胫骨结节远端高位截骨术中MPTA与WBLR的相关性分析

丁天送,田向东,谭冶彤,薛志鹏,马晟,胡元一,李晓敏,尹岳桐

(1.北京中医药大学,北京 100029;2.北京中医药大学第三附属医院微创关节科,北京 100029)

胫骨结节远端高位截骨术(distal tibial tuberosity high tibial osteotomy,DTT-HTO)是目前广受业界关注的一种治疗内翻性中、重度膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)的修复性治疗方法。它通过调整下肢力线,以减少膝关节内侧间室压力,从而减轻膝关节疼痛,恢复其功能,使患者回归生活[1]。

下肢力线比率(weight-bearing line ratio,WBLR)是全负重前后位下肢全长X线片上机械轴[2]与胫骨平台交点到胫骨平台内侧缘的距离与平台长度的比值。它是评价下肢负重力分布的重要指标之一。当该比例调整到62.5%时,交点被称为藤泽点。Fujisawa等[3]最初将力线的最佳修正比例设定为65%～70%,后来精确到62.5%。Fujisawa点是HTO判断下肢力线转移程度的重要成像参数。在HTO操作过程中,藤泽点的测量方法涉及到髋关节、膝关节和踝关节三个关节,容易给C型臂一次性成像带来困难,相对影响拍摄结果和修正角度的准确性。

一项对93个膝关节HTO术后随访的研究表明,在平均11.5年的随访中,其中68个膝关节矫正不足,内侧间室持续疼痛,5个膝关节矫正过度,导致外侧间室疼痛[4]。矫治不足可导致下肢畸形复发,矫治过度则会导致外侧间室膝骨关节炎[5]。不精准的手术也有发生合页骨折、髌骨高度改变、胫骨平台骨折、内固定失败、骨折不愈合等不良事件的风险[6]。有学者认为解剖性轴向外翻8 °～10 °或机械性轴向外翻3 °～5 °是术后最好的矫正参数[7]。但两个角度的测量涉及2～3个关节,与藤泽点相似,复杂、困难、耗时。为了减少术中测量的难度,使数据尽可能准确,有必要寻找一种易于观察和测量的方法。胫骨近端内侧角(medial proximal tibia angle,MPTA)是评价胫骨形态的重要影像学指标,也是诊断KOA和评价HTO术后矫正效果的常用影像学指标。本研究旨在在矫形参数正常区间的基础上,确定MPTA的矫形区间,使术中定位更加准确、方便,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入标准：诊断为内侧间室膝骨关节炎、膝内翻畸形;胫骨干骺端内翻>5 °;外侧间室正常,内侧间室骨关节Kellgren-Lawrence(K-L)分级Ⅰ～Ⅲ级,随访时间>12个月;术前、术后影像学资料完整。排除标准：非膝骨关节炎的膝关节骨关节病患者;非本院影像学资料。

本研究对2019年10月至2021年10月在北京中医药大学第三附属医院连续接受DTT-HTO治疗的29例患者进行了回顾性研究,最终纳入26例患者28个膝关节,其中男4例,女22例;左膝9个,右膝19个;年龄50～81岁,平均年龄(65.68±6.53)岁;身体质量指数(body mass index,BMI)平均(26.29 ± 3.39) kg/m2;病程平均(6.57±1.67)年。

1.2 手术操作过程 在下肢内侧关节线远端逐层切开约5 cm的纵向切口,显露胫骨内侧骨干。C型臂透射满意后,用骨锯、钻头、骨刀,与胫骨干成30 °～45 °角度,经胫骨结节远端及胫腓穹窿远1 cm形成的截骨线,进行保留外侧1 cm“合页”的截骨。透视下,使WBL经过Fujisawa点,纠正内翻畸形。植入同种异体骨,放置“π”型锁定金属板内固定物,固定满意后,逐层缝合切口。

术后第1天,指导患者在床上进行踝泵锻炼,术后第3天可助行器辅助踩地锻炼,术后2周换为双拐辅助行走,术后4周可考虑单拐辅助行走,术后8～12周考虑脱拐行走。

1.3 影像与临床评价 WBLR是下肢力线与胫骨平台交点到胫骨平台内侧边缘的水平距离(AB)除以胫骨平台的宽度(AC)的比值,即AB/AC×100%(见图1)。MPTA是胫骨平台与胫骨机械轴的内侧夹角(α),见图2。测量28个膝关节术前、末次随访时的下肢全长X线片,分别由同一课题人员测量3次,取平均值。美国特种外科医院(the hospital special surgery,HSS)评分用于评估术前和随访时的临床结果,评估膝关节疼痛、屈曲角度、上下楼、是否辅助行走等方面,分值0～100分,分值越高,膝关节功能越好。

