脛骨內翻畸形對全膝關節置換術脛骨假體對線影響的臨床研究

賀強，馬建兵，孫相祥

(陜西省西安市紅會醫院關節外科，陜西 西安 710054)

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脛骨內翻畸形對全膝關節置換術脛骨假體對線影響的臨床研究

賀強，馬建兵*，孫相祥

(陜西省西安市紅會醫院關節外科，陜西 西安 710054)

目的 脛骨內翻畸形(tibia vara)是膝關節關節外畸形的一種特殊類型。脛骨內翻畸形會給全膝關節置換術中脛骨假體的正確對線和安裝帶來困難。本研究的目的在于：a)測量國人內翻膝關節骨關節炎患者的脛骨平臺內翻角(tibial varus angle，TVA)，分析脛骨內翻畸形在內翻膝關節骨關節炎患者中所占的比例；b)探討脛骨內翻畸形對全膝關節置換術術后脛骨假體對線和臨床功能的影響。方法 本研究回顧了我科從2015年8月至2015年12月收治的連續60例女性內翻膝關節骨關節炎的全膝關節置換患者資料，將患者分為正常組和脛骨內翻畸形組兩組，術前下肢全長X線片中測量髖膝踝角(hip knee ankle angle，HKA)、TVA，術前所有患者的膝關節功能評分采用美國膝關節協會(knee society score，KSS)評分和西大略湖麥克馬斯特大學(Western Ontario McMaster Universities，WOMAC)評分系統，術后下肢全長X線片中測量HKA以及脛骨假體近端內側角(medial proximal tibial angle，MPTA)，采用KSS評分和WOMAC評分系統評價膝關節功能。結果 正常組TVA為(0.69±0.44)°，脛骨內翻畸形組TVA為(2.53±0.56)°，兩組差異具有統計學意義。60例患者平均TVA為(1.12±0.52)°。正常組中TVA為0°的患者9例，占正常組病例數的20%。脛骨內翻畸形組中TVA大于等于2°的患者14例，占脛骨內翻畸形組的100%，即TVA大于等于2°為脛骨內翻畸形，脛骨內翻組患者占總病例數的23.3%。術后正常組HKA為(178.8±1.5)°，大于術后脛骨內翻畸形組HKA(177±2.0)°。術后正常組HKA異常值(Outlier值)有2例，占正常組病例的4.3%；術后脛骨內翻畸形組HKA Outlier值有3例，占脛骨內翻畸形組病例的21.4%。術后正常組活動度(range of motion，ROM)為(112.0±11.5)°，大于脛骨內翻畸形組ROM(105±8.0)°，兩組比較差異有統計學意義。正常組術后WOMAC評分為(15.6±3.2)分，脛骨內翻畸形組WOMAC評分為(16.8±4.0)分。正常組術后KSS功能評分為(92.5±3.5)分，脛骨內翻畸形組術后KSS功能評分為(94.0±2.4)分。結論 本研究中有23.3%的女性內翻膝骨關節炎患者合并脛骨內翻畸形(TVA大于等于2°)，女性內翻膝關節骨關節炎患者平均TVA為(1.12±0.52)°。術前TVA大于等于2°的患者行全膝關節置換術發生術后對線不良的風險顯著增加，手術時須注意脛骨近端正確截骨以及脛骨假體偏外安裝，以避免術后對線不良的發生。

