李俊彥，熊 靚，潘建康，李 輝，毛新展

（中南大學湘雅二醫(yī)院骨科，湖南長沙 410000）

全膝關節(jié)置換術（total knee arthroplasty,TKA）是治療終末期骨關節(jié)炎（osteoarthritis,OA）最有效的方式，可顯著減輕患者疼痛，改善患者的生活質量。下肢力線是膝關節(jié)置換術中截骨的指導參數，關系到膝關節(jié)的運動模式及假體的遠期生存率，是膝關節(jié)置換手術成敗的關鍵所在。不同的對線方式決定了截骨量的多少及軟組織松解程度的大小，而患者固有解剖結構的改變將直接影響術后患者的滿意度。如何在TKA中保證假體使用壽命的同時還提高患者的滿意度，是長期以來困擾關節(jié)外科醫(yī)生的難題之一。近年來，傳統(tǒng)的機械力學對線理念不斷被置疑，多種新的膝關節(jié)對線理念被相繼提出，本文將對現有的對線理念進行回顧，并提供各理念最佳的臨床證據，以期為臨床實踐提供參考。

1 機械力學對線（mechanical alignment,MA）

1973年，Freeman等[1]提出垂直股骨脛骨機械軸截骨的概念，不久后，Insall等[2]強調了膝關節(jié)置換術間隙平衡的重要性，自此，機械力學對線便成為膝關節(jié)置換的“金標準”。機械力學對線強調垂直于股骨及脛骨各自的機械軸進行截骨，由此得到一個中性對線的膝關節(jié)，關節(jié)內外側間室的壓力均勻分布，從而將假體磨損及松動的風險降至最低（圖1）。偏離中性機械對線，可造成聚乙烯襯墊磨損加速、骨溶解及假體下沉的風險，從而影響假體的使用壽命。臨床證據證明該技術能夠保證良好的假體遠期存活率和可接受的功能活動[3]。此后人們逐漸形成共識：TKA術后下肢機械軸偏離值應控制在±3°范圍內（即髖-膝-踝角應小于±3°），以防止中長期的假體失敗風險。但越來越多的證據表明，該對線方法帶來的患者術后滿意度并不高。來自英格蘭和威爾士國家聯合登記處的數據表明，近20%的患者對自己術后功能不滿意[4]。然而，無論是使用技術輔助手段以提高置入物的精確度，還是新的置入物設計，都無法進一步提高患者的滿意率[5]。研究顯示MA技術存在先天的局限性：它通過改變固有解剖結構、生理性韌帶平衡和運動學特點來制造的非生理性膝關節(jié)，改變了軟組織原本的張力、打破了原有的運動平衡，從而導致患者功能及癥狀的改善程度均不高。

圖1 MA-TKA患者雙下肢站立位全長X線片 1a:術前X線片 1b:術后X線片 患者股骨及脛骨排列被矯正至90°中立位 LDFA:股骨遠端外側角 MPTA:脛骨近端內側角

同時，在將機械軸恢復至±3°以內是否能帶來更好的遠期假體生存率的問題上，詹姆斯庫克大學[6]及梅奧診所[7]的團隊對大樣本TKA術后患者分別進行了15、20年的隨訪，結果出人意料：機械軸恢復到±3°以內的患者組和離群組（機械軸＞±3°）有著相似的假體遠期生存率。Bellemans等[8]收集了250名年齡在20～27歲之間的無癥狀成年志愿者的影像學資料，他們發(fā)現，32%的男性和17%的女性膝關節(jié)有結構性內翻。他們認為，如果給這些患者恢復機械力學對線可能是不可取的。上述研究挑戰(zhàn)了機械力學對線在全膝關節(jié)置換術中的地位。

