胫骨内侧开放楔形截骨术对膝内翻患者踝关节的影响

吴子光 何君源 唐剑邦 彭键勇 黄治华 郑炜宏△

膝骨关节炎(Knee Ostearthtitis，KOA)是最常见的慢性关节疾病，是老年人疼痛、功能障碍、下肢畸形的主要病因之一[1]。临床上以合并膝内翻畸形的KOA最为常见，而膝内翻畸形会加快内侧关节软骨的磨损速度，反过来加重内翻畸形[2]。胫骨内侧开放楔形截骨术(Open-Weigh High Tibital Osteotomy，OWHTO)是一种成熟有效的保膝术式，通过纠正下肢力线、调整膝关节力学状态从而阻止KOA的进展[3-4]；而下肢力线的矫正，会导致踝关节力线、关节对位产生代偿性变化[5-6]，然而这种代偿性变化的产生机制尚不清楚。本研究旨在通过对比OWHTO术前与术后膝、踝关节力线及角度的变化，探索OWHTO对膝内翻患者踝关节的影响。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取2018年6月至2020年12月确诊KOA并于我院骨关节科接受OWHTO治疗的37例膝内翻患者(43膝)作为研究对象，所有患者在术前、术后末次随访时均接受了站立位双下肢全长DR片检查。

1.2 诊断标准

按中华医学会2018年发布的《骨关节炎诊疗指南》中KOA的西医诊断标准[7]：1)膝关节反复疼痛>1个月；2)DR片(站立位)上可见关节间隙变窄、软骨下骨硬化、囊性变、关节周围可见骨赘(外侧软骨及半月板功能正常)；3)年龄≥40岁；4)晨僵≤30 min；5)关节活动有骨摩擦感。符合以上1)及2)3)4)5)中任意2条即可诊断为膝骨关节炎。膝内翻诊断标准[8]：站立位双下肢全长DR片上发现患肢机械轴向内侧偏移，且机械轴偏离膝关节中心的距离>15 mm，即可诊断为膝内翻。

1.3 纳入标准[9]

1)K-L分级为Ⅱ级及以下且符合以上诊断标准；2)KOA 病变局限于内侧，外侧间室软骨、半月板、韧带等结构正常，膝关节稳定；3)年龄<65 岁；4)膝关节活动度正常(屈膝>90°，屈曲挛缩<10°)；5)胫骨内翻畸形>5°，胫骨近端内侧角(Medial Proximal Tibial Angle，MPTA)<85°；6)完成随访，资料完整。

1.4 排除标准

1)年龄≥ 65岁；2)K-L分级分级为 Ⅲ级及以上的KOA、类风湿性关节炎、夏科氏关节炎等；3)合并有关节内畸形、外侧间室及髌股关节中重度骨性关节炎者；4)股骨端有内外翻畸形需行股骨端截骨矫形者；5)膝关节有骨折，半月板、韧带损伤，膝关节不稳者；6)合并严重内科疾病、精神疾病者；7)术后出现膝关节僵硬、关节感染、骨不愈合等严重并发症；8)术前合并同侧踝关节不稳、疼痛等；9)随访资料不完整。

1.5 方法

1.5.1手术方法 于术前影像学资料片上确定目标力线、截骨合页及截骨线，按照“Miniaci法”确定术中截骨的矫正角度；所有患者采用仰卧位，腰硬联合麻醉，术前常规使用止血带；于鹅足前缘做6～8 cm切口止于胫骨平台后内侧；显露并剥离内侧副韧带浅层，于鹅足上缘、胫骨平台下约3 cm处向术前所规划合页位置入两枚2 mm克氏针，外侧皮质保留1 cm为合页，确定两枚克氏针与胫骨平台后倾相平行；保留胫骨前缘约1.5 cm骨质，保护髌韧带附着点，用电凝刀沿两枚克氏针标记水平截骨线，参照水平截骨线呈110°夹角方向标记出冠状位截骨线，沿着截骨线紧贴克氏针截骨。于截骨平面依次叠加打入4～5把骨刀，缓慢撬开截骨面至术前所规划矫正角度，注意保护合页。连接力线杆，透视下确定下肢力线经过Fujisawa点(胫骨平台外侧62.5%)，于胫骨平台前侧放置TomoFix钢板并依次打入螺钉；术后抗感染、消炎止痛治疗，术后第2天行功能锻炼，3 d后部分负重行功能锻炼，6～8周完全负重。

