胫骨高位截骨术后矫形角度变化的分析

李雷疆,邓迎杰,吾米提江·吾其坤,景继禹,戴琨,方锐

(新疆医科大学附属中医医院关节外科,新疆 乌鲁木齐 830000)

膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)是一种以关节软骨退变、软骨下骨病变和滑膜炎症为特征的慢性关节疾病,临床主要表现为膝关节疼痛、畸形与活动受限,严重影响中老年患者的生活质量,给患者、家庭和社会造成了沉重负担。随着“保膝”理念及“膝关节阶梯治疗”的盛行,对于内侧间室退变为主且伴有胫骨近端内翻畸形的KOA患者,胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy,HTO)越来越受到广大关节外科医师的青睐。

HTO最早由Jackson于1958年提出[1],1965年由Conventry报道并逐渐推广[2],经过半个多世纪的临床应用,如今已发展为精确、安全且有效的术式。其中内侧开放楔形胫骨高位截骨(open-wedge high tibial osteotomy,OWHTO)将下肢力线转移到相对正常的外侧间室,纠正了胫骨的内翻畸形,从而降低内侧间室负荷,可有效阻止软骨的进一步磨损,缓解关节疼痛症状,甚至使损伤半月板得到修复、软骨再生[3]。OWHTO的优点在于可精准控制截骨量,避免截断腓骨,无神经损伤风险;且随着内固定材料的升级、术前适应证的精准把握及操作技术的规范化,使得OWHTO逐渐成为保膝治疗的重要手段。即使如此,目前OWHTO仍存在一些并发症,如外侧合页骨折、术中矫枉过正、术后角度丢失、截骨间隙的延迟愈合或不愈合及术后深静脉血栓形成等。此类并发症通过术前的详细计划、手术技术的提高及结合手术导航、3D打印导板等可得到有效控制。

一些研究表明,部分HTO术后患者随着时间的推移,下肢力线(weight bearing line,WBL) 呈现连续变化,提示膝关节内翻畸形复发[4-6]。然而,目前鲜有研究量化多少患者出现HTO术后矫形角度的丢失及哪些因素影响术后膝内翻复发。本研究的目的是评估随时间推移,HTO术后矫形角度是否丢失,并确定哪些因素与矫形的丢失相关,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入标准：(1)有症状的前内侧间室KOA患者;(2)术前X线检查明确为膝内翻畸形,5 °<膝内翻<15 °;(3)膝关节活动度基本正常,屈曲挛缩<15 °;(4)膝关节Kellgren-Lawrence分级Ⅱ、Ⅲ级;(5)外侧软骨和半月板功能正常。排除标准：(1)伴有外侧间室间隙狭窄的KOA患者;(2)伴有重度膝前疼痛症状的髌股关节炎患者;(3)屈曲挛缩畸形>10 °,活动度<90 °的患者;(4)活动性感染或炎症性疾病：类风湿性关节炎、化脓性关节炎等;(5)合并严重的内科疾病不能耐受手术患者。

回顾性分析2018年5月至2020年10月新疆医科大学附属中医医院收治的行OWHTO的40例患者共45膝。其中男15例,女25例;平均年龄为(55.40±11.86)岁;左侧27膝,右侧18膝。术前髋-膝-踝角(hip-knee-ankle angle,HKA)为(-8.00±3.17) °;胫骨近端内侧角(medial proximal tibial angle,MPTA)为(83.78±2.13) °,关节线会聚角(joint line convergence angle,JLCA)为(2.54±1.43) °,胫骨后倾角(posterior tibial slope,PTS)为(7.81±5.05) °,Caton指数为(1.01±0.19)。

1.2 术前计划 术前拍摄下肢全长应力正侧位X线片,必要时加拍双膝关节内外翻应力正位X线片。确定患者为膝关节内翻畸形,且畸形主要由胫骨近端引起(MPTA<87 °),股骨远端无明显畸形。进行下肢力线和畸形分析,并根据患者膝关节退变程度的不同,采用Miniaci法进行术前规划设计[7]。对于膝关节内侧间室软骨剩余2/3的患者,将其矫正力线通过Fujisawa比例外侧10%～15%的位置;内侧间室软骨剩余1/3的患者,目标力线通过20%～25%的位置;内侧间室完全磨损的患者,目标力线通过30%～35%的位置[8]。

