引用本文： 楊濤, 涂意輝, 薛華明, 馬童, 文濤, 薛龍, 王方興, 蒙宇. 單髁關節置換術股骨髓內定位對股骨假體力線影響的影像學研究. 中國修復重建外科雜志, 2019, 33(1): 8-12. doi: 10.7507/1002-1892.201808045 復制
近年來，單髁關節置換術（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）廣泛用于膝關節單間室骨關節炎的治療。假體力線是影響 UKA 預后的主要因素之一[1]，研究報道 UKA 術中股骨假體位置偏差高達 32%[2-3]。為解決上述問題，2012 年臨床開始采用 MicroPlasty 牛津膝關節微創置換系統（以下簡稱 MP 系統）進行股骨假體定位[4-5]，并取得了優良的早期療效[6]。與傳統 UKA 術中需術者“手動”股骨側假體定位不同，MP 系統是通過“鉸鏈式”髓內桿連接器，將股骨髓內導桿和股骨鉆孔導引器固定，這種機械式連接理論上使股骨假體力線能符合既定的理想值，從而獲得準確的股骨假體位置。目前，關于采用 MP 系統術中股骨髓內定位導桿影像學位置及其對股骨假體力線的影響研究較少。本研究擬通過分析采用 MP 系統行 UKA 的患者術中及術后影像學資料，評估股骨髓內定位導桿實際位置及其對股骨假體力線的影響，為臨床手術提供理論依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者選擇標準：① 原發性膝關節前內側骨關節炎，并且采用 MP 系統行 UKA；② 疼痛局限于膝關節內側（髕骨內緣內側）或伴膝后方疼痛；③ 膝關節屈曲攣縮<15°；④ 膝關節屈曲角度>90°；⑤ 內翻畸形<15° 且可以被動矯正。排除標準：① 類風濕性關節炎、感染性關節炎；② 有膝關節周圍骨折或截骨矯形手術史。2016 年 8 月—11 月，共 50 例（50 膝）患者符合選擇標準納入研究。本研究通過醫院倫理委員會批準，患者及家屬均自愿加入本次研究并簽署知情同意書。
本組男 10 例，女 40 例；年齡 62～77 歲，平均 68.8 歲。體質量指數 22.87～24.31 kg/m2，平均 23.72 kg/m2。膝內翻畸形角度為（5.22±3.46）°，屈曲畸形角度為（7.42±2.65）°；膝關節活動度（range of motion，ROM）為（106.85±7.62）°；美國特種外科醫院（HSS）評分為（68.26±4.65）分。膝關節炎病程 3～8 年，平均 5.6 年。
1.2 手術方法
本組手術均由同一術者參照 MP 系統操作步驟完成，采用美國 Biomet 公司 Oxford 第 3 代單髁假體。蛛網膜下腔阻滯麻醉下，患肢取半截石位，即屈髖 30° 置于托腿架上，大腿根部捆扎止血帶。屈膝 90°，從髕骨內緣至關節線下 3 cm 處作切口，切除內側半月板前半部分以及髕骨后脂肪墊，檢查前交叉韌帶功能。切除股骨內髁內側緣、髁間窩內外側緣、髁間窩頂部、內側副韌帶下方和股骨內側髁后外緣的全部骨贅。將間隙測厚器插入內側間室中央，插入脛骨鋸切導向器，使其長軸與脛骨長軸平行。使用 G 形夾連接股骨間隙測厚器和脛骨鋸切導向器，脛骨導向器緊貼脛骨前緣，咬合 G 形夾，將 3 個部件鎖定后用螺釘固定導向器。松開 G 形夾，與測厚器一并取出。將鋸片插入靠近內側髁外側緣髁間窩，在內側脛骨脊頂點內側、前交叉韌帶止點邊緣，指向髂前上棘，垂直向下進行截骨。插入內側副韌帶拉鉤，使用擺鋸水平截骨完成脛骨平臺截骨。膝關節屈曲 45°，在股骨髁間凹前內側緣及后交叉韌帶止點前方 1 cm，緊貼股骨髁間凹內側壁沿線上朝向髂前上棘鉆孔[7-8]，插入髓內導桿，如遇到阻力，切勿用敲擊等暴力強行插入。C 臂 X 線機透視滿意后，插入股骨鉆孔導向器，將髓內桿連接器分別插入髓內導桿及股骨鉆孔導向器的側孔中，調節并確認導向器位于股骨內髁中央后進行股骨鉆孔，將股骨后髁截骨導向器插入鉆孔內，切除股骨髁后關節面。余股骨髁的碾磨及屈伸間隙平衡等均按照操作手冊完成。
1.3 觀測指標
