引用本文: 周鑫, 劉祺, 梁濤, 徐平, 劉洋, 扶世杰, 汪國友, 張磊. 關節鏡結合脛骨高位截骨術治療膝關節內側間室骨關節炎療效分析及對軟骨損傷的影響. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(6): 690-696. doi: 10.7507/1002-1892.202101073 復制
膝關節骨關節炎(knee osteoarthritis,KOA)是一種慢性關節退行性疾病,其主要病變是關節軟骨退行性變和繼發性骨質增生。其中,關節軟骨的退變和損傷是 KOA 發生的病理基礎[1]。KOA 發病一部分與關節軟骨自然退變有關,另一部分受下肢生物力學影響[2],對于膝關節內外翻畸形患者,下肢力線異常對 KOA 進展有顯著影響,其機制是內外翻畸形增加了內外側間室的應力負荷,進一步造成關節軟骨及軟骨下骨損傷[3]。研究發現,膝關節內翻畸形對 KOA 的進展影響比外翻畸形更明顯[4]。因此,對于有癥狀的膝內外翻畸形患者通過手術改善下肢生物力學,對 KOA 的治療具有積極作用,其中脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy,HTO)運用廣泛。HTO 于 1958 年由 Jackson 等首次報道,用于治療膝關節內側間室骨關節炎,經大量臨床研究證明其療效確切[5-6]。HTO 主要通過糾正下肢力線以減輕單側間室負荷,進而緩解疼痛、延緩膝關節置換時間以及恢復患者高水平活動[7]。既往研究普遍認為 HTO 術后關節軟骨缺乏再生能力[8],但近年有文獻報道磨損的膝關節內側間室軟骨在 HTO 術后出現了一定程度的軟骨再生現象[9],再生的軟骨在關節鏡下多呈纖維軟骨狀態,且修復程度有一定差異[10-11]。既往雖有關節鏡結合 HTO 治療 KOA 的報道,但研究多關注于對下肢力線及癥狀的改善,缺乏對軟骨修復情況的研究,絕大多數研究未進行二期關節鏡探查軟骨再生情況,國外雖有相關報道但缺乏國人研究數據。本研究從臨床療效評估和二期關節鏡下觀察軟骨再生情況兩個方面,探討 HTO 對早中期膝關節內側間室骨關節炎的療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① 男性年齡<65 歲,女性<60 歲;② 根據中華醫學會《骨關節炎診治指南》(2007 版)診斷為膝關節內側間室骨關節炎;③ 膝關節活動度基本正常,Kellgren-Lawrence 分級≤Ⅱ級,其中Ⅰ級患者均有明顯癥狀[12];④ KOA 病變局限于內側;⑤ 膝關節屈曲攣縮畸形<15°,內翻畸形>5°,脛骨近端內側機械角(mechanical medial proximal tibial angle,mMPTA)<85°,無關節內畸形,外側軟骨、半月板、韌帶結構正常,膝關節穩定;⑥ 國際軟骨修復分級系統(ICRS)分級[13]≤Ⅲ級,參照 2014 版國際骨關節炎研究學會(OARSI)《膝、髖和多關節骨關節炎非手術治療指南》采取非甾體抗炎藥、關節腔注射透明質酸鈉等方法保守治療 3~6 個月后,患者癥狀及關節功能無明顯改善或反復發作,療效欠佳;⑦ 患者自愿接受關節鏡結合 HTO 治療方案,并簽署知情同意書。排除標準:① 有骨折、韌帶損傷等合并癥,半月板撕裂嚴重或累及滑囊緣者;或者關節間隙明顯狹窄、骨贅明顯增生者;② 合并關節感染、風濕、類風濕等病變;外側間室及髕股關節嚴重骨關節炎;③ 隨訪時間<12 個月者;④ 行內固定物取出時未行關節鏡探查者。2017 年 3 月—2019 年 3 月共 57 例患者符合選擇標準納入研究。
1.2 一般資料
本組男 27 例,女 30 例;年齡 44~57 歲,平均 52.4 歲。左膝 29 例,右膝 28 例。病程 3~6 年,平均 3.6 年。患者均有不同程度膝關節疼痛、腫脹,活動受限,膝關節內翻畸形。膝關節屈曲攣縮畸形 0°~8°,平均 1.36°;內翻畸形 5°~10°,平均 7.60°。Kellgren-Lawrence 分級:Ⅰ級 21 例,Ⅱ級 36 例。術前關節鏡評估軟骨損傷 ICRS 分級為Ⅰ級 11 例,Ⅱ級 42 例,Ⅲ級 4 例。
