保留和不保留后交叉韧带的全膝关节置换治疗重度骨关节炎近期疗效前瞻对照研究

廖新根 唐智明 吴梨华 兰敏 余欢 李洪波

江西省人民医院/南昌大学附属人民医院1骨科，2病案科（南昌330006）

在治疗重度终末期膝骨关节病上，全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）显示了良好效果，具有缓解疼痛、纠正膝关节畸形、改善膝关节功能等作用［1-3］。影响TKA术后效果的因素较多［4］，恰当假体的选择是取得成功的关键之一。随着对膝关节生物力学、功能解剖结构的深入研究以及各种新型假体材料的不断发展，TKA 手术可选的假体越来越多，早期的假体以交叉韧带替代型为主，均未对交叉韧带进行保留［5］。目前为止，最常见的TKA 假体类型分为两大类：后交叉韧带保留型（posterior cruciate-retaining，CR 型假体）和后稳定型膝关节假体（posterior cruciate-substituting，PS型假体），是否保留后交叉韧带目前在TKA 手术中仍存在很大的争议［6-7］，不同的学者研究结果也不尽相同。本研究通过比较两组不同类型假体的TKA 手术患者的临床数据，评价其临床疗效及安全性，为临床TKA 手术选择膝关节假体提供参考性意见，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 病例资料选择在2016年1月至2018年12月期间于我院接受单侧TKA 的患者80 例，共80 膝，术前评估行膝关节置换术指征明确，无手术绝对禁忌证，术前明确后交叉韧带（PCL）均完整，术前告知纳入该研究项目知情同意书，取得患者及家属认可并签字同意。本研究经医院医学伦理委员会批准。

纳入标准：初次接受单侧TKA 手术的原发性重度骨关节炎患者。排除标准：（1）合并严重腰椎或者髋关节疾病导致肢体运动功能障碍者；（2）合并脑血管意外而致肢体运动功能部分丧失者；（3）严重的膝关节畸形、僵直（内翻＞20°或ROM＜70°）或合并骨缺损的患者；（4）膝关节感染性疾病的患者；（5）TKA 术后二次翻修者；（6）选用特殊假体的患者。

采用前瞻性对照方法，将病例随机分成CR 假体组和PS 假体组，PS 型与CR 型假体组患者各40例，共80 膝，术前记录膝关节活动度，体质量指数（BMI）和膝关节评分。其中膝关节评分标准选用美国膝关节协会评分（American Knee Society Knee Score，AKS），包括AKS“膝评分”及“功能性评分”两部分。两组病例在年龄、体质量指数、术前膝活动度及AKS评分等差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性（表1）。

表1 两组患者术前一般资料比较Tab.1 Comparison of general information before surgery between two groups of patients ±s

表1 两组患者术前一般资料比较Tab.1 Comparison of general information before surgery between two groups of patients ±s

组别PS 假体组CR 假体组t/χ2值P 值性别（男/女）22/18 21/19 0.05 0.82年龄（岁）68.5±3.57 68.4±3.63 0.19 0.85 BMI（kg/m2）22.9±2.8 24.1±3.1 1.82 0.07平均膝活动度（105.4±8.75）°（102.3±10.02）°1.49 0.14膝AKS 评分膝评分18.9±5.28 19.2±5.84 0.22 0.83功能性评分31.7±6.61 33.5±7.84 1.09 0.28

1.2 TKA 手术操作两组病例的手术均由同一医师团队完成，严格完成术前准备，膝前正中切口，逐层切开显露关节内部结构。于内侧副韧带胫骨止点处适当松解，去除骨赘，适当做软组织平衡。保留后交叉韧带者，根据术中所见做适当松解。摆锯截骨时开始启用止血带止血，胫骨截骨采取髓外定位，约5°后倾角度。股骨截骨髓内定位，外翻角度约3°～8°，依次行股骨远端、前髁、后髁，前斜和后斜截骨，清理松解后关节囊及后髁骨赘。未行髌骨假体置换，仅修整髌骨为圆形和髌骨周围去神经化处理。调整屈伸间隙的平衡、髌骨轨迹、下肢力线。安装试模，并进行软组织平衡，使用骨水泥固定假体，安装假体。关闭切口前均放置引流管，缝合切口、包扎。所选用的全膝人工关节假体均为LINK 公司产品（图1）。