1.5.2测量方法 于术前、末次随访的影像学资料上测量胫骨近端内侧角(Medial Proximal Tibial Angle，MPTA)、髋膝角(Hip-Knee Angle，HKA)、踝关节线会聚角(Ankle Joint Line Convergence Angle，AJLCA)、胫骨远端平台倾斜角(Tibial Plafond Inclination Angle，TPIA)和踝关节线方向角(Ankle Joint Line Orientation Angle，AJLOA)，测量方法如下：股骨头中心用MOSE CIRCLES界定[10]，以股骨髁间切迹最高处为膝关节中点，以距骨上关节面中点为踝关节中心[11]；以股骨头中心到膝关节中心的连线为股骨机械轴，以胫骨平台中心到踝关节中心的连线为胫骨机械轴，以髋、膝和踝关节的中心皆分布在同一条机械轴连线上作为标准的下肢力线参照[12]。HKA为股骨与胫骨机械轴的夹角；MPTA为胫骨机械轴与胫骨平台关节面的内侧夹角；AJLCA为胫骨远端关节面与距骨上关节面的夹角；AJLOA为地面水平线与距骨上关节面的夹角；TPIA为地面水平线与胫骨远端关节面的夹角。对于TPIA、AJLCA、AJLOA，若其角度向外侧开放则测量结果为正值，向内侧开放为负值。

典型病例如图1-图3所示，HKA为a与c之间夹角；MPTA 为b和c 之间夹角；AJLCA 为 e和 f之间夹角；TPIA为 f和e之间夹角；AJLOA为 f和g之间夹角；a为股骨机械轴；b为胫骨平台的关节面；c为胫骨机械轴；e为胫骨远端关节面；f为距骨上关节面；g为地面平行线。

图1 A组，女，64岁，手术前后影像，HKA矫正角度为8°

图2 B组，女，58岁，手术前后影像，HKA矫正角度为14°

图3 C组，女，51岁，手术前后影像，HKA矫正角度为23°

1.5.3评价方法 采用HKA角评估下肢力线畸形程度，MTPA角评估胫骨侧内翻畸形程度，采用AJLCA评估胫距关节的对位情况，AJLOA评估距骨上关节面相对于地面间的倾斜程度，TPIA评价胫骨远端关节面相对于地面间的倾斜程度。

1.5.4分组方法 以HKA的变化反映下肢力线的矫正程度，术后按HKA矫正角度(手术前后HKA改变值)将患者分为3组，A组HKA矫正角度为5°～10°，B组HKA矫正角度为10°～15°，C组HKA矫正角度>15°。

1.6 统计学方法

2 结果

2.1 一般资料

本研究共纳入37例膝内翻患者(43膝)作为研究对象。37例患者中，女25例(31膝，左膝16例，右膝15例)，男12例(12膝，左膝7例，右膝5例)；年龄28～64岁，平均(54.2±10.3)岁；体质量(67.9±5.9)kg；身高(165.8±5.9)cm；所有患者病史1～7年，平均(4.3±1.6)年。术后按不同HKA矫正角度将患者分为3组，A组14膝(矫正角度为5°～10°)，B组15膝(矫正角度为10°～15°)，C组14膝(矫正角度>15°)。3组患者术前一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，存在可比性。随访时间6～18个月，平均随访时间(9.4±2.6)个月，所有患者随访时间均>6个月，患者术后膝关节VAS、HSS评分均较术前好转。所有患者术后不同随访时间点复查DR片所测量的HKA、MPTA、TPIA、AJLCA、AJLOA均未见明显变化。

2.2 所有患者术前与术后膝、踝关节测量指标总体均值的比较

记录所有患者术前与术后末次随访的HKA、MPTA、TPIA、AJLCA、AJLOA；术后HKA大于术前，差异有统计学意义(P<0.05)；术后MPTA大于术前，差异有统计学意义(P<0.05)；术后TPIA大于术前，差异有统计学意义(P<0.05)；术后AJLOA大于术前，差异有统计学意义(P<0.05)；术后AJLCA大于术前，差异有统计学意义(P<0.05)，具体数据见表1。