1.3 手術方法
所有手術由同一手術團隊完成,均采用內側開放楔形截骨。患者于椎管內麻醉或全麻下取仰臥位,患肢消毒置止血帶后標記關節線、內外側髁、髕骨、髕腱、內側副韌帶、脛骨結節等解剖標志。先行膝關節鏡探查患側膝關節,經髕腱旁前內及前外入路進入關節腔,逐一探查髕股關節、內外側關節間室;根據情況清理部分關節腔增生滑膜、摘除游離體、去神經化治療,半月板邊緣磨損或損傷未超過紅白區者(31 例)行半月板成形;股骨內側髁及脛骨平臺軟骨損傷者,ICRS Ⅰ、Ⅱ級損傷行軟骨成形,Ⅲ級損傷使用微骨折工具行骨髓刺激治療;4 例存在股骨髁間窩撞擊者行髁間窩成形。
關節鏡探查結束后,沿脛骨內側緣由后上方向前下作 6~8 cm 弧形切口,分離并顯露鵝足止點,牽開并剝離內側副韌帶淺層遠端纖維,顯露脛骨內后緣。按照術前設計分別將 2 枚 2.5 mm 克氏針植入定位,C 臂 X 線機透視位置滿意后標記橫斷面截骨線,使用擺鋸在 2 枚克氏針下方沿標記線進行橫斷面截骨,注意徹底截除堅硬脛骨后內側皮質。截骨過程中使用 Hohmann 拉鉤對下肢后方解剖結構進行保護,然后行冠狀面截骨。將專用骨刀插入橫斷面截骨區,使用骨錘輕擊將其推進至外側骨性合頁處。逐一插入骨刀撐開,撐開滿意后置入撐開器達合頁點,在撐開器的撐開片上讀岀截骨深度后,用改錐緩慢旋轉使截骨區撐開,直至獲得所需開放角度。在截骨斷端植入鋼板,并依次以螺釘固定鋼板,植入自體髂骨。C 臂 X 線機透視髖-膝-踝力線良好,力線矯正目標設定為 62%~66%(平均 62.5%),檢查內固定物穩定后,沖洗術區,置引流管 1 根。逐層關閉手術切口,術區以彈力繃帶包扎。
1.4 術后處理及療效評價指標
術后 24~48 h 使用廣譜抗生素預防感染,常規脫水消腫、非甾體藥物鎮痛,術區持續間斷冰敷。麻醉清醒后即開始踝泵鍛煉,第 2 天換藥復查后行股四頭肌力訓練,于疼痛耐受范圍內行主被動關節活動,2 周后支具保護下少許負重,3 個月后正常負重。術后 1、3、6、12 個月復查 X 線片,待截骨部位骨性愈合后取出內固定物。
術前及術后 3 個月、1 年和末次隨訪時,采用 Lysholm 評分[14]、美國特種外科醫院(HSS)評分[15]和國際膝關節文獻委員會(IKDC)評分[16]評估膝關節功能,采用疼痛視覺模擬評分(VAS)進行疼痛評估。術前及末次隨訪時于站立位全長 X 線片測量 mMPTA 及脛股角(femoral tibial angle,FTA)。內固定物取出時再次行膝關節鏡探查軟骨修復情況,從再生等級和成熟等級[17-18]兩方面進行軟骨評價。再生等級:Ⅰ級,無再生變化;Ⅱ級,纖維軟骨呈白色散射、部分覆蓋或全部覆蓋。于Ⅱ級軟骨再生膝關節行成熟評級,成熟等級:成熟,均勻覆蓋纖維軟骨;非成熟,纖維軟骨呈白色散射或部分覆蓋。所有評價由同一名有 20 年以上骨科臨床經驗的高年資醫師完成。
1.5 統計學方法
采用 SPSS21.0 統計軟件進行分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示,手術前后比較采用配對t檢驗;不符合正態分布的計量資料以中位數和四分位數間距表示,手術前后比較采用秩和檢驗;等級資料比較采用秩和檢驗;檢驗水準取雙側α=0.05。
2 結果
所有患者術后切口均Ⅰ期愈合,無切口感染及皮膚壞死等并發癥發生。術后患者膝關節功能均明顯改善,疼痛癥狀緩解,力線矯正達術前設定目標。術后 3 個月、1 年及末次隨訪時患者 VAS 評分、Lysholm 評分、HSS 評分及 IKDC 評分均較術前顯著改善,術后隨時間延長均逐漸改善,各時間點間差異均有統計學意義(P<0.05);末次隨訪時 mMPTA 和 FTA 均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05)。見表 1、2。內固定物取出時關節鏡再次評估發現,軟骨再生分級為Ⅰ級 10 例、Ⅱ級 47 例;其中,在Ⅱ級軟骨再生的膝關節中發現非成熟軟骨再生 18 例、成熟軟骨再生 29 例。各 ICRS 分級的軟骨再生等級比較差異無統計學意義(H=0.176,P=0.916),軟骨成熟等級差異有統計學意義(H=10.500,P=0.005)。見表 3、圖 1。






