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学术︱重度膝关节外翻畸形的人工全膝关节置换术

来源/新疆医科大学第一附属医院 任姜栋 曹力 张晓岗 吾湖孜·吾拉木 郭文涛 彭理斌


人工膝关节置换术(TKA)的患者中约10%合并有不同程度的外翻畸形,类风湿性关节炎、骨性关节炎、创伤性关节炎以及代谢性疾病均可以导致膝外翻畸形的发生。Ranawat等和Elkus等把股胫角 (股骨和胫骨解剖轴线的夹角) 在 5 ~ 10°诊断为为正常, >10°诊断为膝外翻, >20°为重度外翻膝。对于合并有膝外翻畸形的患者行TKA手术难度大,尤其是重度外翻畸形患者,原因在于外翻膝往往合并骨与软组织结构的异常,包括外侧关节囊及外侧副韧带的挛缩,内侧副韧带的松弛,股骨外侧髁的骨缺损或者发育畸形,股骨平台的骨缺损,这些骨的畸形或者缺损造成的股骨远端旋转畸形,股骨干发育畸形以及髌骨轨迹的异常,因此,为了避免使用限制性膝关节假体而单纯通过软组织松解平衡的方法去纠正膝外翻畸形往往是困难的,尤其是严重的外翻畸形,尽管通过先进的器械及良好的截骨技术获得骨性力线的纠正,但是由于重度外翻膝病人往往合并有严重的外侧关节囊及软组织韧带的挛缩,通过反复的软组织松解仍然不能获得平衡的内外侧间隙及对等的屈伸间隙,最后很多骨科医生不得不选择限制性或者铰链膝关节假体,术后5年随访效果不佳。

因此,在准确切骨获得良好的骨性力线的同时,如何一步一步松解软组织而获得屈伸间隙的平衡将是一个复杂的过程,良好的软组织松解平衡技巧不仅要获得膝关节的即时稳定性,更重要的是长期的稳定性,这决定了假体远期的松动率及磨损率。外侧结构的松解通常包括髂胫束、后外侧关节囊、腘肌腱、腓肠肌外侧头,同时,存在内在结构的相对松弛可能需要进一步加强或者紧缩。关于软组织的松解目前文献上没有统一的标准,具体的松解顺序及松解部位也是各式各样,每一位骨科医生的经验和方法也不尽相同,也有不同的临床结果,我们采用髌旁内侧入路、常规截骨加单纯外侧软组织松解术和后稳定型假体(其中1例应用限制性假体)置换的方法,对此类患者施行TKA手术(图1),通过此类患者的病历资料进行回顾性分析,探讨重度膝关节外翻畸形患者相关手术技术及临床疗效。


图1 女性 73岁 双膝骨性关节炎 左膝外翻 a术前大体照片b术前站立位下肢全长X线片提示外翻°c术后站立位下肢全长X线片提示外翻°d术后侧位X线片e术后3年复查大体照片

资料与方法

一般资料

我院自2007年1月至2012年12月共收治22例患者23膝,本组22例,男7例,女15例;年龄41~78岁,平均65岁。临床诊断骨性关节炎17例,类风湿关节炎5例。双膝关节外翻同时行TKA1例,合并髌骨完全脱位3例,内侧不稳定2例,膝外翻合并的屈曲挛缩畸形3例4膝关节。

术前准备

术前常规行膝关节负重位X线正侧位片及屈曲45°髌股关节轴位像。以股胫角外翻>20°者定为重度外翻畸形。本组患者外翻角度即平均股胫角 34.6°(22°~50°)。所有23个膝关节均显示不同程度的股胫关节外侧间隙狭窄,外侧关节边缘骨赘增生以及髌骨轻到重度的轨迹不良、半脱位甚至脱位,其中髌骨完全脱位3例。

