于風天,魏杰,秦德安
(1.山西醫科大學,山西 太原 030001;2.山西醫科大學附屬人民醫院,山西 太原 030001)
脛骨高位截骨治療內翻型膝關節骨關節炎的進展
于風天1,魏杰2*,秦德安2
(1.山西醫科大學,山西 太原 030001;2.山西醫科大學附屬人民醫院,山西 太原 030001)
伴隨著人口老齡化的不斷加速,中老年人的人口比率也在不斷的升高,由此帶來的膝關節骨關節炎(osteoarthritis,OA)的發病率也在不斷升高。據有關文獻報道,膝骨關節炎發病率約占全身各關節骨關節炎的31%左右。從年齡來看,50 歲者約80%、60 歲者約90%、70 歲以上者約100%都具有影像學的病理表現,但出現臨床癥狀者僅占患者數的18%左右。在性別上的差異表現為女性發病率要高于男性發病率。早期膝關節骨關節炎的表現為膝關節內側股脛間隙變狹窄,下肢負重力線向內移,因此導致膝內側間室局部應力升高,造成疼痛的癥狀。如何緩解以及治愈膝關節骨關節炎成為醫學界關注的一個重大問題。自從1958年Jackson首次提出脛骨高位截骨(high tibial osteotomy,HTO)以來,脛骨高位截骨術一直被認為是治療膝關節單間室骨關節炎非常有價值的手術方法[1]。脛骨高位截骨術通過改變下肢異常力線,糾正膝內側脛股關節的過度負荷,使內側關節軟骨修復重生,同時截骨使骨內壓下降,改善血液循環,從而達到消除或減輕膝關節疼痛、延緩膝關節退行性變的進展、恢復關節活動的目的。現就HTO的相關內容綜述如下。
為了使HTO能夠達到其最滿意的臨床治療效果,恰當的選擇患者及適應證、禁忌證成為判斷手術成功的幾個至關重要的決定因素。
1.1 患者的選擇 患者年齡要相對較小(無統一的規定);因疼痛影響正常的工作生活;患者的膝關節活動度要大于90°,屈曲攣縮度數要小于15°;術后患者能夠積極配合治療及行功能鍛煉者;患者髕股關節及膝關節外側間室正常,膝關節周圍韌帶穩定性良好者。資料表明[2-3],HTO的臨床療效伴隨年齡的增長而降低,年齡較輕的患者是手術的相對禁忌證,而年齡較大則被認為是手術的絕對禁忌證。Trieb等[4]通過研究認為HTO失敗的危險性伴隨年齡的增加而升高,65 歲以上每增加一歲危險性相應的增大7.6%,因此65 歲以上的患者不宜行HTO。但Billings等[5]不贊同年輕人行HTO的臨床效果要優于老年人的觀點,他們認為不同年齡階段的患者術后疼痛緩解程度差異性不大,因此手術失敗率也無明顯區別。相反Flamme等[6]研究發現,對于符合HTO其他適應證標準的60~70 歲的老年患者也可行HTO。
1.2 手術的適應證 a)患者膝關節退行性變造成膝內側疼痛,屈膝大于90°;b)膝關節骨關節炎造成早期病變的膝內翻畸形及病變局限在內側間室,且內翻角度小于20°;c)負重位X線片示膝關節內側間隙狹窄小于等于3 mm,且膝關節外側間隙及解剖結構基本正常;d)患者體質良好,無心、肺、腦等重要器官的嚴重并發癥。近年來也有學者[7]提出BMI(人體體重指數)不應該大于24,術前脛股角(femortibial angle,FTA)角度最好為182°~185°,患者年齡應小于65 歲。
1.3 手術的禁忌證 a)多間室病變者;b)膝關節屈曲活動度大于90°,內翻角度大于30°,屈曲攣縮度數大于15°;c)伴有膝關節周圍韌帶不穩定者;d)嚴重肥胖及年齡大于65 歲者;e)下肢肌力不足Ⅴ級,術后無充分能力或不能積極配合功能鍛煉者。
自1958年Jackson第一次提出HTO以來,至今經過不斷的演變改良,HTO主要有兩種術式較為成熟且最常運用,分別是外側閉合式截骨與內側張開式截骨。
2.1 外側閉合式截骨 外側閉合式截骨也經過不斷的演變、改良及發展成為兩種主要的術式:經腓骨小頭截骨及經腓骨中段截骨。
2.1.1 經腓骨小頭截骨(傳統HTO) 沿髕韌帶和腓骨小頭間做一弧形切口,切除腓骨小頭關節面,分離上脛腓關節,剝離骨膜至脛骨后側顯露脛骨上端。將一紗布條放置在脛骨后方,以保護膝關節后方血管、神經等重要組織。用一粗注射器針頭探定脛骨關節面,在脛骨平臺關節面以下約2 cm處按照術前預設的截骨角度進行楔形截骨,千萬注意不要破壞對側骨膜的連續性。在截骨至對側骨皮質時用電鉆持續打孔,折頂后將兩截骨端靠攏矯形,用合適的內固定物或者外固定架固定。