紅色實線示下肢力線 a. 術前雙下肢全長 X 線片;b、c. 術前右膝正側位 X 線片;d、e. 術前右膝冠狀位和橫斷位 MRI(箭頭示股骨內側髁與脛骨內側平臺骨髓水腫);f. 初次手術關節鏡下內側軟骨損傷情況;g. 術后 3 個月雙下肢全長 X 線片;h、i. 術后 3 個月右膝正側位 X 線片;j. 術后 1 年內固定物取出時關節鏡下纖維軟骨再生情況;k. 術后 1 年雙下肢全長 X 線片;l、m. 術后 1 年右膝正側位 X 線片;n. 術后 2 年雙下肢全長 X 線片;o、p. 術后 2 年右膝正側位 X 線片
Figure1. A 44-year-old female patient with right knee medial compartment osteoarthritis (Kellgren-Lawrence grade Ⅱ, ICRS grade Ⅱ)Red solid line indicated the lower limb force line a. Full-length X-ray film of both lower limbs before operation; b, c. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee before operation; d, e. Coronal and transverse MRI of right knee before operation (arrow indicated bone marrow edema of medial femoral condyle and medial tibial plateau); f. The injury of medial cartilage under arthroscopy in the first operation; g. Full-length X-ray film of both lower limbs at 3 months after operation; h, i. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee at 3 months after operation; j. The regeneration of fibrocartilage was observed under arthroscopy when the internal fixator was removed at 1 year after operation; k. Full-length X-ray film of both lower limbs at 1 year after operation; l, m. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee at 1 year after operation; n. Full-length X-ray film of both lower limbs at 2 years after operation; o, p. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee at 2 years after operation
3 討論
