全膝关节置换术后关节线位置变化及其与膝关节临床功能的关系

及松洁，田伟，姜旭，周一新

(北京大学第四临床医学院 北京积水潭医院，北京100035)

全膝关节置换术后关节线位置变化及其与膝关节临床功能的关系

及松洁，田伟，姜旭，周一新

(北京大学第四临床医学院 北京积水潭医院，北京100035)

目的 观察全膝关节置换术(TKA)后关节线(JL)位置改变，探讨其与膝关节临床功能的关系。方法 接受单侧TKA治疗的膝骨关节炎患者89例(89膝)，手术均采用GENESISⅡ后稳定型假体。分别测量手术前后JL位置，计算JL位置改变程度；评估手术前后膝关节KSS评分、膝关节功能KSS评分、Feller髌骨评分，分析TKA后JL改变范围与临床功能评分的关系。结果 术后随访假体生存率为100%(89/89)，膝关节正位及侧位X线片均未显示影像学松动，膝关节KSS评分、功能评分、活动度及Feller髌骨评分均较术前增加(P均<0.01)；手术前后JL改变≤4 mm患者术后膝关节KSS评分、功能评分、活动度及Feller髌骨评分均高于JL改变>4 mm患者(P<0.05或<0.01)。JL改变≤4 mm患者Feller髌骨评分与JL改变程度没有相关性(r=-0.162，P=0.205)，JL改变>4 mm患者Feller髌骨评分与JL改变程度呈负相关(r=-0.724，P=0.000)。结论 采用后稳定型膝关节假体的初次TKA患者术后JL改变>4 mm对于膝关节功能有影响，JL改变程度与伸膝装置功能呈负相关。

全膝关节置换术；膝关节；关节线

研究发现，关节线(JL)位置的恢复对全膝关节置换术(TKA)后关节活动度、临床疗效和假体生存率均有影响[1]。JL抬高会导致髌骨低位，造成伸膝装置紧张，伸膝迟滞，增加髌股关节的接触应力，导致膝前痛；髌骨可能会与胫骨假体发生撞击，增加假体磨损，出现伸膝装置失效以及膝关节中度屈曲位不稳定[2]。JL降低时髌骨高位，髌韧带过长使髌股关节不稳定，髌骨和股骨滑车接触面积减少而接触应力增加，也会导致膝前痛。目前，对TKA后JL改变与临床功能之间的相关性研究多基于体外生物力学试验[3]，缺乏与临床随访结果结合的研究。本研究观察TKA后JL位置的改变，探讨其与膝关节临床功能的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 纳入标准：①术前依据中华医学会骨科学分会骨关节炎诊断标准诊断为骨关节炎；②均为初次行TKA，使用Smith-Nephew公司GENESISⅡ后稳定型假体；③手术采取膝前正中切口，髌旁内侧入路，未置换髌骨；④无神经肌肉性疾患，既往未接受过关节内注射或手术等相关治疗；⑤手术由同一位高年资医生完成。排除标准：①既往有膝关节感染或手术史；②合并其他神经肌肉疾病；③类风湿或其他炎性关节病。选取2009年1月～2011年12月北京积水潭医院矫形骨科接受单侧TKA治疗的膝骨关节炎患者89例，共89膝，均符合以上纳入及排除标准。其中，男17例、女72 例，病变位于左侧48例、右侧41例，年龄41～79(65.1±7.0)岁。

1.2 方法

1.2.1 手术方法 采用全麻或腰硬联合麻醉，留置股神经管阻滞麻醉术后镇痛。手术全过程在止血带下完成，止血带压力300 mmHg。止血带加压前15 min静脉小壶应用氨甲环酸，剂量为15 mg/kg。膝前正中纵行切口，髌旁内侧入路切开关节囊，向外推移髌骨，显露关节腔。切除部分滑膜及髌下脂肪垫，按照GENESISⅡ假体要求对股骨侧及胫骨侧进行截骨。截骨按照股骨远端、胫骨近端、股骨前后髁顺序完成。股骨侧采用髓内定位，股骨远端外翻6°截骨。胫骨采用髓外定位，冠状面水平矢状面后倾3°截骨。股骨使用后参考器械测量大小后，行股骨前后髁截骨。根据患者情况松解内、外侧软组织及后关节囊以取得平衡。安放假体试模，复位后检查关节稳定性，无拇指试验检验髌骨轨迹，根据情况进行相应调整。骨水泥固定假体。患者均未进行髌骨置换而给予髌骨面修整。关节腔内放置1根12 G引流管，关闭关节腔后在腔内注射氨甲环酸1 g。PDSⅡ线连续缝合肌层及腱膜层，可吸收线缝合皮下组织，皮肤缝合器缝合皮肤。加压包扎。术后12 h皮下注射低分子肝素钠2 500 U，术前0.5 h至术后48 h预防性应用抗生素。术后第1天要求患者床上进行下肢肌肉主动等长收缩，应用下肢气压式血液循环驱动器防止血栓形成。术后24～48 h拔出引流管，给予第1次直腿抬高主被动结合功能锻炼。复查X线片后鼓励患者助歩器辅助下地行走。术后14 d拆线，4周后完全负重行走。