將術中股骨髓內導桿 X 線片及術后膝關節正側位 X 線片導入 Winning Health TView v6.1.0 軟件（上海金仕達衛寧軟件股份有限公司）。測量參數：① 股骨髓內導桿與股骨髓腔解剖軸線在冠狀位的夾角（α），定義內側交角為負值、外側交角為正值；② 股骨髓內導桿與股骨髓腔解剖軸線在矢狀位的夾角（β），定義在前方交角為負值、后方交角為正值；③ 股骨假體內外翻角（femoral component valgus/varus angle，FCVA）：假體力線和機械軸夾角，定義內翻為正值、外翻為負值；④ 股骨假體屈曲角（femoral component posterior slope angle，FCPSA）：股骨假體力線和股骨解剖軸線的夾角。見圖 1。
圖1
X 線片測量示意圖
a、b. 股骨髓內導桿與股骨解剖軸線（M）的夾角；c. FCVA；d. FCPSA
Figure1. Schematic diagram of X-ray filmsa, b. Angle between the femoral intramedullary rod and femoral anatomical axis (M); c. FCVA; d. FCPSA
1.4 統計學方法
采用 SPSS20.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，手術前后比較采用配對 t 檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
術中 X 線片測量：股骨髓內導桿與髓腔解剖軸線在冠狀位均呈外側交角，α 為 0.28～2.06°，平均 0.96°；在矢狀位均呈后方交角，β 為 0.08～0.48°，平均 0.13°。本組股骨髓內導桿在冠狀位上均未在股骨髓腔解剖軸線，更靠近股骨內側皮質；12 例（24%）冠狀位上股骨髓內導桿的髓內段和髓外段部分存在成角形變（>1°），形變角為 1.37～4.26°，平均 2.35°。術后 X 線片測量：股骨假體內翻 38 例（76%），FCVA 為–1.76～4.08°，平均 2.21°；FCPSA 為 7.12～13.86°，平均 9.16°。所有股骨假體力線均在推薦范圍內。
患者術后切口均Ⅰ期愈合，未出現早期手術相關并發癥。50 例均獲隨訪，隨訪時間 22～26 個月，平均 24.5 個月。末次隨訪時，膝內翻畸形角度為（1.82±1.05）°、屈曲畸形角度為（2.54±1.86）°，與術前比較差異均有統計學意義（t=27.419，P=0.000；t=15.878，P=0.000）。ROM 為（124.62±5.85）°，HSS 評分為（91.58±3.65）分，與術前比較差異均有統計學意義（t=14.426，P=0.000；t=21.074，P=0.000）。隨訪期間均未出現襯墊脫位、假體無菌性松動等并發癥。見圖 2。
圖2
患者，女，72 歲，左膝內側間室骨關節炎正側位 X 線片
a. 術前；b. 術中；c. 術后 2 年
Figure2. Anteroposterior and lateral X-ray films of a 72-year-old female patient with medial compartment osteoarthritis of the left kneea. Before operation; b. During operation; c. At 2 years after operation
3 討論
UKA 股骨假體位置多采用股骨髓內定位方法確定，由于微創小切口下術野暴露有限，股骨假體精準定位仍有一定困難，而假體位置直接影響著術后療效[5, 9-13]。采用 MP 系統定位股骨假體準確性主要與 3 個因素有關，導桿直徑、長短和股骨開髓點位置[14]，其中股骨開髓點位置是最重要因素。既往研究認為，股骨開髓點為股骨滑車中心或稍偏內和股骨髁后交叉韌帶止點的前方，但具體位置報道較少且無定論。MP 系統推薦在股骨髁間凹前內側緣前方 1 cm，髁間凹內側壁沿線上鉆孔開髓[8]。我們術中發現部分患者股骨髁間凹存在明顯骨贅增生，需要剔除骨贅后進行開髓點定位。因此，為了提高定位的精準性，本組選擇在髁間凹內側壁沿線上，股骨髁間凹前內側緣及后交叉韌帶止點前方 1 cm 作為股骨開髓點。
