Oxford膝关节单间室置换术后内翻多因素分析

及松洁，黄 野，王兴山，柳 剑，窦 勇，姜 旭，周一新

(北京积水潭医院矫形骨科，北京 100035)

膝关节单间室置换术(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)是治疗膝关节单间室变,或者股骨髁局限性坏死(spontaneous osteonecrosis of the knee,SONK)的有效治疗手段[1]。UKA比全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)创伤更小,恢复更快,并且可以获得更好的临床功能[2-3]。UKA逐渐成为保膝治疗的重要方法。UKA术后下肢力线对于假体生存率影响很大,对侧间室的关节退变和假体早期松动是UKA术后较严重的并发症,往往都是由于UKA术后假体位置和下肢力线不满意造成[4]。若下肢力线过度矫正,则易造成外侧间室压力负荷过度集中,进而引起对侧间室骨关节炎[5];若力线矫正不足,则易造成聚乙烯衬垫磨损、松动[6]。临床常用的单髁假体包括固定平台和活动平台,理论上,活动平台UKA假体更接近正常人体的膝关节生物力学特性,假体匹配度高,接触应力分散,可避免聚乙烯衬垫的磨损,但是活动平台对于术后力线的控制比固定平台更为困难。目前对Oxford膝关节单间室假体UKA术后下肢力线的变化的相关预测因素研究较少见,本研究旨在通过对术后UKA力线不满意病例的分析,讨论可能影响术后力线的术前因素。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择北京积水潭医院矫形骨科2018年1月至2019年12月施行的660例(767膝)使用Oxford单间室假体(Oxford,Zimmer-Biomet,美国)进行膝关节内侧单间室置换的患者资料进行回顾性分析。本研究开始前已经北京积水潭医院伦理委员会审查批准。

患者平均年龄(64.4±8.1)岁,其中男性153例,女性497例。纳入标准：(1)诊断为骨关节炎,术前负重位X线正侧位检查发现膝关节内侧单间室病变,病变局限在胫骨平台前内侧；(2)术前屈曲畸形小于10°,主动活动度大于90°；(3)术前X线双下肢全长像显示內翻小于15°(Noyes法)；(4)前交叉韧带功能良好,髌股关节和膝关节外侧间室软骨均良好；(5)行UKA手术。排除标准：(1)合并其他炎性关节病者；(2)合并关节外畸形者；(3)既往有膝关节手术史者；(4)资料不完整者。统计患者术前资料[如性别、年龄、体重指数(body mass index, BMI)、膝关节活动度(range of motion,ROM)、术前屈曲畸形(flexion deformity,FD)、膝关节疼痛评分(American Knee Society pain score,AKS)和功能评分(American Knee Society function score,AKS function)[7]]。术后使用Noyes法测量患者的内翻程度[8],并分为力线正常组(内翻<3°)和力线内翻组(内翻≥3°)。两组病例术前资料见表1。

表1 患者一般情况和术前评分Table 1 General information and preoperative score of patients

1.2 手术方法

采用全身麻醉或腰硬膜外联合麻醉,术前进行股神经阻滞辅助术后镇痛。术侧置于大腿托架上,小腿自然下垂。全过程在止血带下完成,止血带压力为300 mmHg。止血带加压前15 min静脉小壶应用氨甲环酸,剂量为15 mg/kg。膝前内侧切口,髌旁内侧进入关节。切除部分髌下脂肪垫，切除髌骨内侧,股骨内侧缘及髁间窝两侧的骨赘，切除内侧半月板,避免损伤或松解内侧副韧带。导向器辅助下进行胫骨水平截骨,在前交叉韧带的内缘进行股骨垂直截骨。利用4 mm间隙测块测量判断截骨厚度是否合适。髁间窝内角前方1 cm进行股骨开髓,插入定位杆。根据胫骨平台和股骨定位杆的关系安放股骨截骨导向器,进行股骨后髁截骨。根据屈曲间隙确定伸直间隙,使用合适型号的研磨限制器对股骨远端进行研磨。安装试模,检查膝关节的平衡性与稳定性。胫骨平台开槽后,使用骨水泥安装假体。彻底冲洗手术区域,关闭关节腔后在关节腔内注射氨甲环酸1 g。PDSⅡ线连续缝合肌层及腱膜层,可吸收线缝合皮下组织,皮肤缝合器缝合皮肤,加压包扎。术后12 h后开始给与阿司匹林100 mg口服抗凝，术前0.5 h至术后48 h预防性应用抗生素,应用下肢气压式血液循环驱动器防止血栓形成。术后24 h要求患者下地部分负重,鼓励患者助歩器辅助下地行走，术后14 d拆线后完全负重行走。

