膝关节单间室置换术适应证研究进展

李冰，刘天胜，王磊，卜延民，李晓辉，张晓非，刘军

单间室膝关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）始于20世纪70年代，其与全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）和胫骨高位截骨术（high tibial osteotomy，HTO）均是临床上广泛用于治疗终末期膝关节骨关节炎（osteoarthritis，OA）的外科手术方法［1］。对于前内侧间室病变的膝关节OA病人，与TKA和HTO相比，UKA术后康复时间更短，并发症和致死率更低，病人满意度更高，因此近年来在临床上的应用日益广泛［2−3］。

UKA适应证的选择至关重要，研究表明年龄、性别、体质量、术后满意度期望值、活动水平、关节畸形和术前影像等诸多因素与病人术后满意度、膝关节功能恢复和假体生存率等密切相关。Kozinn等［4］于1989年提出UKA较为严格的手术适应证，按照上述标准仅6%的病人可接受UKA手术。随着技术和理念的不断进步，UKA手术适应证不断变化。Hamilton等［5］认为Kozinn和Scott提出的适应证过于严格，极大地限制了UKA在临床上的应用。有学者将手术适应证进行了适当的修订，调整后适合UKA手术的病人增至50%，每年UKA的应用规模大为增加［6］。但是，UKA手术适应证的扩大是否会导致翻修率的升高、术后患者满意度和关节功能的改变仍然存在争议。此外，大量的数据、文献和临床证据不断出现，不同学者对UKA适应证的选择存在较大分歧。本文旨在对UKA手术适应证的研究进展作一综述，为临床上病人的选择提供参考。

1 年龄

考虑到活动水平、对术后运动功能的要求和假体的远期生存率，传统观点认为年轻病人不适合接受UKA手术。1989年Kozinnt等［4］将UKA适应证（骨水泥型假体）的年龄设定为60岁，不推荐年龄＜60岁的生活活跃病人进行UKA手术。2016年van der List等［7］对31篇临床队列研究和6个关节登记中心的数据（285 472例）进行了荟萃分析，结果显示年龄≥60岁的UKA术后病人年翻修率（annual revision rate，ARR）为1.52%，而＜60岁的生活活跃病人ARR高达2.16%；这一差异在年龄≥55岁和＜55岁的病人之间更为显著，两者ARR分别为1.19%和2.18%，差距接近2倍［7］。上述临床随访结果显示年轻活跃病人不适合进行UKA治疗。

然而，有研究提示年龄对于UKA病人的选择可能并不重要。2017年Hamilton等［5］的一项前瞻性研究对1 000例UKA病人进行了平均10年的随访，结果显示年轻病人（＜60岁）术后美国膝关节学会关节功能评分（American Knee Society Functional Scores，AKSS−F）、牛津膝关节评分（Oxford Knee Score，OKS）和Tegner活动评分（Tegner Activity Score）均显著优于年老（≥60岁）病人，2组人群在假体10年生存率上无差异。另外一组学者对年龄＜50岁的UKA病人进行研究，发现在平均6年的随访中，膝关节功能得到显著改善，假体6年生存率高达96%，提示内侧旋转平台UKA是治疗50岁以下膝关节前内侧间室OA的有效方法［8］。一项来自牛津大学的前瞻性研究中，研究者将纳入的1 000例病例按照不同年龄分组（＜55岁、≥55～＜65岁、≥65～＜75岁和≥75岁），10年随访终点时，假体生存率分别为97%、94%、94%和93%，差异无统计学意义［9］。最近新加坡一项研究纳入了2004—2007年100例年龄≤55岁和343例≥56岁的病人，对UKA术后膝关节功能、病人生活质量和假体生存率进行统计分析，结果显示2组病人在至少10年的随访中上述评价指标差异几乎未见统计学意义，提示UKA同样适合年轻病人［10］。

