中国人外侧单髁置换术假体型号的相关研究

文涛 薛华明 马童 杨涛 薛龙 涂意辉

单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）治疗单间室骨性关节炎目前被认为是一种安全有效的方法。按照手术位置可分为内侧UKA和外侧UKA[1-2]。目前，内侧UKA在国内已初步开展。由于单纯的外侧间室骨性关节炎的发生率低（10%）[3]，外侧UKA 手术操作难度大，尚未得到普及。影响外侧UKA手术效果的主要因素为手术指征的把握、手术医生的操作技术、假体型号的选择、术后康复训练等。其中，胫骨及股骨假体型号的准确选择，以达到胫骨平台的最大覆盖，准确的假体力线是手术成败的关键[4-6]。然而，关于外侧UKA假体型号的选择鲜有报道。

由于当前国内常用的外侧UKA假体为LINK公司生产的固定垫片单髁假体，所以笔者本次研究就针对该型假体总结中国人外侧UKA胫骨及股骨假体型号的分布情况。对胫骨及股骨假体型号进行相关的单因素方差分析，明确中国人外侧UKA 假体相关参数的分布情况，为外侧UKA 术前胫骨及股骨假体型号的选择提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2015 年6 月至2020 年3 月同济大学附属杨浦医院关节外科收治的外侧UKA 病例，共241 个膝关节。其中，男57 例，女184 例；年龄为54 ～89 岁，平均71.6岁；体重指数（body mass index，BMI）16.6 ～43.1 kg/m2，平均25.3 kg/m2；身高130 ～185 cm，平均161.3 cm。所有患者的一般资料均被详细记录，便于术后进行统计分析。

1.2 病例选择标准

入选患者需要符合以下条件：①X 片的标准主要是仅局限在外侧间室的，Ahlback Ⅱ级或以上的骨性关节炎，而内侧间室关节软骨无明显临床及影像学上的磨损迹象；②外翻畸形必须可以通过内翻应力完全纠正；③术前膝关节MRI 及临床体检证实膝关节交叉韧带功能完好，膝关节稳定；④所有炎症性的关节炎均是外侧UKA 的绝对禁忌证。

1.3 假体情况

本次研究采用国内应用较为广泛的Link 固定平台单髁假体。其胫骨假体分为小号45 mm、中号50 mm、大号55 mm。股骨假体分为小号40 mm、中号46 mm、大号52 mm、特大号60 mm。胫骨假体厚度分为7、9、11、13 mm四种型号。

1.4 UKA假体尺寸的评测标准

术后常规拍摄膝关节标准正侧位片，作为假体型号是否适合的评测标准。外侧UKA假体尺寸采用以下标准：股骨假体与股骨外侧髁后缘对齐或＜4 mm突悬，胫骨假体外缘与胫骨平台外缘平齐或＜2 mm突悬，内缘对齐无间隙，后缘对齐或＜2 mm突悬，前缘对齐或＜5 mm短缩。

1.5 中国人外侧UKA尺寸分布的临床研究

本次研究主要希望解决以下几个问题：①对241 例患者的胫骨及股骨假体型号的分布及匹配情况进行分析总结；②对中国人的流行病学资料（年龄、性别、左右膝、身高、BMI）与胫骨及股骨假体大小进行单因素分析；③采用筛选出来的影响因素对胫骨及股骨假体型号进行预测，并对预测的准确度进行分析。

1.6 统计学方法

分别以胫骨假体型号及股骨假体型号作为应变量，上述的流行病学资料（年龄、性别、部位、身高、BMI）分别作为自变量（见表1）。采用SPSS 22.0 统计软件进行单因素分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 Logistic回归分析因素及其取值方法

2 结果

2.1 外侧UKA假体分布及匹配情况

241 例胫骨假体分布情况为小号占8.7%、中号占60.6%、大号占30.7%，股骨假体分布情况为小号占26.1%、中号占57.3%、大号占16.6%（见表2）。股骨与胫骨假体的匹配关系分布为胫骨小号85.7%匹配股骨小号，14.3%匹配股骨中号；胫骨中号30.1%匹配股骨小号，66.4%匹配股骨中号，3.5%匹配股骨大号；胫骨大号1.3%匹配股骨小号，51.4%匹配股骨中号，47.3%匹配股骨大号。根据胫骨假体来判断股骨假体的准确率为62.2%。

