探讨运动学对线（KA）-全膝关节置换术（TKA）与机械学对线（MA）-TKA手术前后下肢对线影像学参数的变化，分析术后残余内翻的原因。
回顾性队列研究。纳入2020年6月—2021年1月首都医科大学附属北京朝阳医院骨科接受TKA患者36例，其中男17例、女19例，年龄58～82岁。TKA术中采用KA技术的18例纳入KA组、采用MA技术的18例纳入MA组。比较2组患者年龄、性别比例、体质量指数（BMI）、侧别以及手术时间等基线资料，对比分析两组患者手术前后髋膝踝角（HKA）、胫骨近端内侧角（MPTA）、机械股骨远端外侧角（mLDFA）的变化以及畸形矫正程度，并对每组患者手术前后的HKA、MPTA以及mLDFA进行相关性及回归分析。
2组患者基线资料比较差异均无统计学意义（P值均 > 0.05）。KA组和MA组术前HKA（172.2° ± 5.3°、172.8° ± 4.6°）、mLDFA（88.9° ± 2.7°、90.4° ± 3.1°）、MPTA（84.8° ± 1.7°、84.4° ± 3.7°），以及术后HKA（175.8° ± 2.6°、176.3° ± 2.0°）、mLDFA（89.4° ± 2.7°、90.9° ± 2.4°）比较，差异均无统计学意义（t=0.35、1.58、0.37、0.68、1.76，P值均 > 0.05）；术后MPTA测量值KA组（85.3° ± 1.8°）小于MA组（87.4° ± 2.1°），差异有统计学意义（t=3.33，P = 0.002）。2组患者术后HKA均大于术前，且MA组术后MPTA也大于术前，差异均有统计学意义（P值均 < 0.01）。MA组MPTA矫正度数（4.3° ± 2.8°）大于KA组（1.9° ± 1.5°），差异有统计学意义（t=-3.25，P = 0.003）。此外，KA组中术后mLDFA与术前mLDFA呈高度相关（R2=0.79，P < 0.001）。
应用传统器械进行KA-TKA能够恢复患者术前股骨远端与胫骨近端关节线的解剖形态，术后患者胫骨近端关节线更内倾、股骨远端关节线更外翻，使得膝关节关节线与地面较MA-TKA更平行；而MA-TKA股骨假体放置更倾向于内翻。对于术后残留轻度内翻的TKA，采用KA方法与MA方法的内翻原因及程度不同，KA并不等同于残留内翻的MA。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）是治疗膝关节终末期骨关节炎可靠且有效的方法，能够明显缓解膝关节疼痛并改善功能［1, 2, 3, 4］。目前，绝大多数TKA仍采用机械学对线（mechanically aligned，MA）技术。但是，根据国际关节置换登记系统报告，有20%～25%患者对TKA效果并不满意［5］，其可能原因之一就是MA改变了患者的下肢自然力线，从而导致胫骨近端及股骨远端解剖形态改变、侧副韧带张力增加以及关节线角度的改变［6］。研究显示，正常人群中，32%的男性和17%的女性都存在固有内翻，即下肢自然力线为3°或以上的内翻畸形［7］。所以，基于运动学对线（kinematically aligned，KA）技术的TKA受到越来越多的关注。
KA-TKA的主要目的是，在尽可能不进行软组织松解的前提下，通过等量截骨恢复膝关节磨损前的关节解剖形态［8］。虽然现在缺乏长期的随访研究，但是目前的研究结果表明，KA-TKA术后效果要好于或等于MA-TKA［3，8, 9, 10, 11, 12, 13］。
目前，仍然有一些学者对KA的认识存在误区，认为术后保留内翻即为KA-TKA。但实际上，这与KA-TKA的原理完全不同。本研究通过对比患者TKA手术前后影像学参数，以及KA-TKA与残留内翻的MA-TKA患者手术前后影像学参数，旨在分析两种技术术后残留内翻的原因，加深对KA-TKA的理解。
纳入标准：（1）因膝关节骨关节炎行单侧TKA；（2）应用Gemini Mark Ⅱ活动平台保留后交叉韧带型假体（LINK公司，德国）；（3）术后X线片测量髋膝踝角（hip-knee-ankle angle，HKA）<180°；（4）手术由同一组医生完成。排除标准：（1）影像学资料不完整；（2）术前或术中发现后交叉韧带功能不良，改为应用后交叉韧带替代型假体；（3）术前膝关节屈曲挛缩>10°或膝关节活动度<90°；（4）术前内翻角度>30°，或外翻膝；（5）有胫骨或股骨截骨手术史。
