引用本文： 榮根祥, 桂斌捷, 張金陵. 性別特異性膝關節假體的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2014, 28(6): 693-696. doi: 10.7507/1002-1892.20140153 復制
目前，人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）已成為治療膝關節終末期疾病的有效方法，其中近6成患者為女性[1-2]。研究表明，膝關節解剖結構存在性別差異。與男性相比，女性股骨髁相對更窄、前部凸起更明顯，Q角也普遍較大[3-11]。而臨床使用的普通型膝關節假體設計時未考慮性別差異，可能會因解剖結構不匹配影響置換手術療效。一些研究顯示，女性患者TKA療效較男性患者差，主要原因可能是女性患者采用普通型膝關節假體置換后髕股關節過緊或者懸垂，最終影響關節活動范圍[12-15]。為此，學者們根據女性膝關節解剖結構，設計開發了性別特異性膝關節假體。但是，目前性別特異性膝關節假體置換療效是否優于普通型膝關節假體尚未明確。為此，本文對近年來國內外相關文獻作一綜述，總結該假體與普通型膝關節假體在設計及臨床療效等方面的區別，為臨床關節假體的選擇提供參考。
1 解剖學基礎及假體設計
1.1 Q角差異
Q角由Brattstrom于1964年提出，是股四頭肌與股骨軸線的夾角。大量研究均表明，Q角存在性別差異。Guerra等[3]研究顯示，女性Q角比男性大5.8°，并且Q角大小與跑步時下肢損傷風險成正相關。Woodland等[4]研究顯示，男性在仰臥位時Q角平均約為12.7°、站立位時為13.6°，顯著小于女性的15.8°及17.0°。Horton等[5]報道男性Q角平均為11.2°，女性為15.8°。Hsu等[6]對不同年齡段人群膝關節進行測量，結果提示女性Q角較男性約大3.2°。女性患者采用普通型膝關節假體置換，可能會增加髕骨軌跡不良發生率。為解決這一問題，性別特異性膝關節假體增加了3°的滑車溝角度。
1.2 前髁高度差異
1964年Brattstrom通過測量100名男性及100名女性膝關節，發現女性前髁高度低于男性。Poilvache等[7]對100例接受膝關節置換患者研究發現，男性前外側髁高度平均為13.7 mm，女性為12.3 mm；男性前內側髁高度平均為10.6 mm，女性為9.0 mm。Conley 等[8]的研究結果也提示，女性前髁高度低于男性。該解剖結構差異提示術中前髁截骨時，女性截骨量少于男性。針對這一特點，性別特異性膝關節假體降低了股骨前髁高度并加深髕骨溝，以有效減少摩擦。
1.3 股骨髁前后徑（anterior-posterior，AP）/內外徑（medial-lateral，ML）差異
Hitt 等[9]研究表明女性股骨遠端AP/ML大于男性。Chin等[10]測量結果提示，女性膝關節AP/ML為0.82 ± 0.04，顯著高于男性的0.79 ± 0.04，差異有統計學意義。Cheng等[11]研究結果與Chin等[10]一致，他們通過對正常人群膝關節CT測量發現，女性膝關節AP/ML為0.91 ± 0.08，而男性為0.89 ± 0.07，差異亦有統計學意義。為增大膝關節股骨假體AP/ML，性別特異性膝關節假體縮短橫徑，以避免因假體橫徑過大造成假體懸出內外側髁邊緣，對周圍軟組織造成激惹，影響軟組織平衡[16]。
