探讨膝关节内侧单髁置换术前采用胫骨解剖轴体表定位法确定下肢力线的精确性。
选取安徽医科大学第四附属医院骨科2015年12月—2017年2月采用Oxford Ⅲ单髁系统进行初次单侧膝关节内侧单髁置换(UKA)的26例患者,按随机化原则分为2组:观察组13例采用胫骨解剖轴体表定位法辅助进行UKA手术。对照组13例采用常规方法进行UKA手术。术后第3天复查膝关节正侧位X线片,测量胫骨假体内外翻角(E角)及相对于胫骨轴线的胫骨假体后倾角度(F角)。
26例患者均获随访3~12个月,未发生腓总神经损伤、伤口感染、假体脱位、假体松动等并发症。术后第3天复查膝关节正侧位片测量观察组E角绝对值1.25°±0.52°、F角绝对值1.08°±0.51°,对照组E角绝对值4.02°±0.53°、F角绝对值3.88°±0.54°,差异均有统计学意义(t=13.451、13.592,P值均<0.01)。两组力线均良好。
通过胫骨解剖轴体表定位法辅助进行UKA的患者假体安放更加精确,是一种可靠的方法。
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膝关节内侧单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)是指仅对膝关节内侧室进行表面置换,其主要目的是替代膝关节内侧胫股关节受破坏的软骨表面。UKA早期由于假体设计缺陷、手术技巧等原因,治疗效果并不理想[1,2,3]。近年来,随着假体设计的改良和术者经验的增加,UKA被广泛用于治疗膝关节内侧单间室骨性关节炎,疗效显著[4,5,6]。但是,相对于人工全膝关节置换而言,UKA技术对下肢力线要求更加严格,假体位置安放要求更加精确,因而其学习周期也更长。UKA手术成功的关键之一就是对下肢力线的确定,常规方法是采用髓外定位法确定胫骨轴线(即下肢力线),但此方法确定力线术后胫骨假体定位存在较大误差[7,8,9],主要是因为胫骨髓外定位方法的主观性太强,不同医生应用时存在一定的误差。为了使术中胫骨轴线定位更加准确,我们术前通过在X线监视下皮肤标记胫骨解剖轴,指导术中更加准确地安放胫骨截骨导向器,进行精确截骨,准确安放假体;术后测量胫骨假体内外翻角(E角)及后倾角度(F角),结果显示可有效提高术后假体力线。
纳入标准:(1)前内侧间室骨性关节炎;(2)外侧间室完好;(3)前交叉韧带完整;(4)内侧副韧带功能完好;(5)膝内翻畸形<15°,屈曲畸形<15°,关节屈曲>110°;(6)保守治疗半年疗效不佳。排除标准:(1)外侧间室骨关节炎;(2)类风湿性关节炎;(3)感染性关节炎。
本研究采用前瞻性随机对照试验,通过安徽医科大学第四附属医院伦理委员会审批(20151102)。患者或家属术前均签署知情同意书。
纳入2015年12月—2017年2月安徽医科大学第四附属医院骨科采用Oxford Ⅲ单髁系统进行初次单侧UKA 26例患者。按数字表法随机化分为2组,观察组13例采用胫骨解剖轴体表定位法指导安放胫骨截骨导向器进行截骨,对照组13例常规采用参照胫骨结节内1/3与内外踝最高点连线中点安放胫骨导向器进行截骨。两组患者术前一般资料比较差异均无统计学意义(P值均>0.05),见表1。
组别 | 例数 | 性别(例) | 年龄(岁,±s) | 身高(m, ±s) | 体质量(kg, ±s) | |
---|---|---|---|---|---|---|
男 | 女 | |||||
观察组 | 13 | 5 | 8 | 68.4±1.3 | 1.61±0.07 | 60.31±7.02 |
对照组 | 13 | 6 | 7 | 69.6±1.1 | 1.60±0.07 | 61.15±6.33 |
统计值 | t=-2.541 | t=0.364 | t=-0.32 | |||
P值 | 1.000a | >0.05 | >0.05 | >0.05 |
注:a为确切概率法
手术均由同一组手术医师完成,假体全部采用Oxford Ⅲ单髁系统骨水泥型(Biomet UK,美国)。