手术方法

1. 手术医师:均由我院同一组医生完成,双膝关节外翻的患者在一次麻醉下行双膝关节同时置换术。所有膝关节假体均采用骨水泥固定。

2. 麻醉及手术入路:所有患者选用连续硬膜外麻醉,取仰卧位,均采用气囊止血带止血,压力为280-300mmHg。所有膝关节行正中皮肤切口,髌旁内侧入路。切除部分外侧髌下脂肪垫,清除胫骨内侧缘骨赘,但不行内侧软组松解。根据髌韧带的张力决定是否外翻髌骨显露关节囊,无需强行外翻髌骨,注意避免强力外翻造成髌腱在胫骨结节部位的撕脱。

3. 手术截骨方法:一般情况下采用正常截骨,对于合并屈曲挛缩畸形的患者,先行后关节囊的松解,根据术中具体情况决定是否进行股骨远端的二次追加截骨。我们先行胫骨侧截骨,由于重度外翻畸形常合并有严重的胫骨平台的外侧磨损,胫骨平台的截骨要以内侧为最低点进行测量和截骨,胫骨平台的安放应先切除骨赘,暴露真实的胫骨骨床后进行,以免发生胫骨假体的外移。胫骨截骨的骨量宁少勿多。然后行股骨髁截骨:由于膝关节重度外翻畸形时,大部分外侧髁都有发育不良,存在明显的股骨外髁缺损及外侧结构挛缩,股骨远端截骨的外翻角度适当减少到3-5°,避免术后出现外翻矫正不够进而导致外翻角度过大。股骨前后髁截骨时视髌骨脱位的程度,可以适当增大股骨假体的外旋角度1-2°以改善髌骨轨迹。然后处理髌骨截骨:根据患者髌骨骨质情况决定是否行髌骨置换,如果髌骨发育畸形或者完全髌骨脱位经过髌骨外侧软组织及外侧支持带的松解后髌骨轨迹仍然较差,则选择置换髌骨。进行髌骨置换时,充分暴露髌骨的外缘,切除所有骨赘暴露真实的髌骨,选择小号的髌骨假体,适当靠内侧安放髌骨以改善髌骨轨迹。

4. 外侧软组织松解:所有病例均常规进行外侧软组织松解。松解的顺序:伸直和屈曲间隙均紧张时以松解外侧副韧带(LCL)为主,包括股骨外髁及胫骨平台外侧骨赘的切除,选择紧张的韧带部分进行松解,股骨侧自骨膜下松解深部止点,如果发现膝关节外翻畸形严重并外侧软组织结构固定挛缩,可以将外侧副韧带部分或者全部切断。如伸直间隙紧张,进一步行髂胫束松解,必要时可以将其从胫骨止点(Gerdon结节)剥离或者直接切断。如屈曲间隙紧张,首先要松解弓状韧带和豆腓韧带,一般通过膝关节后髁骨赘的清理及后外侧关节囊的松解和( 或)腓肠肌外侧头内的籽骨切除两种方法来完成。必要时还可以行腘肌腱的松解。腘肌腱必要时可以切断,在膝关节严重固定性外翻畸形时该肌腱切断之后,挛缩的软组织可以得到很好的松解。由于重度膝关节外翻畸形时,髌骨多处于脱位或半脱位状态,对其进行松解,关系到术后膝关节的功能恢复。我们一般首先采用髌骨外侧缘的赘骨切除术,充分松解髌骨外侧支持带,然后再行髌骨外侧关节囊切开松解,咬除髌骨周缘赘骨,使之变小的方法,5例术中给予髌骨置换,均取得了良好的髌股轨迹。

5.假体的选择:采用的假体除1个为限制型髁假体(constrained condylar knee,CCK)(LCCK,Zimmer)外,其余22个关节假体均为不保留后交叉韧带(后稳定型) Innex 5例(Zimmer公司)及 NexGen 17例(Zimmer公司)。

