黃 浩 洪 嵩

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，貴州省遵義市 563000

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)是最常見的骨科手術(shù)之一，術(shù)后髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥一直是手術(shù)預(yù)后不良的重要原因[1-2]。盡管隨著假體設(shè)計和手術(shù)技術(shù)的改進，TKA術(shù)后髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥有所減少，但仍可占TKA后并發(fā)癥的10%[3]。在過去，髕骨軌跡受多方面因素影響，包括假體的設(shè)計和植入以及手術(shù)方法等方面的影響，隨著“髕骨友好型”假體設(shè)計的出現(xiàn)以及手術(shù)技術(shù)的不斷改進，目前關(guān)于全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后髕骨軌跡異常的影響因素研究，主要涉及股骨假體、脛骨假體的旋轉(zhuǎn)等[4]。本文聚焦于TKA術(shù)后髕骨軌跡不良，綜述了目前全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)術(shù)后股骨假體及脛骨假體旋轉(zhuǎn)不良對髕骨軌跡的影響，并據(jù)此對如何避免髕骨軌跡異常進行討論，以期待減少TKA術(shù)后髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥的發(fā)生。

1 股骨假體旋轉(zhuǎn)

術(shù)后髕骨軌跡最重要的影響因素是股骨假體旋轉(zhuǎn)，關(guān)于最佳的股骨假體旋轉(zhuǎn)已經(jīng)爭論了多年，目前主要有4種不同的方法來確定股骨假體旋轉(zhuǎn)：股骨上髁軸(TEA)、Whiteside線、股骨后髁線(PCL)和間隙平衡技術(shù)(GB)。其中，股骨上髁軸分又為外科股骨上髁軸(SEA)和臨床股骨上髁軸(CEA)，是確定股骨假體旋轉(zhuǎn)最常用的參照標(biāo)志[5]。 Murakami等[6]在研究中通過使用MRI測量TKA患者術(shù)后股骨假體旋轉(zhuǎn)角度發(fā)現(xiàn)，相對于無癥狀患者，術(shù)后膝關(guān)節(jié)疼痛患者組的股骨假體出現(xiàn)明顯內(nèi)旋。Bell等[7]研究了56例TKA術(shù)后膝關(guān)節(jié)疼痛原因不明患者的假體旋轉(zhuǎn)對線，他們通過CT掃描測量患者脛骨及股骨假體的旋轉(zhuǎn)，并與56例無癥狀TKA患者組進行對照分析，發(fā)現(xiàn)兩組的股骨假體平均旋轉(zhuǎn)有顯著性差異，疼痛組的股骨假體平均內(nèi)旋2.3°，而對照組的股骨假體平均外旋3.9°,他們認(rèn)為股骨假體相對外科股骨上髁軸的內(nèi)旋失調(diào)是TKA后膝關(guān)節(jié)疼痛的一個重要因素。

Terashima等[8]在一項探討全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者體內(nèi)髕股關(guān)節(jié)接觸應(yīng)力與股骨假體對線關(guān)系的研究中，通過使用壓力傳感器在術(shù)中測量膝關(guān)節(jié)屈曲過程中髕股關(guān)節(jié)的接觸應(yīng)力峰值，并將測量結(jié)果與術(shù)后股骨假體的對線情況進行比較分析，最終發(fā)現(xiàn)髕股關(guān)節(jié)接觸應(yīng)力與股骨假體的旋轉(zhuǎn)有關(guān)，當(dāng)術(shù)后股骨假體的旋轉(zhuǎn)范圍為內(nèi)旋6°到外旋3°時，隨著股骨外旋程度的增加，髕股關(guān)節(jié)接觸應(yīng)力降低。早期的尸體研究[9]表明，當(dāng)股骨假體參照后髁線處于中立位置或外旋轉(zhuǎn)時，可以實現(xiàn)最佳的髕骨軌跡。而股骨假體內(nèi)旋可導(dǎo)致髕骨軌跡不良，引起膝前疼痛綜合征、髕骨半脫位，甚至髕骨脫位等髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥的發(fā)生[10]。Akagi等在很早就提出參照股骨后髁線外旋股骨假體3°～5°可以改善髕骨軌跡，減少外側(cè)副韌帶松解。Anglin等[11]也在一項尸體研究中也發(fā)現(xiàn)，通過股骨假體的外旋可以減小Q角，降低外側(cè)副韌帶的張力，從而改善術(shù)后髕骨軌跡。