全膝關節置換；脛骨內翻；脛骨平臺內翻角；對線不良

脛骨內翻畸形(tibia vara)是指由于發育原因導致脛骨近端內側生長遲滯而產生的一種內翻畸形，是膝關節關節外畸形的一種特殊類型[1]。脛骨平臺內翻角(tibial varus angle，TVA)是測量脛骨內翻畸形的一個重要參數[2]。TVA為脛骨機械軸(脛骨髁間棘中點與踝穴中點的連線)與脛骨解剖軸(脛骨近端1/3髓腔中點與脛骨遠端1/3髓腔中點的連線)之間的角度[3]。在發育正常脛骨的標準下肢全長X線片中，脛骨的機械軸與解剖軸基本平行，脛骨的解剖軸位于脛骨髁間棘的中間。而在脛骨內翻畸形的標準下肢全長X線片中，脛骨的解剖軸位于脛骨髁間棘的外側，脛骨的機械軸與解剖軸之間呈一定的角度即TVA[4]。據文獻報道，在歐美人種中合并脛骨內翻畸形較為少見，而在亞洲人種中合并有脛骨內翻的患者在膝關節骨關節炎的患者中占有不小的比例[5-6]。Mori等[1]認為TVA大于0°的膝關節骨關節炎患者即為脛骨內翻畸形，他們報道83%的膝關節骨關節炎的日本患者合并脛骨內翻，日本人TVA平均值為0.6°。日本學者Ko等分析中國人的脛骨近端髓腔后發現，中國人的TVA平均值為1.8°[7]。

在發育正常脛骨的全膝關節置換術中，為了保證脛骨假體的最大覆蓋，通常將脛骨假體柄安裝于脛骨髁間棘中間，脛骨假體柄平行于脛骨機械軸安裝[8]。但是，脛骨內翻畸形會給全膝關節置換術中脛骨假體的正確對線和安裝帶來困難：a)如果將脛骨假體柄置于脛骨髁間棘中心放置，脛骨假體可能會接觸脛骨近端皮質，若安裝脛骨延長桿更有可能會穿透脛骨內側皮質；b)如果將脛骨假體柄垂直于水平面安裝，將導致脛骨假體的內翻安裝。因此，在合并嚴重脛骨內翻畸形的全膝關節置換術中，要達到脛骨假體冠狀面的正確對線是較為困難的。而且，既往文獻中對國人脛骨內翻畸形的報道較少，僅有國人健康人群TVA的數據[7]，尚缺乏內翻膝關節骨關節炎TVA的數據。合并脛骨內翻畸形的全膝關節置換術的文獻報道較少，脛骨內翻畸形對于術后脛骨假體對線的影響尚不清楚。

本研究通過回顧性分析我院行全膝關節置換術患者的術前和術后影像學資料，根據是否合并脛骨內翻畸形(即在標準下肢全長X線片中脛骨的解剖軸位于脛骨髁間棘的外側為脛骨內翻畸形)分為正常組與脛骨內翻畸形組兩組。在全長X線片中測量兩組的術前TVA，測量術后脛骨假體內側角(medial proximal tibial angle，MPTA)，評價脛骨假體對線，記錄患者術前和術后美國膝關節協會(knee society score，KSS)評分和西大略湖麥克馬斯特大學(Western Ontario McMaster Universities，WOMAC)評分。目的在于：a)測量國人內翻膝關節骨關節炎患者的脛骨平臺內翻角度，分析脛骨內翻畸形在內翻膝骨關節炎患者中所占的比例；b)探討脛骨內翻畸形對全膝關節置換術術后脛骨假體對線和臨床功能的影響。

1 資料與方法

1.1 納入和排除標準 入選標準：a)膝關節骨關節炎；b)內翻膝。排除標準：a)類風濕性關節炎；b)膝關節手術病史；c)膝關節創傷性關節炎；d)外翻膝；e)年老體弱不能耐受手術者；f)急性感染患者。

1.2 一般資料 本研究按上述納入和排除標準，回顧了我科從2015年8月至2015年12月收治的58例患者(60膝)骨關節炎的全膝關節置換術前患者資料。脛骨內翻畸形組為在標準下肢全長X線片中脛骨的解剖軸位于脛骨髁間棘外側的患者，正常組為標準下肢全長中脛骨的解剖軸位于脛骨髁間棘之間的患者。

