引用本文： 孫振輝, 孫云波, 任志帥, 劉軍, 王磊. GeminiMK-Ⅱ活動墊片膝關節假體置換術中脛骨結節內1/3解剖定位法對脛骨假體旋轉力線的影響. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(9): 1062-1066. doi: 10.7507/1002-1892.20150230 復制
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療晚期膝關節病變的有效方法，可解除膝關節疼痛、改善力線、恢復關節功能[1]。但如果脛股關節旋轉對線恢復不良，可引起脛股關節及髕股關節生物力學異常[2-4]。有學者指出，脛骨假體旋轉不良是導致脛股關節旋轉對線不良的主要原因[5-7]，因此TKA術中確定正確的脛骨假體旋轉力線至關重要。 Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體（LINK公司，德國）具有保留后交叉韌帶、髕股關節友好、活動墊片能自行糾正部分脛股關節旋轉不良等優點[8-9]，目前在國內應用廣泛[10]。Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體置換術中，通常采用脛骨結節內1/3解剖定位法確定脛骨假體旋轉軸。為明確該定位法對脛骨假體旋轉力線的影響，我們回顧分析了2011年3月－2012年12月于天津市人民醫院采用Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體行TKA的61例（67膝）內翻型膝關節骨關節炎患者臨床資料。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 初次TKA，采用骨水泥固定Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體；② 內翻型膝關節骨關節炎，Kellgren-Lawrence Ⅲ級或Ⅳ級；③ 術前于膝關節負重位X線片測量脛股解剖角 （ana tomic tibiofemoral angle，ATFA）≤180°；④ 體質量指數 ＜35 kg/m2；⑤ 無明顯神經系統病 變。
排除標準：① 類風濕性關節炎、創傷性關節炎；② 術前膝關節屈曲攣縮畸形＞25°；③ 有膝關節開放手術史（關節鏡清理除外），本次置換術中后交叉韌帶損傷；④ 手術前后未行膝關節CT掃描。
2011年3月－2012年12月，共95例（109膝）采用Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體行TKA，其中61例（67膝）符合選擇標準納入研究，其中6 例雙膝患者分期置換（手術間隔＞3個月）。患者術前均簽署知情同意書。
1.2 一般資料
本組男12例，女49例；年齡50～82歲，平均67.6歲。體質量指數20.9～ 33.7 kg/m2，平均28.2 kg/m2。單膝55例，其中左膝26例、右膝29例；雙膝6例。病程2～30年，平均12.1年。骨關節炎Kellgren-Lawrence 分級：Ⅲ級56膝，Ⅳ級11膝。
1.3 手術方法
手術均由同一組醫師完成。于全麻（19膝）、蛛網膜下腔阻滯麻醉（17膝）或持續硬膜外麻醉（31膝）下，患者取平臥位，患肢上充氣止血帶，壓力為39.9 kPa。作膝前正中切口，髕旁內側入路，外翻髕骨，清理關節內殘存半月板、前交叉韌帶及脛骨平臺內緣骨贅，保留后交叉韌帶。脛骨髓外定位，以外側平臺最高點為基點，參考術前X線片確定截骨量，保持脛骨3°后傾截骨，外側脛骨平臺截骨量8～10 mm；股骨髓內定位常規6°外翻截骨，股骨遠端外側截骨量為10～12 mm[11]。