回顾性队列研究。纳入2020年6月—2021年1月在首都医科大学附属北京朝阳医院骨科接受TKA的36例患者，其中男17例、女19例，年龄58～82岁。根据TKA术中采用对线技术不同分组：采用KA技术的18例纳入KA组、采用MA技术的18例纳入MA组。
本研究符合《赫尔辛基宣言》的要求。患者均签署知情同意书。
采用腰硬联合麻醉，于电动止血带下完成手术。取改良Insall切口，经髌旁内侧切开关节囊进入关节腔。MA组患者应用股骨外翻5°进行股骨远端截骨，相对股骨后髁连线外旋3°进行股骨后髁截骨，胫骨垂直于机械力线截骨，按照间隙平衡技术进行软组织松解，如软组织松解后内侧间隙仍明显小于外侧，则将胫骨内倾截骨，平衡间隙。KA组患者参考王志为等［14］描述的方法进行截骨。将残留股骨远端内侧髁软骨刮除后，在股骨远端截骨器的内侧贴一个2 mm厚的钕磁片，补偿软骨磨损部分，并不设定固定的外翻截骨角度，见图1。截下股骨远端骨片，用卡尺测量，测量的骨片厚度补偿磨损软骨厚度后加锯片厚度（1.5 mm），与股骨髁假体远端厚度相差0.5 mm以内即可。四合一截骨器相对于后髁连线外旋0°放置，测量截下来的股骨后髁厚度，骨片厚度加锯片厚度（1.5 mm）与股骨髁假体后髁厚度相差0.5 mm以内即可。如截下骨片厚度与股骨髁假体相对应部位厚度相差超过0.5 mm，则通过传统器械自带的加截孔进行加截。胫骨截骨应用传统的髓外定位器械，并将截骨测量器放入截骨槽中，调整髓外定位的内外翻，按照术前规划的胫骨截骨角度：如胫骨内侧倾斜角（medial proximal tibial angle，MPTA）≥ 85°，则按照术前规划截骨角度进行胫骨近端截骨；如MPTA < 85°，则先按照MPTA=85°进行截骨。调整髓外定位的后倾，使其与胫骨内侧关节面后倾平行。截下胫骨骨片再次应用卡尺测量胫骨内侧髁间嵴和外侧平台最高点的厚度，如加上磨损软骨的补偿厚度，内外侧厚度相差≤1 mm，则完成胫骨近端截骨。清除股骨内侧髁和后髁及胫骨内外侧多余骨赘，无需进行软组织松解。此时，应测试内外侧间隙以及伸直屈曲间隙是否平衡，如内外侧间隙不平衡，需要对胫骨进行内翻或外翻二次截骨，调整伸直位内外侧间隙平衡、屈曲位内侧间隙略紧张后，放置假体、骨水泥固定。测试髌骨轨迹，如拇指试验阳性，则加做髌骨外侧支持带松解。
在术前及术后3个月下肢全长负重位X线片上，测量2组患者手术前后HKA、机械股骨远端外侧角（mechanical lateral distal femoral angle，mLDFA）和MPTA。HKA为股骨头拟合圆的圆心到膝关节中点连线与膝关节中点到距骨中点连线相交的内侧角。mLDFA为股骨头拟合圆的圆心到膝关节中点连线与股骨远端内外侧髁最远端连线相交的外侧角。MPTA为膝关节中点与距骨中点连线与胫骨内外侧平台最低点连线相交的内侧角。见图2。
注：HKA为髋膝踝角；mLDFA为机械股骨远端外侧角；MPTA为胫骨近端内侧角；KA为运动学对线；MA为机械学对线；TKA为全膝关节置换术
X线测量由2位骨科主治医生分别完成，每例测量3次，取平均值。
（1）对比2组患者年龄、性别、手术侧别、BMI、手术时间等基线资料；（2）对2组患者影像学参数测量结果进行组间和组内手术前后比较；（3）对2组患者手术前后影像学参数进行相关性分析；（4）对比各影像学参数的术后矫正度数，量化评价2组患者术后畸形矫正程度。
应用SPSS 23.0统计学软件进行数据分析，应用GraphPad Prism 8.0.2进行图表绘制。服从正态分布的计量资料采用 ± s表示，组内对比采用配对t检验，组间对比采用独立样本t检验，方差不齐采用t′检验；分类资料的组间对比采用Fisher确切概率法。以P < 0.05为差异有统计学意义。手术前后影像学参数进行相关性分析，如R2 > 0.75，则进行线性回归分析。测量数据的一致性检验采用ICC进行检验，以ICC > 0.75为一致性好。
2组患者的年龄、性别、BMI、手术侧别及手术时间比较，差异均无统计学意义（P值均 > 0.05），见表1。
KA组和MA组TKA患者基线资料比较
KA组和MA组TKA患者基线资料比较
| 观察项目 | KA组 | MA组 | t值 | P值 |
|---|---|---|---|---|
| 例数 | 18 | 18 | ||
| 性别（例） | ||||
男 | 10 | 7 | 0.505a | |
女 | 8 | 11 | ||
