膝骨关节炎单髁置换术后下肢冠状位力线对早期临床效果的影响

程宇翔 陈歌 陈建 唐宇 李忠 刘俊才

单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty， UKA）在20 世纪50 年代就存在了［1］，尽管最初UKA术后的假体生存率远不如人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA），但随着聚乙烯的使用改进及活动平台的引入，UKA术后假体的使用寿命以及病人满意度已经获得明显提高，而且与TKA 相比，UKA保留了完好的外侧髁室、髌股关节、前后交叉韧带及内外侧副韧带，术中创伤更小，减少输血相关风险，术后病人膝关节活动度恢复也更快，步态更接近正常［2-3］。UKA 的传统方法为改变下肢冠状位力线至0°［4］，但由于这种力线往往不同于病人正常（膝骨关节炎进展前）的解剖结构，使其难以快速适应这种新的力线。目前，重建病人膝骨关节炎进展前的下肢冠状位力线的观念越来越受人欢迎，即运动学对齐（kinematic alignment，KA）［5］，旨在通过截骨以及插入适当厚度的垫片恢复侧副韧带平衡以及正常张力，从而恢复病人正常的力线，而不是绝对的机械对线（mechanical alignment，MA），术后病人适应更快，能尽早开展功能锻炼，恢复满意的功能活动度。

为探讨何种程度的膝内翻能让病人获得更好的临床效果，促进病人尽快康复以满足日常所需，我们对UKA 术后不同下肢冠状位力线的病人进行回顾性分析，研究其早期临床效果的差异。

资料与方法

一、纳入标准及排除标准

纳入标准：①膝前内侧骨关节炎，病变主要局限于膝前内侧间室；②关节活动受限为内翻小于15°，屈曲挛缩不超过15°，屈曲大于90°；③外侧胫股关节正常或者仅轻度退变；④临床表现均以关节局限性疼痛为主，静息痛不明显；⑤行UKA手术治疗；⑥随访时间≥24个月。

排除标准：①类风湿性关节炎、多关节疾病、炎症性关节炎、胫骨高位截骨术后；②合并其他严重内科疾病；③体重≥100 kg；④明显关节外畸形。

二、一般资料

2018 年8 月至2019 年6 月，共有117 例膝内侧髁室骨关节炎病人于我院行UKA手术治疗，经过筛选，我们将93例（102膝）回顾性地纳入本研究，其中男31例，女62例；年龄为41～84岁，平均67岁；随访时间为24～34个月，平均27.1个月。

所有病人手术前后常规行站立位双下肢全长X线检查并测量机械髋膝踝角（mechanical hip-kneeankle angle，mHKA）［6-7］，即股骨机械轴与胫骨机械轴夹角的补角（180°-两机械轴之间的内侧夹角），若数值为正，提示下肢力线内翻，补角数值为力线内翻程度；若数值为负，提示外翻，其绝对值即为下肢力线外翻程度，根据术后冠状位力线将病人分为三组：轻度内翻组（膝内翻0°～3°）33 例（36 膝），中度内翻组（膝内翻3°～6°）35例（37膝），重度内翻组（膝内翻6°以上）25 例（29 膝）。三组之间年龄、性别、随访时间、身体质量指数（BMI）比较，差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。本研究已经西南医科大学附属医院临床试验伦理委员会审批通过（KY2021165）。

表1 三组病人的一般资料比较

三、术前规划

完善膝关节磁共振、双下肢站立位X 线片及其他术前检查，并采用MacDessi 等［7］提出的算术HKA（arithmetic HKA，aHKA）评估、重建病人正常的冠状位力线。aHKA的具体算法为胫骨近端内侧角（medial proximal tibial angle，MPTA）减去股骨远端外侧角（lateral distal femoral angle，LDFA），MPTA 定义为胫骨MA 与胫骨近端膝关节线之间形成的内侧角，LDFA 定义为股骨MA 与股骨远端膝关节线之间的外侧角。当这两个角度相等时，aHKA为零，下肢的力线轴经过膝关节中心；如MPTA小于LDFA，则aHKA 为负值，提示下肢力线内翻；如MPTA 大于LDFA，则aHKA 为正值，提示下肢力线外翻。aHKA 的计算不受关节间隙狭窄或胫股半脱位的影响，因此，我们将aHKA 作为术中进行力线纠正的依据，所有病人手术前常规测量aHKA，术前mHKA减去aHKA为术前拟定的纠正度数。

四、手术方式

所有手术均由同一主刀医生采用标准Oxford phase 3 UKA操作手册完成，假体选择第三代Oxford单髁活动平台假体系统，术中力线纠正由术前拟定的纠正度数决定。