股骨遠端截骨完成后，屈膝判斷內側脛股關節間隙緊張程度，骨膜下小范圍松解內側副韌帶前束，直至內側間室能插入股骨假體外旋定位器，固定3°外旋聯合股骨外科外上髁軸（surgical transepicondylar axis，STEA）確定股骨假體外旋，安置股骨四合一截骨模塊并截骨。采用后交叉韌帶中點至脛骨結節內1/3連線確定脛骨假體旋轉軸，安置脛骨假體及墊片試模，確定墊片厚度。測試屈伸間隙平衡、側方及前后向穩定后安置膝關節假體。
1.4 術后處理
術后患者口服利伐沙班14 d，預防下肢靜脈血栓形成。麻醉蘇醒后即開始膝關節屈伸練習，術后2 d在膝關節支具保護下部分負重行走，5 d后雙下肢可完全負重。
1.5 療效評價指標
1.5.1 功能評定
手術前后測量膝關節屈伸活動度，采用膝關節學會評分系統（KSS）進行功能評定。
1.5.2 影像學測量
手術前后行膝關節負重正、側位X線片及雙膝關節CT檢查。CT檢查采用16排螺旋CT（GE公司，美國），掃描層厚1 mm；掃描時采用足部固定架保持股骨后髁平行于地面，膝關節保持最大伸直并垂直下肢機械軸。將影像學資料存儲為DICOM格式，X線片數據采用RadiAnt 1.9.16軟件（Medixant公司，波蘭）進行測量、CT數據采用Mimics 10.01軟件（Materialise公司，比利時）的測量模塊進行測量。影像學測量由1名醫師完成，初次測量2個月后進行復測，取均值。
① X線片測量：正位X線片上測量ATFA，即脛骨近端解剖軸和股骨遠端解剖軸內側成角。② CT測量：首先在Mimics軸位視窗內動態觀察股骨內、外上髁，選擇STEA（即股骨外上髁最高點至股骨內上髁溝最低點[12]）顯示最清晰的掃描層面，以STEA為底邊插入一平面至脛骨結節層面（Medcad模塊），使得各層面均顯示STEA投射線。股骨后髁角（posterior condylar angle，PCA）：STEA與股骨或股骨假體后髁連線（posterior condylar line，PCL）成角，其中PCL相對STEA外旋為“+”，反之為“-”。脛骨旋轉角（tibial rotation angle，TRA）：選擇距外側平臺軟骨下骨6～8 mm清晰顯示后交叉韌帶層面，以Akagi軸（后交叉韌帶中點和髕韌帶內緣連線）[13]作為脛骨平臺縱軸，STEA投射線和Akagi軸垂線夾角為術前脛骨平臺TRA（圖 1 a），脛骨假體腳柱連線和STEA投射線夾角為術后脛骨假體TRA（圖 1 b）。脛骨Akagi軸垂線或脛骨假體腳柱連線相對STEA外旋為“+”，反之為“-”。脛骨平臺和脛骨假體TRA正 常 范圍設定為±8°[5]，術后ATFA正常范圍設定為±3°（186°為基準軸）[14]；TRA和AFTA偏出正常范圍確定為脛骨假體旋轉力線不良和冠狀位力線不 良。
圖1
手術前后TRA測量示意圖 ? 術前脛骨平臺TRA ? 術后脛骨假體TRA ? ?1.6 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，手術前后比較采用配對 t檢驗；計數資料比較采用χ2檢驗。TKA術后脛骨假體TRA與手術前后ATFA、術前脛骨平臺TRA、術后PCA之間的相關性采用Pearson相關分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 功能評價
本組患者均順利完成手術，術后切口均Ⅰ期愈合。患者均獲隨訪，隨訪時間18～41個月，平均20.5個月。末次隨訪時，患者膝關節KSS 評分及活動度均明顯優于術前，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 1。隨訪期間無感染、假體周圍骨折等并發癥發 生。
表1
TKA手術前后患者膝關節活動度及功能評分比較（n=67，2.2 影像學評價