对照组采用标准Oxford假体膝关节单髁置换术进行操作。将患肢置于特定下肢U型托架上,屈髋20°并轻度外展,小腿自然下垂,膝关节屈曲> 110°。患者采用持续硬膜外或腰硬联合麻醉,取髌骨内侧旁入路,切口长约8 cm。打开关节囊,暴露病变的内侧间室,检查并确认前交叉韧带及外侧间室负重区软骨完整性,去除内侧胫股间隙和髁间窝增生的骨组织。采用胫骨髓外定位方式行胫骨内侧平台截骨,安装胫骨截骨导向器(自带后倾7°截骨),截骨后可容纳胫骨试模及3 mm厚衬垫。股骨采用髓内定位方式,经截骨导向器行股骨远端截骨术,根据伸屈间隙相等的原则,在碾磨栓引导下磨除股骨内髁远端。试模测量屈伸间隙平衡后,植入假体和衬垫。冲洗伤口,放置引流管,电凝止血后,屈膝45°分层缝合切口。术中注意保护交叉韧带及内侧副韧带,切忌造成胫骨平台后方骨折。
观察组除胫骨髓外定位器安放方法与对照组不同外,其余与对照组相同。不同点:术前在X线监视下标记踝关节标准正位上距骨中点,即踝关节中点,然后在踝关节中点与胫骨结节中内1/3处放置一枚克氏针,通过X线证实其通过膝关节中点和踝关节中点,沿金属导针在皮肤做标记。拍摄小腿全长侧位片,在侧位片上测量克氏针与机械轴的夹角,通过已知克氏针长度用三角函数计算出克氏针到机械轴的垂直距离。术中根据胫骨解剖轴体表标记线及计算结果精确安放胫骨髓外截骨定位器,使其矢状面上与体表标志线平行,冠状面上与胫骨机械轴平行,从而保证胫骨髓外定位杆在正侧位上与胫骨解剖轴都是平行的。完成胫骨截骨。术前体表标记胫骨解剖轴及测量计算均由同一组医生完成,采用相同定位标准及测量软件。
术后常规预防感染及下肢深静脉血栓形成;麻醉清醒后即行踝泵功能锻炼及股四头肌主动收缩练习;术后24~48 h拔除引流管,逐步行屈伸膝功能锻炼。
术后拍摄膝关节正侧位X线片,均在透视导向下完成,以保证放射线束平行于假体表面。在正位片上,测量出胫骨假体内外翻角(E角),0°为中立位,内翻为负角度,外翻为正角度(图1A)。在侧位片上,测量出相对于胫骨轴线的胫骨假体后倾角度(F角),7°为中立位,伸直为负角度,屈曲为正角度(图1B)。影像评估者为经过培训的放射科医师,为减小测量误差,采用测量3次,并取平均值为测量数据。根据Oxford单髁手术操作手册中的术后X线评分,将E、F角超过中立位±5°定义为力线不良。
应用SPSS 22.0统计学软件进行分析。服从或近似服从正态分布的数据以±s表示,组间比较采用独立样本t检验。计数资料采用确切概率法。以P<0.05为差异有统计学意义。
两组术后所有患者无切口感染、脂肪栓塞或下肢深静脉血栓形成。术后第3天复查膝关节正侧位X线片,测量观察组E角绝对值1.25°±0.52°、F角绝对值1.08°±0.51°,对照组E角绝对值4.02°±0.53°、F角绝对值3.88°±0.54°,差异均有统计学意义(t=13.451、13.592,P值均<0.01)。两组均无力线不良。典型病例见图2。
自20世纪50年代,McKeever[10]初次提出UKA的概念并逐渐被推广到临床用至今已有60余年历史,尽管早期报道效果不佳,但近年来随着研究的深入、假体设计合理及术者手术技巧的提高,UKA发展迅速。Oxford Ⅲ单髁系统由Goodfellow等设计,并于1998年应用于临床。该系统是专门用于治疗膝关节前内侧间室病骨关节炎,疗效确切[11,12,13]。Pennington等[14]报道了29例UKA患者,随访12年时假体生存率达100%;Murray等[15]报道了涉及6 000多例使用微创入路Oxford膝置换的9个研究,结果显示,10年生存率约95%。相对于人工全膝关节置换术,该技术具有截骨量少、手术创伤小、出血少、恢复快、住院时间短、术后关节活动度大、并发症少及费用较低等优点。但也有报道显示单髁系统存在较高的翻修率:Lewold等[16]研究发现Oxford UKA假体的翻修率达7%,而Schroer等[17]研究表明Oxford UKA假体的翻修率达13%。笔者认为,UKA远期随访失败原因主要为力线不良。为了取得令人满意下肢力线,必须在UKA术中进行精确截骨,准确安放假体。