1.3 手术方法 患者常规行腰硬联合麻醉+全麻辅助,取仰卧位,所有患者均先行关节镜手术,取膝关节前内、外侧入路探查关节内结构,排除外侧关节软骨损伤及严重髌股关节炎,有限清理增生滑膜组织、取出关节内游离体、修整损伤的半月板。关节镜结束后立即行HTO术。自关节线水平至鹅足止点设计胫骨近端内侧纵行切口,长6～8 cm;切开皮肤及皮下组织,显露并切断松解鹅足肌腱,可见鹅足深面的内侧副韧带浅层(superficial layer of the medial collateral ligament,sMCL),沿骨面将sMCL远端纤维剥离或切断,暴露胫骨后缘。贴胫骨后缘骨面向外侧逐步分离,插入尖撬至外侧的腓骨头尖端,再将Hohmann拉钩置入以保护后方血管神经束。于鹅足止点近端指向胫骨外缘上胫腓关节上缘水平钻入2枚克氏针,两针所成平面应与胫骨后倾一致。然后与水平截骨面成110 °左右夹角设计上行截骨面并截骨。沿克氏针方向于克氏针远端行水平面截骨,保留1 cm左右的外侧骨性合页,随后通过叠层骨刀缓慢撑开间隙至所需宽度,再置入撑开器。术中透视确认矫正后下肢力线,最后经皮下隧道放置Tomofix钢板,依次置入多枚锁定螺钉固定。松止血带止血,留置引流管后冲洗关闭伤口并包扎。

1.4 术后处理 术后保持引流通畅,2～3 d拔除引流管;常规预防感染、止血及抗凝等。术后1 d扶拐下地,患肢部分负重,康复师指导下功能锻炼,术后2周拆线,术后4～8周完全负重。

1.5 评价指标 术后3 d拍双下肢全长应力正侧位X线片,定期随访并拍膝关节正侧位X线片;测量患者术前、术后3 d、术后1年时的HKA、MPTA、JLCA、PTS及Caton指数;比较患者术前、术后1年的西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(western Ontario and McMaster universities osteoarthritis index,WOMAC)和美国膝关节协会(American knee society,AKS)评分。

2 结 果

2.1 临床结果 术后患者均随访13～28个月,平均(18.7±7.54)个月。术后均未发生感染、骨不愈合,下肢静脉血栓等并发症。

2.2 手术前后膝关节角度及指数比较 单因素方差分析结果显示,患者HKA、MPTA与Caton指数在术前、术后3 d和术后1年组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。JLCA与PTS组间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。差异有统计学意义的变量中,进行两两比较发现,HKA、MPTA与Caton指数术后和术后1年分别同术前比较,差异有统计学差异(P<0.05);且HKA术后3 d同术后1年比较,差异也有统计学意义。但是MPTA与Caton指数术后3 d同术后1年比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表1)。

表1 手术前后膝关节角度及指数比较

以术后3 d同术后1年相比,HKA变化大于1 °为界,分为变化组和不变组,对于术前JLCA和术后PTS进行比较,组间差异均无统计学意义(P>0.05,见表2)。

表2 术前JLCA和术后PTS是否变化组间比较

以HKA是否变化为因变量,进行二元Logistics回归影响因素分析,发现术前JLCA和术后PTS是HKA变化的保护性因素,但是差异无统计意义(P>0.05,见表3)。

表3 HKA变化的影响因素分析

表4 手术前后膝关节评分比较分)

2.3 手术前后评分比较 患者WOMAC评分术后1年随访与术前相比分值降低,差异有统计学意义(P<0.05);AKS评分术后1年随访较术前升高,差异有统计学意义(P<0.05)。

2.4 典型病例 68岁女性患者,以“双膝疼痛伴活动欠利十年余,右膝加重2个月”入院。查体：双膝关节形态内翻畸形,无明显肿胀,关节内侧间隙及髌股关节压痛,双膝关节功能活动度：屈120 °,伸0 °,旋转0 °;McMury征(+);术前HKA为-13 °,MPTA为80 °,JLCA为2.7 °,PTS为7 °;术后3 d的HKA为2 °,MPTA为91.6 °,JLCA为2 °;术后1年HKA为4 °,MPTA为92 °,JLCA为2 °,PTS为5 °。手术前后影像学资料见图1～5。

图1 术前双下肢全长片示右膝内翻畸形 图2 术前右膝侧位X线片PTS为7 ° 图3 术后3d双下肢全长片示右膝内翻畸形已矫正 图4 术后1年双下肢全长片示右膝形态良好 图5 术后1年右膝侧位X线片示PTS为5 °

3 讨 论

本研究发现49%的OWHTO患者(45个膝关节中的22个)在1年的随访中显示矫形角度丢失>1 °,但未发现与其相关的影响因素。近些年一些国外学者发现部分OWHTO患者术后出现内翻畸形复发,但膝关节内翻复发的比例各研究报告不一,其相关影响因素多样,仍需进一步分析明确。

