运动学对线技术对全膝关节置换术后关节活动度的效果

张琦，梁媛，张冉，王志为，季长高

首都医科大学附属北京朝阳医院，北京市 100020

0 引言

全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)是目前治疗终末期膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)的金标准[1]。近20%的TKA 患者对手术不满意[2-3]，很多学者将其归因于目前采用的对线技术——机械对线(mechanical alignment,MA)[4-5]，这种对线技术没有充分尊重患者膝关节解剖学个体差异[6]。在此背景下，一种致力于恢复患者原生膝关节解剖学的对线技术——运动学对线(kinematics alignment,KA)技术得以发展[7-10]。本研究比较MA和KA对TKA患者术后各项康复指标的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2020 年6 月至2021 年10 月，北京朝阳医院骨科收治的单侧初次TKA 患者200 例，诊断符合中华医学会骨科学分会制定的KOA诊断标准[11]。

纳入标准：患者膝关节疼痛与放射影像学病变相关，Kellgren-Lawrence(K-L)分级Ⅲ～Ⅳ级。

排除标准：①炎性关节炎；②既往膝关节内骨折或韧带损伤史；③膝关节屈曲挛缩畸形＞30°；④膝关节活动范围(range of motion,ROM)＜90°；⑤膝关节过伸畸形；⑥膝关节单间室置换或初次手术使用限制性假体；⑦言语表达或沟通障碍。

本研究经首都医科大学附属北京朝阳医院伦理委员会批准(No.2020-S-173)。所有患者术前均签署手术同意书。

随机数字表法将患者分为MA组(n=100)和KA组(n=100)。术后3 个月，MA 组4 例失访，其中3 例失去联系，1 例于术后2 个月发作脑血栓形成，外院住院；KA 组2 例失访，其中1 例失去联系，1 例回老家不能来京。最终MA 组96 例、KA 组98 例进入统计。两组一般资料无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 健康宣教

术前1 d，对所有拟行TKA 的患者进行基于多媒体影片的术前教育，主要内容包括围手术期各种康复训练方法，包括踝泵运动、股四头肌等长收缩运动、直腿抬高锻炼、膝关节主动屈曲功能训练、被动屈曲练习的配合、术后下床方法、正确使用助行器、病房活动辅助设施的介绍和使用、如厕注意事项、避免摔倒的措施等。所有患者发放膝关节置换围手术期和术后康复锻炼手册，便于患者出院后家庭康复时参考。

1.2.2 手术方法

两组均采用股骨侧髓内定位、胫骨侧髓外定位冠状面切骨。MA 组股骨远端和胫骨近端垂直于各自机械轴线切骨；KA 组参照原生股骨和胫骨关节线切骨。MA 组采用测量截骨技术确定股骨旋转对线；KA 组平行于股骨后髁0°旋转对线。MA 组采用后交叉韧带止点到胫骨结节中内1/3确定胫骨旋转对线；KA 组参考外侧胫骨平台关节面前后轴确定胫骨旋转对线[12]。

两组严格控制干扰因素，包括术前各项护理准备工作、血栓风险评估、预防性抗生素使用、止血带使用、手术切口和入路、传统手动对线器械(经改良后能同时用于MA 和KA[13])、术中单侧隐神经阻滞、术中混合镇痛液关节周围组织注射、关节腔内使用氨甲环酸、不留置引流管、低分子肝素预防静脉血栓栓塞症、术后静脉应用非甾体抗炎药2 d 等，两组间均无差别。

