人工膝關(guān)節(jié)置換后股骨和脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線的c測(cè)量

人工膝關(guān)節(jié)置換后股骨和脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線的c測(cè)量

人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（tka）是治療晚關(guān)節(jié)疾病的有效手段。無(wú)論是體的設(shè)計(jì)還是手術(shù)技術(shù)都相對(duì)成熟，但tka術(shù)后仍有一定比例的并發(fā)癥，尤其是股關(guān)節(jié)炎綜合征，這是重建手術(shù)的主要原因。很多研究表明,大多數(shù)髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥均與股骨假體或脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良有關(guān)。除此以外,假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良還會(huì)引起膝關(guān)節(jié)屈膝位不穩(wěn)、聚乙烯襯墊或立柱磨損、關(guān)節(jié)僵硬或步態(tài)異常,嚴(yán)重的假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良還可能導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、髕骨骨折,甚至關(guān)節(jié)脫位發(fā)生。但是這些報(bào)道多為定性研究,用哪些特異性骨性標(biāo)志來定量檢測(cè)假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良尚未獲得共識(shí),還沒有研究充分論證假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良的程度和髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定類型之間的關(guān)系。我們對(duì)2004年接受TKA手術(shù)的21例患者(35個(gè)膝關(guān)節(jié))進(jìn)行術(shù)后7年隨訪,應(yīng)用CT掃描測(cè)量股骨假體和脛骨假體相對(duì)于不同骨性標(biāo)志的旋轉(zhuǎn)角度,確定股骨假體和脛骨假體之間旋轉(zhuǎn)匹配程度,以便術(shù)后定量評(píng)估人工膝關(guān)節(jié)假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線情況。1膝關(guān)節(jié)影像學(xué)檢查對(duì)2004年9～11月在我院接受人工膝關(guān)節(jié)置換的21例患者(35膝)作為研究對(duì)象,其中男性3例,女性18例。隨訪時(shí)平均年齡為73.3歲(范圍:60～81歲),所有的患者確定診斷均為膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎,合并內(nèi)翻畸形,屈膝攣縮小于15(。本研究方案得到北京大學(xué)人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),并獲取患者的知情同意。人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)由同一組手術(shù)醫(yī)師完成,假體類型分別為StrykerScorpio后穩(wěn)定型膝關(guān)節(jié)假體。手術(shù)過程中采用股骨后髁軸外旋3(截骨來進(jìn)行股骨假體旋轉(zhuǎn)定位方法,而脛骨假體旋轉(zhuǎn)定位方法是保持脛骨平臺(tái)最大覆蓋率同時(shí),垂直于脛骨后髁軸安置。術(shù)后7年隨訪中,對(duì)所有患者進(jìn)行詳細(xì)的病史詢問,詢問患者有無(wú)膝前區(qū)的疼痛、關(guān)節(jié)腫脹、關(guān)節(jié)不穩(wěn),利用膝關(guān)節(jié)評(píng)分系統(tǒng)對(duì)患者膝關(guān)節(jié)進(jìn)行評(píng)估:包括KSS臨床評(píng)分、功能評(píng)分、WOMAC評(píng)分等。對(duì)所有患者進(jìn)行物理檢查,包括膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度、肌力、關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、髕骨軌跡,膝關(guān)節(jié)有無(wú)壓痛,同時(shí)進(jìn)行腰椎疾病的排查。影像學(xué)檢查包括膝關(guān)節(jié)負(fù)重位正側(cè)位片,Merchant位髕骨軸位片(屈膝45°),并行膝關(guān)節(jié)CT檢查。在接受CT檢查時(shí),所有患者佩戴丁字鞋確保足尖向上使雙下肢處于伸直和旋轉(zhuǎn)中立位,CT掃描層厚2mm,間隔3mm。采用放射科GEcentricity服務(wù)器上DragonRISReporter軟件進(jìn)行CT掃描圖軸線繪制,進(jìn)行圖像的標(biāo)定和計(jì)算,測(cè)量股骨假體旋轉(zhuǎn)角度(γ角)(如圖1),脛骨假體相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)1/3旋轉(zhuǎn)角度(β角)(圖2)和相對(duì)于股骨內(nèi)外上髁軸(surgicalepicondylaraxis,SEA)旋轉(zhuǎn)角度(δ角)(圖3),股骨假體與脛骨假體的旋轉(zhuǎn)不匹配度(φ角:股骨假體后髁軸和脛骨假體后髁軸之間的角度)(圖4)。