测量截骨联合间隙平衡技术在全膝关节置换术中的应用

胡艳辉，宋达，苑振峰，杨轶群，王朝海，刘义

(聊城市人民医院骨科，山东 聊城 252000)

全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)已成为外科治疗晚期膝骨关节炎安全有效的方法，精确截骨和适度的软组织松解是TKA获得满意疗效的关键因素。在截骨技术中，测量截骨技术和间隙平衡技术是TKA中最常用的截骨办法[1-5]，两者的差异在于对调整股骨外旋截骨的方法不一样[2，4]。测量截骨技术有利于保持关节线的稳定及髌骨轨迹的优化[2，6]，但测量截骨存在依赖骨性解剖标志的缺点，在进行软组织松解时，易引起膝关节的屈、伸间隙变化不一致而导致两者难以同时达到平衡[7]。然而，间隙平衡截骨技术在获取膝关节屈、伸膝间隙平衡方面更有优势[2，4]，但其对骨量切除的精确度不如测量截骨稳定，有学者报道，间隙平衡截骨技术常会引起股骨远端的截骨增多，导致关节线上移，进而可能引起膝关节的中屈曲不稳及髌骨轨迹欠佳[5，7-8]。近年来，多位学者提出将两种截骨技术进行联合应用[5，9-10]，即先通过测量截骨技术获得一个矩形的伸直间隙来恢复下肢力线，然后再通过间隙平衡截骨技术获得等同伸直间隙的屈曲间隙，二者的结合可以减少各自的技术缺陷，从而提高膝关节置换的满意率，这种技术又常被称为伸直测量截骨优先的间隙平衡截骨技术[3]，也有学者称为混合截骨技术[2，4]。

间隙平衡截骨技术的实施需在工具的辅助下才能完成。Lavoie[11]提出一种基于spacer(间隙测量垫)的工具值得被关注，相比较牵张设备、计算机导航、压力感受器以及机器人辅助等间隙平衡工具，它具有成本低、技术要求低、可重复利用的特点[4，11-13]，因此，笔者在传统间隙测量垫的基础上开发了一套全新的间隙平衡截骨工具(新型间隙测量垫为带有测量标识的金属块，底部均为水平，中间部的厚度为10 mm恒定值，两端部的厚度不一，用于对关节间隙的测量，结合可以嵌在4合1截骨模板的后髁截骨槽的不同厚度“U”型卡片，即可获取理想的屈曲间隙值，见图1)。本研究旨在介绍测量截骨联合新型间隙测量垫辅助的间隙平衡截骨技术在TKA中应用效果，并评价其临床疗效。

a 不同厚度的新型间隙测量垫 b 不同厚度的“U”型卡片 c 间隙测量垫和“U”型卡片的联合应用

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准 纳入标准：(1)原发性膝关节骨关节炎(Kellgren-Law-rence分期Ⅲ、Ⅳ级)；(2)至少3个月以上保守治疗无效者。排除标准：(1)存在内、外侧副韧带功能不全；(2)严重的膝关节内、外翻畸形>20°或关节外畸形；(3)任何疾病或其他因素影响疗效评估者。

1.2 一般资料 2017年5月至2019年7月，共92例患者纳入了本回顾性研究，依据术前医患沟通结果，测量截骨联合间隙平衡截骨技术(联合截骨组)共45例，其中男18例，女27例；年龄52～76岁，平均(64.69±5.83)岁；左侧17例，右侧28例。单纯应用测量截骨技术(测量截骨组)共47例，其中男16例，女31例；年龄55～74岁，平均(66.26±4.56)岁；左侧21例，右侧26例。两组患者术前一般资料：身体质量指数(body mass index，BMI)、髋-膝-踝角(hip-knee-ankle angle，HKA)、膝关节活动度(range of motion，ROM)、美国膝关节协会评分(knee society score，KSS)及西安大略和麦克马斯特大学(Western Ontario and McMaster Universities，WOMAC)骨关节炎指数比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1)。本研究经医院伦理委员会审批(ID：2016036)，所有患者被告知治疗方案并签字同意。