但是，也有學者對性別特異性膝關節假體的設計提出了質疑。Merchant等 [17] 認為男女性膝關節Q角及前髁高度無顯著差異，且AP/ML差異對臨床療效的影響較小。Grelsamer等[18] 發現男女性有相似Q角，并且無論是男性或女性，身高與Q角均成正相關，他們認為Q角性別差異可能與男性總體身高高于女性有關；并且前髁高度及AP/ML差異不會對術后臨床療效產生影響。為此，進一步研究男女膝關節解剖結構差異，對于明確性別特異性膝關節假體的必要性具有重要意義。
2 臨床療效
雖然性別特異性膝關節假體是針對女性膝關節解剖特點進行設計，理論上可提高女性患者TKA術后療效，但目前關于其能否提高臨床療效的研究相對較少，并且結論不一。
Harwin等[19]對 668 例采用性別特異性膝關節假體進行TKA的女性患者隨訪2年發現，患者膝關節學會評分系統（KSS）評分從術前的平均78分提高至182分；術后患膝關節屈曲度平均為102°，6周時增加至116°，術后1年達128°；無早期失敗及相關并發癥發生，獲得較好療效。Lionberger等[20]對采用性別特異性膝關節假體（n=39）與普通型膝關節假體（n=39）行TKA的患者進行比較，結果表明術后1年性別特異性膝關節假體組患者膝關節屈曲度均較術前顯著提高，平均提高21°；而普通型膝關節假體組僅82%患者較術前提高或達一致，平均提高11°；兩組比較差異有統計學意義。此外，他們發現術前膝關節屈曲度＞ 120°及體重指數 ＜ 26 kg/m2者，采用性別特異性膝關節假體可獲得更好療效。Plaster等[21]對360例使用性別特異性膝關節假體置換的患者進行了為期1年隨訪，術后膝關節活動度平均為131°，與普通解剖型膝關節假體相比增加了10°，同時膝關節側方松緊率下降了2%。因此，他們認為女性患者如采用性別特異性膝關節假體，術中無需為更好適應股骨而減小假體尺寸。
以上研究結果表明，對于女性膝關節疾病患者采用性別特異性膝關節假體行TKA，其術后關節活動度優于普通型膝關節假體。此外，對于股骨髁狹窄的患者，采用該假體可減少假體懸垂。Guy等[16]分析了100例接受TKA的患者臨床資料，結果顯示采用普通型膝關節假體置換患者中58%假體懸垂超過2 mm，而采用性別特異性膝關節假體置換者僅6%假體懸垂超過2 mm。Clarke等[22]對122例TKA者分析得出，普通型膝關節假體懸垂發生率為17%，而性別特異性膝關節假體僅為5%。Yue等[23]的研究也獲得一致結果。
但是，也有大量相關研究得出了相反結論。Singh等[24]對100例雙膝置換女性患者進行自身對照研究，兩側分別采用普通型或性別特異性膝關節假體，經平均2.1年隨訪，普通型假體組膝關節屈曲度從術前平均111°提升至120°，性別特異性假體組從平均112°提升至123°，顯著高于普通型假體組；但兩組KSS評分及美國特種外科醫院（HSS）評分無顯著差異。Thomsen等[25]也對接受同期雙膝置換患者進行了比較研究，結果顯示兩種假體置換后膝關節活動度及疼痛、感覺評分比較均無顯著差異，兩種假體術中截骨量也相似，術后X線片評估兩組患膝內、外側懸垂發生率相似；但性別特異性膝關節假體對股骨髁的覆蓋率顯著低于普通型假體。因此，Thomsen等認為無需一款女性專用的膝關節假體。Kim等[26]對85例雙膝置換患者，一側采用高屈曲度膝關節假體，另一側采用性別特異性膝關節假體，經過平均2.13年隨訪，術后KSS評分性別假體組平均為96.5分、普通組為95.5分，HSS評分分別為91.2分和90.7分，術后膝關節屈曲度為126°和125°，滿意度分別為8.1分和8.3分，提示性別特異性膝關節假體與普通型膝關節假體相比無明顯優勢。