第四代Oxford 单髁置换术对膝关节内侧间室骨关节炎患者的疗效评估及步态分析

何利雷 赵立连 卢明峰 许挺 邢基斯 王昌兵

随着人口老龄化的发展，膝关节骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）的发病率逐年升高[1-2]。目前KOA 已成为骨科最常见的疾病之一[3]，且严重影响患者的生活质量。KOA 的基本治疗原则主要是阶梯治疗，即应用药物、物理理疗和手术治疗的序贯方案进行治疗[4-5]。而对于膝关节内侧间室骨关节炎的手术治疗，目前主要包括关节置换及胫骨高位截骨术两种[6-7]。其中，单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）治疗膝关节内侧间室骨关节炎已经有30 多年的历史[8]。在UKA 应用初期，由于UKA 假体的设计及手术技巧等方面都还不是很完善，以致其治疗效果不是很理想。近年来，随着UKA 假体设计的不断改善和临床骨科医生手术经验的丰富，目前UKA 在膝关节内侧间室骨关节炎的治疗方面越来越被广泛接受和使用[9-11]。本研究通过应用第四代Oxford 单髁置换术对膝关节内侧间室骨关节炎患者的疗效评估及步态分析，为膝关节内侧间室骨关节炎患者选择最佳手术方案提供参考，同时也在一定程度上论证了第四代Oxford 单髁置换术的疗效及其作用机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016年1月至2018年1月在本院接受第四代Oxford单髁置换术的患者30 例作为试验组。其中男16 例，女14例； 左膝13 例，右膝17 例； 平均年龄为57岁（46 ～71岁）； 平均体重50 kg（39 ～59 kg）； 平均身高159 cm（142～170 cm）。另外选择20 例膝关节健康的志愿者作为本研究的正常组，其中男、女各10 例； 左、右膝各10 例； 平均年龄为46岁（41 ～50岁）； 平均体重58 kg（51 ～66 kg）；平均身高160 cm（146 ～176 cm）。

本研究的诊断标准参考1995年美国风湿学会的骨关节炎诊断标准[14]:近1个月内膝关节反复出现疼痛；膝关节站立位X 线片提示膝关节间隙变窄，软骨下骨硬化和（或）囊性变，且关节边缘骨赘形成；近1个月内患者未接受其他任何治疗方案；至少2 次关节液抽取提示关节液清亮、黏稠，且白细胞＜2000/mL；晨僵时间≤30 min；膝关节活动时有骨擦音或骨擦感。综合患者的临床症状和相关检查，对于符合+或+++或+++等情况的，均可诊断为膝骨关节炎。

1.2 纳入标准与排除标准

纳入标准[12-13]:膝关节前内侧有骨关节炎的症状；具有完整的侧副韧带和交叉韧带，仅膝关节内侧间隙存在压痛点；膝关节活动度＞90°，屈曲挛缩＜10°，内翻畸形＜15°，屈曲时内翻能自动纠正且在外翻应力的作用下能恢复中立位；膝关节X 线片提示仅存在内侧关节间隙病变，而髌股关节良好，髌骨未见脱位，且膝关节外侧间隙未见狭窄，膝关节外侧关节软骨厚度亦正常，前交叉韧带仍完整。

排除标准[12-13]:关节畸形且不能纠正，如内翻、外翻及屈曲挛缩畸形＞15°；从事重体力的劳动者或体育运动员；髌股关节疼痛明显，且有2 ～3个间室存在骨关节炎症状；骨质疏松严重者；存在类风湿性关节炎、感染性关节炎和强直性脊柱炎患者；X 线片提示膝关节外侧关节间隙狭窄，前交叉韧带缺失或外侧间室及髌股关节软骨缺失；不同意签署知情同意书者。

1.3 研究方法

1.3.1 手术方法

本研究所用假体均选择Oxford Ⅳ单髁系统（Biomet 公司，美国）。手术均由同一组医师团队完成，手术的具体操作按照Oxford Ⅳ单髁系统手术的手册建议进行。

手术的具体操作如下[14-15]:将患侧下肢置于特殊定制的下肢托架后，使其屈髋30°且轻度外展，同时小腿自然下垂使其可以自由屈曲且活动度＞120°；采用腰麻，患肢驱血并上气囊止血带后手术；取髌骨内侧旁入路，打开膝关节囊，使病变的内侧间室充分暴露，检查和确认外侧间室负重区软骨和前交叉韧带是否完整，并去除髁间窝和内侧胫股间隙中增生的骨组织；采用胫骨髓外定位方式行胫骨截骨术，截取深度为胫骨侵蚀最深部位以下的2 ～3 mm，确保可容纳胫骨试模和4 mm 的厚衬垫；应用股骨髓内定位方式，通过截骨导向器行股骨远端截骨术，在碾磨栓的引导下将股骨内髁远端磨除；试模测量屈伸间隙平衡后，植入假体及衬垫；冲洗伤口，电凝止血，屈膝45°分层缝合切口。