KOA 是一種以關節軟骨退變或損傷為核心的骨關節常見病及多發病,生物力學異常對其發病具有重要意義。早期以保守治療為主,中晚期以手術為主,包括關節鏡手術、HTO、單髁置換術、全膝關節置換術等[19-20]。其中,單純關節鏡檢清理對早期骨關節炎病變具有較好療效,但不能糾正下肢力線,對于下肢力線異常患者僅作為一種姑息性手術方式,當患者出現癥狀及功能障礙時,說明膝關節對力線異常已經失去代償能力。單髁置換術相對于 HTO 更適合老年患者[21],且短期內關節功能改善優于 HTO[22],但目前尚無足夠證據表明何種方式最終療效更佳。HTO 在膝關節內側間室骨關節炎患者的治療中有一定優勢,作為一種保膝治療手段仍是大多數有保膝意愿患者的主要選擇,具有操作簡單、風險低、膝關節生存率高等特點,可糾正異常下肢力線,并且最大限度保留膝關節功能。
本研究臨床評分和關節鏡下軟骨修復結果顯示,HTO 術后隨時間延長 VAS 評分逐步下降,Lysholm 評分、HSS 評分、IKDC 評分逐步升高,差異均有統計學意義(P<0.05),說明 HTO 術后關節癥狀逐漸減輕。該術式主要通過將下肢力線轉移至外側間室,減輕膝關節內側間室負荷以達到治療效果[23]。在軟骨再生方面,82.5% 患者出現不同程度膝關節軟骨再生,其中 61.7% 膝關節均勻覆蓋纖維軟骨,38.3% 膝關節軟骨呈纖維軟骨白色散射或部分覆蓋。說明 HTO 可以促進膝關節內側間室骨關節炎患者的膝關節軟骨再生和修復。各 ICRS 分級患者中,HTO 術后軟骨再生等級比較差異無統計學意義(H=0.176,P=0.916),軟骨成熟等級差異有統計學意義(H=10.500,P=0.005),說明關節軟骨損傷程度會影響 HTO 術后關節軟骨的修復程度,并且本研究觀察到膝關節軟骨損傷等級高的患者術后軟骨成熟等級總體較低。
KOA 患者的軟骨下骨和骨軟骨板在結構上具有不同程度改變,如鈣化軟骨層增厚、多重潮線、軟骨下骨硬化等。軟骨彈性會因多重潮線和鈣化軟骨層增厚而降低,異常應力的作用也可加速上層軟骨降解,從而影響軟骨修復[23]。研究發現再生的軟骨細胞類型更傾向于一種表型不穩定的軟骨組織,其化學與生物力學性能低于正常透明軟骨[17]。纖維軟骨主要含大量Ⅰ型膠原纖維,Ⅱ型膠原為透明軟骨提供了主要固體成分[24],故再生軟骨中膠原類型影響了其生物力學強度。HTO 術后影響膝關節軟骨修復的原因較多,除了術前關節軟骨損傷程度外,術后下肢力線、股骨內側髁與脛骨內側平臺的不同解剖結構、體質量指數、膝關節炎癥因子水平等均為重要原因。術后矯正下肢力線通過影響膝關節內外側間室軟骨的應力分布直接影響軟骨再生,適度或過度矯正對軟骨再生影響的程度也未達成統一認識,有研究報道過度矯正的患者其關節軟骨再生表現劣于適度矯正患者或二者無明顯區別[18]。有研究發現體質量指數高的患者其關節軟骨再生率小于體質量指數低的患者[25]。膝關節軟骨損傷后可能引起軟骨合成代謝和分解代謝紊亂,從而引發 KOA[26]。手術修復軟骨缺損是理想治療方法,包括骨髓刺激術、軟骨細胞移植術、骨軟骨移植術和組織工程技術等[27]。但上述軟骨修復方法均不能完整再生透明軟骨及軟骨下骨。本研究中,HTO 術后覆蓋在關節表面的軟骨仍是纖維軟骨。
本研究尚存在一定不足:① 由于單純關節鏡檢清理并不能有效解決下肢力線問題,溝通治療方案過程中很少有患者單純選擇關節鏡檢清理,故未能與單純關節鏡檢清理進行對比研究,將在后續研究中注意此問題;② 本研究數據來源單一,缺乏多中心及不同種族人群的研究,且樣本量相對較少,統計結果可能存在偏倚;③ 隨訪時間較短,HTO 術后軟骨遠期修復效果還需進一步研究。
綜上述,關節鏡結合 HTO 可有效改善力線異常的 KOA 患者癥狀及關節功能,對于 Kellgren-LawrenceⅠ級等骨關節炎病變相對較輕但是經正規保守治療效果不佳的患者,可選擇手術改善下肢力線以達保膝目的。HTO 術后軟骨可再生,但仍以纖維軟骨為主,其生物力學強度較正常軟骨低。如何使再生軟骨具備更好的生物學功能及生物力學強度仍需深入研究。
作者貢獻:周鑫參與研究設計、文章撰寫、資料整理;劉祺負責數據統計分析、協助撰寫;梁濤負責手術設計與實施、術中資料收集及評價;徐平、劉洋負責病例隨訪觀察、數據收集;扶世杰、汪國友負責手術指導及實施部分手術,評價隨訪資料;張磊負責完善思路及實施過程中的指導。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。