1.2.2 评估指标 随访30～46个月、平均38.8个月。术前和术后随访时膝关节及其功能依据KSS评分进行评价，髌股关节状况依据Feller髌骨评分进行评价。使用Sonialvision SafineⅡ(岛津，日本)大平板多功能数字化断层系统拍摄标准膝关节正位和侧位X线平片，并准确控制放大率为110%，评估放射学上有无假体松动的表现。使用Digimizer 4.2.6图像测量分析软件对图像进行测量。采用Hofmann建议的方法测量JL[4]，见图1。为消除测量产生的误差，每个测量过程均重复3次，取其均值。所有复查评分和影像学资料分析工作由同一名医师完成。

注：A为术前，B为术后。股骨内髁和股骨外髁关节面最远端的连线即JL；箭头为股骨内侧髁干骺段骨皮质拐点处即为股内收肌结节位置，在此处向关节面水平线做垂线L；术前长度为L1，术后长度为L2，ΔL=L1-L2，即术后JL位置变化，ΔL/110%即JL改变的准确值。

图1 膝关节X线光片测量JL示意图

2 结果

TKA术后随访假体生存率为100%(89/89)，膝关节正位及侧位X线片中没有影像学松动表现。

2.1 TKA前后膝关节临床功能评分比较 见表1。

2.2 TKA前后膝JL水平及其膝关节临床功能评分比较 手术前后膝JL改变为-6.0～11.0(2.6±4.0)mm。JL升高71例，升高水平为0.3～11.0(4.2±2.6)mm，其中49例升高≤4 mm、22例升高>4 mm；JL下降18例，下降水平为-1.4～-6.0(-3.6±1.2)mm，其中14例降低≤4 mm、4例降低>4 mm。JL改变≤4 mm、>4 mm患者手术前后临床功能评分比较，见表2。

注：与术前比较，*P<0.01。

注：与同一JL改变程度术前比较，#P<0.01；与JL改变≤4 mm患者术后比较，*P<0.05，△P<0.01。

2.3 手术前后膝JL改变水平与膝关节临床功能评分的关系 JL改变≤4 mm者Feller评分与JL改变程度没有相关性(r=-0.162，P=0.205)；JL改变>4 mm者Feller评分与JL改变程度呈负相关(r=-0.724，P=0.000)。

3 讨论

目前，JL的测量方法没有统一标准。股骨內髁、股骨外髁、腓骨头、胫骨结节和髌骨下极都是测量中经常用到的解剖参考标志。Hofmann等[4]提出的方法是测量从股骨内收肌结节至股骨远端关节面的距离，Wyss等[5]建议参考腓头，万连平等[6]描述了参考胫骨结节的方法，Mason等[7]参考髌骨的位置。腓骨头和胫骨结节的稳定性一直被质疑，有研究者认为其有很大的变异性[8,9]。Maderbacher等[10]认为，股骨内髁和收肌结节是测量膝JL最为准确的解剖标志，而且不受膝关节屈伸位置的影响。由于股骨内髁在TKA后有可能受关节假体影响而增加准确测量的困难，因此本研究中采用股骨内收肌结节这一相对准确的解剖标志。

Yang等[12]研究认为，TKA后膝JL升高例数多于下降例数，膝JL升高>5 mm就会影响膝关节临床功能。Selvarajah等[13]分析了76例应用旋转平台、后交叉韧带保留型膝关节假体置换患者，随访2.5 a，膝JL平均升高1 mm(-11～10 mm)，而JL位置变化不同的病例术后膝关节功能并无差异。本研究中TKA术后膝JL水平改变-6.0～11.0(2.6±4.0)mm，JL升高71例、下降18例，由此可见，TKA术后膝JL升高比降低更为常见。