所有患者均拍攝術前的下肢全長X線片和膝關節正側位X線片。為了減少測量者的測量誤差，進行X線拍片時保證雙側髕骨朝前以減少下肢旋轉對膝關節參數的影響。兩位骨科醫生分別獨立地對X線片進行測量。骨關節炎的分級采用Kellgren-Lawrence分級標準[9]，18膝為3級骨關節炎，42膝為4級骨關節炎。術前全長X線片中使用Auto CAD 2007軟件測量以下參數：a)髖膝踝角(hip knee ankle angle，HKA)，髖關節中心到膝關節中心，再由膝關節中心到踝關節中心連線的角度[10]；b)脛骨平臺內翻角(見圖1，脛骨機械軸與脛骨解剖軸的夾角；脛骨機械軸為脛骨髁間棘中點與踝穴中點的連線；脛骨解剖軸為脛骨近端1/3髓腔中點與脛骨遠端1/3髓腔中點的連線。術前所有患者的膝關節功能評分采用KSS評分、WOMAC評分系統。

注：AA-脛骨解剖軸；MA-脛骨機械軸；TVA-脛骨平臺內翻角

1.3 手術方法 手術均由本研究作者中的一名經驗豐富的手術醫生完成。患者均采用全身麻醉，取仰臥位。取膝關節正中皮膚切口，依次切開皮膚、皮下組織及深筋膜，于髕骨內側緣切開髕旁內側支持帶及關節囊，向外牽開，顯露膝關節。術中見左膝關節嚴重退變，股骨、脛骨、髕骨關節軟骨面退變。屈曲膝關節，將髕骨翻向股骨外髁之外側，充分顯露膝關節，見股骨遠端、脛骨平臺、髕骨關節緣骨質增生，軟骨下骨硬化，內外側半月板、前后交叉韌帶磨損退變嚴重。清理關節增生骨贅及滑膜組織，松解內側副韌帶，切除內外側半月板、前后交叉韌帶，依次安裝股骨及脛骨定位器械。對于正常脛骨的患者，脛骨髓外定位入點位于髁間前棘中間；對于合并脛骨內翻畸形的患者，脛骨髓外定位入點位于髁間前棘外側。股骨遠端截骨規及脛骨近端截骨器械進行股骨遠端截骨及脛骨近端標準截骨，脛骨近端骨面后傾3°，股骨遠端骨面外翻6°，外旋3°，同時處理股骨髁間窩骨質，松解后關節囊。上試模測量大小，調整下肢力線，檢查伸屈膝間隙平衡。無菌生理鹽水脈沖沖洗關節腔后，拭干。選用全膝關節，對于正常脛骨的患者，依據最大覆蓋原則選擇脛骨假體；對于合并脛骨內翻畸形的患者，脛骨須假體偏外安裝，并選用小號假體避免假體外側overhang的發生。分別以骨水泥粘附脛骨假體及股骨假體植入，夯實，骨水泥固化后清理多余骨水泥，安裝脛骨墊，見膝關節穩定，活動膝關節無阻礙感，活動度0°～140°。清理髕骨周圍增生骨贅，電刀沿髕骨緣燒灼1周。再次沖洗關節腔，傷口放置引流管1根。清點器械敷料無誤后關閉關節腔，活動膝關節，見髕骨無脫位，依次縫合傷口，無菌敷料加壓包扎。

1.4 術后隨訪及療效評價 在術后的下肢全長X線片中測量HKA以及MPTA。HKA為股骨機械軸與脛骨機械軸之間的夾角。HKA的正常值范圍為(180±3)°，Outlier為HKA小于177°或HKA大于183°。MPTA為脛骨假體托的水平線與脛骨機械軸之間的夾角，MPTA的正常范圍為(90±3)°，Outlier為MPTA小于87°或MPTA大于93°(圖2)。術后2周時，采用KSS評分和WOMAC評分系統評價膝關節功能。