图1 本研究所选用的LINK 公司的CR 和PS 假体大体照Fig.1 LINK′s CR and PS prostheses were selected for this study

1.3 围手术期管理方案术前30 min 及术后48 h内每间隔12 h 应用抗生素（二代头孢）预防感染，术后即刻开始主动股四头肌等长收缩和踝关节跖屈、背伸活动训练，术后第2 天行膝关节功能锻炼（屈曲、伸直主被动锻炼），积极指导患者早期功能锻炼和逐渐开始下地活动。积极预防和纠正术后并发症，如发热、贫血、腹胀、大小便异常、甚至下肢深静脉血栓等，保证患者尽快康复锻炼。根据患者自身情况决定是否应用CPM 辅助功能锻炼。皮下注射低分子肝素预防血栓从术后12 h 开始，一天一次，术后共14 d；期间若出现切口持续新鲜出血、皮下渗血严重或凝血功能PT，APTT 明显延长，则暂停用药。

1.4 随访及疗效观察指标患者分别于术前、术后第2天抽取晨起空腹血做血常规检测，按照Gross方程［8］，应用红细胞压积变化计算手术总失血量；详细记录术中出血量与术后引流量，两者之和便为显性出血量；总失血量减去显性失血量即为隐性失血量。计算公式如下：显性失血量=术中出血量+术后引流出血量；总失血量=总血容量×（术前红细胞压积HCT-术后HCT）；隐性失血量=总失血量-显性失血量。

记录患者手术时间，住院期间临床恢复情况及并发症的发生。所有患者在术后1、3、6 和12 个月来院复查，复查主要包含临床症状、体征，VAS疼痛评分，关节功能及放射学评估。应用KT-1000 膝最大前后向位移测量，患者仰卧位，屈膝30°，安放固定KT-1000 测量仪，于胫骨结节处使用适当压力下压，仪器“调零”之后使用最大手动提拉力，测量膝关节后向位移的最大距离。

详细记录膝关节活动度及AKS 评分，AKS 评分包括“膝评分”和“功能性评分”。放射学膝关节正侧位X 线片评估人工膝关节假体周围透亮线、假体移位、松动征象及骨溶解。

1.5 统计学方法实验数据应用SPSS 20.0 软件进行统计分析。数据先行正态性、方差齐性检验（检验水准α定为0.1）。如符合正态分布，计量资料用均数±标准差表示，采用配对t检验比较术前术后资料，独立样本t检验比较两组间数据。计数资料用频数表示，χ2检验比较两组间数据。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 总体疗效比较80 例初次接受单侧TKA手术的原发性重度骨关节炎患者，部分典型病例术前详细收集临床资料，明确诊断和手术指征（图2）。患者TKA 术后经12～24 个月随访，平均（16.7±3.2）个月，所有患者术后膝关节疼痛较术前均明显减轻，屈伸活动度显著改善，证实人工膝关节置换治疗重度膝骨关节病终末期患者疗效肯定（表2）。

图2 典型病例术前X 线片Fig.2 One typical case in this study

表2 术前、术后1年随访时疼痛VAS 评分和膝屈伸活动度比较Tab.2 Comparison of pain VAS score and knee flexion and extension during preoperative and 1-year follow-up x±s

2.2 关键指标比较PS 假体组和CR 假体组，手术时间差异有统计学意义（P＜0.05）；两组手术总失血量分别为差异无统计学意义（P＞0.05）；两组手术显性失血量差异无统计学意义（P＞0.05）；两组手术隐性失血量差异无统计学意义（P＞0.05）；两组手术失血量差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 两组患者手术时间、失血量指标比较Tab.3 Comparison of surgical time and blood loss between two groups ±s

表3 两组患者手术时间、失血量指标比较Tab.3 Comparison of surgical time and blood loss between two groups ±s