TKA后膝前痛的主要原因是髌股关节接触应力增高造成软骨下骨内压增高，以及髌骨轨迹不良造成的髌周软组织病变[14]。TKA后膝JL改变使髌股关节正常的对应关系发生变化，改变了髌韧带、股四头肌肌腱的受力状态，进而影响伸膝装置组织张力及膝关节活动度[15]。TKA后JL抬高，髌股关节接触位置上移，髌骨倾斜角增大，影响伸膝装置的正常作功[16]，造成髌骨低位，髌骨关节压力增高[17]，髌骨下极可能与胫骨部件发生撞击[16]。Sharma等[18]研究发现，髌股关节内的应力和股四头肌肌张力有很强的相关性。膝JL改变会影响伸膝装置张力、髌股关节内应力，从而增加膝前痛和髌股关节并发症。正常膝关节屈曲时髌骨更深的下沉到股骨髁间，减小髌韧带张力可能有助于易化术后膝关节高屈曲活动。膝JL改变使髌骨无法很好的下沉，即无法发生“髌骨捕获”，从而影响TKA后膝关节活动度。Powers等[19]研究表明，膝JL升高>4 mm的膝关节屈曲时髌股关节压力增高。万连平等[6]随访研究也认为JL改变>4 mm时对临床功能会产生影响。在本研究中，手术前后JL改变≤4 mm者术后膝关节KSS评分、功能评分、活动度及Feller髌骨评分均高于JL改变>4 mm者；进一步证明膝JL改变>4 mm影响术后膝关节临床功能。同时，本研究发现，术后JL改变≤4 mm者Feller评分与JL改变程度没有相关性；JL改变>4 mm者Feller评分与JL改变程度呈负相关，说明JL改变程度越大，术后Feller评分越低，伸膝装置的功能越差。

研究发现，最容易造成JL升高的原因是术中股骨远端截骨过多，尤其术前存在屈曲畸形时，软组织松解不够彻底，依靠股骨远端增加截骨量来纠正畸形，就会出现JL升高。常见的JL下降的原因是术中胫骨近端截骨过度。胫骨平台畸形严重甚至有骨缺损时，为了消除缺损盲目增加胫骨侧截骨量，就会出现JL下降。在大多数TKA器械中，股骨远端和胫骨近端的截骨模块大部分都是以2 mm为1个档调节。根据本研究结果，在股骨和胫骨截骨时，即使需要追加截骨量，也尽量不要超过2次，从而保证JL的变化不超过4 mm。

综上所述，TKA后膝JL变化>4 mm时对术后临床功能有影响，应该尽量避免术后JL变化超过4 mm。因此，术前要认真进行TKA设计，通过测量计算截骨量和适合的假体型号，为手术提供参考，避免术中出现重大偏差；截骨时应该严格按照截骨模板进行；对于畸形较重的患者，应该尽量去除关节周围骨赘和软组织松解，必要时再进行少量追加截骨，增加的截骨量不要超过4 mm。但本研究病例数较少，随访时间较短，而且只研究了后稳定型一种假体，结果还有待进一步论证。

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Relationship between changes in joint line position of knee and clinical function after TKA

JISong-jie,TIANWei,JIANGXu,ZHOUYi-xin

(TheFourthClinicalCollegeofPekingUniversity,BeijingJishuitanHospital,Beijing100035,China)

Objective To observe the changes of the knee joint line position after total knee arthroplasty (TKA), and to investigate the relationship with the clinical features. Methods Eighty-nine patients who

TKA were selected randomly. Posterior stabilized prosthesis (GENESISⅡ) was used in all patients. According to the method recommended by Hofmann, the distance between adductor tubercle of femur and distal line of femoral condylar which represented the joint line position was recorded. Pre-and post-operative knee joint line was measured, and the changes of pre-and post-operative knee joint line were calculated. The KSS and Feller scores were used to assess pre-and post-operative knee and knee extension apparatus function. The correlations between the changes of joint line and Feller scores were analyzed. Results The implant survival rate was 100% (89/89) during the postoperative follow-up. The anteroposterior and lateral X-ray of knee did not show radiographic loosening, and the knee KSS, function, mobility and Feller patellar scores increased as compared with that preoperative (allP<0.01). The knee KSS, function, mobility and Feller patellar scores were higher in the patients whose JL level changes ≤4 mm than those whose JL>4 mm (P<0.05 orP<0.01). The Feller patellar scores in patients whose JL changes ≤4 mm was not related with the altitude of changed JL (r=-0.162,P=0.205); while the Feller patellar scores in patients whose JL changes >4 mm was negatively correlated with the altitude of changed JL (r=-0.724,P=0.000). Conclusions The joint line changed within 4 mm in patients who underwent TKA for the first time by using posterior stabilized prosthesis may result in a better knee joint function after TKA. The joint line change is negatively correlated with knee extension apparatus function.

total knee arthroplasty; knee; joint line

国家自然科学基金资助项目(81472139)。

及松洁(1980-)，男，主治医师，研究方向为髋膝踝关节外科治疗。E-mail: jisongjie@gmail.com

田伟(1959-)，男，主任医师，教授，研究方向为上颈椎的不稳定手术治疗、脊柱侧弯的矫正及各种脊柱微创手术。E-mail: tianweijst@vip.163.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2015.12.003

R684.3

A

1002-266X(2015)12-0010-04

2014-12-22)