表2 胫骨及股骨假体对应情况

2.2 流行病学资料与外侧UKA假体大小的相关性分析

通过对胫骨假体大小的5 个因素进行单因素方差分析显示（见表3），性别及身高两个因素与胫骨假体型号有相关性（P＜0.05），年龄、左右膝、BMI 与胫骨假体型号无相关性（P＞0.05）。单纯通过性别判断胫骨假体型号的准确率为71.8%（由于数据显示男性多为大号，女性多为中号，所以按照女性选择中号为标准，男性选择大号为标准，两者之和与总数的比值来计算准确率）；单纯通过身高判断胫骨假体型号的准确率为70.5%（同理，按照身高＜150 cm选小号，150 cm≤身高＜170 cm选中号，≥170 cm选大号的标准，符合条件的样本量占总数的百分比）。所有患者中，通过性别结合身高胫骨假体选择的准确率为75.9%（按照男性：＜160 cm选中号，≥160 cm选大号；女性：＜150 cm选小号，150 cm≤身高＜170 cm选中号，≥170 cm选大号的标准，符合条件的样本量占总数的百分比）。同样，通过对股骨假体大小的5 个因素进行单因素分析显示（见表4），性别及身高两个因素与股骨假体型号有相关性（P＜0.05）。年龄、左右膝、BMI与股骨假体型号无相关性（P＞0.05）。单纯通过性别判断股骨假体型号的准确率为57.7%，单纯通过身高判断股骨假体型号的准确率为64.7%。所有患者中，通过性别结合身高股骨假体选择的准确率为64.7%。

表3 影响外侧UKA胫骨假体大小的单因素分析

表4 影响外侧UKA股骨假体大小的单因素分析

3 讨论

与全膝关节置换术相比，内侧UKA 具有软组织损伤小，保留了更多的骨与软骨，更为正常的步态及膝关节活动范围、便宜、安全等优点[7]。并且取得了与全膝关节置换术相似的效果和假体生存率，获得了外科医生和患者的接受和认可[8-10]。外侧UKA 治疗外侧间室骨性关节炎同样具有微创、安全、便宜、有效的优点[6,11]。尽管如此，外侧UKA开展得却很少。据瑞典登记报告统计，在13338个膝关节置换中，UKA 为493 例，外侧UKA 仅占3 例[12]。目前，大多数UKA假体与外侧间室匹配度较低，易发生假体悬出，诱发软组织撞击而引起疼痛[13]。术中暴露困难、假体型号选择及屈膝时外侧副韧带松弛导致间隙平衡比内侧UKA 困难，导致外侧UKA 是一个非常有挑战性的手术[14-15]。研究表明，错误的假体型号选择会导致疼痛、松动、下沉[16]。下沉和无菌性松动是导致UKA翻修的主要原因，有些报道认为无菌性松动占到了25%[17-18]。

外侧单髁假体主要包括活动垫片和固定垫片设计两大类。活动垫片假体以Oxford为代表，其设计初衷是使膝关节获得更多的生理性运动，理论上可以增大接触面积，降低接触应力，进而减少磨损[19]。牛津的活动垫片假体为穹顶状金属底座与双凹面垫片的假体。就固定垫片假体而言，内侧与外侧间室一般可以通用。以LINK sled雪橇样假体为代表，其股骨侧设计为多曲率半径，由钴铬合金组成，而胫骨侧有全聚乙烯假体和聚乙烯衬垫-金属带翼托板两种[4]。其不同型号可以完全满足国人外侧UKA的不同尺寸需求。现有研究结果表明，外侧UKA采用限制性固定垫片的翻修率更低，临床疗效更优，生物力学特性更佳[20-21]。因此，临床上笔者更推荐使用固定垫片假体[4]。