组别PS 假体组CR 假体组t 值P 值手术时间（min）96.8±17.3 105.1±18.2 2.09 0.04失血量（mL）总失血量769.2±106.4 783.6±95.4 0.64 0.53显性失血量318.8±83.1 342.0±70.3 1.35 0.18隐性失血量450.4±79.2 441.6±61.5 0.56 0.58

两组80例膝关节术后1年随访，两组关节活动度，伸直差异无统计学意义（P＞0.05），屈曲差异有统计学意义（P＜0.05）。KT-1000 测量膝后向位移的最大距离两组差异有统计学意义（P＜0.05）。术后1年随访时平均AKS 评分，两组患者AKS 膝评分、功能性评分比较差异无统计学意义（P＞0.05，表4）。

2.3 不良反应及预后随访情况随访中患者均无衬垫脱位发生，X 线检查显示PS 假体组有2 例和CR 假体组有1 例膝关节在胫骨平台1 区出现放射性透亮线，＜2 mm，两组透亮线发生率比较差异无统计学意义（P＞0.05）。两组均未发生假体移位、松动及骨溶解，无感染、深静脉血栓等并发症（图3）。

表4 术后1年随访两组患者KT-1000 测量值、AKS 评分及膝活动度指标比较Tab.4 Comparison of KT-1000 measurement value，AKS score and knee mobility in two groups during 1 year follow-up x±s

图3 人工全膝关节置换术后1年复查正侧位X 线片Fig.3 X-ray films of the frontal and lateral planes were reviewed 1 year after TKA

3 讨论

大量文献报道了TKA 治疗晚期膝骨关节炎患者已取得良好疗效［9］，本研究两种假体TKA 在晚期膝骨关节炎患者中同样取得了比较优良的疗效，术后ROM，AKS 临床评分和功能评分明显改善。

目前关于CR 和PS 假体置换对比研究争论不休，孰优孰劣尚未确定［10］。总体来看，大部分学者的对比研究结论是两种假体在术后功能结果、关节活动度（ROM）、运动力学以及长期的假体生存率等方面没有明显差异［6，11］。从既往文献归纳起来，两类假体具有各自的优缺点（表5）［12-14］。

有学者认为，患者选择保留后交叉韧带CR 型假体，可以获得更自然的行走步态，这可能与以下两点有密切关联：（1）生物力学方面也更符合人体关节要求；（2）韧带保留后具有更好的本体感觉。但也因此容易导致造成反常运动，即股骨在屈曲时对胫骨反常的后移［15］。而PS 假体通过假体设计的连接来代替后交叉韧带功能，如股骨髁假体的凹面与胫骨聚乙烯垫中央的柱状凸起连接，从而获得假体的后稳定，同时使股骨假体产生后滚和增加屈曲度［16-17］。

CR 和PS 型假体两种设计在早期的全膝关节假体对比研究中均可获得较大的屈曲活动度，为了增加关节活动度，CR 型假体设计了相对平坦的胫骨平台，同时获得股骨后滚运动；而PS 型假体获得股骨后滚主要通过股骨凸轮装置和胫骨中央柱来实现［18］。数项长期随访研究报道［6，11，19］，在远期的膝关节平均屈曲度、患者满意度、10～15年假体生存率及主要临床表现等方面，CR 型和PS 型假体并没有明显的差别。MIHALKO 等［20］设计了一项前瞻性随机对照试验，其研究揭示，在术后AKS 评分方面两者无显著差异，而手术前后PS 型假体组的平均关节活动度（ROM）的改善明显优于CR 组；然而，SCOTT 等［21］研究认为，CR 型TKA屈曲时股骨反常前移造成的膝关节运动学异常，这是导致其在屈曲负重时的屈曲度小于PS 型假体的主要原因。BROWN 等［22］通过分析患者术后的步态，研究表明，术后12 个月时PS 型假体组患者在具有较高的加利福尼亚大学洛杉矶分校运动评分，两组之间的活动度和时间，运动力学等参数差异均无统计学意义，但CR 型假体组更容易出现股四头肌过度使用步态，PS 型假体组的患者更愿意进行规律的高水平体育锻炼，CR 组的植入假体可能是出现股四头肌过度使用步态的危险因素，而PS 组植入假体能够避免股四头肌过度使用。