并根據(jù)股骨假體的旋轉(zhuǎn)角度和脛骨假體的旋轉(zhuǎn)角度確定二者之間相對(duì)于SEA的聯(lián)合旋轉(zhuǎn)角度(ε角)(γ+δ)和相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)1/3的聯(lián)合旋轉(zhuǎn)角度(λ角)(γ+β-12°)。假體聯(lián)合旋轉(zhuǎn)為股骨假體和脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度之和,正值為聯(lián)合外旋,負(fù)值為聯(lián)合內(nèi)旋。在髕骨軸位片(Merchant位屈膝45°)中測(cè)量髕骨傾斜角(θ角)及側(cè)移距離(DP)(圖5)。測(cè)量過程由課題組3個(gè)成員分別獨(dú)立完成,取均值。因股骨假體、脛骨假體、聯(lián)合假體旋轉(zhuǎn)角度及假體旋轉(zhuǎn)不匹配度均為正態(tài)分布,故采用SPSS13.0應(yīng)用采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較分別對(duì)股骨假體、脛骨假體、聯(lián)合假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線角度進(jìn)行比較分析,P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異。2股骨和鞋水患者血清旋轉(zhuǎn)角度在35個(gè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行術(shù)后7年隨訪,均未出現(xiàn)股骨及脛骨假體透亮線、髕骨脫位或半脫位或髕骨骨折、假體松動(dòng)等。出現(xiàn)輕度膝前痛的患者5例,髕骨摩擦音7例,髕骨彈響4例,KSS臨床評(píng)分平均91分(范圍:70～100分),功能評(píng)分平均83分(范圍:0～100分),其中功能評(píng)分為0分的患者因術(shù)后合并帕金森病,喪失正常行走活動(dòng)能力。(fPCA)與股骨內(nèi)外上髁外科軸(SEA)的夾角。股骨內(nèi)外上髁外科軸SEA為股骨外上髁突起和內(nèi)上髁凹槽的連線,股骨假體后髁軸為連接股骨假體內(nèi)外后髁表面的連線(fPCA)。當(dāng)股骨假體相對(duì)于SEA內(nèi)旋時(shí)旋轉(zhuǎn)角度γ為負(fù)值,外旋時(shí)為正值。(注:SEA:surgicalepicondylaraxis,fPCA:femoralcomponentposteriorcondylaraxis).股骨假體、脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度以及聯(lián)合假體旋轉(zhuǎn)角度均呈現(xiàn)正態(tài)分布。股骨假體平均旋轉(zhuǎn)角度為3.02±3.88°(范圍:-3.5°～+9.6°),其中股骨假體發(fā)生外旋28個(gè),50%(17/35)膝關(guān)節(jié)外旋3°以上,股骨假體內(nèi)旋7個(gè)。脛骨假體相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3平均旋轉(zhuǎn)角度為-17.66±7.16°(范圍:-37°～-2.2°),說明遵照脛骨平臺(tái)最大覆蓋面積和脛骨后髁軸確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)定位,脛骨假體相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3處于內(nèi)旋位。脛骨假體相對(duì)于SEA平均旋轉(zhuǎn)角度將近0°(0.04±4.79°),但是跨度達(dá)到23°(范圍:-10.2°～12.8°),其中脛骨假體內(nèi)旋19個(gè)(54%),11%(4/35)內(nèi)旋5°以上,脛骨假體外旋16個(gè)(46%),17%(6/35)外旋5°以上。以脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3為標(biāo)志確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度和以SEA為標(biāo)志確定的脛骨假體旋轉(zhuǎn)角度之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著意義差異(P=0.000)。相對(duì)于SEA確定的假體聯(lián)合旋轉(zhuǎn)角度平均為2.99±7.90°(范圍:-11.3°～25.8°);相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3確定的假體聯(lián)合旋轉(zhuǎn)角度平均為-2.64±8.39°(范圍:-20.2°～12.1°),根據(jù)以上兩個(gè)不同的解剖標(biāo)志確定股骨和脛骨假體聯(lián)合旋轉(zhuǎn)角度之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著意義差異(P=0.005)。股骨和脛骨假體旋轉(zhuǎn)不匹配角度平均為-3.09±3.68°(范圍:-10.9°～7.3°),股骨假體和脛骨假體旋轉(zhuǎn)不匹配角度大于5°以上占40%(14/35)。最大的內(nèi)旋不匹配和外旋不匹配角度均在10°左右。3鞋輪保鮮的旋轉(zhuǎn)對(duì)線下肢力線的重建是確保TKA手術(shù)成功的關(guān)鍵。Figgie等人確定了TKA正常軸向?qū)€的標(biāo)準(zhǔn),但認(rèn)為假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線是髕骨軌跡最為重要的決定因素。