引用本文： 常文舉, 丁海. 微創膝關節單髁置換術研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(10): 1307-1311. doi: 10.7507/1002-1892.20150282 復制
臨床應用膝關節單髁置換術（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）治療單間室骨關節炎（osteoarthritis，OA）已超過30年。早期研究顯示UKA翻修率較高，但隨著假體設計改進、嚴格把握手術適應證以及UKA技術的提高，特別是微創外科技術（minimally invasive surgery，MIS）、計算機及機器人輔助導航技術應用于UKA后，隨訪結果滿意[1]。現就UKA的手術適應證和禁忌證、MIS-UKA和計算機及機器人輔助導航技術應用的最新研究進展作一綜述。
1 UKA優勢
與人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）相比，UKA保留了膝關節前、后交叉韌帶，能維持膝關節正常生物力學及較高的活動功能；術后關節本體感覺較好，更接近正常膝關節；手術切口小、創傷小、出血少，術后并發癥少，可較早恢復功能鍛煉[2-4]；手術截骨量少，即使手術失敗行TKA翻修，翻修術效果也類似初次TKA[4-5]。而Craik等[6]的研究卻得出了相反結論，他們認為與初次TKA相比，UKA翻修術療效較差，且接受翻修術患者中大部分膝關節存在骨缺損，常需額外的外科技術處理。因此，選擇合適的病例和術前仔細檢查對獲得滿意的UKA手術效果至關重要。
Arirachakaran等[7]通過Meta分析比較了UKA和TKA術后疼痛視覺模擬評分（VAS）、膝關節學會評分系統（KSS）評分、膝關節活動度（range of motion，ROM）、并發癥和翻修率，發現與UKA相比，TKA早期并發癥更多，但翻修率較低；兩者在KSS評分及ROM方面差異無統計學意義。在另一項UKA和TKA的配對研究中，通過對膝關節ROM、KSS評分以及假體生存率等指標比較，發現UKA術后膝關節ROM更大，術后5年ROM達104°，但二者術后6、18、36、60個月KSS評分比較差異無統計學意義[7]。John等[8]對采用Miller-Gallant單髁假體行UKA的患者進行了平均10.8年的隨訪，患者平均Bristol膝關節評分（BKS）為43.1分，平均ROM為110.6°，86%膝關節功能評分良好，89%膝關節力線良好，內側假體10年生存率為94%，外側假體5 年生存率為97%。Vasso等[9]也認為UKA是內側單間室OA的有效治療方法。但有學者認為，UKA手術效果優于TKA可能與患者選擇偏倚有關。Howell等[10]的研究證實了選擇偏倚的存在，且術前擬行UKA而術中改行TKA的患者臨床效果與行UKA患者相似，優于擬行TKA患者。
2 適應證與禁忌證
正確選擇病例是保證UKA術后假體長期生存的關鍵。傳統UKA手術指征[11]包括：年齡 ≥60歲，體質量＜82 kg，活動量相對較小，膝關節ROM≥90°，屈曲攣縮＜5°，內翻畸形≤10°或外翻畸形 ≤15°。炎性關節疾病（例如類風濕關節炎、絨毛結節性滑膜炎）、對側間室及髕股關節退行性變、前交叉韌帶損傷（anterior cruciate ligament deficiency，ACLD）是手術禁忌證。
隨著手術技術進步及假體設計改進，UKA手術適應證也相應擴大。臨床研究發現，膝關節骨壞死或OA的年輕患者接受UKA后關節疼痛消除[12]，并且部分患者術后可適度參加體育鍛煉，提高了患者生活質量[13]。有學者發現UKA術后對側間室病變進行性加重，但不影響手術效果[14]，所以髕股關節和對側間室退行性變可能不是UKA手術絕對禁忌證[15-16]，但需進一步研究證實。
