胫骨高位截骨术治疗老年膝关节内侧间室炎的疗效研究

杨泽宇 邹灵 孙长惠 陆炯 陈一南 何沁 胡旻炜

膝关节骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种累及包括软骨、半月板和韧带的非炎症性退行性病变,其病理改变主要是软骨的退变和消失,以及关节边缘韧带附着处和软骨下骨骨质的反应性增生形成骨赘,最终影响整个关节的结构和功能[1]。膝关节OA好发于中老年人,发病率约为8.1%,其中女性远高于男性[2]。膝关节OA常见于内侧间室,而膝内翻畸形的病人出现内侧间室OA的风险较无膝内翻畸形的膝关节OA病人高出3倍以上[3-4],且越严重的膝内翻畸形通常伴有越狭窄的关节内侧间室,其Kellgren-Lawrence(K-L)评级越高[3]。

目前,膝内侧OA的手术方式主要有全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)、膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)和胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy,HTO)。虽然关节置换术操作简便、疗效明确,但临床上并非所有病人都愿意进行关节置换,而且这类病人往往年龄更小,保留自身关节的意愿更强,并且对未来可能进行的翻修手术表示忧虑。因此,HTO更受该类病人的青睐[5-7]。HTO通过重塑下肢力线,使得负重轴从患侧间室转移至膝关节中心或略偏向于健侧间室,减轻了患侧间室的压力,从而改善疼痛及关节功能[8]。本研究比较了我院接受HTO手术的老年与非老年病人手术前后影像学及症状的变化,以期探讨HTO治疗≥60岁的膝关节内侧间室炎的效果。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2020—2021年于上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院进行HTO手术并于术后1年内完整随访的26例病人,年龄55～71岁,BMI为24.1～33.9,其中男12例,女14例,按照病人年龄分为≥60岁组(n=18)和<60岁组(n=8)。纳入标准:(1)手术方案取得病人同意;(2)年龄<75岁;(3)根据术前影像学资料明确诊断为膝关节内侧间室OA;(4)K-L评级≤Ⅲ级;(5)膝内翻且角度>5°;(6)接受保守治疗至少6个月且无效。排除标准:(1)膝关节感染或自身免疫性关节炎;(2)全膝关节炎;(3)韧带损伤;(4)BMI>35;(5)膝关节伸屈活动范围<90°;(6)有骨折或膝关节周围手术史。

1.2 方法

1.2.1 术前规划:术前规划对HTO的成败至关重要。因此,对所有准备接受HTO手术的病人均进行站立位下肢全长X线检查以评估负重位下肢力线(weight-bearing line,WBL)。WBL指站立时股骨头中点及踝关节中点的连线,膝内翻病人的WBL通常经过膝关节内侧间室。之后用OsteoMaster软件对X线图像进行处理,使WBL向外位移至胫骨平台中点或略偏外侧,从而确定HTO截骨撑开的宽度(图1)。根据此结果定制个体化的3D打印截骨模板。

注:A:下肢全长片得出的WBL;B:软件模拟截骨后得出的WBL;C:该病人术后1年X片。图1 病人站立位下肢全长X线影像

1.2.2 手术方法:采用常规双平台截骨HTO技术。术前对所有病人进行关节镜探查以明确外侧间室软骨情况,同时进行关节清扫。术中如发现鹅足干扰截骨或置板操作,则剥离切除鹅足,待其余操作结束后予以缝合还原。胫骨外侧合页宽度通常在10 mm左右,使用病人个体化定制的3D打印截骨模板指导术中截骨撑开高度。置入坚强内固定板后于截骨间隙内填塞大量同种异体骨(10～15 cm3)。使用股骨根部充气式止血带以减少术中出血,若操作时间大于1.5 h,则暂停手术,放松止血带15 min后再充气并进行操作。使用C臂机作为术中导航系统。

1.2.3 术后康复及随访:所有病人术后24 h内使用头孢菌素预防感染,10 d内使用低分子肝素预防深静脉血栓形成。加压包扎伤口1周。术后72 h拔除引流管,嘱病人在助步器辅助下患肢部分负重站立与行走,1个月后在辅助下完全负重行走,3个月后正常行走。病人于术后1、3、6、12个月来院随访并完成下肢全长片检查。

1.3 评价指标 (1)比较2组病人手术截骨撑开角度。(2)所有病人均于术前及术后1年随访期时完成膝关节功能评分量表(Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score,KOOS)及VAS。KOOS各部分评分结果为百分制(原始分/最大分×100%,总分值取各部分分值的平均值),范围为0%～100%,其中0%代表膝关节功能极差,100%代表膝关节功能完全正常。VAS评分范围为0～10分,其中0分代表完全无痛,10分代表无法忍受的疼痛。(3)观察术后1年内2组合页骨折、鹅足损伤及患肢肿胀等并发症发生情况。

2 结果

2.1 2组一般情况比较 2组性别、K-L评级和BMI差异均无统计学意义(P>0.01),具有可比性。见表1。

表1 2组一般情况比较(n,%)

2.2 2组手术相关情况及并发症发生情况比较 ≥60岁组手术截骨撑开角度为10.8°±3.6°,<60岁组为10.5°±3.3°,差异无统计学意义(P>0.01)。2组并发症发生率差异均无统计学意义(P>0.01),见表2,其中患肢肿胀的病人经下肢血管超声确认无深静脉血栓形成,均在术后1个月内恢复。所有病人均在术后6个月内达到骨性融合,随访1年时均未取出内固定物。所有病人均未在1年随访期内发现内固定切割或矫正角度丢失超过3°(图1)。

表2 2组并发症发生情况比较(n,%)