然而，過度向外旋轉(zhuǎn)股骨假體以糾正髕骨軌跡是不可取的，這很可能導(dǎo)致脛股關(guān)節(jié)和髕股關(guān)節(jié)的運動學(xué)異常。Kia等[12]開發(fā)了一個計算機模型，用于研究股骨假體外旋對膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)的影響，他們使用CT掃描3具尸體的膝關(guān)節(jié)，并將CT圖像導(dǎo)入計算機軟件中，構(gòu)建膝關(guān)節(jié)的三維模型，并在實驗中使用PS型假體，通過計算機模擬全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，將股骨假體參照后髁軸從0°外旋～9°外旋安裝，以3°為遞增量，并測量了膝關(guān)節(jié)在0°～90°屈曲過程中側(cè)副韌帶的張力以及脛股關(guān)節(jié)接觸力變化等，最終發(fā)現(xiàn)，隨著股骨假體外旋增加，脛股關(guān)節(jié)外側(cè)間室接觸應(yīng)力整體增大，當(dāng)股骨假體外旋9°時最為明顯。Miller等[13]也認(rèn)為在股骨假體過度外旋的膝關(guān)節(jié)中，脛股關(guān)節(jié)的磨損運動增加，髕股關(guān)節(jié)運動軌跡不良。Ghosh等[14]研究了股骨假體不同程度的旋轉(zhuǎn)在膝關(guān)節(jié)屈曲時對側(cè)副韌帶的影響。他們在體外對8具尸體標(biāo)本的右膝行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，將股骨假體分別于中立位、外旋5°、內(nèi)旋5°安裝，測量并分析了膝關(guān)節(jié)在屈伸過程中內(nèi)外側(cè)副韌帶的長度變化，發(fā)現(xiàn)通過股骨假體的過度外旋來解決髕骨軌跡問題會使得內(nèi)側(cè)副韌帶松弛，從而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定。

2 脛骨假體旋轉(zhuǎn)

脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對線也很重要，目前的研究主要涉及脛骨假體內(nèi)旋失調(diào)。對于術(shù)中脛骨假體旋轉(zhuǎn)對線的參考標(biāo)志尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),可能是因為由于缺乏通用的解剖標(biāo)志，以獲得準(zhǔn)確的脛骨假體旋轉(zhuǎn)位置,目前主要有3種不同的方法在術(shù)中確定脛骨成分旋轉(zhuǎn)：與脛骨結(jié)節(jié)相關(guān)的參考標(biāo)志、Akagi軸(脛骨截骨平面后交叉韌帶中點和髕腱內(nèi)側(cè)緣的連線)、ROM技術(shù)(自我形合技術(shù))。Panni等[15]在一項分析全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)后脛骨假體旋轉(zhuǎn)對臨床結(jié)果的影響的研究中發(fā)現(xiàn)，脛骨假體的過度內(nèi)旋是TKA術(shù)后膝關(guān)節(jié)疼痛和功能較差的一個重要危險因素(尤其是>10°的脛骨內(nèi)旋)。脛骨假體的內(nèi)旋會導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)前疼痛、嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)僵硬、伸膝裝置并發(fā)癥以及聚乙烯的過度磨損。Nakamura等[16]在術(shù)后對115個TKA膝關(guān)節(jié)進行軸向CT掃描和軸向X線片檢查，測量TT-TG值以及股骨和脛骨假體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，并同時測量了髕骨傾斜角度和髕骨位移值。通過對測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析，他們發(fā)現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)屈曲時，TT-TG距離的增加以及脛骨假體內(nèi)旋可能會導(dǎo)致髕骨傾斜和髕骨移位的增大，引起髕骨運動軌跡不良。