文獻報道ACLD患者行UKA后失敗率較高，因此ACLD被視為絕對禁忌證[11, 15]。然而Boissonneault等[17]發現ACLD患者UKA術后5年臨床效果和假體生存率與具有完整前交叉韌帶的患者無明顯差別，表明ACLD可能不是UKA的絕對禁忌證，但遠期療效仍需大宗病例長期隨訪結果證明。
傳統觀點認為身體質量指數（body mass index，BMI）＞30 kg/m2者不適合行UKA。Murray等[18]對746例平均BMI為32.1 kg/m2的患者行機器人輔助UKA，中期隨訪結果表明，BMI對臨床效果、住院時間和翻修率無明顯影響。在傳統UKA臨床研究中也獲得類似結論[19]。因此，不應將肥胖作為UKA的絕對禁忌證。
膝關節伴嚴重畸形一直是UKA的禁忌證。Seng等[20]對53例膝關節伴嚴重畸形（40例屈曲攣縮≥15°，13例內翻畸形≥15°）患者行UKA，結果顯示如力線恢復滿意，伴嚴重畸形者術后也能獲得良好的膝關節功能和生活質量。該研究拓展了UKA的適應證，但需進一步隨訪以確定長期療效。
3 MIS-UKA
3.1 手術方法
20世紀90年代末，Repicci等[21]首次提出MIS-UKA，該術式通過髕骨內上緣至脛骨結節內側7～10 cm切口，逐層切開顯露內側間室，去除內側髕旁骨贅；使用往復鋸切除股骨后髁5～8 mm，在股骨髁和脛骨鉆入2枚斯氏針，擴大脛骨顯露，脛骨使用高速磨鉆磨至5 mm深度，在軟骨缺損和骨硬化區最多磨除3 mm，脛骨周緣需保留2～3 mm骨量以維持假體穩定，股骨髁磨除3 mm。然后使用亞甲藍標記與脛骨相對的股骨髁上的旋轉中心和股骨中心點，插入磨鉆導向器輔助股骨鉆孔，使用往復鋸切割形成用于安裝股骨假體固定翼的骨槽，試模，安裝假體組件。
3.2 臨床效果
Hamilton等[22]對同一中心517例使用固定平臺假體行MIS-UKA的患者進行隨訪，Kaplan-Meier生存分析示假體6年生存率為92%。Guo等[23]也認為MIS-UKA是治療膝關節自發性骨壞死的有效手段，早期隨訪結果滿意。對于年輕且活動量較大的單間室OA患者治療棘手，保守治療對緩解疼痛、改善功能作用有限。Streit等[24]對101例（118膝）、年齡25～60歲（平均57歲）患者使用牛津3 代假體行MIS-UKA，Kaplan-Meier生存分析示假體5年生存率為97%，術后效果滿意度達96%。他們認為采用牛津3代假體行MIS-UKA治療年輕和活動量較大的OA患者中期療效滿意。
3.3 優點和缺點
相比傳統UKA，MIS-UKA手術切口小（平均7 cm），出血少（＜200 mL），膝關節周圍肌肉及神經損傷少，對對側間室、髕骨、前后交叉韌帶無干擾，因此患者恢復時間短，并發癥少，膝關節功能更好；同時UKA過程中使用“鑲嵌”方法植入脛骨、股骨假體，使假體固定更牢靠[21]。Zhang等[25]通過前瞻性隨機對照試驗發現，MIS-UKA術后無需常規留置引流管，可減少住院費用和顯性失血。甚至有研究提出，門診行MIS-UKA也安全有效[12]。
盡管MIS-UKA有很多優點，但對術者手術技術要求高，學習曲線長。在進行MIS-UKA過程中，由于手術視野顯露不充分，導致在假體位置準確性、假體骨床準備、術后下肢力線恢復以及術后翻修率方面仍存在不足[26]。Arno等[27]將40例患者隨機分為MIS-UKA組和傳統UKA組進行比較，結果發現兩組患者在疼痛強度、嗎啡用量、膝關節功能、住院時間、患者滿意度和牛津膝關節評分方面差異均無統計學意義。Essving等[28]采用同樣研究方法也得到類似結果，并且發現MIS-UKA組和傳統UKA組在術后恢復功能鍛煉時間、術后并發癥方面差異也無統計學意義。因此，臨床應根據醫生手術技術以及醫院條件選擇UKA術式。