機構倫理問題:研究方案經西南醫科大學附屬中醫醫院倫理審查委員會批準(KY2020090-FS01)。
膝關節骨關節炎(knee osteoarthritis,KOA)是一種慢性關節退行性疾病,其主要病變是關節軟骨退行性變和繼發性骨質增生。其中,關節軟骨的退變和損傷是 KOA 發生的病理基礎[1]。KOA 發病一部分與關節軟骨自然退變有關,另一部分受下肢生物力學影響[2],對于膝關節內外翻畸形患者,下肢力線異常對 KOA 進展有顯著影響,其機制是內外翻畸形增加了內外側間室的應力負荷,進一步造成關節軟骨及軟骨下骨損傷[3]。研究發現,膝關節內翻畸形對 KOA 的進展影響比外翻畸形更明顯[4]。因此,對于有癥狀的膝內外翻畸形患者通過手術改善下肢生物力學,對 KOA 的治療具有積極作用,其中脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy,HTO)運用廣泛。HTO 于 1958 年由 Jackson 等首次報道,用于治療膝關節內側間室骨關節炎,經大量臨床研究證明其療效確切[5-6]。HTO 主要通過糾正下肢力線以減輕單側間室負荷,進而緩解疼痛、延緩膝關節置換時間以及恢復患者高水平活動[7]。既往研究普遍認為 HTO 術后關節軟骨缺乏再生能力[8],但近年有文獻報道磨損的膝關節內側間室軟骨在 HTO 術后出現了一定程度的軟骨再生現象[9],再生的軟骨在關節鏡下多呈纖維軟骨狀態,且修復程度有一定差異[10-11]。既往雖有關節鏡結合 HTO 治療 KOA 的報道,但研究多關注于對下肢力線及癥狀的改善,缺乏對軟骨修復情況的研究,絕大多數研究未進行二期關節鏡探查軟骨再生情況,國外雖有相關報道但缺乏國人研究數據。本研究從臨床療效評估和二期關節鏡下觀察軟骨再生情況兩個方面,探討 HTO 對早中期膝關節內側間室骨關節炎的療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① 男性年齡<65 歲,女性<60 歲;② 根據中華醫學會《骨關節炎診治指南》(2007 版)診斷為膝關節內側間室骨關節炎;③ 膝關節活動度基本正常,Kellgren-Lawrence 分級≤Ⅱ級,其中Ⅰ級患者均有明顯癥狀[12];④ KOA 病變局限于內側;⑤ 膝關節屈曲攣縮畸形<15°,內翻畸形>5°,脛骨近端內側機械角(mechanical medial proximal tibial angle,mMPTA)<85°,無關節內畸形,外側軟骨、半月板、韌帶結構正常,膝關節穩定;⑥ 國際軟骨修復分級系統(ICRS)分級[13]≤Ⅲ級,參照 2014 版國際骨關節炎研究學會(OARSI)《膝、髖和多關節骨關節炎非手術治療指南》采取非甾體抗炎藥、關節腔注射透明質酸鈉等方法保守治療 3~6 個月后,患者癥狀及關節功能無明顯改善或反復發作,療效欠佳;⑦ 患者自愿接受關節鏡結合 HTO 治療方案,并簽署知情同意書。排除標準:① 有骨折、韌帶損傷等合并癥,半月板撕裂嚴重或累及滑囊緣者;或者關節間隙明顯狹窄、骨贅明顯增生者;② 合并關節感染、風濕、類風濕等病變;外側間室及髕股關節嚴重骨關節炎;③ 隨訪時間<12 個月者;④ 行內固定物取出時未行關節鏡探查者。2017 年 3 月—2019 年 3 月共 57 例患者符合選擇標準納入研究。
1.2 一般資料
本組男 27 例,女 30 例;年齡 44~57 歲,平均 52.4 歲。左膝 29 例,右膝 28 例。病程 3~6 年,平均 3.6 年。患者均有不同程度膝關節疼痛、腫脹,活動受限,膝關節內翻畸形。膝關節屈曲攣縮畸形 0°~8°,平均 1.36°;內翻畸形 5°~10°,平均 7.60°。Kellgren-Lawrence 分級:Ⅰ級 21 例,Ⅱ級 36 例。術前關節鏡評估軟骨損傷 ICRS 分級為Ⅰ級 11 例,Ⅱ級 42 例,Ⅲ級 4 例。
1.3 手術方法
