髌股关节置换与全膝关节置换治疗单纯髌股关节炎的疗效比较

李昀达，张璟，翟伟韬

作者单位：1上海中医药大学，上海 201203；

2上海中医药大学附属光华医院关节矫形外科，上海 200052

髌股关节炎（patellofemoral osteoarthritis，PFOA）是膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）中常见的亚型，在临床上多表现为膝前痛、屈膝及下蹲活动受限、上下楼梯困难等。年龄大于40岁和女性为其好发人群［1］，在我国大于50 岁的人群中其发病率高达23.9%［2］。PFOA 早期病人可以通过口服消炎止痛药、关节腔注射［3-4］、理疗［5］及功能锻炼等保守治疗来缓解症状改善功能，而髌股关节严重破坏的病人则往往要面对手术治疗的选择。全膝关节置换（total knee arthroplasty，TKA）虽然在临床上对于晚期PFOA 病人具有良好效果，应用广泛［6］，但TKA也并非解决髌股关节问题的万全之策，TKA 治疗单纯PFOA 病人术后髌股关节持续疼痛仍高达6%～19%［7-8］，因此评估髌股关节置换（patellofemoral arthroplasty，PFA）的疗效仍然很有必要。PFA 由于第一代假体设计的不成熟，在临床上疗效不满意［9］。但随着第二代Onlay 设计理念假体的出现，PFA 作为一种相较于TKA 侵袭性更小的手术，拥有保留自身胫股关节和韧带结构相对完整性、术后早期促进病人的快速康复及术后感受度更佳［10］等众多优点，逐渐再次成为临床治疗选择的热点，因此针对PFOA 病人选择TKA 或PFA 治疗仍是值得探讨的话题。既往研究往往在病例选择上存在选择偏倚，混杂因素较多，本研究采用倾向性评分匹配法回顾性分析因单纯PFOA 行TKA 或PFA 病人的临床资料，探讨TKA 与PFA 治疗单纯PFOA 的疗效差异，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 诊断标准：参照中华医学会骨科学分会《骨关节炎诊治指南（2018 年版）》KOA 诊断标准［11］制定：①近一个月内反复出现膝前痛，下蹲、起立、上下台阶等活动时疼痛加重；②髌骨研磨试验（+）；③膝关节被动或主动屈伸活动中伴有弹跳感或摩擦音；④X线片髌骨轴位片显示关节间隙变窄、软骨下骨硬化和（或）囊性变、关节边缘骨赘形成；⑤晨僵时间≤30 min。纳入标准：①符合PFOA 诊断标准，且经保守治疗无效。②髌股关节轴位X 线片示存在关节间隙狭窄、软骨下骨硬化，或MRI 显示髌股关节软骨损伤。③骨关节炎进展未累及胫股关节。排除标准：①有明显膝关节内翻或外翻畸形；②术前检查提示患肢局部或全身他处存在感染病灶；③膝关节站立位片显示胫股关节间隙狭窄；④病人一般情况差，不能耐受手术。

纳入分析2013 年7 月至2017 年7 月上海中医药大学附属光华医院符合纳入标准的172 例单纯PFOA 病人，其中行单侧PFA 组46 例，同期行单侧TKA 病人126 例，将行TKA 病人以1∶1 的比例运用倾向性评分匹配法与行PFA 病人进行匹配，匹配因素包括性别、年龄、体质量指数（body mass index，BMI）、共病、牛津膝关节评分［12］（oxford knee score，OKS）和健康调查12 项简表［13］评分（the 12-item short-form health survey，SF-12），卡钳值设置为0.02。PFA 与TKA 组匹配前年龄［（57.8±7.2）岁比（69.6±6.7）岁，t=-3.57，P＜0.05］、OKS 评分［（21.4±5.2）分比（25.8±8.6）分，t=3.13，P＜0.05］、BMI［（25.52±5.9）kg/m2比（23.13±6.7）kg/m2，t=3.63，P＜0.05］的差异有统计学意义（P＜0.05）。进行匹配成功46 对，匹配后两组病人的一般资料及术前疗效评定资料比较无统计学意义（P＞0.05）见表1。本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求。

