膝外翻畸形患者的全膝关节置换手术综述
宣超杰1*吕帅洁2童培建2**
(1. 浙江中医药大学 杭州 310053;2. 浙江中医药大学附属第一医院 杭州 310006)
摘 要膝外翻畸形常合并有一些骨与软组织的特征性改变,全膝关节置换术旨在矫正外翻畸形,恢复下肢力线。术前负重位的双下肢全长片有助于测量下肢力线与解剖轴关系。手术多采用前内侧入路,切骨时,注意股骨和胫骨的切骨平面、角度和厚度,如有骨缺损,需进行修复。外翻畸形时内外侧软组织失衡,通过松解平衡后恢复关节力线,但是具体软组织松解策略仍有争议。假体选择亦至关重要,直接影响术后疗效和使用寿命等,应结合患者关节及软组织综合考虑。术后注意有无腓总神经损伤,早期功能锻炼,恢复关节活动能力。
关键词膝外翻畸形 全膝关节置换 综述
Overview of total knee arthroplasty surgery on the patients with knee valgus deformity
XUAN Chaojie1*, LV Shuaijie2, TONG Peijian2**
(1. Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China; 2. The First Hospital affiliated to Zhejiang Chinese Medicine University, Hangzhou 310006, China)
ABSTRACTValgus deformity is often associated with some characteristic changes in bone and soft tissue. Total knee arthroplasty (TKA) is aimed at correcting valgus deformity and restoring lower limb alignment. Preoperative weight-bearing fulllength film of the lower limbs is useful to measure the limb alignment and anatomical axis. The anteromedial approach is used by the majority of surgeons. In order to make the right cut, the surgeon should pay attention to osteotomy plane, angle and thickness of the femur and tibia, then repair the bone defects. The joint force lines can be restored by soft tissue contraction or elongation, but the release strategy is still controversial. Suitable prosthesis has important implication to the postoperative efficacy and secondary renovation. Attention should be paid to peroneal nerve status after surgery and early exercise to restore joint mobility.
KEY WORDSknee valgus deformity; total knee arthroplasty; overview
