髋-膝-踝角矫正率在胫骨高位截骨术中的应用

李瑶,梁文卫,李梦溪,郑兴国,周皓,沈凯,程蒋琪,崔维顶*

(1.南京医科大学第一附属医院骨科,江苏 南京 210029;2.南京信息工程大学,江苏 南京 210044)

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种常见的退行性关节疾病,随着人均寿命的延长和人口老龄化的进展,患病率呈不断上升的趋势。在膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)中,内侧间室最常受到影响,很多KOA患者伴有膝关节内翻,这会导致膝关节内侧的负荷升高。现有的研究表明,膝关节内翻10 °的患者,在步行过程中膝关节内侧的负荷最高可达体重的7.4倍[1],且膝关节内翻可显著增加内侧骨关节炎进展的风险[2]。胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy,HTO)作为一种治疗膝关节单侧间室骨关节炎的保膝手术,可以矫正患者膝关节的内翻畸形,从而大幅度降低患膝内侧间室负荷,缓解疼痛,延缓KOA进展,具有手术操作简便、损伤小、感染率低、术后功能好的优点[3]。近年来,随着生活质量的改善,KOA患者对于患膝术后功能的期望也随之提高,HTO愈发受到各方面的重视。

一般认为,HTO需要矫正到适度外翻,以达到充分降低内侧间室负荷的目的[4]。常用的标准是以矫正后下肢机械轴通过Fujisawa点(胫骨平台外侧约62.5%),使膝关节机械轴达到轻微外翻为准[5],也有学者提出术后矫正至胫骨平台外侧55%～58%[6],可以达到较好地平衡内外侧负荷,达到延缓骨关节炎进展、减轻疼痛等目的;另外还有基于下肢力线角的矫正标准,该标准目前尚存在一些讨论[7],各方主张从使矫正后髋-膝-踝角(hip knee ankle,HKA)内翻0 °至内翻-5.5 °(即外翻5.5 °)不等。上述两种标准均建立在“使不同患者矫正后达到基本相同的受力状况”的目的之上。此外,在临床实践中,也有根据患者术前骨关节炎严重程度决定矫正目标力线的观点,即“重者多矫正,轻者少矫正”[8],但具体“多”与“少”的幅度尚无共识。

本文通过回顾性分析的方法,基于2016年9月至2021年12月南京医科大学第一附属医院共89例接受HTO手术的膝骨关节炎患者的病历、影像与随访复诊资料,对HTO手术效果与矫正幅度的关系进行分析研究,验证并讨论对骨关节炎患者依严重程度不同而设定不同截骨目标的合理性。

1 资料与方法

1.1 纳入和排除标准 纳入标准:(1)术前症状明确,以改善疼痛、功能和活动度等为就诊目的;(2)临床诊断为膝关节内侧间室骨关节炎,且研究所需影像学资料完整,包括下肢全长X线片、膝关节MRI等;(3)伴有膝关节内翻,且畸形为胫骨近端来源为主;(4)Kellgren Lawrence(K-L)分级2级及以上;(5)满足HTO手术指征且仅接受HTO手术的患者。排除标准:(1)以矫正下肢畸形为主要目标的非骨关节炎患者;(2)联合股骨截骨术的患者;(3)资料不完整(包括随访、病历和影像资料)的患者。

1.2 一般情况 共有89例患者被纳入本研究,其中男35例,女54例;年龄38～68岁,平均(55.10±6.54)岁。所有患者均为内翻型单侧间室膝骨关节炎,膝关节畸形均以胫骨近端来源为主,且均在本院接受标准的内侧开放楔形胫骨高位截骨术(open-wedge high tibial osteotomy,OWHTO),术前采取使矫正后下肢力线通过Fujisawa点的标准进行手术规划,术中采用TomoFix截骨钢板对截骨处予以内固定。

1.3 随访评分 所有患者均在术后各次定期复诊时接受评分,评分标准选用牛津膝关节评分量表(Oxford knee score,OKS)[9]。对于HTO的术后康复,术后6周～3个月的早期负重锻炼具有积极而重要的作用[10-11],而针对此阶段患膝状况的研究却鲜有涉及。有鉴于此,本研究将术后3个月作为一个术后评价的节点。同时,基于临床经验,术后1年患膝状况总体趋于稳定,因而作为另一个时间节点被纳入。计算患者术前患膝OKS评分与两个随访节点OKS评分之差,用以评判手术效果。

1.4 影像学测量 在患者术前、术后早期的立位下肢正位全长X线片上分别测量患肢术前和术后的HKA。测量依Paley[12]的方法及标准确定,具体为:过股骨头中心点(以莫斯圆确定)与股骨髁间窝顶点作一直线,此线即股骨机械轴,另作一直线连接胫骨髁间嵴与胫距关节面中点,此线即胫骨机械轴。二线所成角度即为HKA。为分析及应用方便起见,本研究实际记录其补角,以内翻为正,外翻为负(见图1)。