表1 两组术前资料比较

1.3 手术方法

1.3.1 术前准备 两组患者手术均由同一高年资关节外科医生主刀完成，术前30min给予预防性抗生素，常规应用全身麻醉和止血带，使用假体为后稳定型假体。

1.3.2 手术方法 两组均为伸直间隙测量截骨优先的策略，采用膝关节前正中切口，髌旁内侧入路，有限对内侧副韧带深层进行骨膜下袖套状松解，清除骨赘及前、后交叉韧带。股骨远端截骨应用髓内定位，通过术前计划测量的股骨外翻角度确定外翻截骨，截骨量为9 mm。胫骨近端通过髓外定位来完成垂直于胫骨机械轴、3°后倾的截骨(截骨厚度为8～10 mm，相对于胫骨外侧平台的凸起)。评估伸直间隙，必要时进一步行软组织松解或加截骨量，目的为获得一个19 mm的内、外侧张力平衡的伸直间隙(对应最薄的聚乙烯衬垫的假体设计厚度)，并用传统间隙测量垫验证(见图2a)。接下来，依据分组分别采用测量截骨和间隙平衡截骨技术行股骨旋转截骨。

测量截骨组：屈膝，标记外科通髁轴或Whiteside线，使用髁测量器测量股骨假体大小，常规设定后髁连线3°外旋，可以根据标记线进行适度的调整，在完成四合一截骨后，依据需要通过软组织的松解至屈曲间隙平衡。

联合截骨组：清理残余半月板，屈膝90°，将合适厚度的间隙测量垫插入内、外侧关节间隙，使内、外侧韧带张力绷紧并达到平衡(见图2b)，这时股骨后髁连线外旋截骨角将被确立(通过内、外侧间隙测量垫的厚度差值应用三角函数计算得出)。依据已知19 mm的伸直间隙，选择9 mm厚度的“U”型卡片嵌于合适尺寸的四合一截骨模板后髁截骨槽，并置于恒定值为10 mm间隙测量垫的中间部(见图2c)，镰刀测试片评估股骨前髁截骨平面，如无notching即确定股骨髁假体大小，固定钉固定四合一截骨模板，然后移除间隙测量垫及“U”型卡片，行四合一截骨(见图2d)，得到19 mm屈曲间隙(见图2e)。此后，不再行内、外侧软组织的松解。游标卡尺测量股骨后髁截骨厚度。髁间窝和胫骨龙骨槽成形，安装假体试模，测试关节屈、伸功能，确认关节稳定性和髌骨轨迹，如髌骨轨迹不佳给予松解髌骨外侧支持带。冲洗关节腔，植入骨水泥假体，缝合切口。

a 获得矩形伸直间隙 b 屈膝位，应用新型间隙测量垫获得内、外侧韧带张力平衡 c 放置“U”型卡片确定股骨外旋截骨角及屈曲间隙 d 股骨四合一截骨 e 获得等同于伸直间隙的屈曲间隙

1.3.3 术后管理 两组患者均未放置引流管，并接受相同的围手术期治疗和康复方案。术后应用静脉泵和口服非甾体药物镇痛，口服利伐沙班(10 mg/d)21 d预防下肢静脉血栓形成，术后第2天开始进行股四头肌收缩、CPM训练，并在助行器辅助下下地行走。

1.4 评定指标

1.4.1 手术收集 记录两组患者的手术时间、出血量、股骨后髁截骨量、股骨后髁连线外旋截骨角(α=ArcSine内、外侧间隙测量垫的厚度差值/股骨内、外后髁最远点之间的距离，见图3)。

a 膝关节屈膝90°，内、外侧韧带张力未平衡 b 间隙测量垫置于内、外侧关节间隙，内、外侧韧带张力平衡，确定α角

1.4.2 影像学评估 术前、术后3 d摄膝关节正侧位及下肢全长正位DR片，收集胫骨平台角(tibial proximal angle，TPA)，术后恢复目标90°为佳；HKA代表下肢力线恢复程度，术后恢复目标180°为佳，177°～183°为优良，偏离此范围为较差；膝关节线变化(术前、后股内收肌结节至股骨关节线距离的差值)，代表膝关节术后关节线的变化(见图4)。