Steinbrück等[17]對8個新鮮冷凍尸體的膝關(guān)節(jié)進行了TKA，用特殊嵌體將脛骨假體內(nèi)旋3°、中立位和外旋3°放置，通過外力加載使膝關(guān)節(jié)從20°～120°屈曲。用壓力感受器(一種壓力敏感的薄膜)測量了髕骨后壓力分布，并用基于超聲波的運動分析系統(tǒng)記錄髕骨和脛股關(guān)節(jié)的運動學(xué)。當(dāng)脛骨假體從3°內(nèi)旋轉(zhuǎn)到中性位置，再到3°外旋時，髕骨后峰值壓力顯著降低[(8.5±2.3)MPa、(8.2±2.4)MPa、(7.8±2.5)MPa],而膝關(guān)節(jié)的運動學(xué)卻無明顯變化。這樣的結(jié)果表明，在體外脛骨假體旋轉(zhuǎn)的變化對髕骨后峰值壓力有很高的影響，通過外旋轉(zhuǎn)脛骨假體的外旋顯著降低髕骨后壓力，同時提示我們應(yīng)避免術(shù)中脛骨假體的內(nèi)旋。而Manning等[18]通過尸體模型研究術(shù)中脛骨假體最大旋轉(zhuǎn)對脛股關(guān)節(jié)負(fù)荷的影響，發(fā)現(xiàn)相對于中性位置相比，脛骨假體的外旋增加了內(nèi)側(cè)間室負(fù)荷。

值得一提的是，術(shù)中脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對線比骨覆蓋更重要。在放置脛骨假體時，如果只優(yōu)先考慮脛骨覆蓋，可能會導(dǎo)致脛骨假體旋轉(zhuǎn)不良。Martin等[19]對30例脛骨標(biāo)本進行CT三維重建，他們模擬使用了兩種對稱的脛骨種植體和兩種不同的不對稱脛骨假體，通過使用計算機建模發(fā)現(xiàn)，最大限度地覆蓋骨表面，可能會出現(xiàn)脛骨假體旋轉(zhuǎn)不良的風(fēng)險，并且與非對稱設(shè)計的假體相比，對稱設(shè)計的脛骨假體更容易出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不良。脛骨成分的旋轉(zhuǎn)不良可導(dǎo)致全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。盡管有報道稱相比外旋，脛骨假體內(nèi)旋與膝關(guān)節(jié)疼痛或僵硬的關(guān)聯(lián)更多，但其生物力學(xué)原因尚未完全明確。Kuriyam等[20]通過使用計算機構(gòu)建TKA膝關(guān)節(jié)的有限元模型，模擬負(fù)重膝關(guān)節(jié)深屈曲過程，測試條件在脛骨假體的15°外旋和15°內(nèi)旋之間發(fā)生變化，測量分析了外側(cè)副韌帶和內(nèi)側(cè)副韌帶的張力以及脛股和髕股關(guān)節(jié)的接觸應(yīng)力。發(fā)現(xiàn)隨著脛骨假體的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，內(nèi)側(cè)副韌帶張力逐漸增大，外側(cè)副韌帶張力也增加，但只有不到內(nèi)側(cè)副韌帶一半的張力值。同時由于接觸面積減少，脛股和髕股關(guān)節(jié)的接觸應(yīng)力增加，最終得出的結(jié)論是過度的脛骨假體內(nèi)旋會增加MCL張力和脛股和髕股關(guān)節(jié)的接觸應(yīng)力。

3 結(jié)語

綜上，全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中股骨和脛骨假體的正確旋轉(zhuǎn)是獲得良好髕骨軌跡以及減少術(shù)后髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥的關(guān)鍵點，而術(shù)中旋轉(zhuǎn)參考軸線的選擇對假體旋轉(zhuǎn)對線尤為重要?？偟膩碇v，股骨假體的內(nèi)旋可能會引起髕骨軌跡異常以及膝前疼痛，過去的觀點是適當(dāng)外旋股骨假體有利于改善髕骨軌跡，但目前研究提示過度向外旋轉(zhuǎn)股骨假體以糾正髕骨軌跡是不可取的，這會引起脛股關(guān)節(jié)運動學(xué)改變以及側(cè)副韌帶張力改變，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)。對于脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對線，更重要的是參照標(biāo)志的選擇，術(shù)中最佳的旋轉(zhuǎn)參照標(biāo)志尚未確定，脛骨假體的旋轉(zhuǎn)不良可能會導(dǎo)致髕骨傾斜、髕骨移位和膝關(guān)節(jié)疼痛，特別是脛骨假體的過度內(nèi)旋(>10°)，是術(shù)后膝關(guān)節(jié)疼痛重要危險因素之一。關(guān)于髕骨軌跡，過去的管理方法仍然有效，目前的研究主要涉及股骨假體、脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對線以及髕骨方面的因素。對于臨床醫(yī)生來講，需要將髕骨軌跡不良和髕股關(guān)節(jié)接觸力增高與膝前疼痛等髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥聯(lián)系起來，明確其生物力學(xué)原因，為我們的臨床工作提供參考。