| BMI（kg/m2， ± s） | 26.4 ± 2.7 | 26.7 ± 2.8 | 0.33 | 0.746 |
| 侧别（例） | ||||
左侧 | 7 | 9 | 0.738a | |
右侧 | 11 | 9 | ||
| 手术时间（min， ± s） | 73.2 ± 10.2 | 80.3 ± 11.7 | 1.94 | 0.061 |
| 年龄（岁， ± s） | 71.0 ± 6.4 | 70.9 ± 6.9 | 0.05 | 0.964 |
注：TKA为全膝关节置换术；KA为运动学对线；MA为机械学对线；BMI为体质量指数；a为Fisher确切概率法
2位测量者各影像学参数测量结果的ICC值为0.82～0.96，提示一致性较好。
组间比较：术前HKA、mLDFA、MPTA以及术后HKA、mLDFA的差异均无统计学意义（P值均 > 0.05）；KA组术后MPTA小于MA组，差异有统计学意义（P = 0.002）。组内比较：2组患者HKA在术后3个月均大于术前，MA组MPTA在术后3个月也大于术前，差异均有统计学意义（P值均 < 0.01）；而KA组的MPTA和2组的mLDFA手术前后差异均无统计学意义（P值均 > 0.05）。见表2及图3、4。
KA组和MA组TKA患者术前及术后3个月下肢对线参数X线测量值的比较（°, ± s）
KA组和MA组TKA患者术前及术后3个月下肢对线参数X线测量值的比较（°, ± s）
| 组别 | 例数 | HKA | mLDFA | MPTA | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 术前 | 术后 | t值a | P值 | 术前 | 术后 | t值a | P值 | 术前 | 术后 | t值a | P值 | ||
| KA组 | 18 | 172.2 ± 5.3 | 175.8 ± 2.6 | -3.25 | 0.005 | 88.9 ± 2.7 | 89.4 ± 2.7 | -1.76 | 0.096 | 84.8 ± 1.7 | 85.3 ± 1.8 | -0.86 | 0.400 |
| MA组 | 18 | 172.8 ± 4.6 | 176.3 ± 2.0 | -3.59 | 0.002 | 90.4 ± 3.1 | 90.9 ± 2.4 | -0.60 | 0.554 | 84.4 ± 3.7 | 87.4 ± 2.1 | -3.00 | 0.008 |
| t值 | 0.35 | 0.68 | 1.58 | 1.76 | 0.37b | 3.33 | |||||||
| P值 | 0.733 | 0.504 | 0.122 | 0.098 | 0.715 | 0.002 | |||||||
注：TKA为全膝关节置换术；KA为运动学对线；MA为机械学对线；HKA为髋膝踝角；mLDFA为机械股骨远端外侧角；MPTA为胫骨近端内侧角；a组内比较采用配对t检验；b2组数据方差不齐，采用t’检验
KA组中，术后mLDFA与术前mLDFA呈高度线性相关性（R2=0.79，P < 0.001，线性方程：术后mLDFA=0.888×术前mLDFA + 10.48），术后HKA与术前HKA呈轻度线性相关性（R2=0.23，P = 0.044）。见图5。2组其他影像学参数术前术后无相关性。
注：mLDFA为机械股骨远端外侧角；HKA为髋膝踝角
MA组的MPTA矫正程度明显大于KA组，差异有统计学意义（P < 0.01）；而在HKA以及mLDFA上矫正程度的差异均无统计学意义（P值均>0.05）。见表3。
KA组和MA组TKA患者术后畸形矫正度数的比较（°, ±s）
KA组和MA组TKA患者术后畸形矫正度数的比较（°, ±s）
| 组别 | 例数 | HKA | mLDFA | MPTA |
|---|---|---|---|---|
| KA组 | 18 | 4.6 ± 3.6 | 1.1 ± 0.8 | 1.9 ± 1.5 |
| MA组 | 18 | 4.7 ± 3.2 | 2.0 ± 2.1 | 4.3 ± 2.8 |
| t值 | -0.12 | -1.73 | -3.25 | |
| P值 | 0.906 | 0.098 | 0.003 |
注：TKA为全膝关节置换术；KA为运动学对线；MA为机械学对线；HKA为髋膝踝角；mLDFA为机械股骨远端外侧角；MPTA为胫骨近端内侧角