3.4 注意事項
UKA對下肢力線的要求較TKA高，雖然UKA最佳下肢力線角度尚無定論，但目前多數學者認為UKA術中應避免對力線過度矯正，以減少早期失敗、聚乙烯磨損和對側間室磨損發生率。
Vasso等[29]認為輕度內翻不影響UKA中遠期療效，并且與矯正至中立位和接近中立位相比，能獲得更好的臨床效果。術中在力線矯正不足和過度矯正間取得最佳平衡的下肢力線難度較大，往往取決于術者經驗。同時冠狀面和矢狀面的力線也是影響假體使用壽命的重要因素[30]，近年研究顯示，脛骨平臺后傾＞7°將明顯增加術后假體松動幾率[31]。Badawy等[32]研究發現UKA術后翻修風險與醫院UKA手術量相關，UKA年手術量＞40例的醫院翻修風險顯著低于年手術量＜10例的醫院，而且發生假體脫位、不穩、力線不齊和骨折的風險也較低。
4 計算機及機器人輔助導航技術的應用
Mounasamy等[33]認為力線不良是MIS-UKA遠期失敗的主要原因；Kuipers等[15]研究也發現除了患者年齡、體質量等因素外，術后股骨和脛骨假體力線準確性也會影響MIS-UKA療效。此外，MIS-UKA手術是否成功還取決于關節周圍韌帶緊張度、屈曲-伸直間隙平衡以及內、外翻穩定性[34]。由于MIS技術不能完全顯示術中定位標志，因此術中很難將假體植入準確位置。目前大部分研究認為計算機及機器人輔助導航技術可進行精確的術前規劃，術中準確植入假體，提高假體植入的準確度[35-41]，這在外側間室MIS-UKA中尤為重要[37]。
Plate等[34]研究認為，機器人輔助MIS-UKA通過計算機動態、實時地測試軟組織松緊度，可更好地恢復正常膝關節的運動學，提高假體生存率及功能恢復程度，具有很好的可重復性。Bell等[38]介紹了一種患者個性化設備（patient specific instrumentation，PSI） 技術，MIS-UKA術前進行膝關節MRI掃描，通過計算機輔助設計膝關節三維模型，計算假體大小、安裝位置、截骨量、脛骨后傾角等，根據以上解剖數據定制用于股骨和脛骨截骨的鉆模，以此來控制截骨的范圍和角度；研究結果證實PSI技術能夠幫助手術經驗欠缺的關節外科醫生提高MIS-UKA臨床效果和假體生存率。目前大部分機器人導航輔助MIS-UKA均要求術前行MRI或CT掃描，以重建膝關節三維模型。近來，Nair等[40]使用了一種新型手持式半自動機器人截骨系統進行MIS-UKA，結果表明這種無需圖像重建的半自動機器人能夠精確安裝假體，且失誤率低。但該技術目前僅在尸體上進行研究，還未進入臨床應用階段。
有學者注意到，與MIS-UKA相比，計算機輔助下MIS-UKA可提高假體力線準確性，但未改善臨床療效，因此對于計算機輔助導航技術的應用需謹慎[4 1]。計算機及機器人輔助導航技術的主要優勢在于能限制矯正不足，因力線矯正不足易導致聚乙烯襯墊早期磨損、假體松動和脛骨平臺下沉；同時也有利于避免矯枉過正，尤其在活動平臺MIS-UKA中，為了避免半月板型襯墊在內側過度松弛而發生脫位，需使用較大的聚乙烯襯墊，導致對側間室發生早期磨損[38-39]。然而，計算機和機器人輔助導航技術能否在提高假體力線準確性的同時，提高假體生存率及臨床效果，仍有待進一步研究。因此，正確的病例選擇、術前臨床和影像學評估以及外科醫生手術技術仍是MIS-UKA成功的關鍵性因素。
5 展望