注：HKA-髖膝踝角；MPTA-脛骨假體內側角

2 結 果

2.1 一般資料 患者的一般情況見表1，包括年齡、性別、身體質量指數(body mass index，BMI)、骨關節炎(osteoarthritis，OA)K-L分級、TVA。正常組病例數為46膝TKA，占總病例數的76.7%；脛骨內翻畸形組為14膝TKA，占總病例數的23.3%。正常組平均年齡為64.1歲，脛骨內翻畸形組平均年齡為61.2歲。正常組平均BMI為27.4 kg/m2，脛骨內翻畸形組平均BMI為28.0 kg/m2。正常組TVA為(0.69±0.44)°，脛骨內翻畸形組TVA為(2.53±0.56)°，兩組之間差異具有統計學意義(t=-11.14，P=0.000)。60個OA患膝平均TVA為(1.12±0.52)°。正常組中TVA為0°的患者9膝，占正常組病例數的20%。脛骨內翻畸形組中TVA大于等于2°的患者14膝，占脛骨內翻畸形組的100%，即TVA大于等于2°為脛骨內翻畸形，脛骨內翻組患者占總病例數的23.3%。正常組術前活動度(range of motion，ROM)(95.5±10.0)°，脛骨內翻畸形組ROM(93.0±5.5)°。正常組術前WOMAC評分為(84.0±5.6)分，脛骨內翻畸形組WOMAC評分為(88.0±6.0)分。正常組術前KSS功能評分為(40.0±4.0)分，脛骨內翻畸形組術前KSS功能評分為(42.0±4.5)分。正常組術前KSS疼痛評分為(45.6±6.0)分，脛骨內翻畸形組術前KSS疼痛評分為(43.0±5.6)分。

表1 脛骨內翻畸形組和正常組患者的一般資料比較±s)

2.2 術后影像學評價結果 術后正常組HKA為(178.8±1.5)°，術后脛骨內翻畸形組HKA為(177±2.0)°，兩組之間差異具有統計學意義(t=3.628，P=0.001，見圖2)。術后正常組HKA Outlier值有2膝，占正常組病例的4.3%；術后脛骨內翻畸形組HKA Outlier值有3膝，占脛骨內翻畸形組病例的21.4%，兩組之間差異具有統計學意義(χ2=4.10，P=0.043)。術后正常組MPTA為(89.2±1.8)°，術后脛骨內翻畸形組MPTA為(88.0±2.0)°，兩組之間差異具有統計學意義(t=2.129，P=0.038)。術后正常組MPTA Outlier值有2膝，占正常組病例的4.4%；術后脛骨內翻畸形組MPTA Outlier值有4膝，占脛骨內翻畸形組病例的28.6%，兩組之間差異具有統計學意義(χ2=6.17，P=0.013，見表2)。

表2 術后脛骨內翻畸形組和正常組的影像學與臨床結果比較±s)

2.3 術后臨床結果 術后正常組ROM為(112.0±11.5)°，大于脛骨內翻畸形組ROM(105±8.0)°，兩組之間差異有統計學意義(t=2.121，P=0.038)。正常組術后WOMAC評分為(12.6±3.2)分，脛骨內翻畸形組WOMAC評分為(16.8±4.0)分，兩組之間差異具有統計學意義(t=-4.052，P=0.000)。正常組術后KSS功能評分為(94.5±3.5)分，脛骨內翻畸形組術后KSS功能評分為(90.0±2.4)分，兩組之間差異具有統計學意義(t=4.487，P=0.000)。正常組術后KSS疼痛評分為(84.6±4.2)分，脛骨內翻畸形組術后KSS疼痛評分為(86.6±3.6)分。

2.4 并發癥 術后2周內正常組無深部組織感染、膝關節強直及肺栓塞發生。脛骨內翻畸形組在術后2周內有1例出現膝關節強直，通過麻醉下手法推拿，膝關節活動度得到明顯改善。