2.1.2 經腓骨中段截骨(改良HTO) 沿腓骨中段外側作一約5 cm大小的縱行切口,沿腓骨肌間隙和腓骨肌處分離顯露腓骨后,將腓骨自中段截斷并切除長約2 cm大小的骨塊。然后在脛骨上端外側切口處顯露脛骨上端,剝離骨膜以顯露脛骨髁外后側及前內側,將一紗布條放置在脛骨后方,以保護膝關節后方血管、神經等重要組織。用1枚克氏針探定脛骨關節面,然后在脛骨關節面以下約2~2.5 cm處水平按照術前預設的角度進行楔形截骨,千萬注意不要破壞對側骨膜的連續性,再在截骨至對側骨皮質時用電鉆持續打孔,然后把小腿遠端外翻造成骨裂,將截骨面對合,用合適的內固定物或者外固定架固定,使截骨面能夠緊密的對合。
2.2 內側開放式截骨(改良HTO) 沿脛骨結節與脛骨后內側緣連線的中點,在關節水平向下做一約5 cm大小的縱行切口,并確定內側副韌帶前緣,在其深面向后剝離脛骨近端的后內側角,以保護關節后面血管、神經等重要組織。然后確定髕腱內側界,在其深面鈍性剝離,并將其向外牽拉,骨膜下剝離從脛骨內側角一直顯露至脛骨結節處,然后在與關節面平行處穿入1 枚克氏針,克氏針準確定位對于手術的成功十分重要,克氏針應在截骨線近側約2 mm處穿入,因為截骨在定位克氏針以遠進行。截骨應至少要距關節面約1 cm,位于上脛腓關節的上端。緊挨克氏針截骨,可防止截骨誤入關節內,且在矢狀面上傾斜的角度也非常重要[8],應與脛骨近側的關節面傾斜度相似,因為脛骨約有10°的向后自然傾斜的角度,應杜絕垂直脛骨縱軸的截骨傾向,否則易造成截骨塊的向后移位。經切口用手觸摸或插入的克氏針確定關節間隙,電刀燒灼標記,以便認出截骨線。在脛骨的內側,由前方向后方與關節面相平行,用小的電動擺鋸直視下在脛骨結節至脛骨內側面進行截骨,再換一薄骨刀,向外截骨至距外側皮質約1.0 cm處,注意保持對側骨皮質的完整性,盡量選用合適的骨刀,否則最易造成對側骨皮質的破壞。然后再從前向后截骨,必須緩慢進行,目的便于隨時調整,切忌快速性截骨,以免骨刀偏離截骨方向,誤入關節內。一旦張開間隙達到理想的位置,再進行植骨與內固定[9-10]。張開間隙較小時,可僅用松質骨碎塊植入;若間隙大于10 mm時,外側可用松質骨碎塊植入,內側則用2 塊帶皮質骨的楔形骨塊植入,且1 塊置于鋼板之前,1 塊置于其后面。
3.1 外側閉合式截骨 優點:截骨處愈合較快,并可較好的保留骨質和維持關節的穩定性[11]。
缺點:反復截骨,容易造成截骨角度的不足;不易重建下肢的正常力線,影響遠期效果[12];易出現鋼板下骨折;易造成潛在的血管神經損失的并發癥;脛骨后傾角度減小,易造成髕骨低位[13-14];需要截斷腓骨,造成骨量的丟失;外側閉合式楔形截骨對術者的手術經驗及技術要求較高。
3.2 內側開放式截骨 優點:只需一次切口就可以調節截骨角度;不需截斷腓骨,不干擾近側脛腓關節;損傷較小;可避免下肢短縮畸形;可避免損傷周圍血管神經;對內固定材料選擇空間大;技術要求不高,手術相對簡單,且對遠期行全膝關節置換術影響不大。
缺點:內側張開處需要植骨填塞,若用自體骨移植會造成供骨區疼痛;不愈合或者延遲愈合率較高,容易引起固定的失敗[15]。
Gaasbeek等[16]對閉合式截骨與開放式截骨進行對比,發現兩者都能達到良好的臨床療效,無明顯差異性。Hoells等[17]比較兩者對術后下肢力線的影響,同樣也得到了“兩者都能獲得滿意的治療效果,差異無顯著性”的結論。但內側開放式楔形截骨術近年來有上升的趨勢[18-19],且Hankemeier等[20]也研究認為開放式截骨能夠獲得更精確的截骨角度,值得推廣。
HTO適用于早期年齡較輕、疼痛重并有對線不良的KOA的治療。主要目的是促使膝關節的負重力線由異常的關節間隙轉移到相對正常的關節間隙。HTO適用于膝關節骨關節炎伴膝內翻畸形者。曹立峰等[12]對32 例膝OA患者行改良脛骨高位截骨術治療,經過隨診,全組患者截骨術后1~3年關節間隙良好率達到91.4%,提示截骨術后患者膝關節內側軟骨面得到良好重生修復。HTO手術時間較短,創傷較小,遠期并發癥存在替代方法,近中期效果較好,遠期效果較差。