麻醉成功后，沿髌旁内侧作斜形切口，长约8 cm，依次切开皮下软组织至关节腔。切除部分髌下脂肪垫及半月板前部，清理内侧胫骨平台及股骨髁边缘骨赘，测量股骨髁大小，安放胫骨截骨板，胫骨平台截骨采用髓外定位法，调节定位杆与下肢力线平行，保持截骨面后倾角，固定截骨板，行胫骨平台水平截骨，初步测定胫骨假体大小，放置胫骨平台试模假体，插入间隙测量垫块，确认屈曲间隙。股骨侧入髓内定位杆，于股骨内髁中线钻孔，置入股骨后髁截骨板并截骨，取出截骨板，切除残留半月板。球形磨钻研磨股骨远端，清理边缘骨质；置入股骨及胫骨试模，测量屈伸间隙，置入对应研磨栓，使用球形磨钻研磨。再次测量并确认屈伸间隙达到平衡。放置胫骨、股骨及半月板假体试模，全面活动膝关节，测试半月板假体大小及活动轨迹良好，将一根金属力线杆放在髋关节和膝关节中心点，透视下确定其与股骨头中心及膝关节股骨中心重合，另一根放于膝关节和踝关节中心点，透视下确定其与膝关节胫骨中心及踝关节中心重合，再次透视膝关节，测得两根力线杆夹角，与术前设计的aHKA 相吻合。生理盐水反复冲洗关节腔，安装股骨及胫骨假体，待骨水泥干燥，置入半月板假体，全面活动膝关节，再次测试半月板假体大小及活动轨迹良好，关节腔内放置一条引流管。逐层缝合，术毕。

五、术后处理及康复

UKA术后常规给予预防感染、预防下肢深静脉血栓形成、镇痛、加压包扎止血等治疗，24 h 内拔除引流管。术后第2 天鼓励病人下地行走，卧床时足下放置枕头来练习被动伸膝，小腿悬于床边摇摆促进膝关节弯曲，康复师使用持续被动活动仪（CPM）配合病人行术肢伸直、屈曲、外展等全范围活动，预防肌肉萎缩、肌腱及韧带粘连、下肢深静脉血栓形成，促进膝关节屈曲功能恢复并缩短住院时间。医师、康复师及随访医生完成康复指导及随访。

六、指标评价

术后复查双下肢站立位X 线片，测量术后冠状位力线。术后1 个月、3 个月、半年及一年各随访一次，满一年后，一年一次，并由同一外科医生测量膝关节功能活动度、西安大略和麦克马斯特大学（the Western Ontario and McMaster Universities，WOMAC）骨关节炎指数，术后满意度评分量表评估末次随访时三组膝关节疼痛及功能。术后满意度评分量表（单维度单题目量表）［8-13］有“非常满意”、“满意”、“一般”、“不满意”、“非常不满意”五种回答，本研究将其分别记为5、4、3、2、1分。

七、统计学方法

采用SPSS 20.0统计软件（IBM公司，美国）进行分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示，三组观察指标满足正态分布，组内比较采用配对t检验，组间比较采用单因素方差分析（ANOVA），确定显著性差异后采用LSD-t检验。计数资料以例数及百分比表示，组间比较采用卡方检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、总体情况

三组病人均完成术后临床和影像学评价，末次随访时术肢力线畸形较术前均有不同程度改善。随访期间无膝关节需要行翻修手术，中度内翻组中一例发生UKA术后感染（金黄色葡萄球菌感染），再入院行清创术，其余病人术后切口均一期愈合，未观察到骨折、塌陷、脱位和晚期感染等其他并发症。典型病例见图1。

图1 病人，女，73岁，因“左膝部疼痛10余年，加重伴活动受限3年多”入院，行UKA手术治疗 a：术前左下肢冠状位力线为内翻8.5°；b：MPTA为89.3°，LDFA为89.8°，aHKA为内翻0.5°；c：术后复查下肢力线为内翻0.9°

二、临床疗效

轻度内翻组和中度内翻组末次随访的活动度优于术前，差异有统计学意义（P＜0.05），但重度内翻组末次随访时的活动度和术前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。末次随访时，三组间的活动度比较，差异有统计学意义（P=0.005），两两比较，轻度内翻组和中度内翻组的活动度值均显著高于重度内翻组，差异有统计学意义（P＜0.05），但轻度内翻组和中度内翻组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

末次随访时，三组的WOMAC 评分均显著优于术前，差异有统计学意义（P＜0.05）；但三组间的WOMAC 评分比较，差异无统计学意义（P=0.058）。见表2。

表2 三组术前和末次随访时临床疗效比较

三、下肢力线

三组的aHKA、术后mHKA 与术前mHKA 比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），但aHKA 与术后mHKA比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 三组手术前后的mHKA与aHKA比较（±s，°）