所有手術由同一手術團隊完成,均采用內側開放楔形截骨。患者于椎管內麻醉或全麻下取仰臥位,患肢消毒置止血帶后標記關節線、內外側髁、髕骨、髕腱、內側副韌帶、脛骨結節等解剖標志。先行膝關節鏡探查患側膝關節,經髕腱旁前內及前外入路進入關節腔,逐一探查髕股關節、內外側關節間室;根據情況清理部分關節腔增生滑膜、摘除游離體、去神經化治療,半月板邊緣磨損或損傷未超過紅白區者(31 例)行半月板成形;股骨內側髁及脛骨平臺軟骨損傷者,ICRS Ⅰ、Ⅱ級損傷行軟骨成形,Ⅲ級損傷使用微骨折工具行骨髓刺激治療;4 例存在股骨髁間窩撞擊者行髁間窩成形。
關節鏡探查結束后,沿脛骨內側緣由后上方向前下作 6~8 cm 弧形切口,分離并顯露鵝足止點,牽開并剝離內側副韌帶淺層遠端纖維,顯露脛骨內后緣。按照術前設計分別將 2 枚 2.5 mm 克氏針植入定位,C 臂 X 線機透視位置滿意后標記橫斷面截骨線,使用擺鋸在 2 枚克氏針下方沿標記線進行橫斷面截骨,注意徹底截除堅硬脛骨后內側皮質。截骨過程中使用 Hohmann 拉鉤對下肢后方解剖結構進行保護,然后行冠狀面截骨。將專用骨刀插入橫斷面截骨區,使用骨錘輕擊將其推進至外側骨性合頁處。逐一插入骨刀撐開,撐開滿意后置入撐開器達合頁點,在撐開器的撐開片上讀岀截骨深度后,用改錐緩慢旋轉使截骨區撐開,直至獲得所需開放角度。在截骨斷端植入鋼板,并依次以螺釘固定鋼板,植入自體髂骨。C 臂 X 線機透視髖-膝-踝力線良好,力線矯正目標設定為 62%~66%(平均 62.5%),檢查內固定物穩定后,沖洗術區,置引流管 1 根。逐層關閉手術切口,術區以彈力繃帶包扎。
1.4 術后處理及療效評價指標
術后 24~48 h 使用廣譜抗生素預防感染,常規脫水消腫、非甾體藥物鎮痛,術區持續間斷冰敷。麻醉清醒后即開始踝泵鍛煉,第 2 天換藥復查后行股四頭肌力訓練,于疼痛耐受范圍內行主被動關節活動,2 周后支具保護下少許負重,3 個月后正常負重。術后 1、3、6、12 個月復查 X 線片,待截骨部位骨性愈合后取出內固定物。
術前及術后 3 個月、1 年和末次隨訪時,采用 Lysholm 評分[14]、美國特種外科醫院(HSS)評分[15]和國際膝關節文獻委員會(IKDC)評分[16]評估膝關節功能,采用疼痛視覺模擬評分(VAS)進行疼痛評估。術前及末次隨訪時于站立位全長 X 線片測量 mMPTA 及脛股角(femoral tibial angle,FTA)。內固定物取出時再次行膝關節鏡探查軟骨修復情況,從再生等級和成熟等級[17-18]兩方面進行軟骨評價。再生等級:Ⅰ級,無再生變化;Ⅱ級,纖維軟骨呈白色散射、部分覆蓋或全部覆蓋。于Ⅱ級軟骨再生膝關節行成熟評級,成熟等級:成熟,均勻覆蓋纖維軟骨;非成熟,纖維軟骨呈白色散射或部分覆蓋。所有評價由同一名有 20 年以上骨科臨床經驗的高年資醫師完成。
1.5 統計學方法
采用 SPSS21.0 統計軟件進行分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示,手術前后比較采用配對t檢驗;不符合正態分布的計量資料以中位數和四分位數間距表示,手術前后比較采用秩和檢驗;等級資料比較采用秩和檢驗;檢驗水準取雙側α=0.05。
2 結果
所有患者術后切口均Ⅰ期愈合,無切口感染及皮膚壞死等并發癥發生。術后患者膝關節功能均明顯改善,疼痛癥狀緩解,力線矯正達術前設定目標。術后 3 個月、1 年及末次隨訪時患者 VAS 評分、Lysholm 評分、HSS 評分及 IKDC 評分均較術前顯著改善,術后隨時間延長均逐漸改善,各時間點間差異均有統計學意義(P<0.05);末次隨訪時 mMPTA 和 FTA 均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05)。見表 1、2。內固定物取出時關節鏡再次評估發現,軟骨再生分級為Ⅰ級 10 例、Ⅱ級 47 例;其中,在Ⅱ級軟骨再生的膝關節中發現非成熟軟骨再生 18 例、成熟軟骨再生 29 例。各 ICRS 分級的軟骨再生等級比較差異無統計學意義(H=0.176,P=0.916),軟骨成熟等級差異有統計學意義(H=10.500,P=0.005)。見表 3、圖 1。