全膝關節置換術適用于晚期、功能障礙且伴有疼痛的膝OA,其能有效解除疼痛,恢復膝關節功能。其材料、工藝以及技術都日趨完善及成熟,成為晚期膝OA重要的治療手段。Ritter等[21]對207例患者進行全膝關節置換術,隨訪9年發現總保存率達到97.6%,12年內存活率預計能保持在94.8%。但其創傷較大,手術時間較長,出血量較大,花費高,手術復雜,后期的磨損易導致假體的損壞,且翻修難度大,無替代解決方法,術后近期須積極行功能鍛煉,近中遠期效果好。
膝關節單髁置換術只限于病變程度較輕者,且病變在一側間室,尤其適用于年齡在70 歲以下的患者[22]。其可有效地延緩老年患者的病情,使內側間室骨關節炎得到有效治療,可防止內側間室骨關節炎進展為全膝關節骨關節炎。但其缺點是假體位置錯誤或力線不佳易導致功能恢復差,早期聚乙烯顆粒易磨損及很高的術后翻修率,近中期效果較好,遠期效果良。
HTO的并發癥有:骨不愈合、延遲愈合,畸形復發,術后感染,腓總神經損傷,膝關節強直或不穩,關節內骨折,深靜脈血栓,筋膜間室綜合征和髕骨下移等。其中矯正不足或者內翻畸形復發及腓總神經損傷常見發生。防止矯正不足應注意術中矯枉過正,一定要在矯正角度上額外加上5°的正常解剖外翻角,以降低膝內翻的復發。腓總神經損傷與腓骨截骨有密切關系,在腓骨的近端截骨最易損傷此神經,因為腓總神經在發出深、淺支之前,先在此處繞過腓骨頸。勿在腓骨近端約4 cm內截腓骨,因為此段為神經損傷的高危區,而在此段下6~8 cm之間為神經損傷的低危險區,若想截骨可選擇在此段進行[23]。
傳統脛骨高位截骨常在脛骨結節上方截骨,其優點在于靠近畸形部位,易于矯正,愈合能力較強,骨不連發生率較低,且保留了脛骨內側骨皮質的完整性;其缺點是易造成髕骨低位、髕韌帶短縮及脛后角減小等的發生。經過學術界多年的不斷探索改良,脛骨結節上方截骨開始轉向脛骨結節下方截骨,這樣就可以避免脛骨結節上方截骨并發癥的發生,并且手術創傷小,易于操作,對骨骼的外部血運損傷也小,術后可早期行功能鍛煉,降低了術后并發癥的發生率。
HTO傳統截骨形態主要是楔形截骨,后來又衍生出球形截骨、倒L型截骨、倒U型截骨、V型截骨、T型截骨等,其形態都是為了適合手術的進展。但近期又有學者提出了脛骨高位嵌插截骨的術式,此術式與楔形截骨相比,縮短了骨折的愈合時間,膝關節內翻畸形和屈曲畸形得到糾正,更好的恢復了膝關節的功能[24]。也有學者提出杵臼式截骨[25],與楔形截骨相比,杵臼式截骨有以下優點:對脛骨近端的解剖形態影響較小;對晚期行全膝關節置換術基本無影響;無下肢短縮;截骨面接觸面積大,不會造成骨量丟失;不需要植骨,并且愈合快。更有學者提出運用股骨內髁馬賽克植骨、髕骨成形與脛骨高位截骨術聯合手術[26],因股骨內髁馬賽克植骨使關節軟骨一定程度上得到了修復重建,髕骨成形可有效解決膝前區疼痛,且脛骨高位截骨矯正異常負重力線,三者結合,療效確切。最近又有學者提出只打斷腓骨,解除腓骨的支撐作用使其下沉,利用身體的重量自動將負重力線外移,達到減輕內側間室壓力,促使內側間室軟骨的重生修復。
隨著科技的不斷推動,脛骨高位截骨與關節鏡的結合對于治療膝關節骨關節炎也取得了一定的療效。關節鏡下可清理關節內損傷的軟組織、半月板等,并且可對硬化的軟骨下骨進行處理,促進損傷軟骨的再生修復,加之HTO對內側間室的減壓,更有利于膝關節內側間室的再生修復。最近又有學者將計算機技術運用到脛骨高位截骨術中[27],通過計算機輔助可精確測量股骨角、脛股角、脛骨關節面夾角等重要參數,根據計算機輔助測量結果,可選擇合適的截骨部位、截骨角度,通過提取表面點云數據,利用CAD設計個性化輔助截骨模板,最后利用計算機模擬設計膝關節內、外翻畸形的精確截骨度數和矯形的手術過程,使膝內、外翻畸形的精確矯形技術提升到數字化水平,此方法擁有更加精確、更加可靠、更加良好的治療效果。