目前關于股骨髓內定位導桿位置的影像學研究較少，本研究發現股骨髓內導桿在冠狀位上并不完全位于股骨髓腔解剖軸線，而更靠近股骨內側皮質。股骨髓內導桿與髓腔解剖軸線在冠狀位上均呈外側交角，平均角度為 0.96°；在矢狀位上呈后方交角，平均角度為 0.13°。我們認為股骨髓內導桿平行于股骨髓腔解剖軸線。此外，有 12 例（24%）股骨髓內導桿的髓內段和髓外段在冠狀位上存在成角形變（>1°），我們分析可能受患者體位、術野范圍較小等因素影響，術中髂前上棘的準確判定相對困難，髓內導桿的插入方向存在不確定性，當插入的髓內導桿遠端達髓腔內骨皮質時會產生側向應力，進而導致導桿形變；其次，股骨干側彎等畸形一定程度影響股骨髓內導桿順利插入，因此對解剖學異常的特殊患者，我們推薦術前行下肢全長 X 線片，進行詳細術前準備。
文獻報道 UKA 術后股骨假體位置偏差率相對較高[2-3, 15]，假體力線不良可引起假體撞擊，增加聚乙烯襯墊的磨損率，襯墊的磨損最大可達每年 0.08 mm[10]。Kang 等[11]的有限元分析發現，股骨組件內外翻畸形會影響襯墊、外側間室、副韌帶張力，尤其當偏差超過 9° 時。Oxford 研究團隊推薦股骨假體力線應平行于下肢機械軸，冠狀位上股骨假體內、外翻 ±10° 范圍可以接受，矢狀位上與股骨解剖軸呈屈曲 10°（屈曲 15°～伸 0° 范圍）[11, 16]。本組術后 X 線片測量發現股骨假體輕度內翻 38 例（76%），但所有股骨假體力線均在推薦范圍內，未受股骨髓內導桿位置及形變的影響。除了選擇最佳的股骨開髓點、精確的截骨以外，還應確保股骨假體位置盡可能在脛骨假體中線上。如果股骨假體位置偏內，襯墊易向膝內側滑移，不僅會刺激軟組織，還可能導致襯墊旋轉和脫位[11, 16]。Dunn 等[17]研究報道，UKA 髓內定位技術可以獲得良好的術后力線及長期療效。本組末次隨訪時患者膝關節內翻和屈曲畸形角度、ROM 及 HSS 評分均較術前有顯著改善。隨訪期間均未出現襯墊脫位、假體無菌性松動等并發癥。
但是，本研究存在一些不足，如病例數較少，無下肢全長 X 線片，未考慮股骨干畸形等因素，患者年齡分布較窄，也未考慮性別、身高及體質量差異及對假體位置的影響。因此，需要大樣本量進一步探究最佳的股骨髓內定位技術。
近年來，單髁關節置換術（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）廣泛用于膝關節單間室骨關節炎的治療。假體力線是影響 UKA 預后的主要因素之一[1]，研究報道 UKA 術中股骨假體位置偏差高達 32%[2-3]。為解決上述問題，2012 年臨床開始采用 MicroPlasty 牛津膝關節微創置換系統（以下簡稱 MP 系統）進行股骨假體定位[4-5]，并取得了優良的早期療效[6]。與傳統 UKA 術中需術者“手動”股骨側假體定位不同，MP 系統是通過“鉸鏈式”髓內桿連接器，將股骨髓內導桿和股骨鉆孔導引器固定，這種機械式連接理論上使股骨假體力線能符合既定的理想值，從而獲得準確的股骨假體位置。目前，關于采用 MP 系統術中股骨髓內定位導桿影像學位置及其對股骨假體力線的影響研究較少。本研究擬通過分析采用 MP 系統行 UKA 的患者術中及術后影像學資料，評估股骨髓內定位導桿實際位置及其對股骨假體力線的影響，為臨床手術提供理論依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者選擇標準：① 原發性膝關節前內側骨關節炎，并且采用 MP 系統行 UKA；② 疼痛局限于膝關節內側（髕骨內緣內側）或伴膝后方疼痛；③ 膝關節屈曲攣縮<15°；④ 膝關節屈曲角度>90°；⑤ 內翻畸形<15° 且可以被動矯正。排除標準：① 類風濕性關節炎、感染性關節炎；② 有膝關節周圍骨折或截骨矯形手術史。2016 年 8 月—11 月，共 50 例（50 膝）患者符合選擇標準納入研究。本研究通過醫院倫理委員會批準，患者及家屬均自愿加入本次研究并簽署知情同意書。