紅色實線示下肢力線 a. 術前雙下肢全長 X 線片;b、c. 術前右膝正側位 X 線片;d、e. 術前右膝冠狀位和橫斷位 MRI(箭頭示股骨內側髁與脛骨內側平臺骨髓水腫);f. 初次手術關節鏡下內側軟骨損傷情況;g. 術后 3 個月雙下肢全長 X 線片;h、i. 術后 3 個月右膝正側位 X 線片;j. 術后 1 年內固定物取出時關節鏡下纖維軟骨再生情況;k. 術后 1 年雙下肢全長 X 線片;l、m. 術后 1 年右膝正側位 X 線片;n. 術后 2 年雙下肢全長 X 線片;o、p. 術后 2 年右膝正側位 X 線片
Figure1. A 44-year-old female patient with right knee medial compartment osteoarthritis (Kellgren-Lawrence grade Ⅱ, ICRS grade Ⅱ)Red solid line indicated the lower limb force line a. Full-length X-ray film of both lower limbs before operation; b, c. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee before operation; d, e. Coronal and transverse MRI of right knee before operation (arrow indicated bone marrow edema of medial femoral condyle and medial tibial plateau); f. The injury of medial cartilage under arthroscopy in the first operation; g. Full-length X-ray film of both lower limbs at 3 months after operation; h, i. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee at 3 months after operation; j. The regeneration of fibrocartilage was observed under arthroscopy when the internal fixator was removed at 1 year after operation; k. Full-length X-ray film of both lower limbs at 1 year after operation; l, m. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee at 1 year after operation; n. Full-length X-ray film of both lower limbs at 2 years after operation; o, p. Anteroposterior and lateral X-ray films of the right knee at 2 years after operation
3 討論
KOA 是一種以關節軟骨退變或損傷為核心的骨關節常見病及多發病,生物力學異常對其發病具有重要意義。早期以保守治療為主,中晚期以手術為主,包括關節鏡手術、HTO、單髁置換術、全膝關節置換術等[19-20]。其中,單純關節鏡檢清理對早期骨關節炎病變具有較好療效,但不能糾正下肢力線,對于下肢力線異常患者僅作為一種姑息性手術方式,當患者出現癥狀及功能障礙時,說明膝關節對力線異常已經失去代償能力。單髁置換術相對于 HTO 更適合老年患者[21],且短期內關節功能改善優于 HTO[22],但目前尚無足夠證據表明何種方式最終療效更佳。HTO 在膝關節內側間室骨關節炎患者的治療中有一定優勢,作為一種保膝治療手段仍是大多數有保膝意愿患者的主要選擇,具有操作簡單、風險低、膝關節生存率高等特點,可糾正異常下肢力線,并且最大限度保留膝關節功能。