2 解剖學對線（anatomic alignment,AA）與調整機械力學對線（adjusted mechanical alignment,aMA）

AA最初由 Hungerford和Krackow[9]在20世紀80年代提出，提出該理念的理論基礎是正常人股骨遠端關節(jié)線平均有3°外翻，而脛骨近端關節(jié)線平均有3°內翻，他們認為，截骨時需保留兩側3°的內/外翻角，從而恢復“正?！钡慕馄赎P節(jié)面。AA有利于脛骨假體上更好的力學分布，以及更好的髕骨軌跡，因為它降低了膝關節(jié)屈曲時髕骨外側支持帶的張力。然而，與AA相關的假體置入系統(tǒng)被證明與聚乙烯加速磨損相關（后來發(fā)現這本質上是由于聚乙烯的質量問題所導致）；另外，由于當時無法實現精確截骨，解剖學對線偶爾會出現脛骨的過度內翻（＞3°）截骨，為平衡屈曲間隙，股骨假體需過度內旋，繼而增加了髕骨相關并發(fā)癥的風險。鑒于以上原因，AA在當時并沒有被普遍采用，但因該理念首次強調了恢復患者固有解剖的重要性，為后文中運動學對線理念的出現打下了基礎。隨著聚乙烯制作工藝的進步及術中導航系統(tǒng)、機器人輔助手術的興起，阻礙解剖學對線技術發(fā)展的瓶頸得以解決，該技術重新引起部分骨科醫(yī)師的興趣。最新證據來自Yim等[10]，他們的隨機對照試驗比較了機器人輔助下AA-TKA與MA-TKA患者術后2年的結果，研究顯示兩種手術方式在活動度、KSS及WOMAC評分上取得了相似的結果。

aMA是對 MA的改進，由 Vanlommel等[11]提出，該理念的倡導者認為脛骨側穩(wěn)定性對假體遠期生存率起決定性作用，因此，該技術在脛骨側截骨目標與中性機械力學對線技術相同，即垂直脛骨機械軸截骨，而在股骨側，截骨則需進行調整，最終使髖-膝-踝角維持在±3°的安全范圍內。從而保留了部分結構畸形，減少了軟組織松解的需要，且不影響脛骨側假體的穩(wěn)定性。遺憾的是，目前關于aMA對線技術的臨床研究較少。

3 運動學對線（kinematic alignment,KA）

KA由Howell等于2006年提出，該理念要求將假體與膝關節(jié)三條運動軸匹配，即髕骨矢狀面旋轉軸[13]，脛 骨 矢狀 面 旋轉軸[14]，脛骨水平面旋轉軸[15]，三條運動軸與患者關節(jié)炎前的關節(jié)線要么平行，要么垂直，因此，通過平行關節(jié)面進行截骨便可實現該目標。對于截骨量，Howell提出可通過游標卡尺對其進行精確測量，可將誤差控制在0.5 mm的范圍內，最終達到在安裝假體后可完全還原患者膝關節(jié)炎前解剖形態(tài)的目的（截骨量=假體厚度-鋸片厚度-磨損軟骨厚度）。KA是真正的膝關節(jié)表面置換技術，旨在通過重建患者特有的生理結構而創(chuàng)造一個解剖友好型膝關節(jié)，降低對軟組織松解的需求（圖2）。

圖2 KA-TKA患者雙下肢站立位全長X線片2a:術前X線片 2b:術后X線片 患者術前股骨及脛骨排列予以完全保留 LDFA:股骨遠端外側角 MPTA:脛骨近端內側角

已有研究證明運動學對線技術定位假體組件的準確性[16]，其恢復患者下肢原始運動學結構及關節(jié)周圍軟組織張力的有效性也相繼得到證明[17-19]，且與MA-TKA相比，KA-TKA在短期內并不會增加脛骨側假體松動率[20]。由于KA完全復制患者關節(jié)炎前的膝關節(jié)解剖結構，許多學者擔心某些極端解剖是否會影響膝關節(jié)假體遠期生存率。目前關于此問題最令人信服的證據來自Howell團隊[21]，他們對217名KA-TKA患者（222個膝關節(jié)）進行了10年隨訪，術后脛骨假體在離群范圍內（＞±3°，下同）對線的百分比為78%，脛股角在離群范圍內對線的百分比為36%；髖-膝-踝角在離群范圍內對線的百分比為28%。結果顯示，以任何原因導致的翻修為終點，KA-TKA患者10年假體生存率為97.5%，與MATKA結果相似，且肢體對線在內翻離群組、外翻離群組和安全區(qū)組的患者具有相似的置入物存活率和功能評分。

截至目前，已有十余個隨機對照試驗比較了KA-TKA與MA-TKA的有效性，多數研究肯定了KA相較于MA能更好地恢復患者膝關節(jié)炎前的下肢運動模式，然而，該優(yōu)勢是否能提高患者術后的功能及滿意度還存在爭論。中期隨訪（5-9年）顯示，KA雖在某些功能及滿意度評分上略優(yōu)于MA，但二者差異并沒有統(tǒng)計學意義[22-23]，最新薈萃分析也顯示出相似的結果[24-26]。