表3 三组手术前后的mHKA与aHKA比较（±s，°）

注：与术前mHKA比较，*P＜0.05；与aHKA比较，#P＜0.05；

组别轻度内翻组中度内翻组重度内翻组F值P值术后mHKA 1.6±1.2*4.3±1.8*8.3±1.6*7.126＜0.001例数（膝）33（36）35（37）25（29）--术前mHKA 7.1±1.1#9.8±2.4#12.3±1.5#8.741＜0.001 aHKA 2.9±1.5*5.1±2.1*7.9±1.4*7.718＜0.001

四、病人满意度评分

末次随访时，轻度内翻组的平均满意度评分为（4.5±1.1）分，中度内翻组为（4.6±0.6）分，重度内翻组为（4.4±1.0）分，三组间比较，差异无统计学意义（F=0.530，P=0.663）。中度内翻组中有70.3%的病人认为此次手术非常满意（5 分），轻度内翻组和重度内翻组分别为61.1%和58.6%，三组间比较差异有统计学意义（P=0.028），中度内翻组分别与轻度内翻组和重度内翻组进行组间两两比较，差异有统计学意义（P=0.012、P＜0.001），轻度内翻组与重度内翻组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

表4 各组术后满意度评分比较［膝（%）］

讨 论

一、术后下肢力线异常的原因

亚洲人的下肢冠状位力线普遍存在轻度内翻，约40%的男性病人和28%的女性病人合并明显的内翻畸形［14］，在膝骨关节炎发作后，下肢力线往往会有不同程度的改变，并且绝大多数以膝内翻畸形为主，进一步导致内侧髁室应力集中、受压，造成软骨磨损，使膝内翻畸形愈发明显，从而有可能发展成快速进行性骨关节炎。UKA 活动平台假体植入并不是简单的力线平衡流程，术后力线是否异常主要取决于垫片对关节间隙的填充和关节外畸形［4，15］。在手术中，由于垫片选择不当导致单髁术后力线不良是很常见的，当外科医生插入较厚的垫片以获得稳定性时，下肢力线往往会过度矫正，Barrett等［16］也提出为达到稳定性，需要更厚的垫片可能是过度校正的首要因素。插入厚垫片引起的软组织张力过大不仅会引起聚乙烯垫片过度磨损，而且会导致关节腔过度填塞，造成垫片早期脱位；相反，如果垫片太薄，关节腔间隙填充不足，也会导致关节不稳定，因此术中精准截骨、准确测量垫片所需厚度能很大程度避免术后力线异常。另外，我们会在UKA术前常规测量LFDA 和MPTA，保证下肢力线为可复性内翻，存在软骨磨损，但无固定的内翻畸形；如果两个角度不在85°～90°的正常范围内，则为关节外畸形，需改行股骨闭合截骨或胫骨撑开截骨术纠正。

二、aHKA的临床应用

之前的研究表明，在早中期膝骨关节炎发生时，LFDA 与MPTA 并不会伴随关节间隙丧失和畸形出现而发生改变。MacDessi 等［7］也证实了aHKA 在男性和女性之间具有相似的准确性，虽然忽略了关节线会聚角（joint line convergence angle，JLCA）这个因素，但aHKA 与对侧正常下肢的HKA 值只有1.5°以内的偏差（P＞0.05），在放射测量误差范围内，也在UKA 手术切除精度范围内。人体下肢冠状位力线存在可变性，当膝骨关节炎发展至晚期时，我们就很难明确骨关节炎发生前的力线。aHKA作为第一个明确定义且经验证实有效的算法能辅助外科医生插入合适的垫片以恢复内侧副韧带（medial collateral ligament，MCL）的正常张力，从而将术肢力线纠正到骨关节炎发生前的程度，而不是仅凭经验或者参考对侧下肢纠正术肢力线，这是非常有价值的。即使通过测量aHKA拟定纠正度数的方法在术后有一定程度的内翻残留，也能延长假体寿命［17-19］。而牛津活动平台假体具有很好的耐磨性［20-21］，术后残留一些畸形所增加的内侧髁室应力是可以接受的。aHKA 仅需通过双下肢站立位X 线片测量，具有低成本、低辐射剂量较计算机断层扫描更易获得的优点。本研究中，各组术前规划的aHKA 与术后实际测得的mHKA角比较，无明显差异，而三组病人术后均可获得较为满意的WOMAC评分，也证实了aHKA的可行性和有效性，外科医生在行UKA时可以使用该算法进行详细的术前规划，并在术中准确纠正。