本研究臨床評分和關節鏡下軟骨修復結果顯示,HTO 術后隨時間延長 VAS 評分逐步下降,Lysholm 評分、HSS 評分、IKDC 評分逐步升高,差異均有統計學意義(P<0.05),說明 HTO 術后關節癥狀逐漸減輕。該術式主要通過將下肢力線轉移至外側間室,減輕膝關節內側間室負荷以達到治療效果[23]。在軟骨再生方面,82.5% 患者出現不同程度膝關節軟骨再生,其中 61.7% 膝關節均勻覆蓋纖維軟骨,38.3% 膝關節軟骨呈纖維軟骨白色散射或部分覆蓋。說明 HTO 可以促進膝關節內側間室骨關節炎患者的膝關節軟骨再生和修復。各 ICRS 分級患者中,HTO 術后軟骨再生等級比較差異無統計學意義(H=0.176,P=0.916),軟骨成熟等級差異有統計學意義(H=10.500,P=0.005),說明關節軟骨損傷程度會影響 HTO 術后關節軟骨的修復程度,并且本研究觀察到膝關節軟骨損傷等級高的患者術后軟骨成熟等級總體較低。
KOA 患者的軟骨下骨和骨軟骨板在結構上具有不同程度改變,如鈣化軟骨層增厚、多重潮線、軟骨下骨硬化等。軟骨彈性會因多重潮線和鈣化軟骨層增厚而降低,異常應力的作用也可加速上層軟骨降解,從而影響軟骨修復[23]。研究發現再生的軟骨細胞類型更傾向于一種表型不穩定的軟骨組織,其化學與生物力學性能低于正常透明軟骨[17]。纖維軟骨主要含大量Ⅰ型膠原纖維,Ⅱ型膠原為透明軟骨提供了主要固體成分[24],故再生軟骨中膠原類型影響了其生物力學強度。HTO 術后影響膝關節軟骨修復的原因較多,除了術前關節軟骨損傷程度外,術后下肢力線、股骨內側髁與脛骨內側平臺的不同解剖結構、體質量指數、膝關節炎癥因子水平等均為重要原因。術后矯正下肢力線通過影響膝關節內外側間室軟骨的應力分布直接影響軟骨再生,適度或過度矯正對軟骨再生影響的程度也未達成統一認識,有研究報道過度矯正的患者其關節軟骨再生表現劣于適度矯正患者或二者無明顯區別[18]。有研究發現體質量指數高的患者其關節軟骨再生率小于體質量指數低的患者[25]。膝關節軟骨損傷后可能引起軟骨合成代謝和分解代謝紊亂,從而引發 KOA[26]。手術修復軟骨缺損是理想治療方法,包括骨髓刺激術、軟骨細胞移植術、骨軟骨移植術和組織工程技術等[27]。但上述軟骨修復方法均不能完整再生透明軟骨及軟骨下骨。本研究中,HTO 術后覆蓋在關節表面的軟骨仍是纖維軟骨。
本研究尚存在一定不足:① 由于單純關節鏡檢清理并不能有效解決下肢力線問題,溝通治療方案過程中很少有患者單純選擇關節鏡檢清理,故未能與單純關節鏡檢清理進行對比研究,將在后續研究中注意此問題;② 本研究數據來源單一,缺乏多中心及不同種族人群的研究,且樣本量相對較少,統計結果可能存在偏倚;③ 隨訪時間較短,HTO 術后軟骨遠期修復效果還需進一步研究。
綜上述,關節鏡結合 HTO 可有效改善力線異常的 KOA 患者癥狀及關節功能,對于 Kellgren-LawrenceⅠ級等骨關節炎病變相對較輕但是經正規保守治療效果不佳的患者,可選擇手術改善下肢力線以達保膝目的。HTO 術后軟骨可再生,但仍以纖維軟骨為主,其生物力學強度較正常軟骨低。如何使再生軟骨具備更好的生物學功能及生物力學強度仍需深入研究。
作者貢獻:周鑫參與研究設計、文章撰寫、資料整理;劉祺負責數據統計分析、協助撰寫;梁濤負責手術設計與實施、術中資料收集及評價;徐平、劉洋負責病例隨訪觀察、數據收集;扶世杰、汪國友負責手術指導及實施部分手術,評價隨訪資料;張磊負責完善思路及實施過程中的指導。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。
機構倫理問題:研究方案經西南醫科大學附屬中醫醫院倫理審查委員會批準(KY2020090-FS01)。