术后处理及康复

术后膝关节加压包扎,不放置引流。血红蛋白低于90g/L,红细胞压积低于28%给予输血。常规抗炎、消肿、局部冰敷、镇痛、抗凝治疗。所有病例均在手术当日麻醉过后即开始患肢床上活动,术后1-2天扶拐下地部分负重行走,同时行股四头肌和膝关节按压伸直锻炼。根据术中韧带的松解程度及术后膝关节屈曲伸直时的侧方稳定程度,决定患膝是否给予支具保护。

随访方法及评价指标

术后3个月、6个月、12个月定期随访,以后每年随访一次。随访内容包括美国特种外科医院(The Hospital for Special Surgery,HSS)膝关节评分、膝关节屈伸活动度,摄双下肢站立位全长X线片及膝关节正侧位片测量评价下肢力线、假体位置及固定情况。

统计学处理

采用SPSS13.0统计学软件(SPSS,美国)对术前、术后HSS评分、膝关节屈伸活动度行t检验,P值<>

结 果

术后功能随访

所有患者均获得随访,随访时间30.5个月(12个月~5年),根据膝关节活动度数及HSS评分评估关节功能情况。膝关节活动度术前平均43.7°(0°~80°),术后末次随访提高到平均110.6°(80°~130°),术前术后活动度比较在统计学上有显著性差异(p<><><>

术后并发症

术后髌骨轨迹异常1例,由于术前严重髌骨脱位患者术后膝关节屈曲超过40度髌骨存在半脱位,半年后随访患者无疼痛及膝关节不稳定情况发生。

术后2例患者有膝关节内侧不稳症状,做内侧应力试验内侧活动度超过4mm,给予膝关节支具保护3个月后症状消失。

术后2例出现腓总神经麻痹,足背皮肤感觉减退,踝关节不能背伸,术后三个月复查症状消失。

至末次随访未发生感染、松动、膝关节不稳定、外翻等并发症。

讨 论

重度的膝外翻畸形的TKA手术难度大,主要原因在于此类病人除了合并有膝关节骨性结构的异常,如股骨远端外侧髁及胫骨平台的骨缺损,股骨后髁的发育畸形,股骨干骺端的外旋畸形,髌骨半脱位或完全脱位等,还同时存在膝关节外侧结构的挛缩畸形,包括外侧关节囊及韧带结构的严重挛缩畸形。我们认为每一个重度外翻膝都具有各自的解剖特点,需要根据每一个病人的挛缩特点选择不同的软组织松解方式,手术操作没有定式或者严格的顺序,因此,我们在通过精确的截骨来纠正骨性结构的外翻畸形而获得良好的力线的同时,必须要通过合适的软组织的松解手术来纠正挛缩的外侧结构进而获得对等稳定的膝关节屈伸间隙,否则,我们将不得不选择限制性更高的膝关节假体,甚至铰链膝关节,这势必会增加术后假体松动的翻修几率,增加了翻修的难度,难以达到初次置换的手术效果。