UKA与胫骨撑开截骨术不同，术后应继续让更多的应力保留在内侧髁室，而力线决定了应力。术中纠正力线时，垫片测试片具有重要作用。在软组织适当松解及骨赘去除后，当膝关节屈曲90°测试片放入较松弛，屈曲15°放入有一定的阻力时，我们在临床上观察到垫片的厚薄是合适的。此外，还应结合病人术前的下肢力线和不同的术前预测值。本文数据表明，各组术前力线差异存在明显统计学意义，在测得术前不同力线的情况下，我们采取相同的手术方式及测量方法，术中纠正的度数也会有明显不同，但结合亚洲人这一人群普遍存在轻度内翻的特点及本次纳入病人的整体术后疗效，当我们只恢复病人原有膝内翻程度时，病人术后是可接受的。膝骨关节炎更严重的病人，软骨磨损会使内侧关节腔间隙明显变窄，膝内翻畸形程度会也加重，当使用aHKA 预测他们的术中力线时，我们应当考虑骨侵蚀和关节屈曲挛缩增加可能会改变LFDA 和MPTA的度数，从而影响精准度，因此不能盲目根据术前纠正的角度而来调整力线。术中我们也应当把握股骨、胫骨的截骨程度，韧带平衡和胫骨后倾角为3°，并避免松解内侧软组织导致的膝内侧副韧带松弛，这样将不得不选择较厚的垫片确保关节稳定。

三、术后不同下肢力线对UKA疗效的影响

有许多学者认为UKA 术后下肢冠状位力线保持轻度内翻会有更好的结果。Vasso 等［22］报道，在125例UKA术后HKA不超过7°的病人中，膝关节评分随内翻的增加呈线性关系（P≪0.01），且HKA＞4°组的受试者其国际膝关节学会（the International Knee Society，IKS）膝关节和功能评分＞90分的频率更高（P=0.009）；Zuiderbaan 等［23］也指出，我们应力求UKA 术后下肢力线为内翻1°～4°；Chatellard 等［24］认为术后理想的HKA应避免大于内翻5°，到底什么程度的膝内翻才最适应病人功能恢复呢？如果术后力线偏向0°，可能使对侧髁室负重过大引起继发性骨关节炎，如果膝内翻纠正过度也会使内侧髁室骨关节炎继续发展，从而继续磨损聚乙烯垫片［25］，缩短单髁假体寿命。Hernigou等［26］曾报道聚乙烯的平均磨损率在过矫正组为0.11 mm/y，在欠矫正组为0.21 mm/y。本研究表明术后残留膝轻度内翻（0°～3°）和中度内翻（3°～6°）的病人可获得更好的功能活动度恢复，平均活动度分别为123.7°±17.4°、122.9°±6.5°，而重度内翻（＞6°）的病人恢复则不太满意，平均活动度为114.7°±9.4°，差异有统计学意义（P＜0.05）。在我们行UKA 时，将下肢冠状位力线纠正至0°～6°均能获得不错的膝关节评分和功能活动度，这在普通人群正常的力线范围内，也在术中可纠正的程度内。术后满意度评分方面，中度内翻组中有更多病人术后获得“非常满意”的评价，考虑到传统评分量表的“天花板效应”，我们有理由相信，和之前的观念“改变UKA术后力线至0°”相比，保持适当的内翻程度（3°～6°）是有必要的，大部分病人是更能接受的。以往的研究中，很多作者并未使用特殊的力线测量工具，仅凭对术后力线进行分组探求哪种程度的膝内翻合适。本研究充分利用aHKA，还原每个膝骨关节炎病人疾病发生前的下肢力线，术前详细规划，术中精确纠正，实现个性化治疗，获得的结果也更具说服力和准确性。

本文研究了术后冠状位力线是否影响UKA 治疗膝关节前内侧髁室骨关节炎的临床效果，结果表明三组病人均有较好的日常生活自理能力。UKA术后仍然保持膝内翻虽已证明有助于早期功能锻炼，但随着假体的长期磨损，尤其是术后重度内翻的病人，术后的力线并不能保持稳定，内翻可能会在中晚期持续加重，最后以翻修手术作为终点。在我们的研究中，三组病人的术后WOMAC 评分没有显著差异，但几年后可能会有所不同，因为随访时间较短，我们不能证明重度膝内翻病人在中晚期亦能有好的功能评价，我们还需长期随访各组病人是否有聚乙烯磨损、无菌性松动和胫骨组件假体的下沉等情况。病人在评估了本次手术的疗效、费用以及医务工作者服务态度后，每组至少有60%认为非常满意，80%认为非常满意或满意。这也说明了UKA是容易被早期术后病人接受的。

本研究证明UKA 术后不同的冠状位力线显著影响了病人的早期临床效果，UKA术中将力线调整至内翻0°～6°均可获得不错的膝关节功能评分及活动度，但UKA术后力线在3°～6°范围内的病人较0°～3°组可有更好的早期满意度，此范围在大部分病人中是更能接受的。