影響高屈曲度人工全膝關節假體術后活動度的相關變量分析

吳定宇，安 曉，董紀元北京大學深圳醫院，廣東深圳 58036；解放軍總醫院，北京 00853

膝關節活動度是衡量全膝人工關節置換(total knee arthroplasty，TKA)術后功能恢復的最重要臨床指標之一[1-4]。傳統全膝關節活動度設計限制于90° ~ 115°[5-8]。近年來，隨著膝關節假體設計的不斷進步，高屈曲度膝關節假體問世并得到不斷改善[9]，再經過科學有效的功能康復訓練，患者可以獲得更為滿意的膝關節屈曲度，從而能夠滿足患者做深蹲、盤坐等膝關節高屈曲才能完成的動作的需求[10-11]。研究指出，與高屈曲度假體相比，傳統假體可能提供更安全的高屈曲活動度[12-13]。探討與傳統膝關節假體術后活動度有關因素的研究較多，而高屈曲度膝關節假體術后活動度相關變量研究較少。本文采用回顧性研究的方法，通過量表分析與高屈曲度假體的術后活動度相關的變量。

資料和方法

1 病例選擇 本實驗設計類型是回顧性觀察研究。觀察對象源自2013年8月- 2014年8月在解放軍總醫院骨科初次接受單側人工膝關節置換的患者。納入標準：1)明確診斷退行性骨關節炎、類風濕關節炎或創傷性骨關節炎；2)同意參加本研究并給予配合。排除標準：1)術前膝關節活動度＜50°；2)嚴重內、外翻畸形(＞20°)；3)骨關節結核者；4)需要植骨的骨缺損者；5)膝關節部位明確有感染者；6)拒絕參加研究或不能積極配合完成隨訪的患者。最終182例患者納入研究。以術后膝關節活動度125°為臨界值，將入選病例分為關節活動度≥125°組和關節活動度＜125°組。

2 手術方式與術后處理 本研究內所有手術均由同一組外科醫師完成。麻醉方式均為神經阻滯，在300 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)止血帶壓力下進行手術。手術采取標準髕骨內側入路。每位患者均需完成一致的康復鍛煉課程，其關節活動度測量采用標準測角器完成。膝關節活動度計算、屈曲畸形程度、功能量表評分由單盲康復師在術前和術后12個月完成。所有假體均采用高屈曲膝關節假體(Depuy Sigma RP-F型假體)，采用骨水泥固定。假體型號視術中情況而定(2 ~ 5號假體)。如果髕骨軟骨損傷明顯，病變嚴重，則行髕骨置換。深層組織連續縫合，皮下組織與皮膚采用間斷縫合。止血帶在關閉關節囊之后松開。術畢均在關節腔內放置引流管，術后24 h及時去除引流管，記錄引流量。術后常規給予止痛、抗凝、抗生素等藥物并給予補液、營養支持。

3 相關變量分析 1)比較兩組之間病因、髕骨置換情況、體質量指數(body mass index，BMI)、術前關節活動度、止血帶時間等變量是否存在差異；2)采用因素分析，對經分組分析有統計學差異的影響因素納入多因素分析，得出影響關節活動度的相關因素。

4 統計學方法 所有的數據分析采用SPSS17.0統計軟件進行統計學分析。計量資料以-x±s表示。手術前后數據分析采用配對t檢驗。組間分析中計量資料采用t檢驗，而計數資料采用χ2檢驗；影響術后關節活動度的不利因素采用多因素Logistic回歸模型。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 兩組一般資料比較 相比關節活動度＜125°組，關節活動度≥125°組具有BMI低、術前膝關節活動度范圍大、止血帶時間短、術前屈曲畸形程度輕、術前HSS評分高的特點(P＜0.05)。此外，關節活動度＜125°組類風濕以及未行髕骨置換的數量相對較多(P＜0.05)。見表1。

