全膝关节置换术治疗膝关节周围骨折后创伤性关节炎的疗效观察

王兴山 周一新 邵宏翊 黄勇 杨德金

（北京积水潭医院矫形骨科，北京 100035）

膝关节周围骨折是临床常见的骨折类型，也是导致膝关节创伤性关节炎（post-traumatic osteoarthritis,PTOA）的主要原因之一[1,2]。关节内骨折，如胫骨平台骨折及股骨髁间骨折所致的关节面压缩及韧带损伤，常导致关节面不平整，关节不稳定和下肢力线异常，诱发创伤性关节炎[3,4]。文献报道，膝关节内骨折远期骨关节炎发生率为23%～36%[5,6]，而伤后10 年约7.3%的患者需行全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）[7]，而经切开复位内固定治疗的关节内骨折患者，也有约2.2%的患者最终行TKA治疗[8]。关节外骨折（股骨、胫骨的骨干及干骺端骨折）的畸形愈合，也可导致下肢力线的异常，使膝关节局部应力增加，加速膝关节磨损和骨关节炎发展[9-11]。

有研究者采用截骨术及其他重建性手术治疗PTOA，以部分缓解疼痛，延缓骨关节炎的进展，但其远期效果有待长期随访证实[12,13]。TKA缓解疼痛及改善关节功能的长期效果确切，仍然是治疗终末期PTOA的主要手段。

膝关节周围骨折后的TKA 与原发骨关节炎的TKA 相比，存在诸多挑战：骨折畸形愈合所致的力线异常，以及合并韧带损伤遗留的韧带不稳定，增加了术中软组织平衡的困难，常需限制性假体以获得术后关节的稳定；骨折及后续手术导致膝关节瘢痕粘连及软组织条件不佳，膝关节僵硬，以及髌骨低位等，导致手术显露困难，增加了术后切口并发症风险，并影响术后关节功能的恢复；关节内骨缺损及骨折不愈合，需要增加延长杆或附加内固定，以期获得假体的可靠固定；软组织问题，多次手术，内固定物存留及隐匿性感染，增加了TKA术后感染发生率[14]。

上述问题的存在使膝关节周围骨折后TKA总体并发症发生率和术后再手术发生率较高，分别达31%和19%[15-17]。有鉴于此，本研究对本中心膝关节周围骨折后TKA 手术患者进行了回顾性研究，调查TKA术后关节功能改善程度，以及手术部位并发症发生率和再手术的发生率。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2001年7月至2017年2月在我院行TKA手术的PTOA患者进行回顾性研究。

入组标准：①既往有膝关节周围骨折史，且骨折类型为AO32、AO33、AO41、AO42 型或髌骨骨折；②符合PTOA 表现；③病变程度符合TKA 适应证；④在我院行TKA 手术；⑤手术前后病历资料及影像学资料完整，有至少2年的随访资料。

排除标准：①合并炎症性关节病或神经性关节病者；②初始骨折为股骨颈骨折、股骨转子间骨折或踝关节骨折者；③手术前后病历资料及影像学资料不完整者。

本研究共纳入82例患者（83膝）。其中，男46例（46 膝），女36 例（37 膝）。年龄27～83 岁，平均（58.5±11.3）岁。体重指数（body mass index,BMI）为18.6～35.1 kg/m2，平均（26.3±3.5）kg/m2。收集并记录患者骨折部位及手术史、畸形程度、内固定存留、关节活动度、KSS 评分、TKA 手术时间、TKA 假体选择、TKA 术后并发症及再手术等（表1）。患者术后随访24～192个月，平均（62.8±37.4）个月。

根据术前膝关节正侧位及下肢全长片，确定既往骨折的部位。其中股骨侧37 膝，胫骨侧38 膝，合并有股骨及胫骨侧7 膝，髌骨1 膝，并据具体部位进一步分为骨干、干骺端（股骨远端或胫骨近端）及关节内骨折（表1）。

通过在双下肢全长片上测量股骨机械轴与胫骨机械轴的夹角股胫角（mechanical femorotibial angle,mFTA），评估内外翻畸形及严重程度。本组病例中膝外翻畸形15膝（18.1%），其中6膝外翻畸形＜10°，7膝外翻畸形在10°～20°，2膝外翻畸形＞20°。膝内翻畸形68 膝（81.9%），其中38 膝内翻畸形＜10°，21 膝内翻畸形在10°～20°，9膝内翻畸形＞20°。