本研究结果显示，单纯通过性别判断股骨假体型号的准确率只有57.7%，单纯通过身高判断股骨假体型号的准确率只有64.7%。所有患者中，即使通过性别结合身高股骨假体选择的准确率也只有64.7%。这与Fawzy等[22]对100例患者的流行病学和影像资料进行研究，发现术前采用性别结合身高预测股骨假体尺寸的准确度达到75%的结果有一定的差距，笔者认为原因可能有以下几个方面：①膝关节内外侧间室的解剖及病理机制有所不同，外侧间室骨性关节炎的股骨远端常有发育异常，而内侧间室骨性关节炎的股骨髁的形态则是正常的。即使外侧股骨髁没有发育异常，在形态学上与内侧股骨髁相比还是有较大的差别。在矢状面上，内外侧股骨髁都是前凸的，只是弧度有所不同。外侧股骨髁与内侧髁并不平行，半径比内侧要大，只是在后方半径有所变小[6,14]。外侧股骨髁发育不良的程度不同，可能导致了假体型号的变化较大。②欧美人种与亚洲人种之间存在的解剖差异，LINK UKA假体都是按照欧美人种所设计，从而导致了中国人假体型号选择上的一定偏差。外侧UKA使用的是LINK假体，股骨型号分为小号，长宽尺寸分别为40 mm、16 mm；中号，长宽尺寸分别为46 mm、17 mm；大号，长宽尺寸分别为52 mm、18 mm；特大号，长宽尺寸分别为60 mm、20 mm（见表5）。LINK假体型号之间尺寸的跨度较大（6 ～8 mm），意味着单个型号假体会适合更多的病例，但同时也会导致两个相邻的假体型号之间会有更多的适合病例的重叠，对外科医生的假体型号的选择造成困扰，从而导致LINK股骨假体选择的准确度稍差。

表5 Link假体的型号

在胫骨假体方面，笔者通过性别结合身高胫骨假体选择的准确率为75.9%。造成这种情况的原因除了上述的欧美人种与亚洲人种的体型差异以外。笔者认为，由于外侧胫骨平台的磨损深度不同，术中截骨的深部也并不一致，因此导致截骨面的大小存在一定的差异，这也是主要原因之一。本次研究的股骨与胫骨假体型号的误差均未超过一个假体型号。Fawzy等[22]认为，如果实际使用的假体型号比预测的型号大或小1个型号，这种结果是可以接受的。如果超过了2个型号，则为排除在可接受的范围以外。如果按照这个标准，胫骨及股骨假体的可接受率为100%。而且临床结果并没有因为假体选择的偏差而出现问题。笔者认为这可能是由于外侧关节间室的解剖学特点及外侧UKA的点面接触的特点所决定的。点面接触不需要像球窝接触那么精确的匹配度。而且由于胫骨假体为固定平台，所以尽管外侧副韧带比内侧副韧带要松弛，也不会出现脱位的风险。

本研究发现，中国人股骨假体的型号以中号为主，中号占比为57.3%，小号占比26.1%，大号占比16.6%，特大号占比为0。由于外侧UKA术中要调整股骨假体尺寸非常困难，因而中国人外侧UKA开展前在器械准备上非常有必要重点配备中、小号的假体，以防术中出现假体尺寸不匹配进而影响术后疗效的情况（见表6）。尽管胫骨垂直截骨深度对胫骨假体的大小也有一定的影响，中国人中号胫骨假体占比达到了60.6%，大号的占比为30.7%，小号仅为8.7%。提示中国人在外侧UKA开展前胫骨假体的准备上主要以中、大号为主（见表7）。虽然根据胫骨假体来判断股骨假体的准确率为62.2%。但是本研究显示在大号胫骨假体中，中号及大号股骨假体的数量几乎各占50%，所以笔者不推荐仅凭借胫骨假体来选择股骨假体型号。由于本组病例数仍然偏少，UKA分布图中身高及胫骨尺寸的频段分组仍然比较粗略，更重要的是本假体分布图对其他人群组（如欧美人群）可能并不适合。

表6 中国人LINK股骨假体的分布图

表7 中国人LINK胫骨假体的分布图

总之，本研究显示中国人的外侧UKA术前根据身高结合性别能够较为准确地选择胫骨假体及股骨假体型号。为准备开展该手术的中国外科医生具有较好的指导意义。目前临床上仍然需要进一步积累病例数，获得更大的样本，以建立更为科学、更加可靠的参考标准。