1.3.2 步态分析

本研究所用的步态分析方法是以先进光学定位跟踪技术为基础的Opti-Knee 关节三维运动测量系统。具体的测试方法如下[16-17]:受试者脱鞋、穿短裤站立于运动平台上，并于大腿中下段和小腿中上段捆绑“十”字形反光球钢体；调整红外线摄像头焦距，将红外线摄像头中心对准膝关节；点击开始后依次采集各骨性标志（股骨大转子、股骨内外侧髁、内外侧胫骨平台、内外侧踝、腓骨小头和胫骨粗隆）和地面上任意3 点，共12个定位标记点；数据切换至数据采集选项卡，设置采集时间为15s；嘱受试者于红外线采集区域内以自然放松的状态行走；启动运动平台后逐渐加速，根据受试者的耐受程度将速度调整至正常速度，等受试者适应了该平台的速度后点击数据采集，可多次反复测量以减少误差；记录测量结果数据。

1.4 观察指标

1.4.1 手术基本情况

记录试验组手术切口及术后并发症情况等。

1.4.2 膝关节功能评定

记录试验组术前、术后患者的疼痛视觉模拟评分（VAS评分）、膝关节学会评分系统（KSS）、美国WOMAC 骨关节炎指数评分及美国特种外科医院膝关节评分（HSS 评分）。

1.4.3 步态分析运动学参数

记录正常组志愿者及试验组患膝术前、术后6个月和12个月后膝关节屈曲角度，股骨相对于胫骨的内/外翻转角度、内/外旋转角度、前后位移、上下位移及内外位移的变化情况。

1.5 统计学方法

数据采用SPSS 23.0 统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差的形式表示。使用单因素重复测量方差分析统计学方法对试验组受试者术前、术后6个月及12个月膝关节功能评定各指标及步态分析各运动学参数进行分析。使用两独立样本 检验对分析试验组不同时期和正常组膝关节步态分析各运动学参数进行对比。＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

试验组患者手术切口均为甲级愈合，均无压疮、感染、肺栓塞、医源性神经血管损伤、下肢深静脉血栓等并发症。术后X 线片示假体位置良好，无假体脱位、假体周围骨折等并发症发生，见图1。

图1 第四代Oxford 单髁置换术后X 线片

2.2 膝关节功能评分结果

试验组患者术前、术后6个月以及术后12个月3个时间段两两之间的VAS 评分、HSS 评分、WOMAC 评分以及KSS 评分（临床评分和功能评分）比较，差异均具有统计学意义（＜0.05），见表1。

表1 试验组手术前后膝关节功能评分比较（ ，分）

2.3 膝关节步态分析结果

试验组患者术前与正常组膝关节步态分析各运动学参数比较，差异均具有统计学意义（＜0.05），见表2；另外，试验组患者术前、术后6个月及术后12个月的步态分析，各运动学参数的差异均具有统计学意义（＜0.05）；其中除最大前位移和最大内位移在术后6个月及术后12个月两个时间段差异无统计学意义之外，其他步态分析各运动学参数在3个时间段两两之间，差异均具有统计学意义（＜0.05）。最后，试验组患者在术后12个月与正常组步态分析各运动学参数相比，最大伸直角、最大内位移和最大外位移比较，差异不具统计学意义（＞0.05），但其余各步态分析各运动学参数比较，差异有统计学意义（＜0.05），见表4。

表2 试验组患者术前与正常组步态分析运动学参数的比较（ ，°）

表3 试验组患者术前、术后6个月及术后，12个月步态分析运动学参数的比较（，°）

表3 试验组患者术前、术后6个月及术后，12个月步态分析运动学参数的比较（，°）

注:*表示与术前比较＜0.05；#表示术后6个月与术后12个月比较＜0.05。

观测指标 试验组术前试验组术后6个月试验组术后12个月images/BZ_30_953_708_978_734.png值images/BZ_30_1078_708_1103_734.png值最大伸直角 1.50±0.982.40±0.77* 3.92±1.35*# 213.15 ＜0.01最大屈曲角 38.53±2.0848.52±1.76* 49.36±2.24*# 443.60 ＜0.01最大内翻角 16.13±2.4512.61±2.03* 9.86±2.31*# 509.35 ＜0.01最大外翻角 13.54±2.148.91±2.87* 6.95±1.67*# 228.58 ＜0.01最大内旋角 12.92±1.1711.89±2.17* 9.00±2.03*# 101.37 ＜0.01最大外旋角 12.05±0.737.83±0.96* 5.68±1.39*# 559.28 ＜0.01最大前位移 2.10±0.391.26±0.22* 1.24±0.21* 177.57 ＜0.01最大后位移 1.76±0.201.33±0.31* 1.12±0.28*# 77.50 ＜0.01最大上位移 1.97±0.271.64±0.20* 1.42±0.10*# 56.00 ＜0.01最大下位移 4.66±1.033.34±0.96* 2.35±0.38*# 64.85 ＜0.01最大内位移 1.64±0.320.83±0.17* 0.79±0.13* 234.27 ＜0.01最大外位移 1.96±0.261.18±0.26* 0.71±0.12*# 311.05 ＜0.01