表1 髌股关节炎172例倾向性评分匹配后人口学资料、共病、术前功能评分

1.2 手术方法 术前准备：两组病人均结合病史、体格检查、影像学检查明确诊断为单纯PFOA。且经保守治疗后症状改善不明显。完善术前相关检查，排除病人患有感染性疾病，白细胞及C反应蛋白应在正常范围内，同时术前30 min 预防性使用抗生素，术前应注重指导病人做股四头肌锻炼。

TKA 组：所有手术均由同一组医生进行，假体均为施乐辉公司Legion CR 假体（legion cruciate retaining knee smith & nephew）。手术入路选择前正中内侧髌旁支持带入路，外翻髌骨，显露关节腔，切除前交叉韧带及滑膜，保留后交叉韧带，股骨髓内定位后进行截骨，胫骨髓外定位后进行截骨，截骨目标是屈伸间隙平衡。进行假体试模，测试关节内外侧稳定性及Nothumb试验，试模完成后，术中根据情况行髌骨成形联合去神经化或行髌骨置换术。装入假体以骨水泥固定，冲洗关节腔留置引流管，逐层缝合切口，术毕。

PFA组：所有手术均由同一组医生，假体均为捷迈公司第二代髌股关节Onlay 假体（zimmer gender solitions pfj system），手术入路采用内侧髌旁入路，外翻髌骨保护半月板及髌下脂肪垫，检查胫股关节以确认是否为单纯PFOA，取后交叉韧带起点约8 mm 处钻孔，进行髓内定位，经截骨导向器行股骨远端前方截骨及滑车研磨，尽可能实现截骨厚度接近假体厚度，安装滑车试模，选择合适大小髌骨磨具对髌骨进行打磨，安装髌骨试模，确定髌骨轨迹及假体覆盖范围良好后正式植入股骨滑车及髌骨假体以骨水泥固定，冲洗关节腔留置引流管，逐层缝合切口，术毕。

术后处理：①术后予以加压包扎。②术后48 h内在病人能够忍受的范围内行统一的早期股四头肌功能锻炼及膝关节活动度训练。③术后24 h 内予以抗生素预防感染。④美洛昔康片消炎止痛。⑤利伐沙班片预防血栓2周。⑥所有病人均放置引流管，术后24 h 内拔出引流管。⑦术后1 周内依靠助步器辅助行走活动。

1.3 评价指标

1.3.1 围手术期资料 ①记录显性失血量，显性失血量=术中失血量+术后引流量（术中出血量为术中使用纱布净增质量加上术后引流瓶液体量再减去冲洗所用液体量，术后引流量为拔除引流管时引流量瓶的引流量）。②记录隐性失血量，隐性失血量=总失血量-显性失血量。总失血量根据GROSS 方程［14］计算，［总失血量=术前血容量×（术前红细胞比容-术后最低红细胞比容）/（术前及术后最低红细胞比容之和的一半），术前血容总量计算根据NADLER 等［15］提出公式方法计算］。③记录手术时间。④记录住院时间。

1.3.2 疗效评价 随访方式为病人于术后12月、24月及以后每年门诊复诊或电话随访。随访内容包括OKS 评分、SF-12 评分、影像学X 线片、手术并发症、满意度调查、假体松动情况。

OKS 评分由12 个构成项目组成，涉及疼痛程度、活动能力、跛行、下楼梯、坐下后站立、下蹲、打软腿、睡眠、个人卫生、家务、购物和上下交通工具等，其中5项关于疼痛，7项关于功能，每个项目评分为0～4 分，0 分为最剧烈反应，4 分为最低限度反应，最大分值48分，分数越高代表功能恢复越好。

