开放楔形胫骨高位截骨术后膝关节的关节线收敛角影像学分析

柳明忠，施建辉，谢俊杰，陈杰云

1.福建医科大学附属泉州第一医院骨科，福建泉州 362100；2.福建医科大学附属泉州第一医院影像科，福建泉州 362100

前言

胫骨高位截骨术（HTO）是治疗症状性内翻畸形的有效方法，然而其缺点之一是倾向于降低髌骨高度和增加胫骨后倾斜，而增加的胫骨后倾斜可能会损害前十字韧带功能；另一方面，随着时间推移，下髌骨经常引起膝关节前部疼痛，可能会加速髌股关节退化［1-2］。随着术前计划软件、术中导航系统和新型设备系统的发展，开放楔形胫骨高位截骨术（OWHTO）后冠状面排列的准确性有了很大提高［3］。关节线收敛角（JLCA）被定义为股骨髁与胫骨平台之间的切线夹角，已被用于评估软组织矫正。正常膝关节股骨远端关节面与胫骨平台基本平行，JLCA 为0°～2°［4］。OWHTO 术后冠状面矫正量取决于骨矫正和软组织矫正［5］。最近有研究证实术前软组织问题和过度矫正之间的关系［6］，也有研究报道JLCA≥4°患者更有可能经历过度矫正，术前仰卧位JLCA 与术后站立位JLCA 相关［7］。本研究比较术前JLCA≥4°和<4°两组患者手术前后的影像学和临床指标，以期研究冠状面排列是否受到JLCA变化的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年4月至2020年4月期间在福建医科大学附属泉州第一医院接受OWHTO 治疗的84 名膝关节内侧骨性关节炎患者。纳入标准：①年龄<75岁者；②关节内侧或前内侧疼痛者；③胫骨内翻畸形>5°，准站立位X线片示内侧胫股关节间隙变窄者；④手术计划时开口间隙≤15°和屈曲挛缩≤15°，外侧软骨和半月板功能正常者；⑤屈曲畸形<10°，膝关节活动度>100°者。排除标准：①外侧间室骨关节炎；②类风湿性关节炎；③髌股关节症状，前方或后交叉韧带关节功能不全；④侧方胫股关节间隙狭窄者；⑤患者依从性差、不能配合治疗者。患者对治疗及试验知晓，签署知情同意书。根据术前JLCA≥4°和<4°分为两组，术前JLCA<4°为低JLCA 组43 例（图1），术前JLCA≥4°为高JLCA组41例（图2）。术前计划和手术由同一位从事OWHTO超过25年的外科医生操作。

图1 低JLCA组右膝关节炎患者影像学表现Fig.1 Imaging manifestations of patients with right knee osteoarthritis in low JLCA group

图2 高JLCA组右膝骨关节炎患者影像学表现Fig.2 Imaging manifestations of patients with right knee osteoarthritis in high JLCA group

1.2 手术方法

冠状位对准的目标是在单腿站立位置的全腿X线片上预期负重线（WBL）比为62%，并且在每个胫骨平台上均进行术前标记（图3a）。此外，在术前仰卧位片上测量JLCA。经关节镜检查后，未应用大腿止血带。在胫骨前内侧进行4～5 cm 纵向皮肤切口。从胫骨近端释放浅表内侧副韧带，不影响半腱肌和股薄肌腱。在荧光检查下，横向截骨平面由两条克氏针标记。使用骨锯从胫骨内侧平台远端35 mm到冠状平面内的安全区进行横向截骨，然后进行上行截骨。截骨间隙逐渐打开，使外侧皮质完好无损。根据截骨间隙的松紧度释放后部软组织，并使用扩张器保持后内侧间隙。在荧光透视下确认术中JLCA 与术前使用放射线量角器的仰卧位JLCA 相同，并且通过将患者脚推向外科医生腹部区域将对准杆从内侧边缘放置为WBL 比为62%（图3b）。截骨并打开间隙后，将预先形成的四边形β-磷酸三钙作为骨替代物插入到开口的内侧间隙中。使用Tris 板（Olympus Terumo Biomaterials,日本东京）和8 个锁定螺钉固定内侧截骨间隙。所有患者均接受低分子量肝素和静脉脉冲足泵形式的抗血栓预防。术后第2 天开始进行主动和被动锻炼以及直腿锻炼。术后1 周开始允许完全负重。

