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    格里尔格拉默:全膝关节置换术后半屈曲不稳研究进展

    文章出处: 作者: 人气: 发表时间:2019-08-09 09:40:45

    里尔克的代表作 www.haqh.net  来源:中国矫形外科杂志2019年7月第27卷第14期

     

    全膝关节置换技术(TKA)已成为治疗重度膝骨性关节炎和类风湿性关节炎的重要手段,20%患者术后一直存在膝关节疼痛和功能受限等不适,其中一个重要原因就是TKA术后膝关节不稳定。半屈曲不稳定在1990年最先由Martin和Whiteside通过对新鲜尸体膝关节标本研究后提出,并且指出关节线上移是其中一个重要的因素,另外假体位置、类型、软组织条件、胫骨后倾角度等均是其影响因素。TKA术后半屈曲不稳定会引起患者术后功能欠佳甚至早期手术失败的可能。早在2002年就有文献统计,膝关节翻修中约有50%的患者是由膝关节术后不稳定所致,成为TKA术后翻修第三大诱因。到2015年已上升为膝关节翻修中第一大病因。2017年通过对18065例TKA至少5年以上的随访研究发现,关节翻修中膝关节不稳占24.4%的比例,其中屈曲不稳定占大多数。迄今为止,尽管存在不少关于半屈曲不稳定的研究,但其仍只是一个具有争议且引起TKA术后功能欠佳的理论上可能的因素。笔者就全膝关节置换术后半屈曲不稳的研究进展做一综述。


    定义


    TKA术后,伸直位及屈曲90°时稳定,半屈曲时不稳定,主要表现为上下楼梯或由坐位转为站立位时膝关节不稳定。也有定义为:TKA术后,从伸直位到屈曲90°位过程中出现胫骨侧旋转半脱位。膝关节在伸直0°位及屈曲90°位稳定,但在屈膝30°~45°时出现内外翻不稳定。


    临床表现


    不少TKA术后患者在伸直位和屈曲位平衡,但是却一直存在膝关节疼痛、肿胀、半屈曲不稳定。这些病人会一直抱怨上下楼梯或由坐位转站立位时的膝关节疼痛不适,膝关节复发性积液,或者上述症状长时间反复出现并恶化却没有抱怨屈膝中期不稳。


    导致TKA术后半屈曲不稳定可能因素


    假体因素    假体类型、位置:关于假体因素这一块研究较多,2018年,EvangelistaPJ等分别通过改变PS(GMPS、HFPS)和两种CR(GMCR、HFCR)假体在水平面、矢状面上下、前后移动位置,来检测内外侧副韧带等软组织在屈曲15°~75°时张力值,发现上移股骨、胫骨假体和前移股骨假体会导致内外侧副韧带张力变化,引起TKA术后半屈曲不稳。双后交叉韧带替代型假体TKA术后屈膝中期未出现半屈曲不稳定,尽管有文献研究指出:较正常膝关节对比,在屈膝30°~60°时,双交叉韧带替代型假体术后屈膝中期出现股骨轻微前后移动,但并没有相应的半屈曲不稳定症状出现,可能跟该假体具有类似前后交叉韧带稳定作用有关。移动型平台假体和固定型平台假体:移动性平台假体聚乙烯垫片可活动,且假体间的型合度好,从而减少了聚乙烯磨损和假体松动,且因聚乙烯假体的可活动性可自行矫正术中因操作不当导致的假体轻度旋转不良,更为重要的是不同于固定平台型假体,前者假体凸轮机构参与了屈膝30°和75°时的稳定作用,后者假体凸轮结构只参与到了屈膝75°时的稳定,所以移动型假体比固定型假体在避免了TKA术后半屈曲不稳定发生更具优势。高屈曲位型假体和屈曲限制型假体:通过分层随机抽样检测方法分析对比了136例高屈曲型TKA和114例屈曲限制型TKA术后情况,发现高屈曲型假体的吻合点可以更靠后,屈曲幅度更大,而屈曲限制型假体术后更容易出现早期屈曲时凸轮力柱的碰撞,引起股骨髁假体松脱,导致半屈曲不稳定可能。单半径假体:从屈曲0°到70°,代表股骨相对胫骨旋转的股骨内外侧中心轴连线位置相对胫骨平台一直没有改变,另外内部凸轮结构在屈曲早期约55°时候就参与了其中,从而减少了屈膝过程中股骨前后矛盾运动和力学改变,避免了TKA术后半屈曲不稳定。