1.手术入路的选择。

皮肤切口的选择一般选择正中皮肤切口,如果患者既往有膝关节手术病史,可能会影响手术切口的选择,需要注意新旧瘢痕之间的距离,避免过多皮下组织的游离而导致皮肤坏死,增加并发感染的可能性。手术入路选择有两种:(1)内侧髌旁入路,此入路为经典的膝关节手术入路,其优点在于能够提供良好的手术视野,手术操作简单,为大多数术者所熟悉,避免发生胫骨和股骨截骨出现偏差,能够避免软组织的过度游离而出现的感染坏死等并发症,更重要的是在重度外翻膝中由于外侧结构挛缩往往合并髌骨轨迹的异常,在行外侧支持带及关节囊松解后,内侧入路在缝合过程中可以采取内侧关节囊的紧缩缝合加强,这样有利于改善髌骨轨迹,避免术后出现髌骨脱位,本组术前3例髌骨脱位患者术中均采用此方法进行外侧结构松解,内侧结构的紧缩加强缝合,术中髌骨轨迹良好,术后效果满意。其缺点是膝关节外侧显露受限,增加了在重度膝外翻的手术中对外侧结构的松解难度。(2)外侧髌旁入路,对于重度外翻畸形,Boublil提出优点是可以直接对外侧结构进行松解,手术显露更清楚,缺点是手术技术要求高,由于重度外翻畸形患者外侧结构挛缩后出现皮肤软组织相对脆弱,容易发生术中切口关闭困难,出现术后皮肤并发症。本组病例我们均采用内侧髌旁入路,我们认为此入路显露清楚,为大多数骨科医生熟悉及掌握,有利于术中准确截骨,同时外侧结构可以得到彻底、充分的松解,Ranawat提出采用此入路经过由内向外的依次松解可以达到软组织平衡的目的,而且减少了术后皮肤感染坏死等并发症。手术中,由于重度外翻畸形病人往往合并有髌骨轨迹的异常,此入路有助于我们在彻底松解外侧支持带及关节囊的同时(图2),避免外侧入路缝合过程中由于缝合的原因造成原本已经松解的外侧结构再次出现挛缩,从而达到改善髌骨轨迹的目的,术后未发生切口不愈合及髌骨脱位等并发症。


图2 68岁,女性,右膝外翻合并有髌骨脱位,术中髌骨外侧支持带及关节囊切开松解

2.截骨技术

重度膝外翻患者合并远端外侧髁及胫骨平台的骨缺损,故在胫骨截骨及股骨远端截骨时需要较常规截骨减少,以避免在软组织松解完毕后出现伸直间隙过大或者关节线的上移。我们认为首先彻底清除关节周围的骨赘,有助于显露真正的股骨髁,可用骨刀显露股骨髁间窝,由于股骨外髁发育的异常,扩髓入口应稍微偏内侧1-2mm(图3),尽量用粗钻头将其扩大,这样可以提高髓内定位准确度,避免股骨远端因截骨量不同导致的内外侧结构的进一步不平衡;股骨远端截骨的外翻角度适当减少到3-5°,避免因为股骨髁发育畸形而导致可能的潜在的外翻矫正不足,原因在于重度膝外翻外侧结构的挛缩可以进一步加重外翻角度,本组病例中出现1例术中采用常规股骨远端外翻截骨后出现外翻矫正不足,术后随访外翻角度(股胫角)为12°。由于股骨后髁发育较小甚至没有发育,常规无法准确测量,所以正常的外旋3°截骨后会出现股骨外旋不够的情况,我们通过参考术中预先标记股骨侧的解剖轴线即髁上轴连线和Whiteside线,来确定外旋角度,另外,在胫骨平台截骨的力线准确无误的前提下,胫骨平台截骨后的平面也可以作为参考点来判断外旋是否准确,良好的外旋有助于改善髌骨轨迹,在不影响屈曲稳定的前提下,本组病例给予适当增加外旋角度1-2°,改善髌骨轨迹,进而减少术后髌骨脱位及膝前痛的风险,本组3例髌骨完全脱位的病人术中充分松解外侧支持带及纵行切开外侧关节囊后髌骨轨迹仍然不良,均行髌骨置换并进行内侧关节囊的紧缩加强缝合,将髌骨假体适当内移,能够改善髌骨轨迹,1例病人术中屈曲超过60°后髌骨仍有脱位倾向,给予内侧关节囊紧缩缝合后脱位得到纠正。