根据病历记录，影像学检查及随访调查确认患者骨折后治疗经过。32膝在骨折后行切开复位内固定手术，其中21 膝接受TKA 手术时有内固定存留；2膝骨折合并开放伤行清创缝合后石膏固定，未行内固定治疗；49膝骨折后行非手术治疗。

表1 患者一般资料（±s，n）

表1 患者一般资料（±s，n）

1.2 手术方法

76膝行内侧髌旁入路，7膝根据既往手术切口选择外侧入路。1例患者因既往多次手术，出现膝关节前方皮肤严重瘢痕挛缩，一期行皮下球囊扩张改善软组织条件，球囊取出后二期行膝关节置换术。7例僵直膝显露困难，为方便显露，3 膝行股四头肌腱斜行切开，4 膝行胫骨结节截骨（tibial tubercle osteotomy,TTO）。TKA手术操作按常规步骤进行，通过测量截骨及软组织平衡恢复下肢力线。对于存在膝外翻畸形的患者，首先垂直于机械轴行股骨远端及胫骨平台截骨，然后行伸直位平衡，根据挛缩程度，依次松解髂胫束、外侧支持带、后外侧关节囊及外侧副韧带，松解过程中反复测试直至达到伸直位平衡。股骨假体旋转定位以通髁线为参照，四合一截骨完成后测试屈曲间隙，如仍有外侧紧张，松解腘腓韧带及腘肌腱至屈曲间隙平衡。因内侧副韧带松弛无法实现软组织平衡的患者，使用限制性假体。12 例患者因内固定存留阻碍术中髓内定位或存在明显关节外畸形，行导航下TKA手术。4例患者因股骨干骨折畸形愈合导致的严重关节外畸形（包括1例外翻畸形和3 例内翻畸形），在TKA 手术同时行截骨内固定矫正关节外畸形。TKA 术中截骨完成后，根据残留骨缺损范围通过自体骨植骨，骨水泥填充+螺钉加强，金属垫块+延长杆等方法修补骨缺损。66 膝选择后稳定型假体，7 膝选择保留后交叉韧带型假体，10 膝因术中软组织不稳定使用限制性假体，其中8膝选择髁限制性假体，2膝选择铰链式膝关节假体。

1.3 术后处理及随访安排

术后常规应用抗生素预防感染。应用足底泵及低分子肝素5～7 d 预防下肢深静脉血栓。应用静脉镇痛泵和非甾体类药物进行术后镇痛。麻醉恢复后开始股四头肌等长收缩及踝关节屈伸锻炼，术后第1天开始助行器辅助下行走练习，并开始膝关节主动屈伸锻炼。术中出现髌腱或侧副韧带损伤的患者，术后予以铰链支具固定，初始活动范围0～30°，随后逐步增加膝关节屈曲角度。术后5～7 d 患者病情平稳，无伤口红肿渗血即可出院，出院后遵医嘱继续功能训练。术后2周伤口拆线，对于陈旧瘢痕及软组织条件不佳的患者，术后3周拆线。患者于术后6周、3个月、6 个月、12 个月来院随访，之后每年随访一次，随访时进行膝关节查体、KSS评分及X线检查。

1.4 评价指标

于术前及术后历次随访时检查膝关节屈伸活动度（range of motion,ROM）及评价膝关节功能。膝关节功能评价标准采用KSS评分系统，包括膝关节评分和功能评分，满分各为100分。膝关节评分包括对活动度、疼痛、前后向和侧方稳定性的评定，并减去屈曲挛缩、伸直滞缺和力线不良的分值。功能评分主要评估患者上下楼梯和行走的能力。膝关节评分和功能评分分别进行优良评价，分数在100～85分为优，84～70 分为良，69～60 分为可，60 分以下为差。ROM＜70°认为存在膝关节僵硬。

拍摄膝关节负重正侧位片进行影像学评估，检查有无聚乙烯垫片磨损、骨溶解及透亮线。判定假体松动的影像学标准为：①整个骨-水泥界面存在完整透亮线，宽度超过1 mm；②骨-水泥界面出现进行性透亮线，宽度超过1 mm；③出现假体明显移位或下沉。

根据病历记录及随访确认有无术中或术后手术部位相关的并发症，心脑血管意外等系统并发症被排除在外。再手术定义为术后因感染、松动、伤口不愈合等各种手术部位并发症而进行的计划外手术，包括翻修、清创缝合等。

1.5 统计学方法

采用SPSS 22.0软件进行统计分析。正态分布的计量资料以均数±标准差表示，比较采用独立样本t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 膝关节活动度变化