此外，由于较小的创伤和术后的快速恢复，UKA对于治疗高龄单间室膝关节OA是积极的选择。Siman等［3］比较了75岁以上单间室膝OA病人UKA和TKA术后的临床疗效，结果显示接受UKA手术的病人在手术时间、住院时间、术中出血、术后输血、关节活动度和出院时活动水平等方面显著优于接受TKA的病人。Fabre−Aubrespy等［11］同样比较了UKA和TKA治疗＞75岁病人的临床疗效，结果表明术后1年、2年和5年随访中，UKA组在KSS（Keen Society Score）评分和关节遗忘评分（Forgotten Joint Score，FJS）上均优于TKA组，而两者术后16年无翻修假体生存率差异无统计学意义（91.8%vs.94.6%，P=0.66）。上述研究结果进一步肯定了UKA在治疗高龄膝关节单间室OA病人方面的优势。

虽然不同学者在UKA病人年龄选择的问题上意见分歧较大，但随着手术技术的进步和关节假体的改进，近年来的证据表明年轻的膝关节单间室OA病人同样适合接受UKA手术，与年老的病人相比，在膝关节功能改善程度和假体生存率方面差异无统计学意义［9−10］。这为年轻的膝关节单间室OA病人的治疗提供了新的选择。此外，由于较小的创伤和快速的康复，UKA在治疗高龄膝关节单间室OA病人上具有显著的优势。

2 BMI

传统观点认为体质量较大的病人（体质量＞82 kg或BMI≥30 kg/m2）植入假体所受应力较大，进而导致UKA术后假体无菌性松动和翻修增加。一些早期发表的文献和临床研究证实了上述观点［12−13］。最近一项基于美国医疗登记数据库的研究纳入了2005—2011年共15 770例UKA病人，按照正常（BMI＜30 kg/m2）、肥胖（30 kg/m2≤BMI≤39 kg/m2）和严重肥胖（BMI＞40 kg/m2）分为3组，比较术后90 d内并发症、膝关节功能和术后7年假体生存率，结果显示与体质量正常人群相比，肥胖病人术后膝关节功能较差，并发症发生率和假体翻修率均显著升高，提示肥胖病人UKA术后临床结果较差［14］。

然而，越来越多的证据表明肥胖病人和体质量正常病人UKA术后在膝关节功能和假体生存率方面无差别。Hamilton等［5］研究显示与体质量＜82 kg的病人相比，体质量≥82 kg的病人UKA术后10年随访膝关节功能评分（AKSS和OKS）差异无统计学意义，术后15年随访假体生存率差异无统计学意义。ver der List等［7］对来自31个临床研究和6个关节登记系统的数据进行Meta分析，前者结果显示肥胖病人和体质量正常者UKA术后ARR分别为0.91%和0.79%，后者的ARR分别为0.83%和0.43%，差异均无统计学意义。另外，2019年Molloy等［15］的一项前瞻性队列研究中，按照BMI将纳入的1 000例病人分为4组（BMI＜25 kg/m2、25 kg/m2≤BMI＜30 kg/m2、30 kg/m2≤BMI＜35 kg/m2和BMI≥35 kg/m2），比较不同组术后膝关节功能和假体生存率，结果显示不同BMI组UKA术后1年、5年和10年膝关节功能评分差异无统计学意义，假体10年生存率差异也不存在统计学意义，表明BMI不应作为旋转平台UKA假体的术前考虑因素之一。Woo等［16］将2005—2010年间接受固定平台假体UKA的673例患者按照BMI大小分为4组（BMI≤25 kg/m2、25 kg/m2＜BMI≤29.9 kg/m2、30 kg/m2≤BMI≤34.9 kg/m2和BMI≥35 kg/m2），结果显示术后2年随访时不同组间膝关节功能和功能改善差异无统计学意义，术后平均5.4年随访后各组间并发症发生率差异无统计学意义，由于翻修例数较少（9例），作者未对假体生存率进行分析。