HTO截骨對位后都需要相應的固定物進行固定,眾多學者們經過多年的手術探索,也促使著固定物的不斷改善。HTO的固定物主要分為兩種:外固定物、內固定物。a)外固定:傳統的外固定就是石膏固定(現已淘汰),后發展為多種形態:如滑板外固定、圓形外固定、孟氏外固定等。其優點:術后可根據X線片調整矯形的角度,達到最佳的脛股角及良好的負重力線,術后無須二次手術取出。缺點:感染發生率高,不利于早期行功能鍛煉,易引起股四頭肌萎縮。b)內固定:內固定主要采用各式的內固定物如螺釘、騎縫針、鋼板(如Giebel鋼板、“T”形鋼板、“L”形鋼板、帶鎖定的鋼板等)。其優點:感染概率小,利于骨的增生愈合;利于早期行功能鍛煉,可防止關節黏連;增強了矯正的效果。缺點:無法調節截骨矯形角度;易損傷血管神經等重要組織;須二次手術取出,增加了患者的創傷。
總之,HTO治療早期膝關節骨關節炎結合生物力學原理,糾正了膝關節的內翻畸形,降低了脛股內側關節面和髕股關節面的壓力,手術可明顯緩解疼痛和改善步態。許多年來,HTO一直被認為是治療膝關節骨關節炎并膝內翻畸形非常有價值的手術方法[28]。并且通過多年隨訪,許多學者認為HTO治療膝關節骨關節炎的早中期效果滿意,而遠期效果尚無定論。可是有學者提出,隨著時間的推移,HTO治療膝關節骨關節炎并膝內翻畸形的臨床效果在不斷下降,但是脛骨高位截骨對于相對年輕的患者緩解了臨床癥狀,為后期進行膝關節置換術贏得了時間,為不適合一開始就行膝關節置換術的患者帶來了曙光,是中老年患者可供選擇的治療方法之一。綜上所述,脛骨高位截骨仍不失是當今治療膝關節骨關節炎行之有效的方法之一。
[1]Borjesson M,Weidenhielm L,MattssonE,etal.Gait and clinical measurements,in patients with knee osteoarthritis after surgery a prospective 5-year follow-up study[J].The knee,2005,12(2):121-127.
[2]Amendola A,Panarella L.High tibial osteotomyfor the treatment of unicompartmental arthritis of the knee[J].Orthop Clin North Am,2005,36(4):497-504.
[3]Parvizi J,Hanssen D,Spangehl MJ.Total knee arthroplasty following proximal tibial osteotomy:risk factors for failure[J].J Bone Joint Surg(Am),2004,86(3):474-479.
[4]Trieb K,Grohs J,Hanslik-Schnabel B,etal.Age predicts outcome of high-tibial osteotomy[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2006,14(2):149-152.
[5]Billings A,Scott DF,Camargo MP,etal.High tibial osteotomy with a calibrated osteotomy guide,rigid internal fixation,and early motion.Long-term follow-u[J].J Bone Joint Surg(Am),2000,82(1):70-79.
[6]Flamme CH,Rühmann O,Schmolke S,etal.Long-term outcome following high tibial osteotomy with tension bend principle[J].Arch Orthop Trauma Surg,2003,123(1):12-16.