图1 WBLR测算示意图 图2 MPTA测量示意图

1.4 数据分析 运用SPSS 25.0软件进行数据分析,采用配对t检验、独立样本t检验和单因素方差分析比较影像学和临床结果,并绘制术前MPTA和WBLR,术后MPTA和术后WBLR,术后MPTA改变值和WBLR改变值之间的相关性散点图。分别绘制以50% WBLR为良好矫正下限阈值的术后MPTA与WBLR的受试者工作特征(receiver-operating characteristic,ROC)曲线,以70%WBLR为良好矫正上限阈值的术后MPTA与WBLR的ROC曲线,以50%为良好矫正上限阈值的术后MPTA改变值与术后WBLR的ROC曲线和以70%为良好矫正上限阈值的术后MPTA改变值与术后WBLR的ROC曲线,分别确定各参数的曲线下面积(area under the curve,AUC)。

2 结 果

26例患者术后WBLR、MPTA和HSS与术前比较,差异有统计学意义(P<0.05,见表1)。

表1 手术前后WBLR、MPTA和HSS比较

本研究定义良好的术后下肢力线的位置为50%～70%[8-11],以(灵敏度-1-特异度)的最大值所对应的MPTA为最佳临界值,计算得出50%和70%的WBLR对应的MPTA临界值,分别为90.5 °和93.5 °(见图3～9)。根据术后下肢力线的两个临界值,将患者分为矫正不足组(<90.5 °),矫正适当组(90.5 °～93.5 °),矫正过度组(>93.5 °),三组患者的术前基线信息和三组患者手术前后影像测量、临床疗效评分和改变值的相关信息见表2。所有人口统计数据、术前WBLR、术前HSS和术后HSS改变值,三组间比较差异无统计学意义(P>0.05);术前MPTA、术后MPTA改变值、术后MPTA、术后WBLR、术后HSS和术后WBLR改变值,三组间比较差异有统计学意义(P<0.05,见表2)。

表2 三组患者手术前后相关信息及参数比较

注：术后WBLR改变值与术后MPTA改变值呈正相关(r=0.688,P<0.01)

注：术前WBLR与术前MPTA呈正相关(r=0.526,P<0.01) 注：术后WBLR和术后MPTA呈正相关(r=0.679,P<0.01) 注：灵敏度85.00%,特异度37.5%,曲线下面积0.806,95%CI 0.618～0.995,临界值90.5 °

注：灵敏度100.00%,特异度43.50%,曲线下面积0.826,95%CI 0.658～0.994,临界值93.5 ° 注：灵敏度75.00%,特异度37.50%,曲线下面积0.703,95%CI 0.496～0.910,临界值6.5 ° 注：灵敏度40.00%,特异度8.70%,曲线下面积0.617,95%CI 0.299～0.935,临界值9.5 °

矫正过度组术前MPTA和术后MPTA改变值与其他两组比较,差异有统计学意义(P<0.05);术后MPTA组内两两比较差异均具有统计学意义(P<0.05);矫正过度组与矫正不足组术后WBLR、术后WBLR改变值比较,差异有统计学意义(P<0.05);矫正不足组术后HSS评分与其他两组比较,差异有统计学意义(P<0.05,见表3)。

表3 阳性结果LSD两两比较结果

3 讨 论

HTO术后短中期疗效受多种因素影响,如术前规划不精准、术中操作失误、患者体质原因(年龄[12]、肥胖[13]、骨质疏松[14]等)等。长期结果取决于负重线的矫正精准度[8]。有文献报道了矫正轻度膝外翻可获得良好的膝关节临床疗效,但理想的矫正度数还在探索中。早期一些作者以股骨和胫骨的解剖轴为参考,推荐术后外翻8 °～10 °[15-16]。股骨和胫骨的机械轴建议外翻3 °～5 °[4,17-19]。一些研究聚焦于下肢力线与膝关节周围角度参数的关系,Lee等[20]以Fujisawa点为下肢力线矫正标准,测得对应机械轴外翻成角1 °～3 °。Yin等[5]发现当下肢力线位于Fujisawa点外侧,WBLR为71.9%时,机械轴外翻角为4.5 °。本研究中,71.9%属于矫正过度。看起来膝外翻矫正,似乎成了良好手术的必备条件。