影像學檢查示，手術前后ATFA、PCA、TRA比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）。見表 2。術后患者膝關節內翻畸形明顯糾正，股骨假體后髁線基本平行于STEA，其中28膝（41.8%）冠狀位力線不良。術前11膝（16.42%）脛骨旋轉力線不良，術后1周CT掃描提示14膝（20.90%） 脛骨假體旋轉力線不良，手術前后脛骨旋轉力線不良發生率比較，差異無統計學意義（χ2=0.443，P=0.506）。其中，脛骨假體內旋 ＞8° 8膝（11.94%），外旋＞8° 6膝（8.96%）。隨訪期間無假體松動、下沉等并發癥發生。見圖 2。
表2
手術前后影像學測量指標比較（n=67，°，2.3 相關性分析
TKA術后脛骨假體TRA與術前ATFA、脛骨平臺TRA及術后PCA、ATFA均無相關性（r= -0.174，P=0.159；r=0.220，P=0.074；r=0.237，P=0.053；r= -0. 095，P=0.442）。
3 討論
精確的力線恢復和良好的屈伸間隙平衡是TKA手術成功的關鍵[15]，其中脛股關節旋轉力線對術后脛股關節、髕股關節生物力學恢復具有重要影響[16]。Lützner等[17]對活動墊片后交叉韌帶保留型TKA研究發現，術后15%患者脛股關節旋轉力線不良，超過±10°正常范圍，膝關節屈伸生物力學異常導致膝關節功能恢復較差。
Watanabe等[5]研究認為脛骨平臺旋轉不良是導致TKA術后脛股關節不匹配的主要原因。Bédard等[6]研究發現，34例TKA術后關節僵硬患者存在股骨和脛骨假體旋轉力線不良，其中股骨假體內旋24例（平均3.1°）、脛骨假體內旋33例（平均13.7°）。Bell等[2]研究發現脛骨假體內旋與TKA術后疼痛密切相關；Barrack等[18]指出TKA術后膝前疼痛組患者脛骨假體平均內旋6.2°，而非疼痛組患者脛骨假體平均外旋0.4°。
TKA術中脛骨假體旋轉力線不良的主要原因為脛骨近端解剖變異較大，臨床缺乏可靠的解剖定位軸[19]。目前術中脛骨假體旋轉定位方法包括膝關節屈伸動態定位法和解剖定位法。屈伸動態定位法無需對脛骨平臺關節內、外結構進行判斷，試模安置后反復屈伸膝關節即可對脛骨假體旋轉定位，但Berhouet等[20]對TKA術中采用屈伸動態定位確定脛骨假體旋轉的患者研究后發現，脛骨假體后髁線相對股骨解剖外上髁軸內旋（1.89±4.73）°。Chotanaphuti等[21]認為屈伸動態定位法確定的脛骨假體旋轉比依賴于脛骨結節內緣技術外旋平均增大3°。由此可見，膝關節屈伸動態定位法不能精確恢復脛骨假體旋轉軸。
對于脛骨假體旋轉解剖定位法，Howell等[19]研究提出，脛骨結節內1/3解剖定位法會導致脛骨假體旋轉不良，脛骨假體前后軸與脛骨結節內1/3點距離偏差≥2 mm的發生率為86%，由此可導致脛骨假體旋轉軸偏差≥5°。 Akagi等[13]認為Akagi軸和STEA脛骨投射垂線成角（0.0±2.8）°（內旋6.3°～外旋5.2°），可作為脛骨假體旋轉定位的可靠標志。Kawahara等[22]認為TKA術中PCL中點選擇困難使得Akagi軸難以確定，因而建議采用脛骨截骨面中點和髕韌帶內1/6連線（平行于Akagi軸）作為脛骨旋轉定位軸。但我們既往研究[23]發現，國人內翻型膝關節骨關節炎患者Akagi軸垂線相對STEA脛骨投射線處于內旋狀態，TKA術中參考截骨平面髕韌帶內1/4點至PCL中點可作為脛骨旋轉定位的可靠方法。