膝外翻畸形相对膝内翻畸形而言,比较少见,约占全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)患者的10%[1]。膝外翻畸形往往伴有不同程度的骨或软组织的解剖变异,如股骨髁发育不良、髌骨轨迹变化、外侧软组织紧缩和内侧软组织松弛等[2]。根据其畸形严重程度和软组织功能状态等可分为3型[3]。Ⅰ型:外翻角小于10°,伴有外侧软组织挛缩,而内侧副韧带(medial collateral ligament,MCL)完好,可通过手法矫正,这一类型约占总数的80%;Ⅱ型:外翻角在10°~20°,外侧软组织紧缩,MCL被拉伸但仍有部分功能,约占总数的15%;Ⅲ型:外翻角大于20°,外侧软组织绷紧,同时内侧稳定结构失去功能,约占总数的5%。由于膝外翻畸形所具有的一些骨和软组织的特征性改变,需要术者对于手术入路、术中切骨、软组织处理和假体选择等方面进行综合考虑,因此膝外翻畸形的TKA具有一定的挑战性,现就相关方面作一综述。
1.1 影像学准备
影像学检查对于评估骨量和制定手术计划都具有重要作用。患者在站立负重位下拍摄膝关节前后位、侧位、髌骨轴位以及双下肢全长片。在膝关节前后位片上,分
别经过股骨干、胫骨干做两条直线。与胫骨干直线垂直划线,高度以外侧胫骨平台为基准,此为胫骨平台的拟切骨线;而股骨拟切骨线的确定相对复杂,标准的外翻5°~7°切骨只适用于临床36%的患者[4],因此基于股骨解剖轴和机械轴夹角确定的个性化股骨远端切骨更有价值。在TKA中负重位的双下肢全长位片尤为重要,摄片时双侧髌骨向前,可保证胫骨是垂直的,尽可能减少旋转。全长片不仅有助于精确地测量下肢力线与解剖轴关系,确定畸形角度,计划术中切骨,更是被推荐用于存在胫骨近端内翻的膝外翻畸形时假体的选择[5]。
1.2 膝关节评估
评估患者在仰卧和负重位时膝关节的整体力线情况,通过观察患者步态来确定其动态稳定性。通过体格检查明确膝关节是否存在固定性屈曲挛缩或旋转畸形等,评估患膝活动范围、外翻畸形的程度、髌骨运动轨迹及内侧副韧带松弛的程度等,判断关节畸形是否可以通过手法部分复位,同时结合影像学资料进一步明确膝关节骨缺损程度、是否存在关节外畸形等,从而全面评估膝关节状况。
1.3 假体选择
关于膝外翻畸形TKA的假体选择仍有争议,合适的假体使用对于TKA中减少外侧支持韧带松解率具有重要影响[6]。对于膝外翻畸形,后交叉韧带(posterior cruciate ligament,PCL)往往挛缩,限制了畸形的矫正,术中难以达到满意的内外软组织平衡,在术中想要保留完整的PCL更加困难。同时,后稳定型(posteriorstabilised,PS)假体比后交叉韧带保留型(cruciate-retaining,CR)假体更加稳定,因为它的轮柱结构使股骨的后滚较大,最大程度模拟正常膝关节矢状位力学,从而改善髌骨轨迹,并尽量减少外侧支持带的松解。因此,选用PS假体可降低手术难度,并获得更好的稳定性和关节屈伸度[7]。但是PS假体术中切骨量大,胫骨中央柱是磨损的高发部位,甚至存在断裂可能,股骨后移时通过中央柱与股骨凸轮装置接触产生的应力传导至骨-骨水泥界面,被认为是引起假体松动的因素之一[8]。
因此,部分学者主张严重膝外翻畸形采用CR假体,除非PCL本身严重受损并失去功能。PCL可保持膝关节运动时股骨髁的后滚运动,提高股四头肌的力量,改善膝关节的稳定性和爬高能力,吸收和分散骨与假体界面间的剪切力,提高假体使用年限。保留PCL亦有利于维持TKA后的稳定性,减少髌骨撞击综合征和术后出血,并保留本体感觉。研究发现[9],患者更趋向于选择保留交叉韧带的假体,其中ACL-PCL保留最受欢迎。但是在术中应避免PCL张力过高,可根据情况对它进行适度松解。但是也有学者注意到,CR假体的活动度和屈曲度方面不及PS假体,同时在胫骨高位截骨术后,使用CR假体时,股骨和胫骨假体松动的概率增加[10]。