通过本研究我们发现：KA组患者术后mLDFA与术前mLDFA呈高度线性相关，说明应用KA技术，能够较好恢复患者磨损前股骨远端的关节面对线状态；MA组术后MPTA以及MPTA的矫正程度均大于KA组（P < 0.01），而术后HKA 2组间比较差异无统计学意义。虽然手术前后的mLDFA在2组间比较差异均无统计学意义，但MA组中mLDFA大于90°的病例更多，表明MA-TKA股骨假体放置更倾向于内翻；而KA组中mLDFA小于90°的病例更多，KA-TKA胫骨近端关节线更内倾、股骨远端关节线更外翻，使得膝关节关节线与地面较MA-TKA更为平行。所以，同样是术后残留轻度内翻的TKA，采用KA技术与MA技术的内翻来源和相对应的程度并不相同，KA并不等于残留内翻的MA。
与MA相比，KA是一种全新的TKA对线技术，目前已经在临床上使用超过十年［15］。KA技术致力于通过截骨和尽可能少的软组织松解，恢复患者健康时的膝关节对线状态［16］。有相当多的研究已经证明KA-TKA能够获得更高的术后满意度［11，13］，以及不差于传统MA-TKA的术后功能［4，9, 10，17］。Shelton等［13］研究发现，一侧接受MA-TKA、另一侧接受KA-TKA的患者，KA-TKA侧的遗忘关节评分（forgotten joint score，FJS）和牛津膝关节评分（Oxford knee score，OKS）更高，恢复得更快。Niki等［18］发现，KA-TKA相比于MA-TKA改变了关节线与地面的角度，进而改善了运动功能。本研究的结果与之相符，KA-TKA相比于MA-TKA，在冠状面上具有更内倾的胫骨近端关节线及轻度外翻的股骨远端关节线，势必造成关节线与地面角度发生改变，尽管两组术后HKA相似。
KA-TKA通过截骨以恢复患者关节炎之前的关节面解剖结构，因此，手术的关键之一就是精确等量截骨。本中心早先应用个性化截骨工具（patient-specific instrument，PSI）进行股骨与胫骨截骨，力求达到更精确的等量截骨和对线控制［19］，但应用PSI仍存在如PSI制作周期较长、患者需要自费、手术操作相对复杂等问题。所以，本中心根据既往文献详细阐述的应用传统器械的KA-TKA方法［20］，使用钕磁片贴附于截骨器补偿磨损软骨，人工恢复股骨髁软骨磨损前的关节线状态，并按照此形态进行截骨，达到恢复膝关节磨损前对线的目的。Nedopil等［21］研究发现，应用传统器械、通过卡尺测量进行KA-TKA，股骨远端关节线改变非常小，并不会影响临床结果。从本研究的结果来看也是如此，KA组术后mLDFA与术前mLDFA呈高度线性相关，并且回归直线的斜率为0.888，说明应用钕磁片贴附于截骨器补偿磨损软骨的方法在恢复股骨冠状面对线方面是非常可靠的。
本研究中KA组手术前后MPTA改变程度明显小于MA组，说明使用传统器械进行的KA-TKA更贴近术前胫骨近端关节面的解剖形态。同时，我们也发现，即便应用KA-TKA，MPTA也不会像mLDFA一样表现出非常强的术前术后相关性，这是因为一些患者存在胫骨平台内侧的骨性磨损，其磨损前的MPTA大于术前测量的MPTA，这可能会误导手术医生对胫骨近端过度内翻截骨。所以，我们的经验是患者术前MPTA<85°，先以85°的MPTA为目标进行胫骨近端截骨，处理完骨赘后，再按照间隙平衡技术进行胫骨截骨，调整内外侧间隙，并不进行多余的软组织松解。
（1）本研究纳入病例数较少，可能会造成因为个别病例偏差较大影响整体结果，未来需要增加样本量加以验证；（2）本研究仅对比了采用传统器械的KA-TKA和MA-TKA患者手术前后的HKA、mLDFA、MPTA等冠状面影像学参数，缺少髌骨高度、胫骨后倾等影像学参数；（3）本研究术后影像学参数均为术后3个月X线测量值，随访时间较短，对于很多学者关心的采用KA技术是否会加速假体磨损以及松动问题尚无法进行解释，这将在未来长期随访研究中展现。
综上，KA-TKA与MA-TKA术后残留内翻的来源及相对应的程度不同：MA-TKA股骨假体放置更倾向于内翻，而KA-TKA胫骨近端关节线更内倾、股骨远端关节线更外翻，因而膝关节的关节线相对于地面较MA-TKA更为平行。应用传统器械进行KA-TKA能够恢复患者术前股骨远端关节线的解剖形态，采用钕磁片补偿股骨内侧髁远端磨损软骨的方法，能够恢复股骨远端冠状位对线。因此，从影像学结果上看，应用传统器械进行基于KA的TKA是可行的。
所有作者声明不存在利益冲突