本研究發現，TKA術中經脛骨結節內1/3解剖定位法確定脛骨假體外旋后，脛骨假體內旋（-0.432±6. 6 6 4）°，雖然接近STEA垂線角度，但14膝（20.90%）脛骨假體旋轉力線不良，其中內旋不良8 膝（11.94%），外旋不良6膝（8.96%）。同時，術前ATFA、TRA及術后PCA、AFTA均與術后脛骨假體TRA不相關。因此TKA術中應用脛骨結節內1/3解剖定位法容易導致脛骨假體旋轉不良，臨床應用時需嚴格注意。
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療晚期膝關節病變的有效方法，可解除膝關節疼痛、改善力線、恢復關節功能[1]。但如果脛股關節旋轉對線恢復不良，可引起脛股關節及髕股關節生物力學異常[2-4]。有學者指出，脛骨假體旋轉不良是導致脛股關節旋轉對線不良的主要原因[5-7]，因此TKA術中確定正確的脛骨假體旋轉力線至關重要。 Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體（LINK公司，德國）具有保留后交叉韌帶、髕股關節友好、活動墊片能自行糾正部分脛股關節旋轉不良等優點[8-9]，目前在國內應用廣泛[10]。Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體置換術中，通常采用脛骨結節內1/3解剖定位法確定脛骨假體旋轉軸。為明確該定位法對脛骨假體旋轉力線的影響，我們回顧分析了2011年3月－2012年12月于天津市人民醫院采用Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體行TKA的61例（67膝）內翻型膝關節骨關節炎患者臨床資料。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 初次TKA，采用骨水泥固定Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體；② 內翻型膝關節骨關節炎，Kellgren-Lawrence Ⅲ級或Ⅳ級；③ 術前于膝關節負重位X線片測量脛股解剖角 （ana tomic tibiofemoral angle，ATFA）≤180°；④ 體質量指數 ＜35 kg/m2；⑤ 無明顯神經系統病 變。
排除標準：① 類風濕性關節炎、創傷性關節炎；② 術前膝關節屈曲攣縮畸形＞25°；③ 有膝關節開放手術史（關節鏡清理除外），本次置換術中后交叉韌帶損傷；④ 手術前后未行膝關節CT掃描。
2011年3月－2012年12月，共95例（109膝）采用Gemini MK-Ⅱ活動墊片膝關節假體行TKA，其中61例（67膝）符合選擇標準納入研究，其中6 例雙膝患者分期置換（手術間隔＞3個月）。患者術前均簽署知情同意書。
1.2 一般資料
本組男12例，女49例；年齡50～82歲，平均67.6歲。體質量指數20.9～ 33.7 kg/m2，平均28.2 kg/m2。單膝55例，其中左膝26例、右膝29例；雙膝6例。病程2～30年，平均12.1年。骨關節炎Kellgren-Lawrence 分級：Ⅲ級56膝，Ⅳ級11膝。
1.3 手術方法
手術均由同一組醫師完成。于全麻（19膝）、蛛網膜下腔阻滯麻醉（17膝）或持續硬膜外麻醉（31膝）下，患者取平臥位，患肢上充氣止血帶，壓力為39.9 kPa。作膝前正中切口，髕旁內側入路，外翻髕骨，清理關節內殘存半月板、前交叉韌帶及脛骨平臺內緣骨贅，保留后交叉韌帶。脛骨髓外定位，以外側平臺最高點為基點，參考術前X線片確定截骨量，保持脛骨3°后傾截骨，外側脛骨平臺截骨量8～10 mm；股骨髓內定位常規6°外翻截骨，股骨遠端外側截骨量為10～12 mm[11]。
股骨遠端截骨完成后，屈膝判斷內側脛股關節間隙緊張程度，骨膜下小范圍松解內側副韌帶前束，直至內側間室能插入股骨假體外旋定位器，固定3°外旋聯合股骨外科外上髁軸（surgical transepicondylar axis，STEA）確定股骨假體外旋，安置股骨四合一截骨模塊并截骨。采用后交叉韌帶中點至脛骨結節內1/3連線確定脛骨假體旋轉軸，安置脛骨假體及墊片試模，確定墊片厚度。測試屈伸間隙平衡、側方及前后向穩定后安置膝關節假體。