OWHTO是一个标准化的手术,主要原则是做到精确的力线矫正,矫正不足或过度矫正是常见并发症;重点是通过准确的术前规划实现最佳对线,此外要考虑到JLCA、PTS、韧带平衡和髌骨高度等因素,术前内翻畸形程度,外侧合页骨折、固定失败会导致矫正不足,而内侧软组织松弛等会导致过度矫正[9]。既往由于内固定材料的限制,术后完全负重步态引起的扭转负荷可能导致矫正难以有效维持、矫正角度丢失等问题;锁定钢板的应用极大地为OWHTO提供了充分的稳定性;与非锁定钢板相比,锁定钢板能提供更好的临床结果并减少矫正角度的损失[10]。Lee等[5]研究了OWHTO术后2年的下肢力线变化,发现WBL连续内移,直至1年后呈现稳定状态;平均HKA由术后1个月的3.9 °逐渐减小至术后2年的2.9 °。Song等[6]回顾性分析148例患者达4年,以WBL<50%为界定,其中40例(27%)出现内翻复发;发现术中矫正不足和内侧紧张增加了内翻复发的风险,特别是在术前外翻应力角<2 °的情况下,矫正不足与内翻复发密切相关。本研究平均HKA由术后3 d的2.56 °逐渐减小至术后1年的1.66 °,与上述研究相似。

矫正不足可能会导致下肢内翻畸形复发,而过度矫正会导致膝关节外侧间室骨关节炎;传统上大量学者均认可矫正力线目标经过Fujisawa点。Yin等[11]则认为如果需要4.5 °的最佳外翻角,则在OWHTO期间应将目标力线外移,置于约占胫骨平台的71.9%处。Tawy等[12]综述表明,20个队列的患者术后未达到平均3 °～6 °外翻的“理想矫正”,尽管如此,针对患者的测量评分报告在统计和临床方面的改善相一致;这表明“理想校正”可能比3 °～6 °更灵活。本研究根据患者膝关节退变程度的不同,采用Miniaci法进行术前规划设计,矫形并未严格至62.5%,术后疗效仍满意。

在术前规划时所需的下肢力线矫正程度是可计算并预测的,但术中肢体的矫形同时取决于骨矫正和软组织矫正[13];JLCA可代表HTO后的软组织矫正,但在术前却难以估算术后JLCA的变化。一项回顾性放射学研究发现在术前分别测量下肢应力位和仰卧位的JLCA,其差异较大是重要的危险因素;此研究中20%的患者术后JLCA下降≥2 °,如果术中不考虑软组织矫正的影响,这些患者理论上存在过度矫正的风险[14]。Sabharwal等[15]证明,当患者站立位X线上JLCA≤3 °时,仰卧位X线具有参考性,但当站立位X线JLCA>3 °时,相关性不可靠。Kim等[16]在术中决定矫正量时,通过透视下施加外翻应力来实现更准确的力线矫正,尽管力的大小可能因操作者而异,但考虑到软组织矫正的效果,这些术中对线调整显著的减少了异常数量。本团队在术中均行仰卧位常规透视及适当外翻应力下透视,不同患者的下肢力线受外翻应力影响的差异较大,目前仍无有效方式精确控制衡量。Kumagai等[17]认为由于JLCA的变化,即使在术中获得了准确的对线,也会导致OWHTO术后出现矫正丢失;上述由于透视体位造成的JLCA差异除外,似乎术中sMCL的松解也会影响术后软组织平衡。研究表明,松解sMCL会增加外翻松弛度,但固定钢板后会减少松弛,即sMCL的松解所引起的外翻松弛可以通过打开截骨区内侧结构的张力来恢复,这可以将外翻稳定性水平恢复到sMCL松解前。所以患者术前膝关节内侧结构的松弛程度更可能影响术后,而非松解sMCL所能影响[18]。

国外多位学者研究[4,17,19]认为膝关节内翻复发与术前较大的JLCA、较小的内侧关节间隙相关。在冠状位力线对齐的相关参数中,可以认为MPTA的变化可能与内翻复发密切相关[4]。OWHTO术中PTS和MPTA的相关性已有大量描述,截骨时如以后外侧为合页,则PTS增大,会导致冠状面矫形丢失;为了保持PTS不变,Asada等[20]建议在冠状面以“打开书”的方式对称打开接骨面,即以胫骨最外侧点作为合页,而并非后外侧。国内学者李志国等[21]认为前外侧合页的OWHTO既能矫正膝内翻患者的下肢力线,同时又能避免增大PTS和降低髌骨高度,是对常规HTO的补充,可作为膝内翻合并较大PTS和(或)低位髌骨患者的首选方案。本组手术选择标准胫骨外侧合页点,且截骨平面与胫骨后倾一致,故术后PTS未出现显著异常,但术后Caton指数较术前呈现差异性。

不同于一些国外学者的目前结论,虽然本研究中OWHTO患者术后1年平均HKA较术后3 d差异有统计学意义,但经分析发现术前JLCA及术后PTS等因素均与此无相关性。本研究为回顾性研究,故剔除了术中矫枉过正、发生合页骨折等病例,但术中施加的外翻应力并未能量化,难以完美呈现患者的负重状态,今后可考虑术前及术中的多次透视测量JLCA等数据以达到尽量精确。由于纳入病例数量有限、观察点较少且随访时间仅1年,故内翻畸形复发的具体过程如何,是否随着时间的延长,矫形丢失会持续增多、加重并导致骨关节炎的进展等均有待进一步观察,矫形丢失的影响因素尚需继续探寻。