TKA中胫骨旋转力线定位方法的研究进展

蔡　飞，刘志斌，张　宁，侯江业，苏虎艳

(1. 延安大学附属医院，陕西 延安 716000；2. 南京医科大学第一附属医院，江苏 南京 210000)



TKA中胫骨旋转力线定位方法的研究进展

蔡飞1，刘志斌1，张宁1，侯江业1，苏虎艳2

(1. 延安大学附属医院，陕西 延安 716000；2. 南京医科大学第一附属医院，江苏 南京 210000)

[关键词]TKA；胫骨；旋转力线；定位方法

随着生活水平提高及卫生事业的发展，人类存活时间越来越长，由于人口老龄化所引发的问题也越来越突出。老年人骨性关节炎患者发病率逐年上升，非手术治疗只能够缓解患者疼痛并不能阻止病情发展，越来越多的患者选择人工膝关节置换术作为治疗膝关节骨性关节炎的最终方法来解除患膝疼痛，纠正畸形。而TKA作为一种成功的外科治疗方法，经过几十年的发展有了很大的进步，但是在全膝关节置换术中胫骨假体旋转力线参考轴及假体位置的安放仍存在争议，而假体间的旋转对线对于患者术后膝关节功能及假体寿命有着重要的影响。手术能否取得成功主要与假体的设计、力线重建、截骨参数的选择及软组织平衡有很大的关系[1-3]，其中胫骨假体的旋转力线很重要[4-5]，但是到目前为止，尚无一条确定的可信标志线指导临床医生进行胫骨截骨。胫骨平台的截骨正确与否决定了膝关节置换的成败。膝关节置换术中胫骨截骨定位的异常，就会使股胫关节及髌股关节适配改变，可能出现假体无菌性松动、聚乙烯衬垫的磨损、破裂、髌骨脱位、髌腱断裂、骨折、术后膝前区疼痛等术后并发症[6-9]，甚至导致手术的失败。笔者通过大量阅读近年来相关文献，对常用定位方法优缺点进行综述。

1胫骨假体旋转力线常用旋转定位方法

人工膝关节置换术成功的关键取决于正确的下肢力线，Jeffery等[10]研究报道，关节假体旋转对线不良大于3°者，术后8年内假体松动率达24%；关节假体旋转对线良好者假体松动率仅为3%；Rodriguez等[11]对220例曾行人工全膝关节置换术患者进行长达20年随访，发现有45例失败病例均由于胫骨假体位置不良或内翻大于3 °而引发；多种影像学方法研究显示,人工全膝关节置换术后只有股骨假体及胫骨假体联合轻度外旋时膝关节才具有最佳的功能[12]。有研究显示，如胫骨及股骨假体呈内旋位时，膝前区疼痛的发生率会是安放在外旋位的5倍，并且会加速聚乙烯衬垫的磨损[13]。胫骨对线在冠状位上重建良好的下肢力线是防止无菌性松动及其他术后并发症的重要因素,由此可以得出全膝关节置换术后冠状位力线异常与假体无菌性松动关系密切。所以在全膝关节置换术中在状位上应达到垂直于胫骨力线；在失状位上应轻微屈曲(0°～7°)，这与假体的设计有关；在横断面上应平行于膝关节屈曲轴面。Czurda等[14]研究提示，即使在计算机导航技术帮助下进行假体安放，也会因为个体差异的影响而无法明显提升胫骨及胫骨假体的对线程度。这也说明了为什么目前TKA中选择哪种定位方法作为金标准来确保胫骨假体旋转力线对位的准确性仍存在争议。全膝关节置换术中术者为确定胫骨假体安放位置，常需要借助胫骨及其远端一些固定解剖标志及其所形成的参考轴。在临床上常用的确定胫骨假体旋转的方法有髓内定位、髓外定位、计算机导航技术、自我形合技术等，而髓外定位胫骨假体旋转力线的解剖标志又有很多种，其中近端包括胫骨结节内侧、内侧1/3；胫骨截骨面解剖标志；中段胫骨脊；远端踝关节前方中点内侧4 mm、第2跖骨、距骨中心、胫骨前肌肌腱等。