a 术前 b 术后

1.4.3 疗效评估 术后1、3、12个月及每年进行随访，体格检查包括：测量膝关节伸屈活动的最大活动度；关节稳定性，通过内、外翻应力试验评估膝关节在伸直-屈曲静态及动态的稳定性。疗效评分包括：KSS评分，其包含临床评分和功能评分两部分，满分均为100分，评分越高，膝关节功能越佳，疼痛则越低；WOMAC骨关节炎指数，满分96分，用来反映患者膝关节日常生活的状况，评分越低，膝关节日常生活功能越好。

2 结 果

2.1 手术情况 两组患者手术均顺利完成，联合截骨组的手术时间为(68.62±11.06)min，少于测量截骨组的(74.81±13.21)min，差异有统计学意义(P=0.017)；两组患者的术中失血量比较差异无统计学意义(P=0.258)；联合截骨组的股骨外旋截骨角及股骨内后髁截骨厚度高于测量截骨组，差异有统计学意义(P=0.001，P=0.009)；联合截骨组的股骨外后髁截骨厚度低于测量截骨组，但两者差异无统计学意义(P=0.266，见表2)。

表2 两组术中结果比较

2.2 影像学评估 两组患者至末次随访经DR片评估未见假体周围骨溶解及松动。两组患者术后的HKA角差异无统计学意义(P=0.258)；联合截骨组中HKA角在177°～183°范围的比例为42/45，优良率为93.33%，测量截骨组为43/47，优良率为91.49%，两组HKA角的优良率相比差异无统计学意义(P=0.739)。两组患者手术前后的膝关节线变化同样差异无统计学意义(P=0.905，见表3)。

表3 两组影像学评估的结果

2.3 功能结果 92例患者术后至少随访2年，术后的切口均Ⅰ期愈合，未发现膝关节周围感染、假体松动等并发症。联合截骨组出现2例膝前痛并发症(2/45)，经非甾体抗炎镇痛治疗后缓解，考虑为髌股关节炎所致；测量截骨组出现3例并发症(3/47)，1例在体格检查发现屈膝位时外翻应力试验弱阳性，提示屈曲位内侧软组织稍有松弛，但临床未干预，这例患者在术后的随诊中未诉任何的膝关节不适，另2例为髌骨无症状弹响，两组患者的并发症发生率差异无统计学意义(χ2=0.168，P=0.682)。

两组ROM、KSS临床评分在术后1个月、3个月、1年、2年的比较差异均无统计学意义(P>0.05)。联合截骨组WOMAC评分在术后1、3个月低于测量截骨组，差异有统计学意义(P<0.05)，但两组WOMAC评分在术后1年、2年的比较差异无统计学意义(P>0.05，见表4)。

表4 两组功能结果对比

3 讨 论

膝关节假体在冠状面和矢状面的精确定位及软组织的平衡是TKA术后功能恢复的关键[2，14]，测量截骨和间隙平衡截骨技术的联合应用是目前TKA中一种较为理想的观念，它联合两者的优点：即通过测量截骨技术的优点重建解剖和运动学力线，又通过间隙平衡截骨技术的优点重建韧带的静态力线，取得术中良好的屈、伸膝间隙平衡[5，9]，从而避开两种截骨技术自身的缺陷，符合当代关节置换技术的发展趋向[6]。本研究中，两组患者的术后HKA角相比术前改善明显，代表两组患者均获得了优良的下肢力线，Longo等[15]在研究中发现，关节线位置的改变在最大值5 mm范围内，关节稳定性不会有明显变化。本研究发现两组患者的膝关节线变化分别为(1.31±0.84)mm、(1.29±0.87)mm，未观察到大于5 mm的病例，认为以上满意的两个结果得益于在伸直间隙应用测量截骨技术的策略。