在UKA手术中,Oxford Ⅲ单髁系统是通过髓外定位方法确定胫骨轴线对胫骨平台进行截骨,而胫骨截骨的准确性历来是手术的难点。首先,髓外导向系统的杆和胫骨结节应该贴合紧密,在小腿远端胫骨导向系统应该和胫骨嵴对齐。但不同医生可能使用时有一定的差异,从而使在膝关节置换中采用胫骨髓外定位法进行截骨的准确率存在较大差异;而且,在正常膝关节侧位片上,胫骨解剖轴与胫骨前缘骨皮质不是平行的,存在一定的夹角,如果按照胫骨定位杆与前缘骨皮质平行进行截骨,也会产生一定的截骨误差[18]。其次,对胫骨内侧平台截骨要求为垂直截骨,要求膝关节屈曲90°,方向指向股骨头中心,其目的是为了使胫骨假体和股骨假体外侧边平行,从而在膝关节活动时半月板衬垫前后移动不会对胫骨假体产生撞击,造成半月板衬垫脱位,手术失败。但由于术中股骨头位置深,距离远,且胫骨旋转难以精确控制,导致胫骨平台垂直截骨方向误差较大。目前,国内外的学者均无较好的方法来解决该问题。这对手术医生提出较高的手术技巧要求,从而限制了该手术的应用。
本方法通过术前精确体表标记胫骨解剖轴辅助进行UKA手术,可以实现术中精确安放胫骨髓外定位器,从而对内侧胫骨平台行精确截骨。在正常下肢力线中,股骨头中心、膝关节中心及踝关节中心位于一条直线上,为下肢的机械轴,而胫骨机械轴从膝关节中心到踝关节中心,也是胫骨的解剖轴[19]。对于适合行内侧单髁置换手术的膝内侧间室骨关节炎的患者,内翻畸形较轻(<15°),一般在膝关节屈曲至90°小腿自然下垂的状态下内翻畸形基本纠正;这是由于膝关节前内侧间室骨关节炎患者其胫骨平台后方软骨是完整的,前叉韧带功能良好,在膝关节屈曲后,股骨内髁移至胫骨平台后方正常软骨后,内翻畸形也自行矫正。因此,我们通过术前精确体表标记胫骨解剖轴指导术中精确安放胫骨髓外定位器,在术中对胫骨内侧平台垂直截骨只要在膝关节屈曲90°将锯片与骨髓外定位器和克氏针在矢状面上相平行即基本指向了股骨头中心,很好地解决了因胫骨旋转及股骨头指向困难所造成的误差。通过术前测量侧位片上克氏针与机械轴的夹角,通过已知克氏针长度,用三角函数计算前后位移值,术中将胫骨髓外定位器在侧位上与体表标记线平行,然后根据术前计算的位移值调整胫骨髓外定位杆,使之与胫骨机械平行,这样胫骨内侧平台水平截骨也更加准确。同时,通过胫骨解剖轴的体表划线,我们在置入股骨髓内定位杆时保持与该线呈6°左右内翻(股骨解剖轴与下肢机械轴约呈6°夹角)即可轻松插入。在进行此部操作时,注意由于已经进行过内侧平台截骨,膝关节呈内翻位,需一名助手帮助纠正膝内翻,即做膝外翻应力保持正常内侧副韧带张力即可。
本研究结果显示,两组E、F角均在允许误差范围之内(±5°),无力线不良;观察组和对照组的E角绝对值的分别是1.25°±0.52°和4.02°±0.53°,F角绝对值分别为1.08°±0.51°和3.88°±0.54°,差异均有统计学意义(P值均<0.05),且观察组的E角和F角与中立位夹角较小。这些结果说明通过胫骨解剖轴体表定位法辅助进行UKA,可以使术后假体位置更加精确。这与我们理论上的结论是一致的,因而该方法在实际中是可行、可靠的。通过应用该方法,可以使内侧胫骨平台截骨变得简单、精确,尤其是对于刚开展这类手术的初学者,能够缩短学习曲线,有利于该手术的进一步推广。
但我们在实际应用中需要注意:(1)术中消毒铺巾后,在标记线上放置克氏针,用手术贴膜固定,注意在贴膜时千万不要扯拉皮肤,防止改变皮肤标记线位置,这样标记线位置更加醒目,利于手术定位;(2)在完成胫骨截骨前,不要对下肢进行驱血、上止血带,这既可以去除因为下肢驱血造成的皮肤标记线移位可能,也可以使接下来的手术在一个止血带时间内完成,减少止血带使用时间;(3)胫骨垂直截骨时要求锯片与标记线在矢状位上平行,但实际操作时不易把握,我们通过在胫骨截骨器的定位孔插入1根长克氏针来协助定位,因为截骨器定位孔的方向在矢状位上与解剖轴是平行的,所以只要将将锯片与克氏针平行就可以很容易解决这个问题。
虽然术中我们通过各种方法避免皮肤标记线漂移的问题,但不能完全避免这种误差,且术前在X线监视下体表标记胫骨解剖轴,也相对费时,这些都是本研究中的不足之处,有待进一步改进。