Song等[27]對40例膝關節置換女性患者對比研究發現，采用普通型膝關節假體置換患者術后屈曲度為（134.4 ± 4.0）°，而采用性別特異性膝關節假體置換患者為（136.4 ± 2.0）°；相對于普通型膝關節假體，性別特異性膝關節假體置換后膝關節屈曲度有一定增加，但差異無統計學意義。因此，他們認為性別特異性膝關節假體療效與普通型膝關節假體相似。Kim等[28]對138例分別采用普通型及性別特異性膝關節假體的女性TKA患者平均隨訪3.25年，發現兩種假體置換后患者滿意度、影像學評價結果及并發癥發生率等方面均相似。Tanavalee等[29]對314例單膝TKA患者回顧對比研究發現，經過2年隨訪，性別特異性與普通型膝關節假體在KSS臨床評分、KSS功能評分、膝關節屈曲度、外側支持帶松解率方面均無顯著差異，提示與普通型膝關節假體相比，采用性別特異性膝關節假體置換不能獲得更好的臨床療效。Johnson等[30]對29篇相關文獻進行了系統研究，結果也顯示性別特異性膝關節假體與普通型膝關節假體相比，無任何優勢。
此外，有研究結果也顯示，無論從術后假體生存情況、膝關節活動度、關節僵硬發生情況、關節功能評分及滿意度等方面，女性患者采用普通型膝關節假體置換術后療效不比男性差，甚至優于男性[31-36]。Merchant等[17]對19篇文獻共12萬例采用普通型膝關節假體置換的患者進行Meta分析，結果提示女性患者采用普通型膝關節假體行TKA術后療效與男性患者相當。
3 總結
以上研究表明，性別特異性膝關節假體療效是否優于普通型膝關節假體尚存在爭議。但是，由于性別特異性膝關節假體縮短了假體橫徑，對于股骨髁狹窄患者，可減少假體懸垂發生。對于TKA術后臨床療效的評價，除了關節屈曲度、KSS評分、HSS評分及早期影像學檢查外，假體的中遠期療效和影像學改變更有意義，也有待進一步研究明確。此外，男女膝關節解剖差異是否會對置換術后臨床療效產生影響，以及性別特異性膝關節假體的設計理論是否正確，也需要進一步證實。綜上述，臨床選擇性別特異性膝關節假體應綜合考慮。
目前，人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）已成為治療膝關節終末期疾病的有效方法，其中近6成患者為女性[1-2]。研究表明，膝關節解剖結構存在性別差異。與男性相比，女性股骨髁相對更窄、前部凸起更明顯，Q角也普遍較大[3-11]。而臨床使用的普通型膝關節假體設計時未考慮性別差異，可能會因解剖結構不匹配影響置換手術療效。一些研究顯示，女性患者TKA療效較男性患者差，主要原因可能是女性患者采用普通型膝關節假體置換后髕股關節過緊或者懸垂，最終影響關節活動范圍[12-15]。為此，學者們根據女性膝關節解剖結構，設計開發了性別特異性膝關節假體。但是，目前性別特異性膝關節假體置換療效是否優于普通型膝關節假體尚未明確。為此，本文對近年來國內外相關文獻作一綜述，總結該假體與普通型膝關節假體在設計及臨床療效等方面的區別，為臨床關節假體的選擇提供參考。
1 解剖學基礎及假體設計
1.1 Q角差異
Q角由Brattstrom于1964年提出，是股四頭肌與股骨軸線的夾角。大量研究均表明，Q角存在性別差異。Guerra等[3]研究顯示，女性Q角比男性大5.8°，并且Q角大小與跑步時下肢損傷風險成正相關。Woodland等[4]研究顯示，男性在仰臥位時Q角平均約為12.7°、站立位時為13.6°，顯著小于女性的15.8°及17.0°。Horton等[5]報道男性Q角平均為11.2°，女性為15.8°。Hsu等[6]對不同年齡段人群膝關節進行測量，結果提示女性Q角較男性約大3.2°。女性患者采用普通型膝關節假體置換，可能會增加髕骨軌跡不良發生率。為解決這一問題，性別特異性膝關節假體增加了3°的滑車溝角度。