研究表明，UKA是治療膝關節單間室OA安全有效的手術方式[42-44]。導航系統能為UKA提供完整三維空間參數的膝關節局部解剖情況，實現精確安裝假體。MIS-UKA技術日益成熟，縮短了住院時間和術后恢復鍛煉時間，具有廣闊的發展前景，但仍需嚴格把握手術適應證。
臨床應用膝關節單髁置換術（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）治療單間室骨關節炎（osteoarthritis，OA）已超過30年。早期研究顯示UKA翻修率較高，但隨著假體設計改進、嚴格把握手術適應證以及UKA技術的提高，特別是微創外科技術（minimally invasive surgery，MIS）、計算機及機器人輔助導航技術應用于UKA后，隨訪結果滿意[1]。現就UKA的手術適應證和禁忌證、MIS-UKA和計算機及機器人輔助導航技術應用的最新研究進展作一綜述。
1 UKA優勢
與人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）相比，UKA保留了膝關節前、后交叉韌帶，能維持膝關節正常生物力學及較高的活動功能；術后關節本體感覺較好，更接近正常膝關節；手術切口小、創傷小、出血少，術后并發癥少，可較早恢復功能鍛煉[2-4]；手術截骨量少，即使手術失敗行TKA翻修，翻修術效果也類似初次TKA[4-5]。而Craik等[6]的研究卻得出了相反結論，他們認為與初次TKA相比，UKA翻修術療效較差，且接受翻修術患者中大部分膝關節存在骨缺損，常需額外的外科技術處理。因此，選擇合適的病例和術前仔細檢查對獲得滿意的UKA手術效果至關重要。
Arirachakaran等[7]通過Meta分析比較了UKA和TKA術后疼痛視覺模擬評分（VAS）、膝關節學會評分系統（KSS）評分、膝關節活動度（range of motion，ROM）、并發癥和翻修率，發現與UKA相比，TKA早期并發癥更多，但翻修率較低；兩者在KSS評分及ROM方面差異無統計學意義。在另一項UKA和TKA的配對研究中，通過對膝關節ROM、KSS評分以及假體生存率等指標比較，發現UKA術后膝關節ROM更大，術后5年ROM達104°，但二者術后6、18、36、60個月KSS評分比較差異無統計學意義[7]。John等[8]對采用Miller-Gallant單髁假體行UKA的患者進行了平均10.8年的隨訪，患者平均Bristol膝關節評分（BKS）為43.1分，平均ROM為110.6°，86%膝關節功能評分良好，89%膝關節力線良好，內側假體10年生存率為94%，外側假體5 年生存率為97%。Vasso等[9]也認為UKA是內側單間室OA的有效治療方法。但有學者認為，UKA手術效果優于TKA可能與患者選擇偏倚有關。Howell等[10]的研究證實了選擇偏倚的存在，且術前擬行UKA而術中改行TKA的患者臨床效果與行UKA患者相似，優于擬行TKA患者。
2 適應證與禁忌證
正確選擇病例是保證UKA術后假體長期生存的關鍵。傳統UKA手術指征[11]包括：年齡 ≥60歲，體質量＜82 kg，活動量相對較小，膝關節ROM≥90°，屈曲攣縮＜5°，內翻畸形≤10°或外翻畸形 ≤15°。炎性關節疾病（例如類風濕關節炎、絨毛結節性滑膜炎）、對側間室及髕股關節退行性變、前交叉韌帶損傷（anterior cruciate ligament deficiency，ACLD）是手術禁忌證。
隨著手術技術進步及假體設計改進，UKA手術適應證也相應擴大。臨床研究發現，膝關節骨壞死或OA的年輕患者接受UKA后關節疼痛消除[12]，并且部分患者術后可適度參加體育鍛煉，提高了患者生活質量[13]。有學者發現UKA術后對側間室病變進行性加重，但不影響手術效果[14]，所以髕股關節和對側間室退行性變可能不是UKA手術絕對禁忌證[15-16]，但需進一步研究證實。