表4 试验组患者术后12个月与正常组步态分析运动学参数的比较（ ，°）

3 讨论

UKA 作为一种微创手术方式，具有创伤小、恢复快且并发症少的优势，而且有研究[18-19]发现，UKA 术后假体生存率与全膝关节置换术（totalkneearthroplasty，TKA）相似[20-21]，但相较于TKA，UKA 更符合精准和微创的手术原则，因为UKA 不损及膝关节的正常骨量和前交叉韧带，且最大程度地保留了膝关节原本的功能，有助于恢复膝关节正常的生物力学机制[22]。

Oxford 单髁置换系统由英国牛津大学、英国皇家外科学院院士John Goodfellow 教授和John O'Connor 博士设计开发并于1976年首次应用于临床，至今此技术已经在临床上应用了40 多年。在过去的40 多年里，Oxford 单髁置入器械一直在不断的改进[23]。2011年，Price 等[24]对683 例Oxford 活动平台单髁置换术患者进行了20年的临床随访研究。研究结果显示: 在这20年里，此研究中的患者无1 例因为假体磨损导致翻修的病例，而其他原因导致的翻修率也仅为4.39%。同年，Pandit 等[25]也研究了应用第三代Oxford膝关节单髁置换术治疗1000 例KOA 患者。研究结果显示:假体相关再手术率为2.9%，10年随访生存率为96%。由此可见，单髁置换的远期疗效确切，值得在临床上广泛应用。

随着Oxford 假体设计的不断完善，现第四代Oxford 单髁假体也已广泛应用于骨科临床，但目前相关研究仍较少。相较于前几代Oxford 单髁假体，第四代Oxford 单髁假体的优势主要体现在以下几个方面:第四代Oxford 单髁假体活动性的平台设计和全匹配接触的球面设计，使得假体界面的应力分散，能够在最大程度上模拟半月板自然运动，还能有效地降低假体的磨损率；相较于第三代，第四代的股骨侧采用的是双柱假体，比单柱假体固定更加牢靠，而且抗旋转稳定性更佳，松动率也更低；相较于第三代，第四代双柱假体股骨侧前面的弧度更长，当膝关节高度屈曲时，股骨侧的假体和胫骨侧的聚乙烯衬垫的契合度会更好，这样的应力分布及表面磨损均优于第三代假体。

通过本研究可以发现，试验组患者在经第四代Oxford单髁假体置换术后，在膝关节功能评分方面，如VAS 评分、HSS 评分、WOMAC 评分及KSS 评分，相较于术前，术后6个月及12个月后在以上各指标差异都具有统计学意义（＜0.05）。此外，术后12个月相较于术后6个月而言，在以上各指标上也有进一步的改善，且差异具有统计学意义（＜0.05）。国外有研究者对Oxford 单髁假体置换术后的48例患者进行了平均4.5年的随访后发现，Oxford 单髁假体置换术后的假体影像学评分与膝关节的功能OKS 评分不存在关联。赵东方等[26]认为，这可能是由于OKS 评分的主观性较强所致，因此本研究也引入了VAS、HSS、WOMAC 和KSS 等评分。其中HSS 评分对于膝关节置换术前和术后的比较具有很高价值，它可以反映膝关节的局部情况和机体的整体情况； WOMAC 评分从关节疼痛、僵硬和功能3个方面进行评估，基本覆盖了KOA 的主要特征； KSS 评分是通过和患者面谈及体格检查两个方面来完成对患者膝关节功能的评估，该评分不但能获取膝关节解剖学和生物力学两方面的信息，还可以了解患者膝关节功能情况方面的信息，使术后膝关节功能评估更加全面和客观[26]。

本研究还分析比较了第四代Oxford单髁假体置换术前、术后患者膝关节步态分析各运动学参数的差异，同时也将患者术后的各项步态分析运动学参数与正常膝关节进行比较分析。研究结果显示，试验组患者术前、术后6个月及术后12个月的步态分析各运动学参数的差异均具有统计学意义（＜0.05）。此外，试验组患者在术后12个月与正常组步态分析各运动学参数相比，最大伸直角、最大内位移和最大外位移比较，差异无统计学意义（＞0.05）。以上结果表明，患者术后的各项步态分析运动学参数都较术前有所改善，虽与正常膝关节相比，绝大多数运动学参数仍未能恢复到正常人的水平，但相较于术前也都具有了统计学意义的改善，而且在最大伸直角、最大内位移和最大外位移上已经恢复到正常人的水平。

综上所述，在选择适当的病例和严格掌握手术适应证的前提下，第四代Oxford 单髁置换术对膝关节内侧间室骨关节炎患者的近中期疗效满意,而且能更好地恢复患者的步态，术后患者关节功能更接近生理状态，因此值得进一步推广。