1.2 前髁高度差異
1964年Brattstrom通過測量100名男性及100名女性膝關節，發現女性前髁高度低于男性。Poilvache等[7]對100例接受膝關節置換患者研究發現，男性前外側髁高度平均為13.7 mm，女性為12.3 mm；男性前內側髁高度平均為10.6 mm，女性為9.0 mm。Conley 等[8]的研究結果也提示，女性前髁高度低于男性。該解剖結構差異提示術中前髁截骨時，女性截骨量少于男性。針對這一特點，性別特異性膝關節假體降低了股骨前髁高度并加深髕骨溝，以有效減少摩擦。
1.3 股骨髁前后徑（anterior-posterior，AP）/內外徑（medial-lateral，ML）差異
Hitt 等[9]研究表明女性股骨遠端AP/ML大于男性。Chin等[10]測量結果提示，女性膝關節AP/ML為0.82 ± 0.04，顯著高于男性的0.79 ± 0.04，差異有統計學意義。Cheng等[11]研究結果與Chin等[10]一致，他們通過對正常人群膝關節CT測量發現，女性膝關節AP/ML為0.91 ± 0.08，而男性為0.89 ± 0.07，差異亦有統計學意義。為增大膝關節股骨假體AP/ML，性別特異性膝關節假體縮短橫徑，以避免因假體橫徑過大造成假體懸出內外側髁邊緣，對周圍軟組織造成激惹，影響軟組織平衡[16]。
但是，也有學者對性別特異性膝關節假體的設計提出了質疑。Merchant等 [17] 認為男女性膝關節Q角及前髁高度無顯著差異，且AP/ML差異對臨床療效的影響較小。Grelsamer等[18] 發現男女性有相似Q角，并且無論是男性或女性，身高與Q角均成正相關，他們認為Q角性別差異可能與男性總體身高高于女性有關；并且前髁高度及AP/ML差異不會對術后臨床療效產生影響。為此，進一步研究男女膝關節解剖結構差異，對于明確性別特異性膝關節假體的必要性具有重要意義。
2 臨床療效
雖然性別特異性膝關節假體是針對女性膝關節解剖特點進行設計，理論上可提高女性患者TKA術后療效，但目前關于其能否提高臨床療效的研究相對較少，并且結論不一。
Harwin等[19]對 668 例采用性別特異性膝關節假體進行TKA的女性患者隨訪2年發現，患者膝關節學會評分系統（KSS）評分從術前的平均78分提高至182分；術后患膝關節屈曲度平均為102°，6周時增加至116°，術后1年達128°；無早期失敗及相關并發癥發生，獲得較好療效。Lionberger等[20]對采用性別特異性膝關節假體（n=39）與普通型膝關節假體（n=39）行TKA的患者進行比較，結果表明術后1年性別特異性膝關節假體組患者膝關節屈曲度均較術前顯著提高，平均提高21°；而普通型膝關節假體組僅82%患者較術前提高或達一致，平均提高11°；兩組比較差異有統計學意義。此外，他們發現術前膝關節屈曲度＞ 120°及體重指數 ＜ 26 kg/m2者，采用性別特異性膝關節假體可獲得更好療效。Plaster等[21]對360例使用性別特異性膝關節假體置換的患者進行了為期1年隨訪，術后膝關節活動度平均為131°，與普通解剖型膝關節假體相比增加了10°，同時膝關節側方松緊率下降了2%。因此，他們認為女性患者如采用性別特異性膝關節假體，術中無需為更好適應股骨而減小假體尺寸。