Figgie等,Merkow等及Ranawat等人的研究結(jié)果證實(shí)股骨和脛骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線不良導(dǎo)致髕骨脫位、半脫位、傾斜或過度磨損,嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致髕骨骨折。假體過度內(nèi)旋或過度外旋,均會(huì)對(duì)關(guān)節(jié)功能產(chǎn)生影響,過度內(nèi)旋會(huì)引起髕骨的半脫位和髕骨外側(cè)過度磨損,而過度外旋也會(huì)引起髕骨運(yùn)動(dòng)軌跡異常,導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥的發(fā)生。后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)股骨及脛骨假體內(nèi)旋放置還可能導(dǎo)致術(shù)后膝前痛及屈曲位不穩(wěn)。Sharkey等人在212例人工膝關(guān)節(jié)翻修手術(shù)原因分析中發(fā)現(xiàn),假體旋轉(zhuǎn)不良(11.8%)位于翻修原因的第4位,僅次于感染(25.4%)、松動(dòng)(16.9%)和關(guān)節(jié)不穩(wěn)(21.2%)。盡管以上研究都支持股骨假體和脛骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線是決定TKA術(shù)后效果的重要因素,但是還沒有一個(gè)公認(rèn)的手術(shù)技術(shù)能達(dá)到股骨和脛骨假體精確的旋轉(zhuǎn)對(duì)線。雖然假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線情況可以通過CT掃描來定量確定,但是到目前為止缺少假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線的定量研究,因?yàn)檫€沒有一個(gè)公認(rèn)的骨性標(biāo)記用來定量判定假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線程度。因此,為了能準(zhǔn)確地定量測(cè)量假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線角度并判斷其臨床影響,就要選定合適的、可重復(fù)性高的解剖標(biāo)記。人工膝關(guān)節(jié)置換過程中,股骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線可以采用四種方法:1.屈膝間隙平衡法(先行脛骨截骨);2.參考股骨后髁軸(外旋3度截骨);3.Whiteside軸線即髁間軸,4.股骨內(nèi)外上髁軸。具體每種方法都有其優(yōu)勢(shì)或不足,但是多數(shù)參考軸線都表現(xiàn)較大的個(gè)體差異性。對(duì)于脛骨假體的旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)志目前尚無(wú)共識(shí)。脛骨本身的解剖標(biāo)志存在很大的個(gè)體差異性,很難從中確定一個(gè)最佳脛骨假體旋轉(zhuǎn)定位點(diǎn)既有利于脛股關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn),又能維持良好的髕股關(guān)節(jié)功能。Insall建議脛骨平臺(tái)假體的旋轉(zhuǎn)定位應(yīng)該選擇脛骨結(jié)節(jié)安置來維持Q角大小,進(jìn)而優(yōu)化髕骨軌跡。Eckhoff等人認(rèn)為如果以脛骨結(jié)節(jié)作為脛骨平臺(tái)假體旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)志,脛骨平臺(tái)假體相對(duì)于股骨假體將發(fā)生19°外旋不匹配,使聚乙烯襯墊的磨損增加。Eckhoff和Martin等人建議術(shù)中安置假體試模后屈伸關(guān)節(jié)通過脛骨平臺(tái)假體自我形合對(duì)線來優(yōu)化脛股關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)。此方法對(duì)于減少聚乙烯磨損較為滿意,但也有醫(yī)生認(rèn)為可能會(huì)造成髕骨軌跡不良。脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)1/3并非脛骨假體旋轉(zhuǎn)定位的可靠標(biāo)志。我們的前期研究發(fā)現(xiàn),該組患者術(shù)前CT掃描顯示,脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3位點(diǎn)安置脛骨假體,將導(dǎo)致脛骨假體相對(duì)于股骨內(nèi)外上髁軸外旋12°左右。我們?cè)谑中g(shù)過程中綜合參考脛骨平臺(tái)最大覆蓋率及與脛骨后髁線垂直的原則確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)定位,結(jié)果顯示,脛骨假體的旋轉(zhuǎn)角度相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)1/3平均內(nèi)旋17°左右。BindleglassDF研究表明,自我形合法安置的脛骨平臺(tái)假體較脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3法平均內(nèi)旋5.6±2mm。MorelandJR研究顯示,采用自我形合對(duì)線確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)定位,將近5%的病例相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3內(nèi)旋超過10°以上。