    有假设认为对于多半径假体不同于单半径假体,随着膝关节屈曲程度增加,假体半径逐渐变化,可能会引起内外侧副韧带张力变化从而导致TKA术后半屈曲不稳定。然而有文献比较单半径假体和多半径假体发现,在屈膝45°时,单半径假体组内侧副韧带浅层长度增加了1.7mm,多半径假体组则增加了3.5mm;多半径假体中股骨后髁更加膨出,从而否定了之前的假设。在另外一篇关于单半径和多半径假体稳定性比较的文章中提到,两者只在屈膝30°时才会在冠状面上内外侧间隙之间出现0.7°的差异性(P>0.05),临床症状无特异性。通过15项研究,2212例TKA术后分析,发现两者在术后功能评分、假体生存率、术后并发症等各方面无明显差异,并且特别强调单半径假体不能保证假体半屈曲稳定。HinoK等认为PCL对于膝关节半屈曲稳定性维持具有重要意义,并且通过对比发现,计算机导航下CR型TKA术后半屈曲稳定性优于PS型TKA(P<0.05)。Ha?maiS等同样证实,CR型假体在屈膝早期有聚乙烯前唇阻挡,深屈曲时有PCL稳定,全程屈伸膝关节稳定性优于PS型假体,并且指出PS型假体凸轮结构主要是对屈膝75°以上起到类似PCL稳定作用,但是上下楼梯时屈膝角度没有达到75°,故没有起到维持半屈曲稳定作用。另外有研究发现,对于CR型TKA尽管在伸直位和屈膝90°时候膝关节稳定性良好,屈膝15°~45°时股骨外侧髁比内侧髁至少高2.4mm(P<0.05),可能与假体的设计、假体的位置不良、软组织过多或不合理松解、上移关节线等有关,从而指出,尽管术中的伸直位和屈膝90°位时稳定,却不代表术后屈膝中期的稳定。另外也有文献发现半屈曲不稳定引起膝关节翻修中很多是CR型TKA。


    假体的型号:假体的型号大小、胫骨垫片的厚度等因素均可成为影响TKA术后半屈曲稳定的因素。使用机器人检测系统对5具新鲜膝关节尸体标本CR型TKA术后进行膝关节屈伸活动位前后移动、内外翻、内外旋转检测,通过改变股骨假体前后径2mm尺寸和胫骨垫片1mm厚度,来观察不同屈膝角度时数值变化,发现减小股骨前后径2mm会引起屈膝中期的不稳定,效果等同于使用厚度减少1mm的胫骨垫片。


    胫骨后倾截骨因素    因为对于不同PS型假体对胫骨后倾截骨角度要求不同,HamaiS通过研究指出PS型假体随着胫骨后倾截骨角度增大,因为缺乏PCL的限制作用,会引起屈膝时前侧股骨后滑动及与股骨前柱撞击,引起早期的假体的磨损和半屈曲不稳定的可能性,而CR型假体因为有PCL的限制作用则不会出现,从而指出TKA中应合理选择PS型假体型号。并且,DaiY等借助7具具有完整膝关节PCL的新鲜冰冻尸体进行实验,使用计算机导航技术行CR型TKA术时分别对胫骨平台行后倾1°、4°、7°、10°截骨,发现胫骨后倾角度从10°到1°变化时,屈曲间隙逐渐变小的同时引起屈曲中期时股骨前皮质移动多达5mm以上,但是没有引起术后膝关节半屈曲不稳定且对于高屈曲无影响,从而证实了胫骨不同后倾截骨主要影响了PS型假体。KangKT等指出胫骨后倾角度过小导致PCL过紧,引起术后关节僵硬、屈膝时股骨髁回滚过多、假体磨损、韧带破裂等可能,而胫骨后倾角度过大,则引起屈膝时股骨髁回滚不合理、股骨内侧后髁位置不正、生物力学欠佳等情况。Shel?burneKB等同样发现,随着胫骨后倾角度增加,PCL张力变小。从而证实,不同胫骨后倾截骨角度,会引起PCL张力变化,从而可能引起TKA术后半屈曲不稳定可能性。


    屈伸间隙平衡对半屈曲稳定性影响    TKA术后屈伸间隙平衡情况会影响到半屈曲稳定性。HinoK等分别通过对膝关节屈曲0°和90°的稳定性与该屈曲中期稳定相关性研究,发现:屈曲0°只与屈曲10°、20°稳定性相关,而屈曲90°与整个屈曲中期稳定性均相关??赡苡肷熘奔湎吨饕亢蠓焦亟谀椅?,而屈曲稳定性主要与侧副韧带相关。另外一篇同样的研究发现:伸直间隙略紧,屈曲间隙松紧合适组和伸直、屈曲间隙均紧张组半屈曲稳定性优于屈曲间隙紧张、伸直间隙适当组。