1.4 術后處理
術后患者口服利伐沙班14 d，預防下肢靜脈血栓形成。麻醉蘇醒后即開始膝關節屈伸練習，術后2 d在膝關節支具保護下部分負重行走，5 d后雙下肢可完全負重。
1.5 療效評價指標
1.5.1 功能評定
手術前后測量膝關節屈伸活動度，采用膝關節學會評分系統（KSS）進行功能評定。
1.5.2 影像學測量
手術前后行膝關節負重正、側位X線片及雙膝關節CT檢查。CT檢查采用16排螺旋CT（GE公司，美國），掃描層厚1 mm；掃描時采用足部固定架保持股骨后髁平行于地面，膝關節保持最大伸直并垂直下肢機械軸。將影像學資料存儲為DICOM格式，X線片數據采用RadiAnt 1.9.16軟件（Medixant公司，波蘭）進行測量、CT數據采用Mimics 10.01軟件（Materialise公司，比利時）的測量模塊進行測量。影像學測量由1名醫師完成，初次測量2個月后進行復測，取均值。
① X線片測量：正位X線片上測量ATFA，即脛骨近端解剖軸和股骨遠端解剖軸內側成角。② CT測量：首先在Mimics軸位視窗內動態觀察股骨內、外上髁，選擇STEA（即股骨外上髁最高點至股骨內上髁溝最低點[12]）顯示最清晰的掃描層面，以STEA為底邊插入一平面至脛骨結節層面（Medcad模塊），使得各層面均顯示STEA投射線。股骨后髁角（posterior condylar angle，PCA）：STEA與股骨或股骨假體后髁連線（posterior condylar line，PCL）成角，其中PCL相對STEA外旋為“+”，反之為“-”。脛骨旋轉角（tibial rotation angle，TRA）：選擇距外側平臺軟骨下骨6～8 mm清晰顯示后交叉韌帶層面，以Akagi軸（后交叉韌帶中點和髕韌帶內緣連線）[13]作為脛骨平臺縱軸，STEA投射線和Akagi軸垂線夾角為術前脛骨平臺TRA（圖 1 a），脛骨假體腳柱連線和STEA投射線夾角為術后脛骨假體TRA（圖 1 b）。脛骨Akagi軸垂線或脛骨假體腳柱連線相對STEA外旋為“+”，反之為“-”。脛骨平臺和脛骨假體TRA正 常 范圍設定為±8°[5]，術后ATFA正常范圍設定為±3°（186°為基準軸）[14]；TRA和AFTA偏出正常范圍確定為脛骨假體旋轉力線不良和冠狀位力線不 良。
圖1
手術前后TRA測量示意圖 ? 術前脛骨平臺TRA ? 術后脛骨假體TRA ? ?1.6 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，手術前后比較采用配對 t檢驗；計數資料比較采用χ2檢驗。TKA術后脛骨假體TRA與手術前后ATFA、術前脛骨平臺TRA、術后PCA之間的相關性采用Pearson相關分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 功能評價
本組患者均順利完成手術，術后切口均Ⅰ期愈合。患者均獲隨訪，隨訪時間18～41個月，平均20.5個月。末次隨訪時，患者膝關節KSS 評分及活動度均明顯優于術前，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 1。隨訪期間無感染、假體周圍骨折等并發癥發 生。
表1
TKA手術前后患者膝關節活動度及功能評分比較（n=67，2.2 影像學評價