SF-12评分主要分8个项目，通过生理健康评分（physical component summary，PCS）和心理健康评分（mental component summary，MCS）两个方面，共12个条目进行评价，其中心理方面有情绪对角色的影响（role-emotional，RE），心理健康（mental health，MH），社会功能（social functioning，SF）；生理方面有生理功能（physical functioning，PF），生理功能对角色影响（role-physical，RP），疼痛（body pain，BP），活力（vitality，VT）以及健康总评（general health，GH）等8个方面，得分以百分计算。按照GH，PF，RP，BP 结果计入PCS 总得分；RE，MH，VT，SF 计入MCS 总得分。术后满意度调查分为非常满意、基本满意、不满意。末次随访时通过X线片评估假体松动情况及胫股关节炎（tibiofemoral osteoarthritis，TFOA）进展情况及膝关节影像学参数（髌股指数、适合角、外侧髌骨角）。术后翻修及术后并发症情况（下肢深静脉血栓、血肿、感染等）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0 软件进行统计学分析。分析前对数据进行正态性和方差齐性检验，计量资料用±s 表示，符合正态性组间比较采用独立样本t 检验；重复测量资料采用重复测量方差分析；不合符正态性采用广义估计方程；计数资料采用率（%）表示，组间比较采用χ2检验；以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 围手术期资料比较 两组显性出血量、隐性出血量、手术时间、住院时间PFA 组均小于TKA 组，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组术后并发症差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 髌股关节炎172例围手术期资料比较

2.2 临床疗效评定比较 随访时间［PFA 组（34±6.2）月（范围为28～84 月）比TKA 组（32±9.2）月（范围为24～71 月），t=1.21，P＞0.05］。两组病人OKS 评分与SF-12PCS、MCS 评分，组间同时间点比较差异无统计学意义（P＞0.05）；整体采用重复测量方差分析，时间效应组内各时间点差异有统计学意义［（OKS 评分：F=50.38，P＜0.05）；（SF-12PCS 评分：F=12.30，P＜0.05）；（SF-12MCS评分：F=7.81，P＜0.05）］；时间与组别交互效应差异有统计学意义［（OKS 评分：F=4.31，P＜0.05）；（SF-12PCS 评分：F=6.77，P＜0.05）；（SF-12MCS 评分：F=9.51，P＜0.05）］，对两组内因素组别与时间进行单独效应检验。见表3～5。

表3 髌股关节炎172例术前及术后OKS评分结果/（分，±s）

表3 髌股关节炎172例术前及术后OKS评分结果/（分，±s）

组别PFA组TKA组F值P值例数46 46术前16.28±4.45 15.25±4.67 0.39 0.54术后12月21.50±6.30 22.56±5.24 0.02 0.89术后24月25.28±6.97 23.50±5.97 0.14 0.71末次随访24.96±6.65 24.09±4.35 0.13 0.73 F值13.41 25.52 P值＜0.05＜0.05

2.3 影像学资料 所有病人均未出现假体松动及TFOA 进展情况。末次随访两组的髌股外侧角、髌骨适合角、髌股指数，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表6。

表6 髌股关节炎172例末次随访影像学资料/（度，±s）

表6 髌股关节炎172例末次随访影像学资料/（度，±s）

组别PFA组TKA组t值P值例数46 46髌骨外侧角3.72±1.08 3.78±1.43-0.14 0.98髌骨适合角-5.50±8.30-4.06±8.59-2.89 0.77髌股指数1.77±0.71 1.88±0.75-0.60 0.55

2.4 术后满意度及并发症 术后12 月随访PFA 组

41例非常满意，3例基本满意，2例不满意，满意度为95.6%；末次随访时39 例非常满意，2 例基本满意，5例不满意，满意度为89%。TKA 组术后12 月随访时39例非常满意，3例基本满意，4例不满意，满意度为91.3%；术末次随访时38 例非常满意，2 例基本满意，6 例不满意，满意度为86.9%。术后并发症PFA组2例病人术后出现伤口感染，均予以表面清创，抗生素抗感染，均未培养出细菌，后症状好转。TKA组1 例病人术后出现患侧关节红肿热痛，予以清创更换垫片，抗生素抗感染，均未培养出细菌，后症状好转。

2.5 典型病例 57 岁女性病人，左膝关节膝前痛8年，加重3 月入院。入院后结合病人病史、体征、影像学检查诊断为左膝髌股关节炎，在全麻下行左侧髌股关节置换术，术后24 月随访时，未发现假体松动迹象。OKS 评分由术前15 分提高至40 分。见图1。