但后续一项尸体研究发现,下肢力线矫正至50%时,外侧间室压力就会升高,过度矫正使外侧间室压力持续升高,导致外侧膝关节炎[21]。或者矫正过度可能导致髌股关节软骨损伤,50%WBLR是最佳矫正率[22]。原因可能是外翻畸形增加了外侧半月板损伤的风险,进而导致外侧间室膝关节炎[23]。对于只有轻度内侧关节骨关节炎的患者,可能不需要过度矫形至外翻,而有晚期内侧退行性变和内侧关节塌陷的患者可能会从矫形至外翻对齐获益。

股骨远端外侧角(mechanical lateral distal femoral angle,mLDFA)与下肢力线的适用也有相关性,前期主要用于观测股骨远端截骨术(distal femoral osteotomy,DFO)的适用条件以矫正股骨畸形,得出mLDFA的截断值为90 °[24]。近期有研究结果表明mLDFA也可作为HTO术后畸形矫正的参数,临界值是89.5 °[11]。术前规划截骨开口角度成为追求精准矫正的方法之一。在Yang等[6]进行的研究中,术前模拟矫正力线的位置,在下肢全长负重正位片上测出矫正的度数,最终计算出截骨区平均开口角度为8.2 °,或者术中采用导航工具,虽不能提高HTO矫正的精确度,但可预防矫正过度或矫正不足[8],但这些测量方法均涉及2～3个关节。

Fujisawa点虽获得多数学者认可,但受于条件限制,当时仅以软骨再生的结果决定最佳力线的位置。而最近的研究显示HTO术后的临床表现与软骨是否再生无关[25]。一项膝关节的有限元分析模型指出,当力线转移到常见的50%时,内侧间室压力明显降低,同时外侧间室压力未见明显改变[26],但术中操作误差常导致矫正角度过小,以此提出55%的矫正点。由此可见,尽管手术应用广泛,但下肢力线的最佳矫正靶点仍存在争议。Fujisawa点的术中找寻受3个关节定位、无菌观念、操作复杂、耗时过长等原因的限制,并非每一患膝都能严格达到这个数值,在Miniaci[27]等的研究中,只有50%的病例WBLR在60%～70%。本研究将下肢力线矫正区间扩大,采用50%～70%矫正区间,机械轴与胫骨平台交点位于胫骨平台横截面直径由内到外的70%之外为矫正过度,50%以内为矫正不足。

文献报道了MPTA对膝骨关节炎的诊断价值,及评估HTO术后矫正效果的重要性,但并未直接探讨MPTA与WBLR的关系[28-30]。正常人群MPTA值为87 °[31],>90 °多被判定为膝关节外翻畸形[32-33]。临床中通常将内翻型膝骨关节炎患者矫正至轻度膝外翻畸形,使手术收获更长远的临床疗效。一项研究结果表明,预防HTO术后膝内翻畸形复发的最佳MPTA值为95 °[34],但该术式应用Tomofix导板,与本研究采用“π”型导板有一定的差异,且研究将内翻畸形复发定义为术后1年随访的MPTA值<86 °,这个定义具有绝对性。后续有研究结果表明,相较于MPTA>95 °,MPTA<95 °的术后患者更能恢复良好的膝关节功能[29]。可见MPTA的切割值并不是一个明确的值。

本研究结果证实,WBLR与MPTA呈正相关,无论是术前、术后或改变值。当WBLR为50%时,对应术后MPTA为90.5 °,当WBLR为70%时,对应术后MPTA为93.5 °。矫正适当组和矫正不足组术前MPTA和术后MPTA改变值比较差异无统计学意义,这与Tetsuro等[11]在闭合楔形截骨术中观察到的结果类似。但与之不同的是,本研究采用的是DTT-HTO,且矫正过度与矫正不足组差异有统计学意义,提示术后更大的MPTA依赖于术前更大的MPTA和更大的术后MPTA改变值。矫正不足、矫正适当和矫正过度组术后WBLR、术后WBLR改变值参数值依次增大,证明术后WBLR与MPTA呈正相关。但矫正适当组和矫正不足组差异无统计学意义,其原因可能为矫正后的WBLR多位于50%～70%区间。术后HSS矫正不足组与矫正适当、矫正过大比较,差异有统计学意义,提示影响膝关节术后功能的主要因素并非是截骨角度矫正过大,而是矫正不足。

综上所述,MPTA对膝骨关节炎有一定的诊断价值,与WBLR呈正相关。本研究中,与术后50%、70%WBLR对应的MPTA的临界值分别为90.5 °、93.5 °,对应的术后MPTA改变值的临界值分别为6.5 °、9.5 °。MPTA作为一种简单、省时的单关节测量方法,推荐将其应用于术中C型臂所摄膝关节的影像测量,作为一种HTO术中除下肢力线之外的测量参考值,以达到术中精准、便捷的测量要求。