本組男 10 例，女 40 例；年齡 62～77 歲，平均 68.8 歲。體質量指數 22.87～24.31 kg/m2，平均 23.72 kg/m2。膝內翻畸形角度為（5.22±3.46）°，屈曲畸形角度為（7.42±2.65）°；膝關節活動度（range of motion，ROM）為（106.85±7.62）°；美國特種外科醫院（HSS）評分為（68.26±4.65）分。膝關節炎病程 3～8 年，平均 5.6 年。
1.2 手術方法
本組手術均由同一術者參照 MP 系統操作步驟完成，采用美國 Biomet 公司 Oxford 第 3 代單髁假體。蛛網膜下腔阻滯麻醉下，患肢取半截石位，即屈髖 30° 置于托腿架上，大腿根部捆扎止血帶。屈膝 90°，從髕骨內緣至關節線下 3 cm 處作切口，切除內側半月板前半部分以及髕骨后脂肪墊，檢查前交叉韌帶功能。切除股骨內髁內側緣、髁間窩內外側緣、髁間窩頂部、內側副韌帶下方和股骨內側髁后外緣的全部骨贅。將間隙測厚器插入內側間室中央，插入脛骨鋸切導向器，使其長軸與脛骨長軸平行。使用 G 形夾連接股骨間隙測厚器和脛骨鋸切導向器，脛骨導向器緊貼脛骨前緣，咬合 G 形夾，將 3 個部件鎖定后用螺釘固定導向器。松開 G 形夾，與測厚器一并取出。將鋸片插入靠近內側髁外側緣髁間窩，在內側脛骨脊頂點內側、前交叉韌帶止點邊緣，指向髂前上棘，垂直向下進行截骨。插入內側副韌帶拉鉤，使用擺鋸水平截骨完成脛骨平臺截骨。膝關節屈曲 45°，在股骨髁間凹前內側緣及后交叉韌帶止點前方 1 cm，緊貼股骨髁間凹內側壁沿線上朝向髂前上棘鉆孔[7-8]，插入髓內導桿，如遇到阻力，切勿用敲擊等暴力強行插入。C 臂 X 線機透視滿意后，插入股骨鉆孔導向器，將髓內桿連接器分別插入髓內導桿及股骨鉆孔導向器的側孔中，調節并確認導向器位于股骨內髁中央后進行股骨鉆孔，將股骨后髁截骨導向器插入鉆孔內，切除股骨髁后關節面。余股骨髁的碾磨及屈伸間隙平衡等均按照操作手冊完成。
1.3 觀測指標
將術中股骨髓內導桿 X 線片及術后膝關節正側位 X 線片導入 Winning Health TView v6.1.0 軟件（上海金仕達衛寧軟件股份有限公司）。測量參數：① 股骨髓內導桿與股骨髓腔解剖軸線在冠狀位的夾角（α），定義內側交角為負值、外側交角為正值；② 股骨髓內導桿與股骨髓腔解剖軸線在矢狀位的夾角（β），定義在前方交角為負值、后方交角為正值；③ 股骨假體內外翻角（femoral component valgus/varus angle，FCVA）：假體力線和機械軸夾角，定義內翻為正值、外翻為負值；④ 股骨假體屈曲角（femoral component posterior slope angle，FCPSA）：股骨假體力線和股骨解剖軸線的夾角。見圖 1。
圖1
X 線片測量示意圖
a、b. 股骨髓內導桿與股骨解剖軸線（M）的夾角；c. FCVA；d. FCPSA
Figure1. Schematic diagram of X-ray filmsa, b. Angle between the femoral intramedullary rod and femoral anatomical axis (M); c. FCVA; d. FCPSA
1.4 統計學方法
采用 SPSS20.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，手術前后比較采用配對 t 檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
術中 X 線片測量：股骨髓內導桿與髓腔解剖軸線在冠狀位均呈外側交角，α 為 0.28～2.06°，平均 0.96°；在矢狀位均呈后方交角，β 為 0.08～0.48°，平均 0.13°。本組股骨髓內導桿在冠狀位上均未在股骨髓腔解剖軸線，更靠近股骨內側皮質；12 例（24%）冠狀位上股骨髓內導桿的髓內段和髓外段部分存在成角形變（>1°），形變角為 1.37～4.26°，平均 2.35°。術后 X 線片測量：股骨假體內翻 38 例（76%），FCVA 為–1.76～4.08°，平均 2.21°；FCPSA 為 7.12～13.86°，平均 9.16°。所有股骨假體力線均在推薦范圍內。