1.3 评估指标

X线检查均使用Sonialvision SafineⅡ(岛津,日本)大平板多功能数字化断层系统拍摄标准膝关节正位和侧位X线平片,及双下肢全长力线X线片。采用医院影像归档和通讯系统(picture archiving and communication system,PACS)自带角度测量对图像进行测量。分别测量病例以下角度(图1)：(1)术前Noyes角：股骨机械轴与胫骨机械轴的夹角；(2)术前的股骨远端外侧角(lateral distal femoral angle,LDFA)：股骨远端关节线与股骨机械轴的外侧夹角；(3)胫骨近端内侧角(medial proximal tibial angle,MPTA)：胫骨近端关节线与胫骨机械轴的内侧夹角；(4)关节线相交角(joint line converge angle,JLCA)：股骨远端关节线和胫骨近端关节线的夹角；(5)术后Noyes角。测量由两位观察者分别进行,取平均值。

A, Noyes angle, the angle between the mechanical axis of femur and tibia; B, LDFA, the angle between the joint line of distal femur and the mecha-nical axis of femur; C, MPTA, the angle between the joint line of proximal tibia and the mechanical axis of tibia; D, JLCA, the angle between the joint line of distal femur and the joint line of proximal tibia; E,Noyes angle was observed after operation.图1 在双下肢全长及膝关节正位X线片上测量Figure 1 Several parameters on X ray of length of lower extremity and knee joint were measured

1.4 统计学分析

采用SPSS 26.0(IBM,美国)软件，计量资料以均值±标准差表示，分类资料(如性别、患侧等)组间比较采用Pearson卡方检验，计量资料(如年龄、BMI、ROM、屈曲畸形、AKS评分、MPTA、LDFA、JLCA等)组间比较用Mann-WhitneyU检验,采用非条件Logistic分析筛选UKA术后内翻的影响因素，P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

本组患者术前膝关节内翻角度为3.6°±1.7°,术后内翻角度为1.7°±1.1°,术后较术前改善,差异有统计学意义(P<0.01)。按术后内翻(Noyes)程度将全部病例分为力线正常组(内翻<3°)和力线内翻组(内翻≥3°)。力线正常组有669膝,力线内翻组有98膝。两组患者的性别构成、术侧构成、年龄、BMI、术前ROM、术前AKS疼痛评分和功能评分差异无统计学意义(表1)。两组术前X线参数测量发现,组间在术前Noyes角和MPTA差异均有统计学意义(P<0.01，表2)。

表2 术后力线内翻组和力线正常组病例的术前测量结果Table 2 Preoperative measurement results of varus group and normal group /(°)

以手术前FD>5°,Noyes>5°,LDFA>90°,MPTA<84°,JLCA>2°作为自变量(表3),以是否出现术后内翻(≥3°)为因变量,对内翻组病例进行非条件Logistic多因素回归分析(表4)。

表3 多因素分析的自变量设定Table 3 Setting of independent variables in multivariate analysis n(%)

3 讨论

UKA治疗膝关节内侧间室骨关节炎,具有创伤小、恢复快、术后的关节功能好和本体感觉保留正常等优点[9]。UKA的假体生存率也是令人满意的，10年假体生存率为85%～95%, 20年假体生存率为80%～90%[10-12]。TKA术后正常下肢力线水平的恢复对改善膝关节功能、提高患者满意度有重要意义。恢复正常的下肢力线可以改善髌骨轨迹,保持正常的关节运动力学,维持内、外侧韧带平衡[13]。Aleto等[14]提出,UKA的力线也是影响手术效果的关键因素,直接影响到假体生存率。Hernigou等[15]报道,UKA术后力线不良,会导致翻修率升高。UKA术后若矫正过度,外侧间室应力负荷集中,容易引起外侧间室软骨退变,而外侧间室骨关节炎导致UKA失败[6,16]。为避免术后出现外翻,轻度矫正不足是可以接受的。很多学者认为术后力线保持轻度内翻可以获得更好的假体生存率[17-18]。但是如果下肢力线矫正严重不良,残留内翻过多,易导致假体出现某一部位应力负荷集中,从而加速聚乙烯衬垫磨损,进而导致UKA假体生存率降低[6,16,19-20],有限元分析表明内侧间室的应力会因为力线内翻而增加[21-22],因此,避免UKA术后过度内翻非常重要。

