如何實現人工全膝關節置換術后的最大屈曲度

李 為

如何實現人工全膝關節置換術后的最大屈曲度

李 為

人工全膝關節置換;術后屈曲度

隨著人工膝關節假體設計的日益完善，手術醫師技術的不斷提高，全膝關節置換(total knee arthroplasty，TKA)手術在過去的20年里有著非常好的客觀及主觀療效。然而，假體的功能仍不能和正常的膝關節相媲美，尤其是術后的活動度［1］。術后活動度是一個重要的手術效果評價指標，也是膝關節評分系統的主要組成部分。絕大多數的膝關節假體只能提供100°～120°的安全活動范圍，通常這樣的活動范圍對于日常生活，如行走、上下樓梯及坐下起立已足夠。但是，由于亞洲國家特殊的人文需要和宗教文化，許多活動都需要高屈曲的活動，如日本人日常生活中的跪坐姿勢，印度人的盤腿坐姿，中國北方地區人們則以蹲姿最為常見［2］。2001年，瑞典Dundee大學醫院骨科的一項究證明，有63%的患者需要達到或超出假體設計極限的屈曲能力。因此，人們對膝關節屈曲度的要求也逐步提高，如何改善TKA術后的最大屈曲度，已成為當前人工膝關節置換手術的一個重要目標。筆者認為，實現TKA術后的最大屈曲度，患者術前膝關節活動度(range of motion，ROM)、手術技術、特殊的假體設計，以及患者術后積極的鍛煉是極為重要的因素。

1 術前膝關節活動度對術后最大屈曲度的影響

患者術前膝關節活動度會直接影響術后最大屈曲度，大多數術前活動度好的患者，要比活動度差者能獲得較好的術后活動度。筆者曾報道，對于嚴重的膝關節骨關節炎患者［3］，若術前 ROM 小于90°，最終術后ROM為88°;術前ROM大于90°，最終術后ROM為103°。研究還發現，術前屈曲活動越好的患者，術后越容易丟失屈曲度;反而是術前屈曲度較差的患者，術后能增加屈曲度［3，4］。另外，術后ROM還與膝關節疾病種類有關。Chiu等［4］發現，術前ROM大于78°的病例中，骨關節炎(osteoarthritis，OA)、創傷或痛風的患者術后 ROM有可能大于120°;而類風濕關節炎(rheumatoid arthritis，RA)、感染性關節炎及骨壞死的患者術后ROM平均為100°。但也有研究表明，術后隨訪1年，膝關節OA患者的術后活動度與RA患者比較沒有統計學差異［3］。筆者發現，術前活動度較差的患者，術后活動度反而增加更多，并且高屈曲度人工全膝關節置換術的療效OA好于RA。

熟練精確的手術技術可以最大限度地發揮假體設計的優點，從而達到滿意的術后效果。近來研究表明，后交叉韌帶保留型(CR)假體在膝關節活動時有前滾的趨勢，這樣無益于膝關節的屈曲;而后交叉韌帶替代型(PS)假體可增加股骨的后滾，使膝關節屈曲度明顯加大。后交叉韌帶能造成屈膝緊張，使用PS假體時通過切除后交叉韌帶，可形成較大的屈膝間隙。另外，PS假體通過增加股骨假體四邊孔(Cam)和脛骨假體立柱(Spine)的設計，可改變股骨假體的曲率中心，在膝關節高屈曲時，可阻止其半脫位或關節不穩定。因此，多數學者認為［3－5］，使用PS假體的ROM優于CR假體的ROM。筆者的研究中全部使用PS假體，均獲得較好的關節活動。