图3 术前和术中JLCAFig.3 JLCA before and during the operation

1.3 影像学指标

影像形态使用富士计算机射线照相系统（富士胶片株式会社，日本东京）获得，各种角度使用medi CAD 数字计划软件（Hectec, Landshut, 德国）测量。患者以单腿站立的姿势获得双腿站立前后位片（AP）和侧面全腿X线片，并且获得膝盖的天际线视图。应力射线照相在150 N 内翻或外翻负荷下使用泰洛斯（Telos）关节压力计（Telos,Weiterstadt, 德国）完全伸展而拍摄。髋-膝-踝角（HKA）定义为AP全腿X 线片上股骨和胫骨机械轴之间的较小角度。WBL比定义为胫骨平台内侧边缘与胫骨平台长度的交点之间的距离比。胫骨内侧边缘WBL比被认为是0%，胫骨外侧边缘WBL 比被认为是100%。胫骨后倾斜度（TPS）为胫骨内侧平台的后倾斜度与外侧全腿X 线片上垂直于胫骨干轴线的夹角。内侧近端胫骨角（MPTA）在AP 全腿X 线片上定义为胫骨解剖轴与胫骨平台之间的内侧角。在站立的腿，仰卧以及内翻和外翻应力膝关节X线片上测量JLCA。具有内翻的JLCA 用“+”符号表示。ΔJLCA 定义为术前站立位与仰卧位JLCA 之差，总JLCA 定义为内翻和外翻JLCA之和。通过从外翻JLCA 中减去站立的JLCA 计算潜在的内侧松弛度，通过从内翻JLCA 中减去站立的JLCA 计算潜在的外侧松弛度。关节线倾斜度（JLO）定义为平行于地面的直线与胫骨髁切线之间的夹角。通过从术后角度中减去术前角度计算TPS 和MPTA 的变化。通过从术前角度中减去术后角度计算JLCA的变化。

术后1年获得X 线片。Kellgren-Lawrence 评分用于对膝骨关节炎的严重程度进行分类。矫正角度定义为术前HKA 减去术后HKA，过度矫正量（矫正误差）定义为预测目标对准减去术后HKA。通过从术后MPTA减去术前计算骨校正，通过从校正角度减去骨校正计算软组织校正。

1.4 预后评价指标

术前和术后1年分别测量膝关节活动度（ROM）。采用美国膝关节协会（AKS）膝关节评分和功能评分评定膝关节骨关节炎程度，采用Lysholm 膝关节评分量表评定术前和术后1年膝关节韧带状况［8-9］。对于每个测量，总分100分表示功能完整。采用膝关节损伤骨性关节炎预后评分（KOOS）评估术前和术后1年患者情况，KOOS 有5 个分量表：疼痛、症状、日常生活活动、运动和娱乐功能（运动/娱乐）以及与膝关节有关的生活质量［10］。

1.5 统计学分析

采用SPSS 19.0 软件对数据进行统计学分析，使用Shapiro-Wilk 检验评估数据的正态性，计量资料用均数±标准差表示，使用t检验对具有正态分布的连续变量进行比较，Mann-Whitney 检验对非正态分布的连续变量进行比较，计数资料使用Pearson 卡方检验或Fisher精确概率。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 低和高JLCA组患者术前特征比较

两组患者术前影像学和临床数据见表1。两组患者在年龄、体质量指数（BMI）、性别、手术侧方面比较无显著差异（P>0.05）。高JLCA 组的HKA、WBL和潜在外侧松弛度均小于低JLCA 组（P<0.05）。两组患者在TPS、MPTA、总JLCA、JLO方面无显著差异（P>0.05），高JLCA 组的仰卧位JLCA、ΔJLCA、内翻JLCA、外翻JLCA 和潜在内侧松弛度均高于低JLCA组（P<0.05），低JLCA 组的ROM 比高JLCA 组的运动范围大（P<0.05）。两组之间的任何临床评分均无显著差异（P>0.05）。

表1 低与高JLCA组患者术前特征比较Tab.1 Comparison of preoperative characteristics between low and high JLCA groups

2.2 低和高JLCA组患者术后特征比较

两组患者术后影像学和临床数据见表2。两组患者在HKA、校正误差、WBL、TPS、MPTA 骨校正、总JLCA、JLO方面比较无显著差异（P>0.05），但高JLCA组的矫正角和软组织矫正高于低JLCA组（P<0.05），高JLCA组的术后JLCA、ΔJLCA、内翻JLCA、外翻JLCA高于低JLCA组（P<0.05），低JLCA组的术后ROM高于高JLCA组（P<0.05）。两组之间的任何术后临床评分均无显著差异（P>0.05）。

表2 低与高JLCA组患者术后特征比较Tab.2 Comparison of postoperative characteristics between low and high JLCA groups