从以上研究可以看到，不同学者对BMI的观点有所不同，早期的研究对肥胖病人（高BMI）接受UKA持反对意见［12−14］，但是近期发表的文章均表明高BMI不应作为UKA手术禁忌证［4，7，15−16］。这一观念的改变可能与临床经验的积累和手术技术的规范密切相关，随着对UKA理解的深入和手术操作的日益规范，BMI不再是UKA手术适应证的考虑因素之一，高BMI的病人接受UKA手术同样可以获得优异的临床疗效。

3 前交叉韧带（ACL）功能

ACL是膝关节重要的内稳定结构，ACL损伤或功能不良可导致后方磨损加重，进而增加无菌性松动和聚乙烯垫片磨损的风险。ACL功能不良被认为是UKA的手术禁忌证［4，17］。一些运动学实验也表明ACL功能不良的病人UKA术后膝关节运动学发生改变。Pegg等［18］将膝关节单间室OA病人分为2组，观察UKA后膝关节运动学情况，结果显示与ACL功能良好组相比，功能不良组在膝关节屈曲30°～40°时胫骨前移增加，这种变化在屈曲40°～60°时更加明显；与功能良好组相比，ACL功能不良病人UKA术后完成指定练习项目的时间增加38%。鉴于ACL的重要性，很多学者建议ACL功能不良或损伤病人在接受UKA的同时进行ACL重建手术。Ventura等［19］使用固定平台单髁假体（Zimmer Inc.，Warsaw，IN，USA）对14例膝关节内侧单间室OA合并ACL功能不良的病人施行UKA手术，手术同时进行ACL重建，经2年多的随访，病人膝关节功能显著改善，无关节不稳和假体松动的表现，提示UKA+ACL重建对治疗ACL功能不良的膝关节单间室OA病人是良好的选择。另外，Mancuso等［20］对以往的研究进行综述，将UKA同时进行ACL重建和不进行重建的2组病人进行对比，发现前者假体生存率显著高于后者，而翻修率显著低于后者，指出对于ACL功能不良的患者，在UKA同时行ACL重建的必要性。但是，近年来部分学者对此提出质疑。

瑞士的Suter等［21］使用Sigma公司的部分膝关节置换假体（SIGMA High Performance Partial Knee System）对10例ACL功能良好和8例ACL功能不良的膝关节单间室OA病人进行UKA手术，对术后膝关节运动情况进行比较分析，结果显示2组病人在膝关节动力学和运动学上均未见显著差异，仅在内外侧间室所受地面反作用力上存在一定的不对称性，提示对ACL功能不良可能不是UKA的禁忌证之一。随后，该研究小组利用动态成像技术研究UKA术后膝关节运动学情况，结果表明ACL功能不良组和正常组在膝关节运动波形和活动度之间无显著差异，仅在矢状位位移方面存在一些改变；通过胫骨截骨时减少平台后倾角度的方法可以弥补ACL功能不良的问题，进一步提示使用固定平台假体和减少胫骨后倾角度是治疗UKA手术ACL功能不良病人的有效方法［22］。同样，van der List等［7］的荟萃分析结果显示，ACL功能不良和功能良好的病人UKA术后ARR分别为0.87%和0.99%，差异无统计学意义，说明术前ACL功能情况并不影响术后假体翻修率。

上述研究表明，不同学者对于ACL功能是否影响UKA术后效果和假体生存率等方面观点不同。在早期研究中，更多的证据表明ACL功能不良对膝关节运动学变化影响较大，因此影响UKA术后的临床效果和假体生存率［4，6，18−19］。但是随着研究技术的进步，一些新的证据显示虽然ACL功能不良会对膝关节运动学产生一定的影响，但是对于UKA手术的影响与ACL正常组相比，差异无统计学意义（特别是对固定平台的UKA假体来说）［7，21−22］。因此，对ACL功能不良病人UKA手术的相关研究，可能在ACL替代型新假体的研发方面提供理论和实验基础。