文獻報道ACLD患者行UKA后失敗率較高，因此ACLD被視為絕對禁忌證[11, 15]。然而Boissonneault等[17]發現ACLD患者UKA術后5年臨床效果和假體生存率與具有完整前交叉韌帶的患者無明顯差別，表明ACLD可能不是UKA的絕對禁忌證，但遠期療效仍需大宗病例長期隨訪結果證明。
傳統觀點認為身體質量指數（body mass index，BMI）＞30 kg/m2者不適合行UKA。Murray等[18]對746例平均BMI為32.1 kg/m2的患者行機器人輔助UKA，中期隨訪結果表明，BMI對臨床效果、住院時間和翻修率無明顯影響。在傳統UKA臨床研究中也獲得類似結論[19]。因此，不應將肥胖作為UKA的絕對禁忌證。
膝關節伴嚴重畸形一直是UKA的禁忌證。Seng等[20]對53例膝關節伴嚴重畸形（40例屈曲攣縮≥15°，13例內翻畸形≥15°）患者行UKA，結果顯示如力線恢復滿意，伴嚴重畸形者術后也能獲得良好的膝關節功能和生活質量。該研究拓展了UKA的適應證，但需進一步隨訪以確定長期療效。
3 MIS-UKA
3.1 手術方法
20世紀90年代末，Repicci等[21]首次提出MIS-UKA，該術式通過髕骨內上緣至脛骨結節內側7～10 cm切口，逐層切開顯露內側間室，去除內側髕旁骨贅；使用往復鋸切除股骨后髁5～8 mm，在股骨髁和脛骨鉆入2枚斯氏針，擴大脛骨顯露，脛骨使用高速磨鉆磨至5 mm深度，在軟骨缺損和骨硬化區最多磨除3 mm，脛骨周緣需保留2～3 mm骨量以維持假體穩定，股骨髁磨除3 mm。然后使用亞甲藍標記與脛骨相對的股骨髁上的旋轉中心和股骨中心點，插入磨鉆導向器輔助股骨鉆孔，使用往復鋸切割形成用于安裝股骨假體固定翼的骨槽，試模，安裝假體組件。
3.2 臨床效果
Hamilton等[22]對同一中心517例使用固定平臺假體行MIS-UKA的患者進行隨訪，Kaplan-Meier生存分析示假體6年生存率為92%。Guo等[23]也認為MIS-UKA是治療膝關節自發性骨壞死的有效手段，早期隨訪結果滿意。對于年輕且活動量較大的單間室OA患者治療棘手，保守治療對緩解疼痛、改善功能作用有限。Streit等[24]對101例（118膝）、年齡25～60歲（平均57歲）患者使用牛津3 代假體行MIS-UKA，Kaplan-Meier生存分析示假體5年生存率為97%，術后效果滿意度達96%。他們認為采用牛津3代假體行MIS-UKA治療年輕和活動量較大的OA患者中期療效滿意。
3.3 優點和缺點
相比傳統UKA，MIS-UKA手術切口小（平均7 cm），出血少（＜200 mL），膝關節周圍肌肉及神經損傷少，對對側間室、髕骨、前后交叉韌帶無干擾，因此患者恢復時間短，并發癥少，膝關節功能更好；同時UKA過程中使用“鑲嵌”方法植入脛骨、股骨假體，使假體固定更牢靠[21]。Zhang等[25]通過前瞻性隨機對照試驗發現，MIS-UKA術后無需常規留置引流管，可減少住院費用和顯性失血。甚至有研究提出，門診行MIS-UKA也安全有效[12]。
盡管MIS-UKA有很多優點，但對術者手術技術要求高，學習曲線長。在進行MIS-UKA過程中，由于手術視野顯露不充分，導致在假體位置準確性、假體骨床準備、術后下肢力線恢復以及術后翻修率方面仍存在不足[26]。Arno等[27]將40例患者隨機分為MIS-UKA組和傳統UKA組進行比較，結果發現兩組患者在疼痛強度、嗎啡用量、膝關節功能、住院時間、患者滿意度和牛津膝關節評分方面差異均無統計學意義。Essving等[28]采用同樣研究方法也得到類似結果，并且發現MIS-UKA組和傳統UKA組在術后恢復功能鍛煉時間、術后并發癥方面差異也無統計學意義。因此，臨床應根據醫生手術技術以及醫院條件選擇UKA術式。