2髓内定位

胫骨端髓内定位：在TKA术中，采用髌骨内侧入路，完成股骨截骨后，使胫骨平台尽可能向前脱位，找到髓内定位钻孔点(胫骨平台中央，平台前后径的前2/5处)，抽吸髓腔后将髓腔杆尽可能深的插入胫骨髓腔，在将胫骨截骨导向器固定于胫骨近端，根据胫骨截骨模板，用摆锯进行截骨。髓内和髓外定位系统是胫骨定位两种主要系统，髓内定位系统有组件简单、异于操作、定位时不受踝关节异常情况影响等优点。Simmons等[15]研究表明，髓内定位法在膝内翻患者可获非常精准的胫骨假体力线，均数为90.0 °，标准差为1.5 °，优于髓外定位组(90.0±2.5)°。可见髓内定位具有较高的精度，但其精度受胫骨解剖变异及胫骨平台定位点的影响。总体来说髓内定位是一种不错的定位方法，但是需要开髓，增加了术中出血，可能会增加脂肪栓塞、静脉血栓栓塞及由于胫骨髓腔本身存在着不同程度的内外弓形，容易造成内外翻偏差[16]及不同医师视觉误差等因素，使得髓内定位系统在实际应用上受到很大限制。当存在胫骨畸形(发育畸形及骨折畸形愈合)、胫骨骨折、胫骨骨折内固定术后及胫骨小髓腔时并不适合。

3髓外定位

胫骨端髓外定位时，髓外定位杆近端置于胫骨结节内侧、内侧1/3；胫骨截骨面解剖标志处，定位杆远端定位在踝关节前方中点内侧4 mm或第2跖骨线、或距骨中心或胫骨前肌肌腱等处，术者目测觉得后倾度数，剩余操作与髓内定位相同。髓外定位相对来说简便易行，但由于此定位所获得的后倾角容易受定位杆所放置位置及胫前软组织的影响，准确度较髓内定位低[17]，其次由于胫骨及其截骨面个体差异明显，所以采用髓外解剖标志进行定位困难。

3.1胫骨结节内侧或内侧1/3Dalury[18]提出在全膝关节置换术胫骨近端定位时采用胫骨结节，他对50个胫骨的力线定位有46个获得了满意的效果。但是Howell等[19]研究显示：在全膝关节置换术中，分别采用胫骨结节内侧缘或内侧1/3作为假体安放的解剖标志时分别有30%和14%的患者会出现5°以内旋转不良。Sun等[20]认为如果把胫骨结节内1/3作为TKA中旋转对位的标志，有可能会导致胫骨假体相对于外科髁上线外旋12°左右，而以内侧缘作为标志时，更易导致假体明显外旋。Dalury[18]研究发现，以胫骨结节内1/3作为TKA中假体安放的标准时，有可能导致其相对于股骨假体外旋的可能。可见，不论以两者哪一种作为定位标志，大部分的患者仍无法达到理想的股骨假体及胫骨假体之间的匹配要求。

3.2ACL、PCL、MMNL、TSA等胫骨截骨面解剖标志现阶段有不少人在研究以ACL、PCL、MMNL、TSA等胫骨截骨面解剖标志作为胫骨假体旋转对线的参考。其优点是：使用简便，术中易定位，缺点是：胫骨平台骨赘、解剖变异、退行性病变的影响。ACL即胫骨内外侧髁在截骨平面前缘的连线。Sahin等[21]研究表明，ACL相对于股骨外科髁上线外旋(7.3±6.0)，而且从胫骨解剖特点来看，由于前缘为弧形，定位时不容易且易受骨赘及外伤术后影响，再者其重复性及在再现性低，把他当做胫骨假体旋转对线的标志指导截骨可靠性低。PCL即胫骨内外侧髁在截骨平面后缘的连线。Incavo等[4]研究表明，以PCL作为胫骨截骨面解剖标志进行胫骨假体旋转对位时，只有30%患膝可以达到最理想的胫骨假体旋转对线，所以说以PCL作为对线标志可靠性低。MMNL即胫骨内侧平台与外侧平台最突出点的连线。Howell等[19]研究表明，以其作为标志时，MMNL相对于股骨外科髁上线内旋3°左右，由于术中显露、软组织覆盖、术者间选择差异大等原因，确定内外侧最突出点有一定的难度，所以把它作为定位标志有一定的困难。TSA即后交叉韧带中点与胫骨髁间棘间沟中点的连线，Sahin等[21]研究表明，TSA相对于股骨外科髁上线角度范围为：内旋1.5°～外旋3.5°，股骨及胫骨可获得良好的旋转对线效果，但是由于其缺乏临床及实验依据，因此，以TSA作为定位标志尚未在临床上普及应用。