[7]趙振文,王承祥,柳海平,等.體重指數對脛骨高位截骨術臨床療效的影響[J].中國骨與關節損傷雜志,2005,20(3):198-199.
[8]Marti CB,Gautier E,Wachtl SW,etal.Accuracy of frontal and sagittal plane correction in open-wedge high tibial osteotomy[J].Arthroscopy,2004,20(4):366-372.
[9]Pape D,Adam F,Rupp S,etal.Stability,bone healing and loss of correction after valgus realignment of the tibial head.A roentgen stereometry analysis[J].Orthopaede,2004,3(2):208-217.
[10]Esenkaya Irfan.Fixation of proximal tibia medial opening wedge osteotomy using plates with wedges[J].Acta Orthop Traumatol Turc,2005,3(3):211-223.
[11]唐立群,王偉.脛骨高位截骨Giebel 內固定治療膝內翻的療效觀察[J].臨床骨科雜志,2007,15(1):492-493.
[12]曹立峰,裴憲武,李延明,等.改良脛骨高位截骨術治療膝骨性關節炎32 例報告[J].北京醫學,2008,30(3):187-188.
[13]陳百林,高石軍,王曉峰,等.脛骨高位截骨術后髕骨低位[J].中華骨科雜志,2003,23(8):449-451
[14]尚延春,張海英,張江濤,等.脛骨高位截骨手術治療膝內翻型骨性關節炎長期隨訪分析[J].中國矯形外科雜志,2007,15(1):973-975.
[15]Paccolade CA,Fogagnolo E.open-wedge high tibial osteotomy,a technical trick to avoid loss of reduction of the opposite cortex[J].knee surg sports Traurnatol Arthrosc,2005,13(1):19-22.
[16]Gaasbeek RD,welsing RT,verdonschot N,etal.Accuracy and initial stability of open-and closed-wedge high tibial osteotomy:a cadaveric RSA study[J].knee surg sports Traumatol Arthrosc,2005,8(13):689-694.
[17]Hoells,suttmoeller J,stoll V,etal.The high tibial osteotomy open versus closed wedge a comparison of methods in 108 patients[J].Arch orthop Trauma surg,2005,125(9):638-643.
[18]Giffin JR,Shannon FJ.The role of the high tibial osteotomy in the unstable knee[J].Sports Med Arthrosc,2007,15(1):23-31.
[19]Lee SC,Jung KA,Nam CH,etal.The short-term follow-up results of open wedge high tibial osteotomy with using an aescula open wedge plate and an allogenic bone graft:the minimum 1-year follow-up results[J].Clin Orthop Surg,2010,2(1):47-54.
[20]Hankemeier S,Mommsen P,Krettek C,etal.Accuracy of high tibial osteotomy:comparison between open-and closed-wedge technique[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2010,18(10):1328-1333.
[21]Ritter MA,Lutgring JD,Davis KE,etal.Total knee arthroplasty effectiveness in patients 55 years old and younger;osteoarthritis vs.rheumatoid arthritis[J].Knee,2007,14(1):9-11.
[22]Gregory CK,Forster MC.Modern unicompartmental knee replacement[J].Curry Orthop,2005,19(6):428-445.
[23]盧世璧,王繼芳.坎貝爾骨科手術學[M].第10版.濟南:山東科學技術出版社,2005:870-881.
[24]韓明濤,王飛,孫晉客,等.脛骨高位嵌插截骨與傳統高位截骨治療高齡屈曲型膝內側間隙骨關節炎的對比研究[J].中國骨傷雜志,2010,23(2):107-110.
[25]肖興雷,張志剛,陳德生,等.脛骨高位截骨術治療膝關節單間室骨性關節炎伴內翻畸形的研究進展[J].中國醫藥指南,2013,11(35):343-344
[26]陳海龍,鄭久琴,王戰朝,等.綜合手術治療膝關節骨性關節炎合并膝內翻[J].中國修復重建外科雜志,2008,22(1):39-42.
[27]丁煥文,張迪輝,涂強,等.計算機輔助膝內翻及外翻畸形分析和精確矯形[J].中華關節外科雜志,2012,6(3):45-54.
[28]張宇明,魏杰,衛小春.脛骨高位截骨術治療膝關節內側間室骨關節炎[J].中國藥物與臨床,2005,5(7):536-537.
1008-5572(2015)06-0529-05
R684
A
2015-01-08
于風天(1988- ),男,研究生在讀,山西醫科大學,030001。
*本文通訊作者:魏杰