图1 左膝髌股关节炎行左侧髌股关节置换术手术前后X 线图：A为术前双膝X 线立位片显示未见胫股关节明显狭窄；B 为术前左膝侧位片显示左膝髌股关节间隙狭窄，髌骨及滑车上方骨赘形成；C为术前左膝髌骨轴位X线片显示髌骨外倾，外侧髌股间隙明显狭窄；D为术前左下肢全长片显示左髋、左膝、左踝关节在位关节间隙未见明显狭窄；E 为术后24月左下肢全长片显示左髋、左膝、左踝关节在位，左膝髌股关节置换术后改变，胫股关节间隙未见明显狭窄；F 为术后24月双膝立位X线片显示左膝髌骨假体位置可，胫股关节间隙基本正常；G 为术后24 月左膝侧位X 线片显示髌股关节假体位置可；H 为术后24 月左髌骨轴位X 线片显示假体位置及髌骨轨迹可

3 讨论

自从McKeever 等［16］在1955 年第一次成功使用钴铬钼合金进行髌骨表面置换，到Blazina 等［17］在1979 年第一次报道人工髌股关节置换的效果，临床医生对于PFA 的热情经历了一个高涨到冷落的过程。相较于TKA 的疗效，很多临床医生认为PFA 的结果是不可预测和不确切的。由于早期设计理念的不成熟（inlay 理念）、手术指征及病人选择的不严格，术后疗效并不理想、假体磨损率高、并发症较多、假体生存率不高［18］。相较于TKA10 年假体生存率97%，15 年90%，第一代中表现较好的RichardsⅡ假体生存率也仅为10 年89%，15 年69%，差距显著［19］。随着设计理念的进步、假体技术的改进、手术指征和病人选择的严格把控，第二代PFA 在临床上治疗PFOA 取得了令人鼓舞的成果。但在临床工作中，PFA 的手术量却远远小于TKA。在一项涉及8 个国家多中心的调查研究中显示PFA 在膝关节置换术中所占比例不超过百分之一［20］。分析原因，除了上述PFA 曾经的高翻修率，还可能与PFA 适应证更难把控、部分临床医师未能完成学习曲线及TKA技术较为成熟、普及率较高、临床上许多医师更倾向于自己更为擅长的手术方式进行治疗等多因素有关。导致部分医生将PFA 作为PFOA 的过渡治疗手段。本组医生同样是在严格把握FPA 的适应证，掌握PFA 手术技巧要点并体会到PFA 治疗单纯PFOA 的优势后逐渐开展治疗，早期阶段同样经历过多次对手术适应证及相关技术的思考与探索。Kamikovski 等［21］基于年龄、性别、BMI 为基础的回顾性队列研究中发现，年龄小于55 岁的单纯PFOA 病人行TKA 较PFA 在1 年随访时WOMAC 评分好于PFA 组，但在2 年随访时，两组差异无统计学意义。但两组术前均未对病人的功能、疼痛、日常生活能力等因素进行匹配分析，这对于最终的结果可能会造成一些偏倚。由于既往部分研究中对于病例的选择混杂因素较多，我们认为有必要在探索PFA 与TKA 疗效差异时进行倾向性评分匹配，尽可能降低有效混杂偏倚，提高研究效率，使两组更具有可比性。

表4 髌股关节炎172例术前及术后SF-12PCS评分结果/（分，±s）

表4 髌股关节炎172例术前及术后SF-12PCS评分结果/（分，±s）

组别PFA组TKA组F值P值例数46 46术前35.90±7.51 34.87±6.39 0.43 0.52术后12月43.09±7.56 40.90±8.25 1.21 0.28术后24月40.37±6.91 40.90±10.54 0.06 0.81末次随访40.96±8.66 38.06±9.63 2.03 0.16 F值5.15 3.77 P值＜0.05＜0.05

表5 髌股关节炎172例术前及术后SF-12MCS评分结果/（分，±s）

表5 髌股关节炎172例术前及术后SF-12MCS评分结果/（分，±s）

组别PFA组TKA组F值P值例数46 46术前44.75±7.11 44.59±9.95 0.01 0.95术后12月51.15±6.30 49.93±5.70 0.81 0.374术后24月50.31±8.16 49.53±8.27 0.11 0.74末次随访49.03±5.85 51.34±9.43 1.42 0.24 F值5.71 7.05 P值＜0.05＜0.05