若术中获得良好的软组织平衡,可选用非限制型假体或者限制性小的假体。但是如果术前膝关节查体发现外翻畸形是固定的,无法通过手法复位,那么在进行外侧软组织松解后内外侧结构都可能失去功能,导致膝关节不稳定,则应该选用使用半限制性假体。有研究发现[11],对于Ⅱ型膝外翻的TKA患者,限制型假体和PS/CR假体在前后和内外侧稳定方面没有显著差异。但限制型假体在关节力线纠正方面优于非限制性假体。另一方面,Ⅲ型膝外翻畸形的内侧软组织功能丧失,为了获得术后关节稳定,必须使用高限制型假体。
2.1 前内侧入路
前内侧入路是TKA的经典入路,经股内侧肌腱下缘和髌骨内侧缘显露膝关节,即使是膝外翻畸形也同样适用。膝关节外翻和胫骨结节的向外偏移使髌骨外翻脱位更加容易,避免外侧切口缝合时外侧支持带张力过高使髌骨有脱位倾向,同时防止外侧切口下的软组织再次粘连挛缩导致膝外翻的复发。但是外翻畸形往往存在内侧支持带的松弛,因此术中应尽可能减少对内侧结构的松解。通过此入路进行外侧软组织松解时,膝关节外侧暴露受限,可对髌骨的血供造成不同程度的破坏[12],同时术中易发生髌骨与髌股关节并发症等。有研究发现[13],外翻畸形采用髌旁内侧入路的手术疗效差于膝内翻。
2.2 前外侧入路
前外侧入路能够获得良好的髌骨轨迹,长期随访显示关节功能良好,但是外侧入路通常需要进行胫骨结节截骨,从而加大手术难度[14]。Keblish[15]在通过切断股四头肌肌腱来替代胫骨结节截骨,并用Z字形切开法替代原有纵形切口的基础上,提出了改良的外翻畸形的前外侧入路:皮肤切口自伸膝位髌上10 cm,沿髌腱的外侧缘直达胫骨结节,潜行剥离皮下筋膜,切开关节囊时用冠状面Z字形切开法,注意保持外侧呈袖套样完整。向
内翻转髌骨,根据紧张度适当松解髌腱外侧,如内翻仍紧张,可咬除髌骨骨赘使之缩小。屈膝90°,暴露膝关节。前外侧入路的优点在于,将手术入路与外侧软组织松解相结合,对患侧进行直接暴露,减少髌骨血供的破坏和对内侧支持带的松解,纠正髌骨轨迹,矫正与膝外翻相关的胫骨内旋,同时髌旁外侧入路结合胫骨结节切骨也是解决不可矫正的膝外翻畸形的有效技术[16]。但是该入路存在髌骨内翻困难、关节内侧显露不充分、影响外侧皮肤血供等缺点,在纠正外翻畸形后,外侧软组织的缝合也变得很困难。针对术中外侧软组织难以缝合的情况,有2个不同的技巧[15]:① 将髌下脂肪垫往髌腱方向靠拢;② 分离股直肌与股外侧肌,随后将两股肌腱交错缝合。
研究发现,不进行胫骨结节切骨的前外侧入路与前内侧入路相比,前者在术后活动度方面优于后者[17];而进行胫骨结节切骨的前外侧入路与前内侧入路相比,两者的临床疗效并没有显著差异[18]。因此,临床仍需要长期的随访来比较两种不同入路对TKA疗效的影响。
膝外翻畸形时往往存在股骨外侧髁的发育不良和胫骨外侧平台不同程度的骨缺损,这些因素都会影响下肢力线和髌骨轨迹,部分患者还存在胫骨内旋,因此切骨时应根据术前影像学及术中情况实施个性化的切骨。
3.1 胫骨切骨
切骨时,切骨平面应垂直于胫骨长轴,切骨厚度由胫骨平台的最高点决定,通常要等于胫骨假体厚度。对于Ⅰ、Ⅲ型膝外翻的患者,应在咬除周边骨赘后再实施切骨,胫骨内侧平台切骨厚度在6~8 mm之间。因此,对于一些外侧严重骨缺损的胫骨平台,为了避免内侧平台的过度切骨,会出现外侧没有切骨或者错位切骨的现象。切骨后外侧平台若存在骨缺损,则必须进行修复,因为胫骨骨缺损会导致假体支撑不足,缩短假体使用年限。切骨后外侧缺损<3 mm者用骨水泥填充,3~5 mm者用螺钉固定支撑结合骨水泥填充,>5 mm者行自体骨移植或加胫骨假体金属垫片[19]。
有研究发现[20],当使用胫骨髓外定位器进行胫骨切骨时,出现力线内翻的概率较高,这与胫骨远端定位、近端中心、切骨导引的旋转放置,以及力线杆与骨的距离均有关。因此,为了提高术后胫骨力线的准确度,要注意胫骨近端与远端的前后轴,同时定位杆应该尽可能贴近骨面[21]。