图1 HKA测量方法示意

1.5 变量的定义 计算各患膝术前与术后HKA之差,此差值定义为HKA矫正量(正值,以下简称矫正量),将矫正量与术前HKA之比定义为HKA矫正率(以下简称矫正率)。参考临床经验,从矫正率1.0～1.8,共设定9个假定的目标矫正率,每0.1一级,即各假定目标矫正率分别为1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8。计算并记录各患者术后实际矫正率与各假定目标矫正率之差的绝对值,并定义为目标偏差。

1.6 统计学处理 以患者各假定目标矫正率下的目标偏差为自变量,术前OKS评分与术后3个月、1年OKS评分之差为因变量,利用R语言(Rstudio,2021.09.1 Build 372),采用Pearson方法分析各自变量与因变量之间的相关性,如呈现统计学上的负相关(相关系数<0,P<0.05),即可认为对应的目标矫正率存在一定的合理性。

2 结 果

89例患者的相关情况见表1。Pearson分析显示,在部分假定目标矫正率下,各患者目标偏差(实际矫正率与该假定矫正率之差绝对值)与手术效果(以术前OKS评分与术后各节点评分之差衡量,大者为佳)存在统计学相关性(P<0.05),具体结果见表2～3。

表1 患者的相关情况

表2 术后3个月各假定目标矫正率下目标偏差与手术效果(术前与术后评分之差)的相关性

表3 术后1年各假定目标矫正率下目标偏差与手术效果(术前与术后评分之差)的相关性

3 讨 论

上述分析结果显示,患者实际在HTO所获得的矫正率与多个假定目标矫正率之差的绝对值,与OKS术前术后评分之差存在统计学上的负相关,即总体上患者实际矫正率与该目标矫正率之间的偏差越大,OKS术后评分较之术前降低的幅度越小,即术后的改善幅度越小。在术后3个月的时间点上,目标矫正率1.1在各组中P值最小(0.027),体现出了最为显著的相关性,其次为目标矫正率1.2(P=0.028);而在术后1年的时间点,相关性最为显著的组别为目标矫正率1.2(P=0.020)。

HTO作为一种治疗膝关节单侧(多为内侧)间室OA的保膝手术,其目的在于通过改变胫骨平台与胫骨轴线所成角度,使患膝由内翻转为外翻,从而使膝关节由内侧受力为主转为外侧为主,起到补偿患侧受力,改善症状功能,延缓骨关节炎进展的效果[13]。在术前规划中,多以矫正后下肢总力线通过胫骨平台外侧约62.5%即Fujisawa点为矫正目标,并以此计算所需的矫正角度[5];此外,也有一些观点提出以某些解剖标志(如胫骨嵴外缘)[14]、某些目标角度(如矫正后的HKA)[15]等为目标规划手术,设定矫正目标,或针对患者术前患膝情况设置不同的矫正目标[8]等,亦在临床有所应用[16]。

对于畸形较重、下肢力线偏移更为明显的患者,适当设置额外的矫正幅度,即“畸形重者多矫正,畸形轻者少矫正”,有望更好发挥膝关节健侧的代偿作用,改善患者预后,这一点是符合常识的。但既往的实践往往基于经验性的调整[8],而没有对这个“额外矫正量”的最佳标准进行量化的探讨。本研究通过对既往患者病历资料与随访评分的分析,发现术中矫正量与术前畸形量的比值,即矫正率与患者的预后之间存在统计学上较为明确的相关性。进一步分析表明,矫正率1.2可能是一个较好的目标值,即将目标矫正率设定在1.2左右,可能取得较好的手术效果(例如术前内翻10 °,则矫正12 °,即矫正至术后外翻2 °;术前内翻5 °则矫正6 °至术后外翻1 °),若手术实际矫正量偏离这一矫正率目标,或可导致手术效果的下降。本研究初步验证了这一观点的合理性。此外,在临床实践中,由于此法仅需测量患膝术前的立位HKA,即可通过简单计算得出所需的矫正角度,相比以往的各种矫正标准具有准确量化、简洁直观、操作便利的优点,不仅术前规划更为便捷,也有助于简化术中的操作。

本研究也存在一些不足之处:首先,本研究仅采取回顾性分析的方法验证了采取矫正率作为HTO矫正目标的合理性,而实际依照此标准开展手术的效果,特别是与常规的Fujisawa点等标准的优劣对比尚有待于进一步研究;二是本研究为单中心研究,且存在纳入病例数偏少、随访节点偏少、随访周期偏短等问题;三是在为不同患者设定不同矫正目标方面,简单计算矫正量与畸形量比值所得的“矫正率”并非最佳参考,可能存在更优的矫正目标计算方法。以上问题均有待进一步研究完善。

综上所述,采取“矫正率”作为HTO手术矫正目标的术前规划标准存在一定的合理性,且最佳的HKA矫正率可能在1.2左右,即以患者术前HKA约1.2倍作为HTO矫正量的目标值。此结论可为HTO的术前设计提供参考。