术中良好的屈、伸膝间隙平衡可增加术后早期膝关节的稳定性，有利于增强患者术后康复的自信心。两组患者在随访2年内均获得了良好的膝关节功能，两组的ROM、KSS评分在术后各时间点并没有发现差异，但联合截骨组的WOMAC评分在术后1个月、3个月低于测量截骨组，且差异有统计学意义，WOMAC评分中包含更多的日常生活的动作[16]，例如上下汽车，甚至在卫生间蹲下或起来的评估打分，这一结果提示联合截骨组的患者在术后早期的日常生活功能方面更具优势。晏涛等[17]证实，采用个体化股骨后髁旋转截骨在术后膝关节功能恢复方面明显优于传统参考后髁线外旋3°的截骨。

在本研究中，发现联合截骨组的股骨后髁连线外旋截骨角(4.22±1.27)°大于测量截骨组的(3.43±0.83)°，差异有统计学意义(P<0.05)。已有研究表明，股骨后髁角(posterior condyle axis，PCA)相对于外科通髁线(transepicondylar axis，TEA)存在广泛的解剖差异[18]，多位学者的研究也得出同样类似结果。Moon等[19]证实，应用间隙平衡截骨技术可导致更大的股骨外部旋转；范霖等[20]在研究TKA间隙平衡截骨与测量截骨技术的对照研究中得出，应用间隙平衡截骨的股骨后髁连线外旋截骨角度更大且发散。同时，我们还观察到联合截骨组的股骨内后髁截骨厚度高于测量截骨组，这与联合截骨组中的更大股骨外旋截骨角密切相关，但最终导致了联合截骨组的个体化股骨后髁旋转截骨，从而通过减少术中对内侧软组织结构的松解来降低术中创伤。在联合截骨组中，完成股骨后髁截骨后通常不需要再行软组织的松解，相比测量截骨组，减少了再次松解的步骤，这可能是联合截骨组中的手术时间少于测量截骨组的一个重要原因。结合上述有利因素，我们推断，联合截骨技术有助于加速患者在术后的早期康复。苗卫华等[10]研究证实，术中测量截骨联合间隙平衡技术能够获得更适当的膝关节屈曲间隙，减少软组织松解，改善术后早期功能。但值得一提的是，应用间隙平衡截骨技术造成股骨旋转异常有一个重要原因是胫骨截骨平面不垂直于胫骨机械轴，因此，在胫骨近端截骨时应特别重视截骨技术。本研究中，两组患者术后胫骨平台角的平均值均接近90°，结果尚满意。

在新型间隙测量垫的辅助下完成屈曲间隙平衡截骨是本课题的一个新颖点，因为它具备一些额外的优点：(1)尺寸较多，可以对6～15 mm的关节间隙进行测量；(2)临时充当被切除的骨组织，对屈曲位内、外侧关节间隙分开进行“填充式”测量，更有利于获得膝关节内、外侧软组织的平衡，而且还可以帮助我们预判股骨内、外后髁的截骨量及股骨后髁连线外旋截骨角是否在合理范围。(3)操作简单，工作原理类似于后参考机制的髁测量器，在完成屈曲间隙平衡的同时，也确定了股骨四合一截骨模板的尺寸及前后位置，提高了手术效率。

本研究存在一定的局限性：(1)新型间隙测量垫在应用中依靠的是术者的手感经验，没有准确的力学量化指标来支持，我们将计划持续改进，加入压力传感器模块设计将会提升该工具的精确度；(2)本研究为回顾性研究，样本量有限，联合截骨组中观察的病例未包含严重畸形、甚至关节外畸形的病例；(3)作者在临床工作中发现，如膝关节后方存在大量骨赘的病例同样不合适应用间隙平衡技术行股骨旋转截骨；(4)病例随访时间较短，长远的临床疗效及假体的生存率还需更长时间的观察。

综上所述，测量截骨联合间隙平衡截骨技术不仅可以获得精准的下肢力线，而且使膝关节保持了良好的稳定，在至少2年随访中的临床效果满意，尽管新型间隙平衡工具仍存在改进的空间，但这种成本低、简便实用的技术可以为关节外科医生提供一个新的参考。