股骨內(nèi)外上髁軸(SEA)是膝關(guān)節(jié)的屈伸軸線,也是膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)副韌帶的附著點(diǎn),因此是股骨假體和脛骨假體旋轉(zhuǎn)的有效參考標(biāo)志,因此脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線也應(yīng)參考SEA這一標(biāo)志。IncavoSJ研究表明,以SEA作為脛骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線標(biāo)志,73%的病例脛骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線良好。Eckhoff等人研究發(fā)現(xiàn),理想的脛骨平臺(tái)旋轉(zhuǎn)定位是伸膝位時(shí)達(dá)到與股骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線良好,因此最佳的旋轉(zhuǎn)對(duì)線應(yīng)該是股骨和脛骨假體相平行的。比較研究表明,大多數(shù)脛骨本身旋轉(zhuǎn)定位的解剖標(biāo)志很難達(dá)到以股骨內(nèi)外上髁軸位旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)線,或者過度內(nèi)旋,或者過度外旋。Ikeuchi等人研究發(fā)現(xiàn),自我形合對(duì)線確定脛骨假體的旋轉(zhuǎn)定位容易導(dǎo)致過度內(nèi)旋。UeharaK等人發(fā)現(xiàn)采用不同的旋轉(zhuǎn)定位方法,術(shù)后CT掃描發(fā)現(xiàn)12%的病例相對(duì)于股骨內(nèi)外上髁軸的旋轉(zhuǎn)不匹配度超過10°以上。在我們的研究中,按照脛骨平臺(tái)最大覆蓋率和脛骨后髁軸來綜合參考來確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)定位,脛骨假體相對(duì)于SEA的旋轉(zhuǎn)角度接近0°,但是范圍跨度接近23°。AsanoT利用CT掃描研究發(fā)現(xiàn),股骨假體旋轉(zhuǎn)角度范圍9°,而脛骨平臺(tái)假體旋轉(zhuǎn)范圍達(dá)到25°。因此,對(duì)于脛骨假體來說,綜合脛骨平臺(tái)最大覆蓋率和脛骨后髁軸可以作為確定脛骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線的參考軸線之一,但是其缺點(diǎn)與其它旋轉(zhuǎn)對(duì)位標(biāo)志一樣,表現(xiàn)很大的個(gè)體差異性。計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的使用可以使人工膝關(guān)節(jié)假體在冠狀面的對(duì)線更為精確,Bernd等研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航技術(shù)可以改善股骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線,但是并不能比傳統(tǒng)定位技術(shù)更能減少脛骨假體旋轉(zhuǎn)對(duì)線的個(gè)體差異度。由于人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中多根據(jù)各自的解剖標(biāo)志確定股骨假體和脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)線,因此往往術(shù)后會(huì)出現(xiàn)股骨假體和脛骨假體之間的旋轉(zhuǎn)不匹配。UeharaK研究顯示,109例TKA中,50%脛骨假體旋轉(zhuǎn)不匹配超過5°以上。目前為止,還不清楚人工膝關(guān)節(jié)假體保持長(zhǎng)期的生存率、維持髕骨關(guān)節(jié)穩(wěn)定性以及減少磨損等方面能耐受多大程度的旋轉(zhuǎn)不匹配。生物力學(xué)研究表明,股骨和脛骨假體旋轉(zhuǎn)不匹配度達(dá)到10°后脛骨皮質(zhì)承受應(yīng)力顯著增加。我們的研究顯示,股骨假體和脛骨假體的旋轉(zhuǎn)不匹配角度的絕對(duì)值都在10°左右。因此,按照脛骨平臺(tái)最大覆蓋率和脛骨后髁軸來綜合參考確定脛骨假體的旋轉(zhuǎn)對(duì)位對(duì)于脛股關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)來說是可靠的。BergerRA對(duì)TKA術(shù)后股骨假體和脛骨假體聯(lián)合旋轉(zhuǎn)的定量研究顯示,TKA術(shù)后功能良好,又沒有髕骨并發(fā)癥,股骨和脛骨假體聯(lián)合旋轉(zhuǎn)一般是輕度外旋的;相反,合并髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥的患者,股骨和脛骨假體的聯(lián)合旋轉(zhuǎn)一般是內(nèi)旋的,且聯(lián)合內(nèi)旋的程度與髕股關(guān)節(jié)的并發(fā)癥直接相關(guān)。在本組病例測(cè)量中,以脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3和以SEA來判斷假體的聯(lián)合旋轉(zhuǎn)角度,結(jié)果存在顯著差異:相對(duì)于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3來說,股骨和脛骨假體的聯(lián)合旋轉(zhuǎn)處于輕度內(nèi)旋位,而相對(duì)于SEA來說,假體的聯(lián)合旋轉(zhuǎn)表現(xiàn)輕度外旋位。該組病例臨床隨訪7年沒有發(fā)