3 讨论

OWHTO 是一种纠正由于胫骨内翻畸形引起的下肢内翻对准的手术技术［1,11］。本研究最重要的发现是术前JLCA≥4°的膝关节与术前JLCA<4°的膝关节在冠状位对准方面没有区别。如果在手术中参照术前仰卧位JLCA 进行设置，两组术后冠状位对准均不受JLCA 变化的影响。相对于冠状平面上的计划目标角度的实际矫正角度是成功进行HTO 的最重要因素［12］。相对于机械轴稍微外翻至3°～5°对于令人满意的临床结果至关重要。然而，尽管有准确的术前计划和适当的术中技术，但过度矫正的程度可能是由于软组织矫正的差异而引起的［13］。So等［14］报道在封闭楔形HTO 中，术后站立位JLCA 与术前仰卧位JLCA 相似，可以使用术前仰卧位JLCA 预测术后站立位JLCA，并建议在术前计划中使用仰卧位X 线片而不是站立位X线片。然而，站立位X线片通常用于评估膝骨OA的严重程度并在术前确定矫正角度。

本研究低JLCA组中44膝的矫正角、骨矫正和软组织矫正分别为11.4°、11.3°和0.1°，术前平均HKA为-6.8°，JLCA 为3.0°；高JLCA 组中40 膝的矫正角、骨矫正和软组织矫正分别为13.1°、12.0°和1.2°，术前平均HKA 为-9.0°，JLCA 为6.1°。本研究中高JLCA组的软组织矫正高于低JLCA 组。先前的接受者操作特征曲线分析表明术前JLCA≥4°的膝盖是过度矫正的一个因素，术前JLCA<4°时，膝盖的冠状位后对齐可能不受软组织矫正的影响［15］。Koh 等［16］报道OWHTO后平均HKA为-9.6°的50个膝盖中，矫正角、骨矫正和软组织矫正分别为12.8°、9.4°和3.4°。本研究中术前HKA 和软组织矫正在低JLCA 组分别为-6.8°和0.1°，在高JLCA 组分别为-9.0°和1.2°。因此本研究中软组织校正仍低于先前测量的3.4°。这种差异可能与膝骨OA 严重程度有关，因为本研究中测得的HKA 低于先前研究中的HKA，或者可能与本研究中未触及的臀大肌操作差异有关，但在先前的研究中伴有内侧副韧带升高。

在多变量分析中，ΔJLCA 是冠状位校正差异的预测因素，且潜在的内侧松弛度反映内侧软组织松弛度和内收力矩［17］。我们同意这个观点，即ΔJLCA和潜在内侧松弛度是冠状矫正差异的预测因素。本研究中截骨前高JLCA 组的ΔJLCA 和潜在内侧松弛度高于低JLCA 组，然而两组之间在冠状排列方面没有发现显著差异，这可能意味着JLCA 的改变在截骨术期间得到控制，并且两组术后HKA 均不受JLCA改变的影响，JLCA 的变化与过度矫正有关。实际上，JLCA 的变化与矫正误差高度相关，并已显示出导致矫正误差。在本研究中高JLCA 组JLCA 的变化大于低JLCA 组，但两组之间在冠状面排列方面无显著差异，这可能是因为在术前仰卧JLCA 设定了HKA，能够将矫正误差降至最低。在截骨手术期间，导航系统的使用可能会辅助这种组合方法，但本研究结果表明过度矫正的发生率很高。过度矫正的最可能原因是没有重现负重状态。然而，在外侧腔室和外侧胫骨皮质穿孔中更多的压缩可能倾向于过度矫正。本研究的局限性：首先，在进行截骨术之前，高JLCA 组的膝关节比低JLCA 组的膝关节表现出更大的内翻畸形和更严重的膝骨OA，这是不可避免的，因为术前JLCA 与内翻畸形相关。其次，本研究为回顾性分析，可能会引入潜在的选择偏见。第三，在2D 全腿X 线片上测量冠状对准和关节定向角，测量的准确性受膝盖位置的影响。然而，与2D相比，诸如EOS 或承重CT 的3D 成像可能允许更精确地测量冠状面对准和关节的定向角度［18］。

综上所述，比较术前JLCA≥4°和<4°两组患者膝关节的影像学和临床结果，并根据术前仰卧位JLCA在术中设定JLCA 的变化，这与术后站立位JLCA 相似。当控制术中JLCA 时，两组之间JLCA 的变化和软组织矫正的差异不会影响术后冠状位的排列，但是两组矫正率均高于目标冠状位。