3.4 注意事項
UKA對下肢力線的要求較TKA高，雖然UKA最佳下肢力線角度尚無定論，但目前多數學者認為UKA術中應避免對力線過度矯正，以減少早期失敗、聚乙烯磨損和對側間室磨損發生率。
Vasso等[29]認為輕度內翻不影響UKA中遠期療效，并且與矯正至中立位和接近中立位相比，能獲得更好的臨床效果。術中在力線矯正不足和過度矯正間取得最佳平衡的下肢力線難度較大，往往取決于術者經驗。同時冠狀面和矢狀面的力線也是影響假體使用壽命的重要因素[30]，近年研究顯示，脛骨平臺后傾＞7°將明顯增加術后假體松動幾率[31]。Badawy等[32]研究發現UKA術后翻修風險與醫院UKA手術量相關，UKA年手術量＞40例的醫院翻修風險顯著低于年手術量＜10例的醫院，而且發生假體脫位、不穩、力線不齊和骨折的風險也較低。
4 計算機及機器人輔助導航技術的應用
Mounasamy等[33]認為力線不良是MIS-UKA遠期失敗的主要原因；Kuipers等[15]研究也發現除了患者年齡、體質量等因素外，術后股骨和脛骨假體力線準確性也會影響MIS-UKA療效。此外，MIS-UKA手術是否成功還取決于關節周圍韌帶緊張度、屈曲-伸直間隙平衡以及內、外翻穩定性[34]。由于MIS技術不能完全顯示術中定位標志，因此術中很難將假體植入準確位置。目前大部分研究認為計算機及機器人輔助導航技術可進行精確的術前規劃，術中準確植入假體，提高假體植入的準確度[35-41]，這在外側間室MIS-UKA中尤為重要[37]。
Plate等[34]研究認為，機器人輔助MIS-UKA通過計算機動態、實時地測試軟組織松緊度，可更好地恢復正常膝關節的運動學，提高假體生存率及功能恢復程度，具有很好的可重復性。Bell等[38]介紹了一種患者個性化設備（patient specific instrumentation，PSI） 技術，MIS-UKA術前進行膝關節MRI掃描，通過計算機輔助設計膝關節三維模型，計算假體大小、安裝位置、截骨量、脛骨后傾角等，根據以上解剖數據定制用于股骨和脛骨截骨的鉆模，以此來控制截骨的范圍和角度；研究結果證實PSI技術能夠幫助手術經驗欠缺的關節外科醫生提高MIS-UKA臨床效果和假體生存率。目前大部分機器人導航輔助MIS-UKA均要求術前行MRI或CT掃描，以重建膝關節三維模型。近來，Nair等[40]使用了一種新型手持式半自動機器人截骨系統進行MIS-UKA，結果表明這種無需圖像重建的半自動機器人能夠精確安裝假體，且失誤率低。但該技術目前僅在尸體上進行研究，還未進入臨床應用階段。
有學者注意到，與MIS-UKA相比，計算機輔助下MIS-UKA可提高假體力線準確性，但未改善臨床療效，因此對于計算機輔助導航技術的應用需謹慎[4 1]。計算機及機器人輔助導航技術的主要優勢在于能限制矯正不足，因力線矯正不足易導致聚乙烯襯墊早期磨損、假體松動和脛骨平臺下沉；同時也有利于避免矯枉過正，尤其在活動平臺MIS-UKA中，為了避免半月板型襯墊在內側過度松弛而發生脫位，需使用較大的聚乙烯襯墊，導致對側間室發生早期磨損[38-39]。然而，計算機和機器人輔助導航技術能否在提高假體力線準確性的同時，提高假體生存率及臨床效果，仍有待進一步研究。因此，正確的病例選擇、術前臨床和影像學評估以及外科醫生手術技術仍是MIS-UKA成功的關鍵性因素。
5 展望
研究表明，UKA是治療膝關節單間室OA安全有效的手術方式[42-44]。導航系統能為UKA提供完整三維空間參數的膝關節局部解剖情況，實現精確安裝假體。MIS-UKA技術日益成熟，縮短了住院時間和術后恢復鍛煉時間，具有廣闊的發展前景，但仍需嚴格把握手術適應證。