3.3第二跖骨、踝关节中点、胫骨前肌肌腱等体表解剖标志由于第二跖骨、踝关节中点、胫骨前肌肌腱等体表解剖标志容易触及及测量，在胫骨旋转对线髓外定位时，常以其作为参照。由于骨赘形成、骨性关节炎、类风湿性关节炎等疾病的影响所致的畸形变及个体差异非常大等原因，会使这些标志在手术时难以确认，有进一步的尸体及影像学研究表明：以上轴线均存在较大的个体变异。Akagi等[22]研究显示，胫骨平台前后线与第二跖骨解剖线之间角度范围为内旋21.5°～外旋24.0°，范围很大，在TKA手术中，由于第二跖骨线并不在胫骨上，易受踝关节活动及足部所处位置及踝关节病变的影响，这些因素都可以导致第二中跖骨位置发生偏离，影响胫骨下肢力线，而踝关节中点所处的踝关节横线与股骨外科髁上线之间的角度最小为8.0°，最大为49.4°，平均角度为25.9°，标准差为9.0°。而胫骨前肌肌腱、踇长伸肌腱、足背动脉等曾被报道作为踝关节中点的解剖标志，而每种解剖标志都有其有缺点，胫骨前肌肌腱在这么多的解剖标志中最容易确认，有研究报道胫骨前肌肌腱并不在踝穴中点，而在其内侧1 cm外，胫骨前肌肌腱位置踝受踝关节所处位置的影响，它会随踝关节的活动而变化，另外内外踝尖由于受皮肤薄厚不一及内外踝并不处于同一水平位置上的影响[23-24]，以内外踝连线的中点确定为踝关节中点的方法也不准确，因此把第二跖骨、踝关节中点、胫骨前肌肌腱等作为胫骨旋转对线体表解剖标志也不可靠。

3.4胫骨脊在全膝关节置换术中，有人把胫骨脊作为胫骨远端定位的参考标志，膝关节器械公司ZIMMER建议把踝关节上方50 mm胫骨脊位置作为胫骨远端定位参考标志，Burke等[25]也推荐在胫骨力线冠状位定位时把踝关节上方60 mm作为胫骨远端定位参考标志，但都没有相应的理论及实验依据，所以说把胫骨脊作为胫骨远端定位标志也存在一定争议。

4计算机导航技术

计算机辅助手术导航系统类似于全球定位系统，它们都是一种三维定位系统。由扫描CT、导航工作站及能发射信号的手术器械组成。这项技术首先应用于神经外科，1993年时应用于脊柱外科，此后继续发展，近年来越来越多的用于人工全膝关节置换术，用以提高下肢旋转力线的精确度。计算机导航系统通过注册精确的计算出股骨头中心、膝关节中线及踝关节中心，从而获得定位所需轴线。并以此为依据确定截骨量及截骨方向及假体安放位置。张闻等[26]研究表明：导航改善下肢旋转对线及冠状面力线，有助于术后患膝早期功能恢复。但Cheng等[27]研究表明计算机导航技术仅在冠状面及矢状面提高肢体轴线精确性，并不能提高全膝关节置换术中假体旋转力线的精确性，其次有报道显示计算机导航手术时间较传统手术时间明显延长，使感染风险增加及失血量增多，安装追踪器时需打固定针，增加了骨折的风险。因此使用计算机导航技术的临床疗效和功能需要进一步多中心临床试验及长期随访研究。

5自我形合技术

除了使用上述方法作为胫骨假体旋转定位的参照外，自我形合技术也可以用于胫骨假体旋转定位。其原理是先固定股骨假体，然后安放胫骨假体试模而不固定，使胫骨假体试件在股骨假体的引导下进行旋转位置的自我调整，达到胫骨平台自然的与股骨假体结合并处于最合适的位置的目的。Rossi等[28]研究表明，使用该方法达到理想的胫骨假体旋转对线主要取决于股骨假体的位置是否安放正确，否则会导致胫骨侧更大的偏差。Eckhoff等[29]认为自我形合技术容易导致胫骨假体过度内旋安放。目前有研究证实膝关节在完全伸直位时承受最大力矩，而Nagura 研究发现当膝关节高度屈曲时也会承受最大的力矩，所以在全膝关节置换术中采用自我形合技术确定胫骨假体位置时，究竟是采取伸直位还是屈曲位还有待于研究。

6小结

综上所述，虽然全膝关节置换术已成熟并广泛应用于临床，但胫骨假体旋转力线定位方法中，到目前为止还没有一种方法适用于所有的临床患者。在胫骨侧，髓内定位是一种不错的定位方法，在手术中使用容易，同髓外定位组相比有交准确的限制力线，但也存在很多术后并发症及不适用髓内定位情况。髓外定位并发症少，但是由于退行性变、肥胖、踝部外伤畸形及各种解剖标志自身缺陷等原因造成体表解剖标志不易触及，使其定位精确性受到影响。采用自我形合技术可获得计较为精准的胫骨假体旋转放置，但是，由于膝关节的胫股假体旋转对线关系随关节屈曲运动不断改变，因而不存在恒定的胫股假体旋转对位关系。而且计算机导航技术由于技术设备的局限、手术时间延长及其精确性依赖于术者对解剖标志的判断，所以也存在一定的不足之处。因此，应该通过大样本、多中心的临床试验对国人膝关节解剖进行研究，用以寻找最适合国人的胫骨假体旋转对线的解剖标志点。

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[收稿日期]2015-09-01

[中图分类号]R683.42

[文献标识码]A

[文章编号]1008-8849(2016)04-0450-04

doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.04.040