western Ontario McMaster Universities Osteoarthritis Index)、简版生活质量量表(the 12-item short from survey, SF-12)及牛津膝关节评分均得到显著提高，末次随访时94%的患者膝关节屈曲平均可达120°(105°～135°)，可自主进行与年龄相符的运动及日常活动.本研究手术后6月MP组患者关节活动度达到113.5°，与PS假体的关节活动度没有明显差异，与文献报道基本一致[24-25]，说明MP假体和PS假体均可获得良好的膝关节活动度.

3.3 MP假体的稳定性及患者的主观感受

理想的TKA应为患者的日常生活提供最大程度的屈曲活动度和功能稳定性，尽可能地恢复正常的膝关节运动学和功能，同时让患者感到自然、满意.FJS-12评分用于关节置换术后患者主观感受评价，该评分越高表明患者日常活动时人工关节感受越自然.在本研究FJS-12评分中，MP组患者第6项“上下楼梯”及第8项“从坐着站起来”的得分明显高于PS组，提示MP组患者在上下楼梯及从坐着站起来这两项动作时感受更为自然、舒适.上下楼梯尤其是从坐着站起来这些动作均需要膝关节在中度屈曲时处于稳定状态，否则患者将会出现打软腿等不适.

Samy等[24]对比了76例MP假体患者与88例PS假体患者术后1年的关节活动度及FJS-12评分，结果发现两组患者的关节活动度无明显差异，但MP组患者FJS-12评分远优于PS组患者，尤其是膝关节的高度屈曲及稳定性方面.在另一项研究中，张珂等[10]发现术后末次随访时MP假体与 PS假体的FJS-12总评分无明显差异，但其并未给出FJS-12各项评分得分.Pritchett[26]对440例行双侧膝关节置换的患者进行了6.8年的随访，每一例患者左右侧膝关节假体类型均不一致，以比较患者对不同假体的满意程度.结果发现，在感受更自然、上下楼肌肉更有力和总体感觉更稳定方面，相对于PS假体,76.2%患者更偏爱MP假体;相对于韧带保留型假体，76.0%患者更偏爱MP假体.在本研究中，MP组和PS组患者手术后6月的总体满意度均较高，二者之间明显差异，但在特定动作如上下楼梯及从坐着站起来方面，MP组的满意度优于PS组.

综上所述，MP假体和PS假体全膝关节置换术后均可实现快速康复，术后患者功能恢复良好，且围手术期并发症发生率较低.两组患者总体满意度相当，但MP组患者术后上下楼梯及从坐着站起来的感受更为自然.本研究随访时间偏短，关于MP假体的长期使用疗效及满意度仍需进一步随访.