图3 73岁,女性,左膝外翻,股骨外髁发育异常,股骨扩髓入口应稍微偏内侧1-2mm

3.软组织平衡技术

膝关节的外侧结构在解剖上分为三层:第一层包括浅筋膜层、髂胫束、股二头肌筋膜连同其后侧的扩张部;第二层由外侧支持带和髌股韧带组成;第三层由外侧关节囊组成,在髂胫束后面的后侧关节囊又可分成深浅两薄层,浅层是原始关节囊包括LCL及豆腓韧带,深层则是后期发育而成,包括弓状韧带和冠状韧带。对于其松解顺序及具体的松解方法,目前争论较多,Whiteside推荐并描述了依次松解髂胫束、腘肌腱、外侧副韧带的方法来纠正外翻畸形,在重度外翻畸形的病例中此方法不能达到软组织平衡的目的,进而采用了胫骨结节移位的方法,术后出现了骨不连及假体的早期松动等并发症。Install提出了自前外到后内的逐步松解技术,其经典的拉花式松解技术,手术中将紧张挛缩的软组织作横向短切口, 并施加纵向张力,将软组织拉成网状,从而达到外侧软组织松解的目的。Ranawat则提出了与Install 相反的自后内到前外的松解方法,手术中依次松解后外侧关节囊、髂胫束、腘肌腱和外侧副韧带。我们认为外侧结构的松解应遵循“哪里紧张,松解哪里,边试边松解”的原则,在松解过程中,反复在膝关节屈曲位及伸直位时用手指触及紧张的组织,用30#针头反复针刺韧带的紧张部位,这样可以避免使用尖刀导致松解过度的可能,并达到了松解的目的。重度膝外翻畸形病人外侧结构存在固定挛缩畸形,如果上述方法仍然无法纠正外翻畸形,屈伸间隙不能平衡,可以将紧张的部分韧带直接切断,Engh GA指出彻底将外侧副韧带及腘肌腱从股骨髁上剥离可能会增加松动翻修几率,但是Whiteside提出在重度膝外翻畸形的软组织松解过程中有选择性切断紧张的外侧副韧带及腘肌腱,术后未发生膝关节的不稳定,长期随访未增加假体松动的翻修几率。本组病例中髂胫束及外侧副韧带全部进行松解,但是未松解外侧关节囊,11例外侧副韧带从股骨髁的附着点完全剥离,其中2例仍然存在屈曲间隙紧张,将腘肌腱切断后屈伸间隙达到平衡(图4),术后随访中没有出现膝关节不稳定的情况,原因是重度膝外翻畸形外侧结构存在严重的挛缩及粘连,在切断腘肌腱及外侧副韧带后,原有的外侧结构特别是挛缩的关节囊能够代偿保持关节的稳定性。


图4 70岁 男性,右膝外翻外侧结构严重挛缩,术中外侧副韧带及腘肌腱从股骨髁的附着点完全剥离

Karachalios指出在重度外翻膝的TKA手术中,为了避免术后出现残留的外翻畸形及髌骨轨迹的不良,在充分行外侧结构松解的同时行内侧副韧带的紧缩及截骨移位松解手术,这样可以更好的平衡屈伸间隙避免假体早期松动。我们认为虽然在重度外翻畸形往往存在内侧结构的松弛,但是术中我们注意保护内侧结构,不做内侧结构的松解,避免过度牵拉后,大多数情况下内外侧间隙是平衡的,在外侧松解完毕后,如果屈伸间隙较大,可以选择厚的垫片来代偿,如果术中仍然有内侧的严重不稳定,可以选择髁限制性假体(CCK),本组1例患者最终选用了CCK假体;如果术中发现内侧仅为2-4mm的轻度不稳定,术后可以给予膝关节内外翻限制性支具保护,本组2例患者术后使用内外翻限制性支具保护3个月后复查,未发生膝关节不稳定,术后随访假体位置良好。

总之,重度外翻膝的TKA在骨性畸形加以纠正的同时,更强调的是对外侧软组织结构合适的松解而获得膝关节的稳定,然而,软组织的松解没有固定的模式,应遵循“哪里紧张,松解哪里,边试边松解”的原则,要求术者有丰富的手术经验,通过常规截骨加单纯外侧软组织松解,可以取得满意的临床效果。

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