表5 PS/CR-TKA 两类假体各自主要的优缺点Tab.5 The main advantages and disadvantages of the two types of prostheses（PS/CR-TKA）

本研究通过前瞻性对照研究，对比了我院行PS 和CR 假体置换的两组患者的近期疗效，结果显示，术后1年时两组假体AKS 评分、伸直度数差异均无统计学意义，但在膝关节屈曲活动度数上，PS 假体组优于CR 假体组，差异有统计学意义，这与大宗文献报道的数据结果一致。同时应用KT-1000 测量膝后向位移的最大距离，结果显示两组差异有统计学意义，PS 假体组最大后向移位距离大于CR 假体组，这也证实了PCL 韧带在CRTKA 术后胫骨后向移位维持稳定起了明显作用。当然，也存在少数研究报道认为PS-TKA 总体表现均优于CR-TKA，SANDO 等［23］在一项大型、随访超过10年的前瞻性对比研究结果显示，PS-TKA 的临床评分和运动范围均优于CR-TKA。

PS 和CR-TKA 在概念和技术都存在差异，外科医生应该对此非常熟悉。然而，许多外科医生倾向于根据自己的训练和经验来选择假体的类型，一些外科医生偏好某一类型的假体，而另一些人则是在临时基础上选择假体。假体类型的选择不是基于教条的先入为主或严格的偏好，必须基于丰富的知识储备做出选择［24-25］。

CR 假体主要适用于后交叉韧带结构和功能完整的晚期膝骨关节炎患者，PS 假体可用于各种晚期病变，例如膝关节严重屈曲挛缩，或合并关节僵硬强直，以及后交叉韧带存在广泛病变及髌骨功能不全者［15，26］。DION 等［27］最近研究了CR-TKA术中后交叉韧带的退变是否会影响全膝关节置换术的结果，这项研究证实了在CR-TKA 病例中正常或退变PCL 临床结果无明显差异的证据，术中发现已经存在PCL 部分或完全退变的CR-TKA 不应常规转换为PS-TKA，但术中要注意适当的软组织平衡。调查发现，PS 假体操作相对简单，缩短手术时间，术后并发症相对较少，目前成为TKA 治疗重度膝骨关节炎的主要选择［28］。本研究中也证实尽管两组假体手术的围手术期失血量，包括总失血量、显性失血量和隐性失血量比较均无统计学差异，但PS 假体组手术时间显著低于CR 假体组。膝关节置换术成功的因素比较多，其中选择合适的假体是获得良好术后效果的重要保障。

本临床研究通过前瞻对照设计选用CR 或者PS 假体进行单侧TKA 手术的患者各40 例，对比研究两组在手术时间、失血量、膝关节活动度、最大后向位移、膝AKS 临床评分等方面的差异，尽管结果表明保留后交叉韧带和不保留组在手术时间、屈膝活动度以及KT-1000 测量膝后向位移的最大距离存在差异，但二者在失血量、膝AKS 评分及并发症的发生率等方面未证实差异有统计学意义。

综上所述，在选择两种假体的患者适应证正确前提下，保留和不保留后交叉韧带的全膝关节置换治疗重度骨关节炎近期疗效均满意，尚无充分的证据确定孰优孰劣。PS 假体在手术时间、术后膝关节屈曲活动上较CR 假体略显优势，但后向稳定性比CR 假体稍差。笔者认为依据膝关节具体情况（后交叉韧带是否存在正常功能、关节畸形、髌骨功能等），对患者充分术前评估，详细了解病情和术后期望值，以及术者对手术技术掌握熟练程度，选择最合适的术式和假体，有利于获得满意疗效。本研究存在一些不足之处，如在课题设计当初，考虑了假体因素对结果可能产的影响，所以尽可能选择了同一家公司品牌假体，但该品牌中只有CR 假体活动平台的，没有固定平台，不同垫片假体可能对研究结果产生一定影响；其次，患者随访时间和所纳入病例数有限，进一步的证据尚需大规模、长时间随访的临床研究数据作为参考。