影像學檢查示，手術前后ATFA、PCA、TRA比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）。見表 2。術后患者膝關節內翻畸形明顯糾正，股骨假體后髁線基本平行于STEA，其中28膝（41.8%）冠狀位力線不良。術前11膝（16.42%）脛骨旋轉力線不良，術后1周CT掃描提示14膝（20.90%） 脛骨假體旋轉力線不良，手術前后脛骨旋轉力線不良發生率比較，差異無統計學意義（χ2=0.443，P=0.506）。其中，脛骨假體內旋 ＞8° 8膝（11.94%），外旋＞8° 6膝（8.96%）。隨訪期間無假體松動、下沉等并發癥發生。見圖 2。
表2
手術前后影像學測量指標比較（n=67，°，2.3 相關性分析
TKA術后脛骨假體TRA與術前ATFA、脛骨平臺TRA及術后PCA、ATFA均無相關性（r= -0.174，P=0.159；r=0.220，P=0.074；r=0.237，P=0.053；r= -0. 095，P=0.442）。
3 討論
精確的力線恢復和良好的屈伸間隙平衡是TKA手術成功的關鍵[15]，其中脛股關節旋轉力線對術后脛股關節、髕股關節生物力學恢復具有重要影響[16]。Lützner等[17]對活動墊片后交叉韌帶保留型TKA研究發現，術后15%患者脛股關節旋轉力線不良，超過±10°正常范圍，膝關節屈伸生物力學異常導致膝關節功能恢復較差。
Watanabe等[5]研究認為脛骨平臺旋轉不良是導致TKA術后脛股關節不匹配的主要原因。Bédard等[6]研究發現，34例TKA術后關節僵硬患者存在股骨和脛骨假體旋轉力線不良，其中股骨假體內旋24例（平均3.1°）、脛骨假體內旋33例（平均13.7°）。Bell等[2]研究發現脛骨假體內旋與TKA術后疼痛密切相關；Barrack等[18]指出TKA術后膝前疼痛組患者脛骨假體平均內旋6.2°，而非疼痛組患者脛骨假體平均外旋0.4°。
TKA術中脛骨假體旋轉力線不良的主要原因為脛骨近端解剖變異較大，臨床缺乏可靠的解剖定位軸[19]。目前術中脛骨假體旋轉定位方法包括膝關節屈伸動態定位法和解剖定位法。屈伸動態定位法無需對脛骨平臺關節內、外結構進行判斷，試模安置后反復屈伸膝關節即可對脛骨假體旋轉定位，但Berhouet等[20]對TKA術中采用屈伸動態定位確定脛骨假體旋轉的患者研究后發現，脛骨假體后髁線相對股骨解剖外上髁軸內旋（1.89±4.73）°。Chotanaphuti等[21]認為屈伸動態定位法確定的脛骨假體旋轉比依賴于脛骨結節內緣技術外旋平均增大3°。由此可見，膝關節屈伸動態定位法不能精確恢復脛骨假體旋轉軸。
對于脛骨假體旋轉解剖定位法，Howell等[19]研究提出，脛骨結節內1/3解剖定位法會導致脛骨假體旋轉不良，脛骨假體前后軸與脛骨結節內1/3點距離偏差≥2 mm的發生率為86%，由此可導致脛骨假體旋轉軸偏差≥5°。 Akagi等[13]認為Akagi軸和STEA脛骨投射垂線成角（0.0±2.8）°（內旋6.3°～外旋5.2°），可作為脛骨假體旋轉定位的可靠標志。Kawahara等[22]認為TKA術中PCL中點選擇困難使得Akagi軸難以確定，因而建議采用脛骨截骨面中點和髕韌帶內1/6連線（平行于Akagi軸）作為脛骨旋轉定位軸。但我們既往研究[23]發現，國人內翻型膝關節骨關節炎患者Akagi軸垂線相對STEA脛骨投射線處于內旋狀態，TKA術中參考截骨平面髕韌帶內1/4點至PCL中點可作為脛骨旋轉定位的可靠方法。
本研究發現，TKA術中經脛骨結節內1/3解剖定位法確定脛骨假體外旋后，脛骨假體內旋（-0.432±6. 6 6 4）°，雖然接近STEA垂線角度，但14膝（20.90%）脛骨假體旋轉力線不良，其中內旋不良8 膝（11.94%），外旋不良6膝（8.96%）。同時，術前ATFA、TRA及術后PCA、AFTA均與術后脛骨假體TRA不相關。因此TKA術中應用脛骨結節內1/3解剖定位法容易導致脛骨假體旋轉不良，臨床應用時需嚴格注意。