以上研究結果表明，對于女性膝關節疾病患者采用性別特異性膝關節假體行TKA，其術后關節活動度優于普通型膝關節假體。此外，對于股骨髁狹窄的患者，采用該假體可減少假體懸垂。Guy等[16]分析了100例接受TKA的患者臨床資料，結果顯示采用普通型膝關節假體置換患者中58%假體懸垂超過2 mm，而采用性別特異性膝關節假體置換者僅6%假體懸垂超過2 mm。Clarke等[22]對122例TKA者分析得出，普通型膝關節假體懸垂發生率為17%，而性別特異性膝關節假體僅為5%。Yue等[23]的研究也獲得一致結果。
但是，也有大量相關研究得出了相反結論。Singh等[24]對100例雙膝置換女性患者進行自身對照研究，兩側分別采用普通型或性別特異性膝關節假體，經平均2.1年隨訪，普通型假體組膝關節屈曲度從術前平均111°提升至120°，性別特異性假體組從平均112°提升至123°，顯著高于普通型假體組；但兩組KSS評分及美國特種外科醫院（HSS）評分無顯著差異。Thomsen等[25]也對接受同期雙膝置換患者進行了比較研究，結果顯示兩種假體置換后膝關節活動度及疼痛、感覺評分比較均無顯著差異，兩種假體術中截骨量也相似，術后X線片評估兩組患膝內、外側懸垂發生率相似；但性別特異性膝關節假體對股骨髁的覆蓋率顯著低于普通型假體。因此，Thomsen等認為無需一款女性專用的膝關節假體。Kim等[26]對85例雙膝置換患者，一側采用高屈曲度膝關節假體，另一側采用性別特異性膝關節假體，經過平均2.13年隨訪，術后KSS評分性別假體組平均為96.5分、普通組為95.5分，HSS評分分別為91.2分和90.7分，術后膝關節屈曲度為126°和125°，滿意度分別為8.1分和8.3分，提示性別特異性膝關節假體與普通型膝關節假體相比無明顯優勢。Song等[27]對40例膝關節置換女性患者對比研究發現，采用普通型膝關節假體置換患者術后屈曲度為（134.4 ± 4.0）°，而采用性別特異性膝關節假體置換患者為（136.4 ± 2.0）°；相對于普通型膝關節假體，性別特異性膝關節假體置換后膝關節屈曲度有一定增加，但差異無統計學意義。因此，他們認為性別特異性膝關節假體療效與普通型膝關節假體相似。Kim等[28]對138例分別采用普通型及性別特異性膝關節假體的女性TKA患者平均隨訪3.25年，發現兩種假體置換后患者滿意度、影像學評價結果及并發癥發生率等方面均相似。Tanavalee等[29]對314例單膝TKA患者回顧對比研究發現，經過2年隨訪，性別特異性與普通型膝關節假體在KSS臨床評分、KSS功能評分、膝關節屈曲度、外側支持帶松解率方面均無顯著差異，提示與普通型膝關節假體相比，采用性別特異性膝關節假體置換不能獲得更好的臨床療效。Johnson等[30]對29篇相關文獻進行了系統研究，結果也顯示性別特異性膝關節假體與普通型膝關節假體相比，無任何優勢。
此外，有研究結果也顯示，無論從術后假體生存情況、膝關節活動度、關節僵硬發生情況、關節功能評分及滿意度等方面，女性患者采用普通型膝關節假體置換術后療效不比男性差，甚至優于男性[31-36]。Merchant等[17]對19篇文獻共12萬例采用普通型膝關節假體置換的患者進行Meta分析，結果提示女性患者采用普通型膝關節假體行TKA術后療效與男性患者相當。
3 總結
以上研究表明，性別特異性膝關節假體療效是否優于普通型膝關節假體尚存在爭議。但是，由于性別特異性膝關節假體縮短了假體橫徑，對于股骨髁狹窄患者，可減少假體懸垂發生。對于TKA術后臨床療效的評價，除了關節屈曲度、KSS評分、HSS評分及早期影像學檢查外，假體的中遠期療效和影像學改變更有意義，也有待進一步研究明確。此外，男女膝關節解剖差異是否會對置換術后臨床療效產生影響，以及性別特異性膝關節假體的設計理論是否正確，也需要進一步證實。綜上述，臨床選擇性別特異性膝關節假體應綜合考慮。