2 影響關節活動度因素分析 將上述組間分析得出的有統計學差異的影響因素納入多因素分析，結果提示類風濕關節病、髕骨置換、術前關節活動度＜100°為關節活動度影響因素(P＜0.05)。見表2。

表1 高屈曲度假體關節活動度的單因素分析Tab. 1 Univariate analysis of knee range of motion of high fl exion prosthesis

表2 高屈曲度假體關節活動度的Logislic分析Tab. 2 M ultivariate analysis of knee range of motion of high fl exion prosthesis

討 論

我們的研究指出，相比低BMI患者，高BMI患者的股骨和脛骨關節面之間摩擦阻力更大，從而使膝關節屈曲活動阻力增大，進而影響活動度[11]。這種存在于關節面之間的固有摩擦阻力只與體質量和關節材料有關[14-15]。對于相同的材料，體質量越大，摩擦阻力越大[12]。因此相比低體質量患者，肥胖患者的膝關節活動度欠理想[14-17]。

我們的研究結果顯示，對于接受高屈曲度假體的患者，術后12個月膝關節活動度和HSS評分與術前相比有統計學差異。Harvey等的研究指出，對于接受普通常規假體的患者來說，膝關節術前活動度和術前HSS評分對患者術后手術效果和滿意度有很大影響，因為術前較好的活動度和HSS評分，意味著患者膝關節本身的基礎功能狀態也相應較好[18]。良好的術前股四頭肌力量有利于術后獲得更滿意的關節活動度[12,18]。患者術前膝關節的活動度和HSS評分，與術后活動度有一定相關性。

Harvey等的研究指出，病因是預測膝關節置換術后膝關節活動度的最重要因素之一。盡管手術改善了類風濕關節炎的膝關節活動度，但骨關節炎組患者術后關節活動度更滿意。其原因是類風濕關節炎患者術前活動度和HSS評分就明顯低于骨關節炎患者[19]。研究表明，接受關節置換的類風濕病患者病情明顯較骨關節炎患者嚴重[11]。因此，具體病因與膝關節活動度的關系最終歸結于上述術前膝關節活動度和功能狀態與術后膝關節活動度的關系。

過去的研究指出，對于接受普通常規假體的患者，術前屈曲畸形程度與術后關節活動度無相關性[12-13]。我們推測術前屈曲畸形嚴重的患者，膝關節周圍軟組織攣縮較為嚴重，這不利于術后獲得更為滿意的關節活動度。研究表明，膝關節軟組織攣縮對110° ~ 145°的活動影響最大[15]，這就間接解釋了為什么對于普通假體和高屈曲度假體，得出了關于術前屈曲畸形程度與術后關節活動度相關性不同的結論。

同常規普通假體的結論一樣，我們的統計結果提示，對于接受高屈曲度假體的患者而言，行髕骨置換更有利于患者獲得更大范圍的膝關節活動度。對于接受膝關節置換的患者來說，髕股關節對位不良的發生率＞70%[13,15]。而髕骨置換可以明顯改善髕股關節之間的對位關系[9,20]。良好的髕股對位可以明顯提高股四頭肌的肌肉力量，從而有利于獲得更好的膝關節活動度。

研究的局限性：1)術后隨訪時間相對較短；2)對術中因素，例如力線、屈曲伸直間隙、截骨等沒有加以研究；3)例數相對較少，且為單中心研究；4)本研究中的Logistic模型因變量以手術膝關節活動度125°為臨界值，該臨界值的確定對研究結果有一定的影響。

綜上所述，與高屈曲度膝關節假體術后活動度有關的因素有BMI、術前HSS評分、病因、髕骨置換、術前屈曲畸形程度和術前活動度。

1 Arirachakaran A， Wande T， Pituckhanotai K， et al. Clinical outcomes after high-flex versus conventional total knee arthroplasty［J］. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc， 2015， 23（6）：1610-1621.

2 Li C， Shen B， Yang J， et al. Do patients really gain outcome benefits when using the High-Flex knee prostheses in total knee arthroplasty?a Meta-Analysis of randomized controlled trials［J］. J Arthroplasty，2015， 30（4）： 580-586.