4 限制運動學對線（restricted kinematic alignment,rKA）

KA旨在完全恢復患者關節(jié)炎前的解剖結構，而有些謹慎的外科醫(yī)生對此提出了不同的看法：由于部分患者膝關節(jié)存在著先天或后天畸形（如創(chuàng)傷、腫瘤、手術等），導致這類人群的膝關節(jié)力學穩(wěn)定性本身就較差，若這類異常解剖結構通過運動學對線技術重建后，可能對假體壽命產生潛在的不利影響。因此，Vendittoli等提出了限制運動學對線的理念，該理念對下肢對線限定了安全區(qū)：術后髖-膝-踝角（HKA）應小于±3°，脛骨近端內側角（MPTA）及股骨遠端外側角（LDFA）偏離值應小于±5°。他們搜集了14個國家4884位需進行TKA患者的術前下肢CT數據，分別模擬MA-TKA及rKa-TKA技術截骨，結果顯示運用rKA-TKA技術的患者中，51%可按KA方式手術，不需要進行調整，而剩余患者，截骨量也顯著小于MA-TKA患者。rKA技術是KA技術及MA技術的結合形式，它在理論上提高了患者的功能及滿意度，同時又避免了可能影響假體使用壽命的極端情況。與aMA技術相反，rKA技術遵循KA技術的主要原理，僅在必要情況下才做出調整。已有短期（1年）隨機對照研究顯示rKA技術相較于MA技術可更好地恢復膝關節(jié)平衡[28]。

5 功能學對線（functionalalignment，FA）

隨著機器人輔助和計算機導航技術的發(fā)展，外科醫(yī)生可在術中對截骨厚度，關節(jié)間隙寬度及肢體對線情況進行實時評估，并可在計算機中模擬截骨的同時獲得關節(jié)間隙及肢體對線情況的即時反饋數據，這極大地改變了膝關節(jié)置換手術操作方式。傳統(tǒng)上，需要先進行截骨，再評估伸膝及屈膝間隙，隨后根據間隙平衡的需要進行軟組織松解。而現在，可以通過計算機在三個平面進行屈伸間隙評估，而后獲得截骨反饋數據，隨后再進行精確截骨，從而最大程度地減少了對軟組織的損害。因此，Haddad等提出了功能學對線的概念，功能學對線旨在借助機器人輔助或計算機導航技術，在0±3°的下肢對線安全區(qū)域內，根據間隙平衡的需求，調整假體的安裝位置，從而將對軟組織的干擾降到最低，關節(jié)線高度及傾斜度得到恢復[29]。功能學對線技術與其他對線技術顯著區(qū)別在于，功能學對線技術可通過間隙平衡提前設計截骨量。Chang等[30]使用壓力傳感器比較了FA-TKA患者在膝關節(jié)屈曲10°、45°及90°時膝關節(jié)內外側間室壓力負荷，結果均顯示差異無統(tǒng)計學意義，FA技術平衡軟組織張力的有效性得到證明。已有FA-TKA與MA-TKA的隨機對照試驗正在進行，以評估FA與傳統(tǒng)對線技術相比是否能改善患者滿意度及功能結果。

6 總結

傳統(tǒng)的機械力學對線技術已使用近半個世紀，該生物力學友好的對線方式已被證明有良好的假體遠期生存率，然而由于當時技術及認識的不足，該方式遠不能恢復膝關節(jié)正常的運動學要求，患者術后功能及滿意度的局限性對骨科醫(yī)生提出了新的要求，如何重建不同患者膝關節(jié)的固有解剖，恢復個性化的運動學特點逐漸成為目前TKA研究的熱點?；颊邆€性化，解剖學友好的KA技術可通過簡單手術器械實現，具有成本低、精確度高、可推廣性強的特點，有著良好的應用前景，其中期隨訪研究也顯示出和MA技術相似的假體生存率。需注意的是，現行假體都是針對MA技術設計的，目前尚無KA特異性的假體，隨著后者的出現，KA或能更好地恢復患者的運動功能；借助于機器人輔助及計算機導航技術，針對病理性解剖及解剖變異的患者，相對保守的rKA技術或許能成為更好的選擇；而最新提出的FA技術，可根據間隙平衡設計截骨方案，從而實現“先平衡，后截骨”的手術方式，將軟組織的傷害降至最低。正如髖關節(jié)“Lewinnek”安全區(qū)理論遭到越來越多的質疑一樣，傳統(tǒng)的膝關節(jié)置換對線理念正受到挑戰(zhàn)，膝關節(jié)置換正從生物力學友好向解剖學友好、軟組織友好的方向發(fā)展。同時也需認識到，新的對線技術尚處于初級階段，需要更多大型的長期隨訪研究證明其安全性與有效性。