表1 所有患者术前与术后HKA、MPTA、TPIA、AJLCA、AJLOA总体均值比较

2.3 不同HKA矫正角度组术后膝、踝关节测量指标的比较

不同组术后的HKA、MPTA、AJLCA比较存在明显差异，术后MPTA随着HKA矫正角度的增加而增加，差异有统计学意义(P<0.05)；术后AJLCA随着HKA矫正角度的增加而增加，差异有统计学意义(P<0.05)；术后不同组之间TPIA、AJLOA比较差异虽无统计学意义(P>0.05)，但数据显示术后TPIA、AJLOA亦随着HKA矫正角度的增加而增加，具体数据见表2。

表2 不同HKA矫正角度组术后MPTA、TPIA、AJLCA、AJLOA比较

3 讨论

3.1 OWHTO对踝关节倾斜角度的影响

OWHTO属于保膝手术的一种，是膝关节阶梯治疗中重要的一环，其原理是通过关节外截骨矫正下肢力线、转移关节内侧间室负荷，来达到延长膝关节生存年限的目的，OWHTO疗效已得到广泛认可。由于OWHTO矫正了下肢力线，为了适应矫正后的力线变化，足踝关节的倾斜角度会不可避免地产生代偿性改变，以维持冠状位下肢站立与行走的稳定性[5]。Kim等报告[13]指出无论OWHTO或全膝关节置换术(Total Knee Arthroplasty，TKA)，术后踝关节的力线排列与倾斜角度均出现了代偿性变化。本研究发现术后TPIA、AJLOA与术前相比明显增大(P<0.05)，说明OWHTO改变了胫骨远端关节面、距骨上关节面的倾斜角度，术后胫距关节和距下关节均出现了代偿性的倾斜变化。Choi等报告[14]矫正下肢力线会迫使踝关节面与地面的对位关系发生改变，OWHTO术后踝关节面会出现异常倾斜现象，且术前HKA越小、HKA矫正角度越小，术后踝关节的倾斜角度变化越小。Shah等研究[15]亦指出OWHTO术中矫正角度与术后TPIA大小呈正比，TPIA改变>10°的患者后期更容易出现踝关节疼痛。

3.2 OWHTO对踝关节面对位及生物力学状态的影响

BioJeong等研究[16]发现胫距关节和距下关节均可产生代偿性变化，以适应下肢力线改变对踝关节所带来的影响，但距下关节对踝关节所起的代偿作用十分有限[17]。Wang等[18]对233例患者踝关节的胫跟连线角进行评估，发现仅有53%的踝内翻畸形患者与38.6%的踝外翻畸形患者出现了距下关节的代偿变化。本研究发现与术前相比术后AJLCA发生显著改变(P<0.05)，说明术后胫距关节面出现了异常的对位情况，且不同矫正角度组的AJLCA相比亦不相同，术后AJLCA随着HKA矫正度数增大而增大，下肢力线的变化影响胫距关节面的对位情况。笔者认为因距下关节对踝关节代偿作用过于薄弱，所以过度矫正下肢力线会使距下关节难以代偿，最终出现胫距关节面对位异常、甚至踝关节内翻的现象。

而胫距关节对位不良会引起下肢压力中心偏移，改变踝关节的生物力学状态。Kim等[13]对40例合并膝内翻畸形的KOA患者的踝关节承重线比值(WBL)进行了长期研究，发现在接受OWHTO后患者的WBL相比于术前明显向外侧偏移，踝关节负荷分布发生了显著改变。Suero等[19]对7具尸体实施了OWHTO手术并进行踝关节力学实验，发现术后胫距关节的接触面积随着矫正角度增大而减少，并指出踝关节的负重压力主要集中于踝关节内侧；矫正程度过大容易迫使踝关节出现内翻改变，当踝关节处于内翻位置时，压力中心的迁移比处于外翻位置时更为明显，距下关节活动受限者更容易出现压力集中的情况[20]。关节面对位不良使得下肢负荷无法均衡地分布于踝关节内外侧间室，这会加快软骨的磨损速度，最终出现关节疼痛等症状。