本研究发现单纯PFOA 病人行PFA和TKA在术后早期临床疗效及生活质量均较术前改善明显，且两组在随访期间OKS 评分及SF-12 评分差异无统计学意义。Odgaard 等［22］研究发现PFA 较TKA 在术后的2年时间内拥有更佳的膝关节功能活动度和更好的感受度，但在2 年后两组在除KOSS 功能评分外，并无差异，认为PFA 较TKA 在术后早期有更好的生活质量。这也跟本研究的2年随访时两组临床疗效评价和生活质量评价结果相一致，虽然本研究在12月的评价结果两组差异无统计学意义，但在满意度上PFA 组（95.6%）较TKA 组（91.3%）满意度更高。而Joseph 等［23］研究发现在术后1 年与中期疗效方面，TKA 与PFA 疗效相当，且并发症方面差异无统计学意义，与本研究结果一致。

本研究并发症方面，PFA 组2 例病人术后出现伤口感染，予以表面清创，抗生素抗感染治疗，均未培养出细菌，后症状好转。TKA 组1 例病人术后出现患侧关节红肿热痛，予以清创更换垫片。两组在随访期内均未出现假体松动及TFOA 进展情况，这可能与随访时间较短有关。文献报道早期PFA 并发症多因假体定位不当及TFOA 的进展，随着第二代髌股关节假体的出现，并发症由第一代的17%降至4%［24］。在出血量、手术时间、住院时间方面，PFA组明显少于TKA组，虽然两组在术后12月临床疗效和生活质量方面无明显差异。但这对于加快病人术后恢复、降低手术风险、减少因手术问题引发的并发症具有一定意义。

对于PFA 及其他单间室置换较TKA 有更高的翻修率这个问题，一直存在争议［25］。相同的研究结果可能得出不同的结论，Bunyoz等［26］通过纳入35篇文献分析，发现相较于第二代PFA 翻修率8.4%，TKA 翻修率仅为1.3%，而引起PFA 翻修的前两大因素则为TFOA 的进展和持续疼痛分别占比53.1%和29.2%，而持续疼痛的原因很可能和TFOA 有关，这也正是很多临床医生在面对单纯PFOA 时主张行TKA 治疗的原因之一。而反对的人则认为相对于TKA，PFA 翻修难度及成本更低。尽管本研究中并未发现有需要翻修的病人，但在未来可能面临的翻修中，PFA 优势在于有良好的骨量和韧带等软组织保留，使翻修手术难度及门槛降低［27-28］。而TKA 翻修则往往是更多的骨量缺失，甚至需要使用限制性假体，而这可能会造成翻修术后功能不佳和假体存活率的降低。当我们面对PFOA 病人时应该考虑一点，晚期PFOA病人较晚期TFOA病人行手术治疗的年龄平均小约10 岁［29］，因为PFOA 病人更为年轻化且功能要求更高，且其寿命往往大于假体寿命，因此一些晚期行TKA 翻修可能不代表治疗的失败，反而可以认为是成功地避免更为严重的TKA翻修。

通过上述研究，在术后至少24月的随访时间内TKA 与PFA 在疗效情况和生活质量方面均较术前显著提高，均能取得满意疗效。且两者在随访时功能情况和生活质量方面无差异。但PFA 较TKA 有更高的满意度、更少的出血量、更短的手术时间及更少住院天数。因此可以认为在治疗单纯PFOA 病人时，PFA 在术后早期内可以拥有等同于TKA 的临床疗效和生活质量。本研究虽然通过倾向性评分匹配法将PFA 组与TKA 组进行比较，尽可能降低其他混杂因素的影响，且病人在接受TKA 或PFA 手术时临床医生对于假体的选择是随机的，尽管没有进行正式的随机分组，仍能得到部分有价值的结论，但回顾性非随机设计仍是本研究的一个主要的局限性。此外本研究尚存在样本量较少，缺乏长期随访等不足之处。大样本高质量多中心随机对照研究及远期疗效、假体的存活率、翻修率尚有待进一步证实。