4 髌股关节炎（PFO）

PFO的发生与下肢力线异常和髌股关节的退变有关，临床上主要表现为膝前疼痛。传统观点认为，外侧重度PFO是UKA手术的禁忌证之一。Kozinn等［4］提出为了取得优异的临床疗效，不建议对患有PFO的病人施行UKA手术。Lisowski等［23］研究显示外侧PFO可影响UKA术后假体生存率。同时有国内研究表明，与无髌股关节退变组相比，外侧PFO组OKS、WOMAC（The Western Ontario and McMaster Universities）骨关节炎指数升高，因此不推荐UKA作为外侧髌股关节退变患者的首选治疗方式［24］。但是近年来临床证据显示，合并有PFO不是UKA的手术禁忌证。

Hamilton等［25］对677例接受内侧旋转平台假体UKA的病人进行了长达15年的随访，结果显示膝前痛和PFO（内侧髌股关节和并不严重的外侧髌股关节软骨磨损）与髌股关节正常组相比，两者在膝关节功能评分和假体生存率上差异无统计学意义，提示除严重的外侧髌股关节软骨磨损外，PFO不应作为UKA的手术禁忌证。Lim等［26］采用固定平台假体（Zimmer，Warsaw，IN；DePuy Orthopaedics，Inc.，Warsaw，IN）对263例病人进行UKA手术，术后随访10年，发现PFO组和非PFO组在OKS评分、KSS评分和假体生存率上差异无统计学意义，提示PFO不应作为固定平台假体UKA的手术禁忌证。但是该研究未将PFO累及的间室作进一步的分类和统计分析。Berger等［27］将PFO限定为内侧间室PFO，研究其是否对固定平台假体UKA术后临床疗效和假体翻修率产生影响，结果表明PFO和非PFO组在FJS、Lonner髌股关节评分（Lonner Patello Femoral Score，LPFS）、OKS和健康调查12项评估简表（Short Form−12 Health Survey，SF−12）上差异无统计学意义，术后4年随访假体全因翻修率差异未见统计学意义，提示内侧PFO对固定平台UKA术后膝关节功能、生活质量和假体生存率无显著影响。

PFO作为UKA的传统手术禁忌证，这一观点受到越来越多的挑战。虽然一些研究表明外侧重度PFO可能影响UKA术后临床疗效和假体生存率［22−23］，但是内侧PFO和轻、中度的外侧PFO并不影响术后疗效和假体生存率的观点正被大多数学者所接受。同时，研究表明固定平台假体和旋转平台假体均可用于PFO患者的UKA手术［26］，这与以往支持旋转平台的观点并不一致［28］。

综上所述，人们对于UKA手术适应证和禁忌证的认识和观念正发生巨大的转变［29］，病人的选择逐渐趋向一致［30］。UKA作为一种治疗膝关节单间室OA的外科手术，随着假体设计的不断改进和手术操作的日益规范，越来越多的证据显示出其优异的临床疗效和良好的远期生存率［31］。此外，计算机导航技术在UKA手术中的应用逐渐广泛，导航指引下的精准截骨和假体安放使得术中的人为误差大为降低，同样有助于术后疗效的提高和假体生存率的延长，进而扩大了手术适应证［32−34］。

虽然关于UKA适应证扩大的证据不断出现，但是研究的单位和团队的背景同样会对结果造成偏倚。Hamilton等［5］的前瞻性队列研究纳入1 000例接受UKA的病人，从年龄、体质量、活动度、软骨钙化和髌股关节炎几个方面对手术适应证进行研究，为UKA适应证的选择提供了有力的证据。但是也应看到作者所在研究单位和以往研究经历与牛津单髁假体（旋转平台单踝假体）关系密切，不能排除其他因素对研究结论的影响。我们相信，随着更多高质量临床研究的不断涌现，UKA的优势将进一步显现，其适应证的范围将不断扩大，进而使更多病人获益。