關節線的上移和髕骨厚度的增加，可影響TKA術后的活動度。Shoji等［3］認為，若髕骨厚度增加20%，有74%的膝屈曲度＜100°。如果關節線上移≤10 mm，有32%的膝屈曲度＞120°;若關節線上移＞10 mm，則僅有7%的膝屈曲度＞120°。筆者的研究表明，關節線上移≤10 mm，膝屈曲度平均為132.5°;關節線 ＞10 mm，屈曲度平均為 125°。筆者認為，手術中應注意以下關鍵環節:(1)因采用高屈曲假體，關節線的改變對關節屈曲度的影響不大，可不做髕骨置換，手術只修整髕骨，不增加髕骨的厚度，并部分松解股四頭肌肌腱，外旋3°對股骨截骨，可得到一個矩形的屈曲間隙。(2)術中必須去除股骨和脛骨后方的骨贅(圖1)。股骨假體試模安裝后，可以明確是否有更多骨贅切除，若術中后方關節囊仍粘連，可適當松解。關閉傷口時應在屈90°～110°位置進行，這樣可以降低關節活動度的減少［3］。(3)注意用弧形骨刀切除股骨后方骨贅，在外側盡量使脛骨假體偏后放置，增大后方的接觸，有利于適應股骨的后滾［4－7］。(4)防止人工髕骨過厚，保持脛骨后傾度，防止關節線上升，選擇較小的股骨假體。這些都是促進和保證膝關節最大屈曲度的關鍵。

圖1 股骨和脛骨后方骨贅X線片

2 改良的假體設計

普通膝關節假體深屈曲時(＞125°)可能產生不良結果。首先，股骨假體后髁末端會與脛骨聚乙烯墊片產生點接觸，導致后髁尖端“掘入”關節面，加速聚乙烯的磨損［8］;其次，高屈曲角度時，伸膝裝置所承受的張力明顯增加，容易造成髕骨骨折和韌帶止點撕裂，高屈曲時脛骨關節面前方會頂撞髕韌帶，既增加了張力，又易致韌帶損傷;最后，高屈曲時，由于Cam和spine的相對位置改變，更易導致關節脫位(圖2)。

圖2 膝關節假體高屈曲角度

隨著仿生學的發展及膝關節運動學研究的深入，為獲得更大的術后關節活動度，眾多學者對傳統假體不斷改進，高屈曲假體是其中比較成功、相對成熟的一種。筆者使用的Nexgen Lps－Flex高屈曲假體較普通假體Nexgen Lps做了以下改進:(1)加厚2 mm并延長股骨假體的后髁關節面，使膝關節在屈曲155°時與脛骨關節面仍為面接觸;改進股骨后髁的偏心距(圖 3)，增加后方的吻合［1］。(2)加深并延長了髕股溝，當膝關節屈曲＞85°時，髕骨形態與其完全吻合，可阻止髕骨軌跡的偏移，并可有效緩解高屈曲時額外產生的伸膝張力;(3)對脛骨平臺聚乙烯關節面前方做適當的修整，消除高屈曲時可能對髕韌帶的不良影響;(4)改進股骨髁曲率弧度，特殊設計Cam結構，隨著屈曲角度的增加，Cam與spine的接點反而更下移，使Cam基本作用于spine的基底部，不但可有效阻止高屈曲時可能的脫位，更重要的是將Cam作用于spine的力臂縮短，可大大減少spine可能的受損。

圖3 改進的股骨后髁的偏心距

Laskin［4］對行高屈曲型假體置換術的患者進行了兩年隨訪，發現術前ROM大于125°的患者，行普通型假體組術后ROM平均為123°，較術前減少7°;行高屈曲型假體組術后ROM平均為137°，較術前增加5°。Huang等［9］報道，Lps－Flex假體組術后平均屈曲度要比LPS假體組高出10°。筆者使用切除PCL的Lps－Flex假體，通過假體設計的改良，術后ROM明顯增加，平均為127.5°，比普通LPS假體高出10°～15°。證明該方法有效改善了深屈曲的能力，能夠安全達到深屈曲，且手術時的失血量不增加，術后并發癥不增加(未見膝關節脫位，膝關節不穩定和髕韌帶止點撕裂)。高屈曲型假體與普通型假體比較，在屈曲90°～150°的過程中，LF－KA明顯優于LPS－KA，其術后關節活動度明顯提高。我研究的1例OA患者，左膝為Lps－Flex假體，最大屈曲度為130.5°;右膝為LPS假體，最大屈曲度為120°，左膝比右膝屈曲度高出 10.5°(圖4)。