    关节线    对于关节线改变与膝关节松紧关系的研究不多,尽管早在1980年,Martin和Whiteside教授通过对尸体标本研究发现:上移关节线5mm以及前移股骨髁假体5mm会引起冠状面和矢状面上半屈曲不稳定。自此之后,对于股骨远端每加截2mm引起多大的屈膝中期松弛就再也没有文献研究??赡茉蛉缦拢海?)没有一个标准统一的测量冠状面上松弛程度的方法;(2)屈膝中期不稳本身就是一个模糊不定的概念。更重要的是目前测量其内外侧或前后侧松弛的程度和成角度方法也不准确,哪怕使用计算机导航技术也只能精确到1mm或者1°。直到近期才有报道说CrossMB等通过对尸体标本研究发现,股骨远端常规9mm截骨后第一次加截2mm会引起屈膝30°、60°时候冠状面内外侧间隙接近2°~4°松弛间隙,再次追加股骨远端2mm截骨后,引起屈膝30°、60°时候冠状面内外侧间隙再次增加约2°,从而提出股骨远端每加截2mm截骨会引起冠状面上内外侧间隙约2.5°差异。尽管不确定是否与临床相关,但是至少在统计学上有了重大意义。当然该实验也存在些许不足之处:(1)尸体标本没有完整的骨盆结构;(2)只是在尸体标本上面进行的测量,没有肌肉组织的参与,并不知道该数据是否同样适用于活体膝关节。当然该实验也提醒了术者在手术操作中需要先松解软组织、去除骨赘,后截骨,避免过多截骨出现,改变关节线位置,从而增加半屈曲不稳定风险。然而,有文献研究认为,对于非挛缩型的膝关节人为抬高膝关节线后,并没有引起屈曲中期的不稳定。


    截骨定位影响     参考解剖轴定位截骨,膝关节伸直位和屈膝90°时内外侧间隙差不超过2mm,而在屈膝过程中,则外侧间隙明显大于内侧间隙,在高屈曲位时,则内侧间隙明显大于外侧间隙;参考机械轴定位截骨,在整个膝关节屈伸过程中,内外侧间隙差异一直维持在2~3mm,比较稳定。


    测量及诊断方法


    尽管屈膝中期不稳的概念被清楚认识,但是其会不会给患者带来临床上的一些不适一直未能明确,这是因为迄今为止测量方法不多,没有一个客观的数据。其中一个方法就是使用张量装置来测量,尽管有文章提到过该方法,但是该装置不能插入到假体中。使用荧光镜检测发现,TKA术后关节表面的假体形状也会影响到膝关节的运动学尤其在屈膝中期时。然而老式的张量测量装置因为不能跟关节假体附在一起,所以并不能准确的测量出关节实际的间隙,YukihideMinoda使用一种新式的张量测量装置,可以跟关节假体附在一起,准确的测量出TKA术后膝关节内外侧间隙情况。MochizukiT等使用关节动度计KT-1000通过对110例TKA术后患者膝关节X线测量,结合对患者膝关节功能不稳评分,发现股骨髁位置前后移动超过7mm时会导致TKA术后半屈曲不稳定可能性。同样在半屈曲位时,膝关节冠妆面内外侧间隙差异>2°导致TKA术后半屈曲不稳定可能性。


    补救方法


    尽管TKA术时,伸直位和屈膝90°时稳定,为获得屈伸全程的稳定,准确的软组织松解、膝关节线重建、假体的位置必需得以保证。无论是PS型TKA还是CR型TKA,对于术中检测发现屈膝中期不稳定,如屈膝中期过紧,则可以加截股骨远端和后髁骨质,加厚胫骨垫片厚度,必要时候使用小一号股骨假体;如屈膝中期过松,则可以通过后移股骨假体、减少胫骨后倾角度、增加poly厚度,从而获得屈伸过程中的稳定。


    小结


    TKA术中不合理软组织松解、不准确截骨、假体选择及放置不准确等均会引起术后半屈曲不稳定,导致患者术后功能不佳。半屈曲不稳定是一个具有争议且只是引起TKA术后膝关节功能不佳理论上可能的因素,还需进一步研究来确切其在临床上的意义。

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