手术时间60～205 min，平均（117.7±43.4）min。患者膝关节屈伸活动度术前79.9°±28.0°，末次随访101.1°±24.2°，差异有统计学意义（P＜0.001）。

2.2 KSS膝关节评分和功能评分变化

患者术前KSS膝关节评分（36.3±11.3）分，功能评分（39.4±11.9）分，末次随访KSS 膝关节评分（84.0±15.9）分，功能评分（81.7±16.1）分，差异有统计学意义（P＜0.001）。根据KSS 膝关节评分，术后评分为优55膝（66.3%），良18 膝（21.7%），可6 膝（7.2%），差4 膝（4.8%）。根据KSS 功能评分，术后评分为优46 膝（55.4%），良26 膝（31.3%），可6 膝（7.2%），差5 膝（6.0%）。

2.3 并发症情况

83膝中16膝出现23例次手术部位并发症，并发症发生率19.3%。9 例出现术后关节僵硬，其中8 膝在TKA术前就存在关节僵硬，包括4例既往股骨髁上骨折，1例股骨髁间骨折，1例既往股骨干骨折多次手术史且在股骨前方存在瘢痕粘连和异位骨化，1例既往胫骨近端开放骨折导致的胫骨近端贴骨瘢痕,1 例既往髌骨开放骨折术后感染行清创及皮瓣转移，上述9 例膝关节僵硬患者后行膝关节屈伸强化锻炼但活动度无明显改善。4 例出现TKA 术中髌腱撕脱或术后髌腱断裂，均为术前存在膝关节僵硬的患者，其中3例术中髌腱撕脱患者予以术中缝合固定，术后铰链支具固定6 周后出现膝关节僵硬，1 膝于术后2 个月在功能锻炼时出现髌腱断裂，予以石膏固定2个月后膝关节僵直于伸膝0°位。3例伤口延迟愈合，其中1 例加强伤口护理后伤口愈合，2 例行清创缝合后愈合。2 例术中内侧副韧带撕脱骨折予以术中螺钉固定，术后铰链支具保护6周，恢复正常活动度。1例内固定松动失效，1 例假体周围骨折，1 例浅表感染及2例深部感染行手术治疗(表2)。

2.4 再手术情况

7 膝行再手术，其中1 例浅表感染和2 例伤口延迟愈合行伤口清创缝合术后伤口愈合，历次随访未发现感染征象。1 例患者既往为股骨干骨折畸形愈合，一期行畸形部位截骨矫形接骨板螺钉内固定加TKA，术后3 个月因内固定失效行二次手术，术中见截骨端不稳定，有肥大骨痂形成，遂取自体髂骨植骨，更换接骨板并延长固定范围，二次手术后半年见截骨端愈合，术后13年随访患者恢复良好，无假体松动征象。1例患者术后第4天下地活动时摔倒致股骨髁上骨折，行骨折切开复位内固定术，术中见假体固定稳定，术后6年随访，无松动及感染征象。1例患者既往为股骨髁上骨折，TKA术后3个月出现假体周围感染，行清创、假体取出及间隔物植入，二期行膝关节翻修术，术后5 年随访无感染复发征象。1 例患者既往为股骨干骨折畸形愈合，一期行股骨干截骨矫形接骨板内固定TKA，术后4年因假体周围感染行二期翻修手术。典型病例见图1。

表2 患者手术部位并发症情况（n）

3 讨论

TKA 应用于膝骨关节病的外科治疗取得了巨大成功，在治疗膝关节周围骨折后PTOA 方面，TKA 可显著改善患者膝关节功能和活动度，其良好的效果得到广泛认可[18-20]。与原发性骨关节炎TKA 比较，PTOA 的TKA 在功能改善方面可获得相似的结果，KSS 评分及膝关节活动度的改善情况无显著性差异[16,21]。本研究患者TKA 术后膝关节活动度从术前79.9°±28.0°提高到术后101.1°±24.2°，KSS 膝关节评分和功能评分也分别从术前（36.3±11.3）分和（39.4±11.9）分，提高到术后（84.0±15.9）分和（81.7±16.1）分，均有显著性改善（P＜0.001），取得了良好的效果。