3 Zhang Z， Zhu W， Zhang W. High-flexion posterior-substituting versus cruciate-retaining prosthesis in total knee arthroplasty：functional outcome， range of motion and complication comparison［J］.Arch Orthop Trauma Surg， 2015， 135（1）： 119-124.

4 胡如印，田曉濱，孫立，等．應用Nexgen LPS-Flex人工膝關節置換治療重度膝關節退行性骨關節病126例的早期效果［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2011，15（39）：7266-7270．

5 Lee TQ. Biomechanics of hyperflexion and kneeling before and after total knee arthroplasty［J］. Clin Orthop Surg， 2014， 6（2）： 117-126.

6 Osano K， Nagamine R， Todo M， et al. The effect of malrotation of tibial component of total knee arthroplasty on tibial insert during high flexion using a finite element analysis［J/OL］. http：//www.hindawi.com/journals/tswj/2014/695028.

7 周欣，韋民，王偉．高屈曲度固定平臺和高屈曲度旋轉平臺膝關節假體置換后的早期步態比較［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2011，15（43）：8023-8026．

8 Cheng CK， McClean CJ， Lai YS， et al. Biomechanical considerations in the design of high-flexion total knee replacements［J/OL］. http ：//www.hindawi.com/journals/tswj/2014/205375.

9 Rong G， Gui B， Wang S. Research progress of difference between high-flexion prosthesis and conventional prosthesis in total knee arthroplasty［J］. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi，2014， 28（1）： 109-112.

10 Huang CH， Hsu LI， Lin KJ， et al. Patellofemoral kinematics during deep knee flexion after total knee replacement： a computational simulation［J］. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc， 2014， 22（12）：3047-3053.

11 彭慧明，劉家明，翁習生，等．高屈曲假體初次全膝關節置換術早期隨訪結果的Meta分析［J］．中華骨科雜志，2010，30（6）：548-553．

12 石晶磊，聶少波，蔡谞，等．后穩型旋轉平臺高屈曲假體與普通假體置換后的膝關節功能比較［J］.中華骨科雜志，2011，31（4）：316-320．

13 Radetzki F， W ienke A， Mendel T， et al. High flex total knee arthroplasty--a prospective， randomized study with results after 10 years［J］. Acta Orthop Belg， 2013， 79（5）： 536-540.

14 Nakamura S， Ito H， Kobayashi M， et al. Are the long term results of a high-flex total knee replacement affected by the range of flexion?［J］.Int Orthop， 2014， 38（4）： 761-766.

15 Sharma A， Dennis DA， Zingde SM， et al. Femoral condylar contact points start and remain posterior in high flexing patients［J］. J Arthroplasty， 2014， 29（5）： 945-949.

16 Nieuwenhuijse MJ， Van der Voort P， Kaptein BL， et al. Fixation of high-flexion total knee prostheses： five-year follow-up results of a four-arm randomized controlled clinical and roentgen stereophotogrammetric analysis study［J］. J Bone Joint Surg Am，2013， 95（19）：e1411.

17 Rosen AS， Neville L， Pulido PA， et al. Outcome and range of motion using a high-flexion cruciate-retaining TKA［J］. Orthopedics，2013， 36（9）：e1198-e1202.

18 張忠，張海森，張冰，等．全膝關節置換后早期療效：3種假體的比較［J］.中國組織工程研究，2014（17）：2758-2761．

19 Boese CK， Gallo TJ， Plantikow CJ. Range of motion and patient satisfaction with traditional and high-flexion rotating-platform knees［J］. Iowa Orthop J， 2011， 31 ： 73-77.

20 Bauman RD， Johnson DR， Menge TJ， et al. Can a high-flexion total knee arthroplasty relieve pain and restore function without premature failure?［J］. Clin Orthop Relat Res， 2012， 470（1）： 150-158.