3.2 股骨切骨
股骨远端切骨时,建议术前测量股骨解剖轴和机械轴的夹角,从而确定股骨远端外翻截骨角度[22]。切骨厚度通过股骨远端外翻修正角度来确定,一般在7~8 mm之间,不能超过10 mm[1]。如果股骨内侧髁表面软骨缺失,软骨下骨裸露,或者在站立位或外翻应力位片上见MCL张开>2 mm,则切骨厚度应减少2 mm,以避免关节线升高或伸膝间隙过大。股骨假体的外旋程度由股骨后髁发育不良或磨损程度以及内侧结构的松弛程度所决定,外旋3°~5°。为了得到合适的外旋角度,一般以股骨远端前后轴作为参考。若以股骨后髁轴作为参考,当股骨外侧髁发育不良时会出现股骨假体内旋。对于一些股骨滑车发育不良的患者,其whiteside线(股骨髁前后相轴线)往往难以确定,此时可参照股骨内外上髁轴线或者平行于胫骨导向器切骨以得到理想的外旋角度。
目前,基于导航技术的TKA与传统技术相比具有一定的竞争性。研究发现股骨远端外翻修正角度在2.9°~6.3°之间[23],在没有导航的情况下,TKA后依旧存在大于3°畸形的概率为20%~30%[24],在严重膝外翻时,术后畸形大于3°的概率则更高[25]。但是该技术也有其局限性,因为术前必须进行CT或MRI扫描,往往需要花费更多的时间进行手术规划和操作指导,增加额外的开销,同时延长手术时间。到目前为止,与传统技术相比,该项技术并没有显示出对冠状面力线的提高[26]。
4.1 外侧软组织松解
膝外翻畸形时外侧软组织,如外侧副韧带(lateral collateral ligament,LCL)、后外侧关节囊(posterolateral capsule,PLC)、腘肌腱(popliteus tendon,POP)、腓肠肌外侧头(the lateral head of the gastrocnemius,LHG)和髂胫束(iliotibial band,ITB)等均有不同程度的挛缩,而对于严重膝外翻畸形的患者,其PCL也伴有挛缩表现,再加上Q角增大、髌骨向外半脱位等症状,膝外翻畸形进行外侧软组织的松解是必须的。
软组织松解时,膝关节处于伸直位,同时使用板摊开器来检查内外侧部件的松紧度。目前关于软组织松解的顺序,仍存有较大争议。Insall等[27]提出通过松解ITB、外侧关节囊、LCL、POP等来调整力线,但是随访发现,由于广泛的松解使膝关节不稳定性增加。考虑到膝关节长期的稳定性,Ranawat等[3]提出了“inside-
out”技术,主张先进行PCL的松解,然后在胫骨切骨平面水平松解PLC,最后松解ITB和LCL,但是不进行POP松解,因为POP对于膝关节伸直位时外旋和外翻的稳定性具有重要作用,然而该技术导致医源性的腓总神经损伤风险增加,且多数由松解牵拉所致,而非直接损伤。Miyasaka等[28]则建议应该先松解ITB,因为单纯松解ITB,膝关节仍能获得良好的稳定性,然后再依次考虑松解PLC、POP和PCL,即所谓的“outside-in”技术。Favorito等[29]发现LCL通常是挛缩最严重的部位,所以应该首选LCL的松解,然后依次松解POP、PLC、LHG的股骨附着点,最后再酌情进行ITB的松解。Krackow 等[30-31]认为对于I型的外翻畸形,首先常规松解ITB和LCL,如果有必要,再松解POP和PLC。而严重的膝外翻畸形,则首先松解LCL,然后才是POP和ITB。