膝关节周围骨折后的PTOA，常存在关节内或关节外的畸形，同时由于软组织条件不佳、骨缺损、不稳定、术前活动度差等问题，增加了TKA 手术的难度。术前需完善下肢全长片检查，判断畸形程度和畸形位置，同时鉴别可能存在的侧副韧带功能不全，准备限制性假体以备不时之需[22]。多数的力线畸形可通过调整关节内截骨角度和软组织平衡得到矫正，但对于严重的关节外畸形，单纯的关节内矫正难以实现力线矫正和软组织平衡，这时需要在膝关节置换的同时行关节外截骨，以矫正畸形[23-25]。本研究中有4 例患者在TKA 手术的同时行股骨侧关节外畸形的截骨矫正，获得良好的下肢对线和关节稳定，但有1 例于术后4年因假体周围感染行二期翻修手术，另1例于术后3个月出现内固定失效，更换接骨板延长固定节段的同时行自体髂骨植骨后截骨端愈合。内固定失效的原因包括接骨板固定长度过短、非锁定接骨板固定强度不足、术后功能锻炼过于积极等，这些因素固然可避免，但也提示我们，关节外截骨同期行TKA 手术，存在较高风险，分期手术或许是可行的选择。

关节内与关节外畸形及既往骨折手术导致的内固定存留，会影响TKA 术中的股骨髓内定位杆的使用。在这种情况下，导航辅助TKA手术可精准切骨，获得良好的下肢对线和假体定位[26,27]。本研究病例中，有12 例行导航辅助TKA 手术，下肢力线恢复，假体安放位置及软组织平衡满意，体现了显著的优势。

图1 患者，男，66岁，左膝内翻畸形，膝关节屈伸活动度0～100°，15年前因左胫骨平台骨折在外院行切开复位内固定，13年前左股骨下段骨折行保守治疗

虽然PTOA 的TKA 在术后功能评分等方面与原发骨关节炎的TKA 无显著差异，但是并发症发生率更高，文献报道的术后并发症发生率达31%～34%，且90%发生于术后2 年内，再手术率达19%，常见的并发症包括感染、关节僵硬、切口不愈合、术中韧带损伤等[16,17,20,21,28,29]。膝关节周围骨折后TKA 与交叉韧带及半月板损伤后TKA 比较，手术部位并发症发生率(22.0%vs.4.4%)和90 d再入院率(14.8%vs.2.2%)也更高[28]。本研究中，83膝中16膝（19.3%）出现23例次手术部位相关并发症，7例行再手术。本研究患者中9膝出现术后关节僵硬，其中8膝在TKA 术前就存在关节僵硬，包括4膝既往股骨髁上骨折，1膝股骨髁间骨折，1膝既往股骨干骨折多次手术史且在股骨前方存在瘢痕粘连和异位骨化，1膝既往胫骨近端开放骨折导致的胫骨近端贴骨瘢痕，1膝髌骨开放骨折术后感染行清创及皮瓣转移，提示膝关节周围骨折后伸膝装置的瘢痕挛缩是导致本研究病例TKA术后关节僵硬的重要原因。4 膝术前存在膝关节僵硬的患者出现TKA 术中髌腱撕脱或术后髌腱断裂，导致髌腱损伤的原因可能有术前髌腱挛缩、术中暴力牵拉、髌腱止点的过度松解，以及术后过于积极的功能锻炼等，因而需重视僵直膝TKA的手术操作和术后康复，术中采用TTO 或股四头肌腱斜切等方法，以减少髌腱损伤的风险。另外，本研究中有3膝出现伤口延迟愈合，1 膝出现浅表感染，2 膝出现假体周围感染，可能由于骨折后TKA 患者多存在骨折手术史、切口瘢痕、软组织条件不良等问题，且手术难度高于普通初次TKA，手术时间更长，所以有较高的伤口愈合问题和感染风险，应重视伤口问题的处理。膝关节周围骨折后TKA 有较高的并发症发生率和再手术率，影响TKA患者术后的功能恢复和假体的生存率。对于既往有膝关节周围骨折TKA 患者，鉴别TKA 术后并发症发生的危险因素，积极预防和及时处理并发症，对提高TKA手术效果，有重要的意义。

本研究为回顾性研究，且病例数较少，是文章的不足之处。在研究开始时为避免单纯通过诊断进行病例检索导致的病例遗漏，我们对本关节登记中心的所有TKA 病例进行逐一筛查，保证收集资料的完整性，但由于膝关节周围骨折后PTOA 发病率较低，单一中心通常难以获得大量的病例，希望今后通过多中心的协作研究得以弥补。另外研究发现膝关节周围骨折后PTOA 患者TKA 术后并发症发生率和再手术率较高，需要有进一步的研究，以调查术后并发症和再手术的危险因素。

综上所述，TKA 治疗膝关节周围骨折后PTOA，疗效可靠，可显著改善患者膝关节功能和活动度，但有较高的并发症发生率和再手术风险，需要完善术前计划和精细手术操作，以保证TKA 术后良好的手术效果。