手术由同一名熟练掌握MA 和KA 技术的高年资医生完成，关节假体采用Gemini MK-Ⅱ后交叉韧带保留型假体(德国LINK公司)。

1.2.3 术后康复

术后当天，患者仰卧，患肢抬高10°～15°，小腿下垫软枕。下肢运动功能恢复后，指导患者进行踝泵运动和股四头肌等长收缩运动。踝泵运动：嘱患者最大程度背伸踝关节，持续1 s；最大程度跖屈踝关节，持续1 s，交替10～15 次为1 组，每小时练习4～5 组。股四头肌等长收缩：将软枕置于踝关节后方或不垫软枕，嘱患者膝关节尽可能主动伸直，绷紧大腿前侧肌肉并持续5 s，通过股前触诊确认股四头肌收缩的有效性，随后放松5～10 s，交替10～20 次为1 组，每天练习3～4组。

术后第1 天，继续以上训练，指导患者进行直腿抬高训练。当患者第一次主动抗重力直腿抬高达30°时，记录当时距离术后回到病区的时间(h)。对术后膝关节不能完全伸直的患者，采用踝关节下垫软枕、主动伸直训练的方法，不采用被动手法压迫，避免出现不能耐受的疼痛。鼓励患者膝关节主动屈曲1 次，直到最大可耐受程度，足跟在床面滑动，不离开床面。测量尺测量主动屈曲角度。鼓励患者下地，但需综合判断患者的肌力和协调能力，床旁指导下地站立和使用辅具，避免摔倒；如果患者能自主下地并站稳，记录距离术后回到病区的时间(h)。

术后第2 天，继续以上训练，对恢复较慢的患者继续记录直腿抬高或下地时间。指导正确使用助行器，患者在体力允许范围内行走。测量膝关节主动屈曲角度，如主动屈曲不能达到90°，轻柔手法辅助膝关节屈曲超过90°。

术后第3 天，继续以上训练，测量膝关节主动屈曲角度，如不能超过90°，手法辅助屈曲超过90°。对于术后3 d 膝关节主动屈曲角度＜90°、主动直腿抬高＞30°，辅具下行走＜50 m的患者，预约门诊康复，进行进一步训练。记录患者出院后的去向：家庭康复或康复机构康复。

除上述康复措施以外，每天观察伤口敷料情况、肢体肿胀、淤血情况、感觉运动是否正常等。所有患者术后均不使用持续被动运动机。

1.2.4 门诊随访

患者术后1个月、3个月、6个月和1年门诊随访，内容包括伤口愈合情况、膝关节肿胀情况、膝关节稳定性；术后1 个月和3 个月记录患者膝关节主动屈曲角度，术后3个月门诊或电话随访KSS和VAS评分。

1.3 评价指标

记录患者术前和术后3 个月KSS 评分，术前行走、术后3 d 膝关节主动屈曲训练和术后3 个月VAS，首次下地时间、首次主动直腿抬高＞30°时间，术前，术后1 d、2 d、3 d、1个月和3个月患侧膝关节主动屈曲角度，如门诊随诊超过3 个月，则记录最大屈曲角度[14]。记录术后阿片类或类阿片类药物使用情况、住院期间手术并发症或内科并发症，以及患者出院后去向(家庭康复或医联体康复机构)。

1.4 统计学分析

采用SPSS 17.0 统计软件进行数据分析。计量资料经Shapiro-Wilk 检验，若符合正态分布，以()表示，组间比较采用独立样本t检验，多组计量资料的比较采用一般线性模型的单变量方差分析；不符合正态分布，以M(QR)表示，组间比较采用独立样本Mann-WhitneyU非参数检验。计数资料采用χ2检验或Fisher精确概率法。双侧检验，显著性水平α=0.05。

2 结果

最长随访时间为术后1 年，术后随访时间中位数8.7(2.1)个月。

2.1 疼痛

两组术后各时间点VAS 评分均无显著性差异(P＜0.05)。见表2。

表2 两组术后各时间点VAS评分比较

MA 组5 例、KA 组3 例术后3 d 内使用过阿片类(吗啡或盐酸哌替啶)或类阿片类(盐酸曲马多)药物镇痛，两组间无显著性差异(χ2=0.565,P=0.452)。