3.3 OWHTO术后出现踝关节疼痛的原因分析

本研究随访发现术后有4例病例出现了不同程度的踝关节疼痛，其HKA矫正角度均>15°，术前HKA平均值为167.25°，MPTA平均值为84.00°；术后HKA平均值为186.00°，MPTA平均值为95.75°；术前AJLCA平均值为0°，术后AJLCA平均值为3.00°；术前TPIA平均值为-9.50°，术后TPIA平均值为-1.75°；术前AJLOA平均值为-9.50°，术后AJLOA平均值为-1.25°。TKA术后踝关节疼痛病例已有报告，Lee等[21]对142例接受TKA的患者进行3年随访，发现21.8%的病例术后出现新发或进展性踝关节炎，并指出这是由于距骨过度倾斜所引起。Gursu等[22]对接受TKA的78例膝内翻畸形患者术前、术后的踝关节进行了分析，发现HKA由术前163.4°增大至176.4°，AJLOA由术前-7.60°增至0.04°；Gursu等[22]同时指出，术中过度追求下肢对齐会破坏踝关节力线，是术后踝关节疼痛的主要原因。笔者认为术后出现踝关节疼痛的主要原因是：术前严重膝内翻畸形患者，其踝关节已产生相对适应的生物力学状态，过度矫正下肢力线后，胫骨远端关节面和距骨上关节面的倾斜角度产生了剧烈改变，而胫距关节及距下关节却难以产生同步的代偿性变化，导致胫距关节面出现对位不良、内侧间隙狭窄的情况，迫使压力中心向内侧迁移，增加内侧关节面的负荷力量而出现疼痛等症状；如果术前踝关节僵硬，术后关节面对位不良的情况会更加明显。亦有观点认为OWHTO术后出现的足踝关节症状，可能是由于下肢力线过度矫正引起腓肠肌功能性延长、挛缩而增加了跟腱和足底筋膜的张力所致[23]。

3.4 过度矫正下肢力线对踝关节的影响

踝关节对于下肢力线变化的代偿能力是有限的，完全或过度矫正下肢力线不一定适合所有患者。Graef等[24]指出无论是TKA还是OWHTO，过度矫正下肢力线均会降低术后膝、踝关节功能，大于14.5 °的矫正角度可使踝关节患病率增加15.6倍。此外，过度矫正会对侧方组织产生较大牵张力，增加膝关节外侧间隙负荷压力而引起疼痛[25]。Schuster等[26]对79例接受OWHTO的患者进行10 年随访，发现当术后MPTA >95°时，术后短期内虽可获得较好膝关节功能，但长期的功能效果不尽如人意。所以对于重度膝内翻患者，术前需对同侧踝关节进行评估，避免过度矫正下肢力线而出现踝关节的并发症。

当术前发现有踝关节僵硬、畸形时，可以考虑在术后通过改变足踝鞋垫或物理治疗的方式进行干预，以减少踝部的不适及疼痛。Braga等[27]对19名踝内翻患者进行研究，发现特制楔形鞋垫可改变踝关节的运动和力矩模式，改善足踝关节的生物力学状态。这要求医生不仅需要在术中把握好矫正角度，术后也需对不同病人的膝、踝关节制定针对性的康复计划，因此术前对踝关节的关注尤为重要。

本研究仍存在局限性：首先，没有足够的OWHTO病例数；其次，随访时间相对较短，OWHTO对踝关节的长期影响有待进一步探讨；第三，本研究只收录膝内翻畸形患者，未考虑膝外翻畸形患者，因为临床上膝外翻病例相对少见。因此，需要更深层的研究来阐明OWHTO对踝关节力线、关节对位及生物力学状态的影响。

综上所述，OWHTO术后TPIA、AJLOA、AJLCA随着下肢力线的矫正发生了明显变化，且AJLCA与HKA矫正程度相关，说明OWHTO对踝关节倾斜角度、关节对位、生物力学状态有显著影响。目前大多数关节外科医生在OWHTO术前与术后均较少关注踝关节力线及对位的变化，笔者建议在OWHTO术前应对同侧踝关节进行仔细检查，术前存在踝关节僵硬者，应该考虑减少矫正角度，以减少术后踝关节并发症。