患者術后切口均Ⅰ期愈合，未出現早期手術相關并發癥。50 例均獲隨訪，隨訪時間 22～26 個月，平均 24.5 個月。末次隨訪時，膝內翻畸形角度為（1.82±1.05）°、屈曲畸形角度為（2.54±1.86）°，與術前比較差異均有統計學意義（t=27.419，P=0.000；t=15.878，P=0.000）。ROM 為（124.62±5.85）°，HSS 評分為（91.58±3.65）分，與術前比較差異均有統計學意義（t=14.426，P=0.000；t=21.074，P=0.000）。隨訪期間均未出現襯墊脫位、假體無菌性松動等并發癥。見圖 2。
圖2
患者，女，72 歲，左膝內側間室骨關節炎正側位 X 線片
a. 術前；b. 術中；c. 術后 2 年
Figure2. Anteroposterior and lateral X-ray films of a 72-year-old female patient with medial compartment osteoarthritis of the left kneea. Before operation; b. During operation; c. At 2 years after operation
3 討論
UKA 股骨假體位置多采用股骨髓內定位方法確定，由于微創小切口下術野暴露有限，股骨假體精準定位仍有一定困難，而假體位置直接影響著術后療效[5, 9-13]。采用 MP 系統定位股骨假體準確性主要與 3 個因素有關，導桿直徑、長短和股骨開髓點位置[14]，其中股骨開髓點位置是最重要因素。既往研究認為，股骨開髓點為股骨滑車中心或稍偏內和股骨髁后交叉韌帶止點的前方，但具體位置報道較少且無定論。MP 系統推薦在股骨髁間凹前內側緣前方 1 cm，髁間凹內側壁沿線上鉆孔開髓[8]。我們術中發現部分患者股骨髁間凹存在明顯骨贅增生，需要剔除骨贅后進行開髓點定位。因此，為了提高定位的精準性，本組選擇在髁間凹內側壁沿線上，股骨髁間凹前內側緣及后交叉韌帶止點前方 1 cm 作為股骨開髓點。
目前關于股骨髓內定位導桿位置的影像學研究較少，本研究發現股骨髓內導桿在冠狀位上并不完全位于股骨髓腔解剖軸線，而更靠近股骨內側皮質。股骨髓內導桿與髓腔解剖軸線在冠狀位上均呈外側交角，平均角度為 0.96°；在矢狀位上呈后方交角，平均角度為 0.13°。我們認為股骨髓內導桿平行于股骨髓腔解剖軸線。此外，有 12 例（24%）股骨髓內導桿的髓內段和髓外段在冠狀位上存在成角形變（>1°），我們分析可能受患者體位、術野范圍較小等因素影響，術中髂前上棘的準確判定相對困難，髓內導桿的插入方向存在不確定性，當插入的髓內導桿遠端達髓腔內骨皮質時會產生側向應力，進而導致導桿形變；其次，股骨干側彎等畸形一定程度影響股骨髓內導桿順利插入，因此對解剖學異常的特殊患者，我們推薦術前行下肢全長 X 線片，進行詳細術前準備。
文獻報道 UKA 術后股骨假體位置偏差率相對較高[2-3, 15]，假體力線不良可引起假體撞擊，增加聚乙烯襯墊的磨損率，襯墊的磨損最大可達每年 0.08 mm[10]。Kang 等[11]的有限元分析發現，股骨組件內外翻畸形會影響襯墊、外側間室、副韌帶張力，尤其當偏差超過 9° 時。Oxford 研究團隊推薦股骨假體力線應平行于下肢機械軸，冠狀位上股骨假體內、外翻 ±10° 范圍可以接受，矢狀位上與股骨解剖軸呈屈曲 10°（屈曲 15°～伸 0° 范圍）[11, 16]。本組術后 X 線片測量發現股骨假體輕度內翻 38 例（76%），但所有股骨假體力線均在推薦范圍內，未受股骨髓內導桿位置及形變的影響。除了選擇最佳的股骨開髓點、精確的截骨以外，還應確保股骨假體位置盡可能在脛骨假體中線上。如果股骨假體位置偏內，襯墊易向膝內側滑移，不僅會刺激軟組織，還可能導致襯墊旋轉和脫位[11, 16]。Dunn 等[17]研究報道，UKA 髓內定位技術可以獲得良好的術后力線及長期療效。本組末次隨訪時患者膝關節內翻和屈曲畸形角度、ROM 及 HSS 評分均較術前有顯著改善。隨訪期間均未出現襯墊脫位、假體無菌性松動等并發癥。
但是，本研究存在一些不足，如病例數較少，無下肢全長 X 線片，未考慮股骨干畸形等因素，患者年齡分布較窄，也未考慮性別、身高及體質量差異及對假體位置的影響。因此，需要大樣本量進一步探究最佳的股骨髓內定位技術。