2.3 2组VAS、KOOS评分比较 2组术前及术后1年VAS、KOOS评分差异均无统计学意义(P>0.01),2组术后1年VAS、KOOS评分均较术前明显改善(P<0.01)。见表3,4。

表3 2组VAS评分比较分)

表4 2组KOOS评分比较

3 讨论

早期文献认为,HTO适合年龄<60岁的病人,且通常认为K-L评级越低,手术效果越好[9-10]。但越来越多的文献正在拉高HTO手术病人的年龄[11]。笔者认为,基于HTO改善症状的原理,不应拒绝膝关节外侧间室条件良好的高龄病人。故除了对病人的术前影像资料进行评估外,笔者团队通常会在HTO术前进行膝关节镜探查以明确外侧间室情况。基于同样的原因,本研究将K-L评级放宽至Ⅲ级,但全膝关节炎不应纳入手术适应证。本研究结果显示,≥60岁组与<60岁组在手术效果及手术并发症发生方面无明显差异,佐证了笔者的想法。

笔者团队的临床实践表明,HTO是一种安全且行之有效的处理膝关节内侧间室OA的方式,而且保留自身关节的手术方式更容易被病人接受。本研究随访数据显示,术后1年所有病人的VAS评分显著下降,KOOS评分显著上升,且均未出现影响预后或长期存在的并发症,提示该治疗方式的有效性。本研究入组病人术后主要出现的并发症为下肢肿胀,这可能与手术中使用充气式止血带有关,而且所有病人均在术后1个月内恢复。由此可见,HTO是一种相对安全的术式。

HTO可通过2种截骨方式人为造成膝外翻:高位胫骨闭合楔形截骨(close wedge high tibial osteotomy,CW-HTO)和高位胫骨张开楔形截骨(open wedge high tibial osteotomy,OW-HTO)。由于OW-HTO操作更简便,截骨范围控制更精确,因此更受欢迎。相较于CW-HTO,OW-HTO术后并发症,尤其是腓总神经相关的并发症出现概率更低[7, 12]。然而,OW-HTO能否成功很大程度上取决于术前规划是否合理,以及手术后WBL是否能达到并维持术前的设计。不精准的术前规划和不精准的术中操作往往会导致手术失败[13]。理想状态下,HTO术后矫正的WBL应外移至胫骨平台中点,此时当病人取站立位时,膝关节内外侧间室所受压力相同,从而在减轻内侧间室压力的同时得以保护外侧间室。然而,考虑到术后可能出现的撑开截骨高度丢失导致WBL再次内移的问题,笔者认为应略微增加撑开截骨的角度,使病人术后呈极轻度的膝外翻状态。Martay等[14]的研究表明,当截骨后WBL外移超过胫骨平台宽度的62%～65%(外翻3.4°～4.6°)时,出现外侧间室问题的可能性增大。该研究推荐的外移范围在55%胫骨平台宽度附近,这也符合笔者团队的实践经验。此外,过去骨科医生只有通过连接髋部及踝部的金属棒或缆绳来粗略估计撑开间隙长度,这一方法本身并不精准,而且有污染手术区域的风险[13]。本研究使用针对病人个体化定制的3D打印截骨模板作为术中导航,使截骨位置及撑开高度的精准性得到大幅度提高,同时简化了手术操作。本研究还选择坚强内固定钢板及撑开间隙大量植骨以预防患肢负重后撑开高度的丢失,随访结果也证实了此方法的有效性。

本研究选取的合页位置指向腓骨头,截骨宽度通常为60～65 mm(为了保留约10 mm合页宽度),符合这一手术方式的操作规范。26例病人有7例发生合页骨折,均为TakeuchiⅠ型(稳定型)。文献报道的HTO手术病人合页骨折发生率为21%～41%不等[15-17],本研究结果基本与之相符。通常认为合页骨折的发生与撑开的度数和合页所在位置有关。Nagamura等[15]的研究表明,当合页位顶点位于胫骨近端胫腓关节外侧时,合页骨折的发生率最低。目前已有多种方式试图降低合页骨折的发生。Boström等[18]在合页顶端钻孔以降低合页处的压力和张力,他们发现当合页宽度为10 mm,顶端钻孔直径为4 mm时,合页处的受力最小,从而可降低骨折的发生率。Yang等[19]通过额外置入经由胫骨外下方向内上方的拉力螺钉来增加合页的强度。笔者团队的实践表明,当合页顶点的位置和合页宽度合适时,即使发生骨折也通常为稳定型骨折,对手术效果及预后的影响较小。

笔者团队通常会在楔形撑开区域中填塞约10～15 cm3的同种异体骨以促进骨折愈合,26例病人在术后6个月内均达到骨折愈合标准。Jung等[20]的回顾性研究显示,自体骨移植的病人相较于人工合成填充物或不植骨的病人有着更高的骨折愈合率和临床疗效。Kim等[21]对49例行OW-HTO且未予植骨的病人进行为期2年的随访研究,期间分别于术后即刻,术后1、3、6、12、18、24个月进行贯续X线检查,发现无论撑开间隙的大小是多少,所有病人至少达到了90%的愈合率,且未出现明显的矫形角度丢失。但Belsey等[22]却得出了相反的结论。可见关于是否植骨仍存在争议,有待后续进一步研究。

本研究的结论在统计学上来说是成立的,但由于HTO是一项新开展的技术,本研究纳入的病例数较少,且均来自同一家医院,结果可能无法外推,在后续研究中将继续提高样本量并进行多中心研究。

综上所述,OW-HTO是一种安全且有效的治疗膝关节内侧间室炎的手段。它保留了病人原先的关节,因此更容易被病人所接受。并且对于≥60岁或关节炎K-L评级Ⅱ～Ⅲ级的病人仍能取得满意的疗效。