表4 膝关节单间室置换术后内翻的术前危险因素的非条件Logistic回归分析Table 4 Unconditional Logistic regression analysis of preoperative risk factors for varus after unicompartmental knee arthroplasty (UKA)

本研究将术后残留内翻程度在3°以内的划分为力线正常组,将内翻达到3°或3°以上的划分为力线内翻组。UKA术后内翻的病例占12.8%，术后内翻有很多原因造成,本研究分析了术前因素对于术后内翻的影响，通过多因素分析,可以得到对术后出现内翻的独立影响因素依次为术前MPTA<84°(P=0.018,OR=3.712,95%CI：1.250～11.027),术前Noyes>5°(P<0.001,OR=3.105,95%CI：1.835～5.254),术前FD>5°(P=0.001,OR=1.976,95%CI：1.326～3.234)。术前LDFA(P=0.146)和术前JLCA(P=0.709)对术后力线均未表现出有统计学意义的影响。

术前Noyes>5°,说明术前力线内翻严重,可能有一定程度的内侧副韧带挛缩。而在Oxford的UKA中,原则上尽量不进行内侧副韧带的松解,以避免出现内侧松弛,术后力线外翻,甚至垫片脱出等较为严重的并发症[23]。内侧结构的挛缩会使内侧间隙的填充量偏小,导致术后更容易出现内翻。MPTA一定程度上反映了关节外畸形的程度。由于Oxford UKA是先进行胫骨侧的截骨,并且参考胫骨的截骨平面确定股骨后髁和股骨远端的截骨，因此胫骨截骨面成为确定假体位置最重要的步骤。在MPTA较小时,患者胫骨内翻较重,胫骨平台关节面内倾明显。根据Oxford的要求,进行胫骨截骨时,要避免胫骨的截骨面与外侧平台关节面的夹角大于5°,这样胫骨内侧平台有可能无法完全做到水平截骨,使胫骨侧残留内翻。根据本研究结果,MPTA<84°的患者术后可能残留内翻的概率是MPTA≥84°的3.7倍。MPTA较小是造成术后残留内翻重要的因素。术前屈曲畸形>5°也是术后内翻的影响因素，这可能是由于长期屈曲畸形出现膝关节内后角的挛缩,使内侧伸直间隙偏紧,导致股骨远端更多的磨骨。术前LDFA对术后内翻没有影响,很大程度是因为Oxford UKA的股骨是参考胫骨关节面,为取得屈伸间隙平衡进行磨挫。股骨远端的去骨量并不是由股骨自身的解剖结构决定的。而JLCA作为反映关节内畸形程度的参数,是关节退变软骨层缺失造成的。当UKA术后重建内侧间室后,JLCA所带来的内翻也就相应消除,因此对术后内翻不产生影响。

本研究明确了UKA术后下肢力线恢复的相关因素。术后力线的恢复可以从术前的X线片上进行判断。Tashiro等[18]认为术后下肢力线与术前外翻应力下的正位片有高度相关性,而与术前和术后站立位的正位有中度相关性。根据本研究的结果,术前内翻畸形如果主要来自于胫骨侧,那么术后残留内翻的可能性比较大。屈曲畸形的患者也比较容易出现术后内翻，而股骨侧的畸形和关节内畸形对术后残留内翻没有影响。医生可以在术前进行评估,预测术后力线内翻的风险。对于出现术后内翻高风险的患者可以术中做少量的内侧松解来获取更大的内侧间隙,MPTA小的患者,需要注意截骨量,尽量使用3号的G型夹减少胫骨截骨量,从而通过内侧间室的填充一定程度纠正力线，但应注意,内侧松解可能导致不得不过度填充内侧以获得稳定性,这就会使关节线升高,甚至会使力线外翻,所以一定不要过度松解。

本研究存在局限性，研究并没有进行临床结果的随访,分析下肢力线的改变与患者临床功能的关系是本课题组进一步研究的方向。