2.2 膝关节恢复

两组首次下地时间、首次主动直腿抬高＞30°时间和术后3 个月KSS 均无显著性差异(P＞0.05)。MA 组术后需要预约康复机构进行进一步功能康复的人数多于KA组(P＜0.05)。见表3。

表3 两组术后膝关节功能恢复情况比较

随术后时间延长，两组屈膝角度均显著提高(P＜0.001)，KA 组主动屈膝角度大于MA 组(P＜0.05)，两组差别随时间逐渐减少，交互效应不显著(P＞0.05)。见表4。

表4 两组术后不同时间膝关节主动屈曲角度比较 单位：°

2.3 并发症

KA 组1 例切口远端延迟愈合，经更换敷料后延期愈合。MA 组3 例、KA 组1 例发生下肢深静脉血栓(包括肌间静脉血栓)，两组间无显著性差异(Fisher 精确概率法，P=0.366)。KA 组1 例术后第1 天发生脑梗死，MA 组1 例发生心肌梗死，均经药物治疗好转后出院。未发现急性假体周围感染、假体周围骨折等其他近期并发症。

3 讨论

本研究显示，相比MA，KA 有利于TKA 患者术后早期主动屈膝功能恢复，同时降低患者出院后预约专门康复机构的可能性。这对TKA 患者术后疼痛管理[15]、提高患者主观体验[16]、缩短住院时间[17]、降低住院费用等方面都有重要意义。

KA 促进术后主动屈膝活动度可能的原因如下。①KA 恢复原生胫股关节解剖形态，降低膝关节屈伸过程中假体-周围韧带间运动学冲突[18]。KA 更少干扰膝关节周围软组织[19]，膝关节在活动过程中内外侧间室的负荷分布更均匀[20-21]，行走时下肢内收力矩更小[22]，从而获得更好的术后功能恢复。②KA 不容易导致股骨远端外侧髁过度填塞。人的股骨侧关节线多呈外翻状态，MA TKA 术后股骨假体组件比原生外侧股骨髁的最外侧面、滑车沟和最远端分别平均高出0.6 mm、0.8 mm 和1.25 mm[4]，这种过度填塞会影响髌骨正常轨迹，进一步影响患者主动屈膝功能[23-24]。③KA 能更好恢复原生股骨滑车的解剖学形态，如滑车沟的平均内-外侧位置、平均径向位置和滑车沟角[25]，髌骨滑动更少受来自滑车的干扰，有利于患者主动屈膝功能训练[26-27]。

本研究采用术后膝关节屈伸活动度训练都是主动训练[28]。主动训练能增强膝关节周围肌力，快速恢复关节协调运动，且能促进下肢静脉回流，快速消肿，预防静脉血栓形成等[29]，也符合无痛快速康复的理念[30-32]。KA术后膝关节功能的快速恢复有利于患者出院后进行家庭自助康复[33]。一项系统综述表明[34]，为保证患者自助康复的长期效果，需要向患者提供有效的锻炼计划，并需获得必要的康复效果反馈。在本研究中，发放给患者的康复手册为基于家庭的自助康复提供详细计划，术后门诊随访可评估自助康复的效果。一项随机对照试验显示[35]，虽然理疗师指导术后康复对于减少术后运动性疼痛和改善下肢肌力有一定优势，但对术后静息痛和行走距离等指标而言，家庭自助康复同样有效。另一项研究也证实[36]，基于家庭的自助康复计划可以显著提高KOA 老年患者的患肢功能和生活质量。基于家庭的自助康复受患者欢迎，还可以节约医保开支[37]。

本研究是单中心研究，可能存在一定的选择性偏倚；只使用单一类型人工关节假体，是否可能推广到其他类型假体还有待研究；未进行中远期功能和并发症观察。有待进一步研究完善。

综上所述，KA 能促进TKA 术后患者快速恢复膝关节主动屈伸功能，减少术后接受机构康复的概率，有助于降低医疗成本。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。