圖4 膝關節置換術后X線片

但對于肥胖、有膝關節手術史、強直性脊柱炎患者，其伸膝裝置包括股四頭肌、髕骨、髕韌帶緊張都會阻礙關節屈曲。另外，感染和外傷等引起的膝關節自發骨性融合、股四頭肌的嚴重纖維變性、退化無力、伸膝裝置嚴重攣縮或破壞、人工膝關節置換術后等，都會增加功能康復的困難，一般術后活動度均不理想。如患者合并有以上情況，應慎用高屈曲型假體［10，11］。

3 術后康復

術后積極的康復鍛煉并控制疼痛，對于防止術后軟組織攣縮和獲得更佳的屈曲度至關重要。因此，手術前應根據患者的具體情況制定出詳細的康復方案，如采用多模式鎮痛方案:患者術前12 h開始服用Cox－2非甾體抗炎藥物(塞來昔布)，降低“痛覺致敏”;術后采用持續鎮痛泵，股神經阻滯，服用塞來昔布，并進行功能練習。

李為等［3］隨診發現，持續被動活動(continuous passive motion，CPM)組和不使用CPM組比較，TKA術后ROM無明顯差異，并強調了術后患者盡早康復鍛煉的重要性。如TKA術后超過3個月，患者關節活動依然較差，即使在麻醉下推拿，關節活動度的恢復也是相當困難的。在術后康復過程中，一般不使用CPM，尤其對于LF－KA的患者，CPM沒有優勢可言。

綜上所述，在全面、科學的術前評估的前提下，以正確熟練的手術技術和積極有序的康復訓練為保證，最大限度地發揮膝關節假體設計的特點，是增加TKA術后關節活動度、獲得高屈曲的關鍵所在。

［1］Belleman J，BankBels S，Victor J，et al.Fluroscopic analysis of the kinematics of deep flexion in total knee arthroplasty［J］.J Bone Joint Surg(Br)，2002，84:50 －53.

［2］魏鴻文，鄭成功.膝關節高屈假體的研究進展［J］.中華關節外科雜志，2009，3(4):524 －528.

［3］李 為，蔣 毅，周一新，等.高屈曲度人工全膝關節置換術的臨床療效［J］.中華骨科雜志，2008，28(10):828－832.

［4］Laskin R S.The effect of a high－flex implant on postoperative flexion after primary total knee arthroplasty［J］.Orthopedics，2007，30:86 －88.

［5］Argeonson J A，Scuderi G R，Komistek R D，et al.In vivo kinematic evaluation and design consideration related to high flexion in toal knee arthroplasty［J］.J Biomechanics，2005，38:277 －284.

［6］Argenson J A，Komistek R D，Mahfouz M，et al.A high flexion toal knee arthroplasty design replicates healthy knee motion［J］.Clin Orthop Relat Res，2004，428:174－179.

［7］Li G，Most E，Sultan P G，et al.Knee kinematics with a high－flexion posterior stabilized total knee prosthesis:an vitro robotic experiment investigation［J］.J Bone Joint Surg，2004，86:1721 －1729.

［8］Kelly M A.High flexion knee designs:more hype than hope［J］.J Arthroplasty，2006，21:42 －43.

［9］Huang H T，Su J Y，Wang G J.The early results of high flex total knee arthroplasty:a minimum of two years of follow up［J］.J Arthroplasty，2005，20:674 －678.

［10］Ranawat C S.Design may be counterproductive in optimizing flexion after TKR［J］.Clin Orthop Relat Res，2003，174－176.

［11］Ritter M A.High－flexion knee design:more hype than hope［J］.J Arthroplasty，2006，21:40 － 41.

R687.42

李 為，男，1962年出生。本科學歷，主任醫師，教授。主要從事關節外科臨床研究。

100035，北京積水潭醫院矯形骨科

(2012－07－10收稿 2012－09－10修回)

(責任編輯 尤偉杰)