在实施外侧软组织松解时,主要有以下两种方法:① 十字形松解术[32]:在膝外上血管下方纵向切开LCL,显露其皮下脂肪层。然后用手术刀将切口向远端扩展,一直延伸到胫骨切骨水平。然后在切口远端的近侧约1 cm处向前、后方向各切开1~2 cm,近似于一个倒十字形。后侧切开不到LCL,前侧切开不到髌韧带。安装试模后,若屈曲畸形仍存在,且MCL张力不高,说明外侧松解不充分,如果MCL张力高,则可能是由于股骨远端切骨不够,应继续进行外侧松解或增加股骨远端切骨;②pie-crust术[33]:用电凝刀或手术刀在关节内切割松解后外侧复合体结构,沿胫骨切骨水平,从已切除的PCL外缘开始直到髂胫束的后缘处止,形成一个直角的伸膝间隙,Chechik等[34]研究发现单纯松解PLC是一项简单而安全的软组织平衡方法。此过程中不能切断POP,并避免损伤腓总神经。若松解不充分,则可以通过松解延长ITB,在ITB和外侧关节囊上用尖刀做多个水平的穿刺口,使伸膝间隙的内外侧张力逐渐平衡。Mullaji等[34]则在传统的松解基础上结合计算机导航,在松解PLC和ITB后,通过计算机导航进行外上髁截骨,从而获得良好的软组织平衡。
4.2 内侧软组织
在Ⅱ型的外翻畸形中,其内侧关节囊韧带结构往往功能不完整。如果残留有内侧支持带的松弛,则术后仍可能存在外翻畸形。此时,只有施行内侧紧缩技术或采用限制型假体才能控制冠状面失稳。PCL保留时,若PCL松弛则将PCL附着点连同附着骨块切下,通过缝合线固定至更远的位置来拉紧PCL。相同的,MCL则通过下移胫骨附着点骨块或者上移内上髁附着点骨块以收紧韧带,同时也可以将松弛的MCL切断后将两断端缝合拉紧。
松解后再次评估下肢力线、关节活动度、内外翻稳定性和髌骨轨迹等。LCL和POP等附着在股骨外上髁周围的韧带,由于靠近胫骨旋转和膝关节屈伸轴,在保证膝关节屈曲稳定方面具有重要作用,所以当屈曲位紧张时,可通过松解LCL和POP来调节。相反,ITB和PLC等附着点远离股骨外上髁的韧带则对于保持膝关节伸直位稳定的作用更大,当伸直位紧张时,可适当松解ITB和PLC。但是在松解LCL和POP后膝关节的二次翻修率也有所增加[33],这可能与关节的不稳定有关。在获得满意的关节功能后,安装试模,选择合适假体,缝合关节囊,关闭切口,检查患肢活动度。
TKA术后易发腓总神经麻痹,因此早期在常规控制疼痛、肿胀、预防感染和血栓形成,促进伤口愈合的同时,还须仔细观察有无腓总神经麻痹征象。如果有,立即屈曲膝关节,若神经麻痹症状没有明显改善,立即松开包扎的绷带与敷料。术后48 h拔除引流管,开始理疗和CPM训练,初始被动伸直,最后主动伸直。
膝外翻畸形时常合并有一些骨与软组织的特征性改变,TKA旨在矫正外翻畸形,恢复下肢力线。术前影像学检查,尤其是站立位的双下肢全长片尤为重要,有助于测量下肢力线与解剖轴关系。手术多采用前内侧入路,切骨时,胫骨切骨平面垂直于胫骨长轴,注意胫骨近端与远端的前后轴,同时定位杆尽可能贴近骨面,切骨厚度由胫骨平台的最高点决定,切骨后若外侧平台存在骨缺损,则采用骨水泥、自体骨移植等方法进行修复,以增加假体使用年限。股骨端切骨时,建议术前测量股骨解剖轴和机械轴的夹角,从而确定股骨远端外翻截骨角度。由于外翻畸形时外侧软组织存在不同程度的挛缩畸形,而内侧软组织多松弛,需要软组织松解平衡以恢复关节力线,但是软组织松解策略仍有争议,提倡根据膝关节在屈曲和伸直位的紧张度来进行个体化松解。假体的选择对术后疗效也有重要影响,至于是PS假体、CR假体或其它限制型假体,应结合患者关节及软组织功能综合考虑。术后仔细观察有无腓总神经损伤,早期功能锻炼,恢复关节活动能力。
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收稿日期:(2015-01-26)
通讯作者:**童培建,教授,主任医师。研究方向:中西医结合骨科。E-mail:tongpeijian@163.com
作者简介:*宣超杰,硕士研究生。研究方向:中医骨伤。E-mail:15088648271@163.com
文章编号:1006-1533(2015)07-0057-06
文献标识码:A
中图分类号:R687.42