3 討 論

3.1 脛骨平臺內翻角在亞洲人種中的差異 本研究結果提示，在國人內翻膝關節骨關節炎女性患者中有23.3%的患者為脛骨內翻畸形，脛骨內翻畸形患者的脛骨平臺內翻角TVA大于等于2.0°。在本研究中，脛骨內翻畸形定義為在標準下肢全長X線片中脛骨的解剖軸位于脛骨髁間棘外側的患者。而Shigeshi Mori等的研究將TVA大于0°定為脛骨內翻畸形，他們報道有83%的內翻膝關節骨關節炎日本人存在脛骨內翻畸形[1]。Ko等通過測量20名男性和52名女性的中國人骨關節炎患者的下肢全長片發現，膝關節骨關節炎中國人的TVA為(1.8±1.4)°[7]。在本研究中，脛骨內翻畸形組TVA為(2.53±0.56)°，正常組TVA為(0.69±0.44)°，60名患者平均TVA為(1.12±0.52)°。納入本研究中的都是女性患者，由于性別差異本研究的測量結果與Ko等的研究有差異。Yoo等報道在韓國人群中TVA平均值為0.7°[11]，推測是人種差異的結果。

3.2 脛骨內翻畸形與正常患者全膝關節置換術后的對比 全膝關節置換術后脛骨內翻畸形組的HKA小于正常組，提示脛骨內翻畸形組術后容易形成內翻對線。脛骨內翻畸形組HKA Outlier發生率為21.4%，顯著高于正常組的發生率4.3%，即脛骨內翻畸形組術后發生冠狀面對線不良的風險顯著高于正常組。術后脛骨內翻畸形組MPTA為(88.0±2.0)°，小于正常組MPTA(89.2±1.8)°，提示脛骨內翻畸形組術中容易將脛骨假體內翻安裝。脛骨內翻畸形組的MPTA Outlier發生率為26.7%，顯著高于正常組的發生率4.4%，提示脛骨內翻畸形組術后發生脛骨假體對線不良的風險顯著高于正常組。

脛骨內翻畸形組術后ROM為(105±8.0)°，小于正常組術后(112.0±11.5)°。脛骨內翻畸形組術后WOMAC評分為(12.6±3.2)分，小于正常組(16.8±4.0)分。脛骨內翻畸形組術后KSS功能評分為(90.0±2.4)分，小于正常組(94.5±3.5)分。脛骨內翻畸形組全膝關節置換術后臨床結果差于正常組，推測與脛骨內翻畸形組術后假體對線不良風險較高有關。

3.3 脛骨內翻畸形患者全膝關節置換術的脛骨截骨定位方法 以往研究認為髓內定位法較髓外定位法能夠在全膝關節置換術中取得更好的下肢對線[12-13]。髓內定位法通過髓內定位桿平行于脛骨機械軸取得準確的脛骨截骨。這種方法的前提必須是脛骨的機械軸與解剖軸平行。但是，亞洲人種中存在脛骨畸形的比例較高，比如脛骨內翻畸形，使得髓內定位桿插入困難。然而，髓外定位對于脛骨假體安裝的準確性差異較大，據報道準確性從65%～88%[14]。總之，無論是髓外定位還是髓內定位對于脛骨內翻畸形的全膝關節置換術都各有其優缺點。計算機導航輔助下的脛骨截骨和假體安裝可以達到100%的準確率[15-16]，所以，未來對于脛骨內翻畸形患者采用計算機導航技術的全膝關節置換術或許是一種理想的方法。

3.4 脛骨內翻畸形患者全膝置換術的手術注意事項 為了避免脛骨假體對線不良的發生，對于合并脛骨內翻的患者，全膝關節置換術中需要注意以下幾點：a)將安裝脛骨截骨導板的脛骨髓外定位桿的近端固定釘稍向髁間棘外側放置(見圖3)，可以避免脛骨平臺的內翻截骨[17]；b)將脛骨假體中心偏于脛骨解剖軸外側放置(見圖4)，脛骨假體柄平行于脛骨機械軸，可以避免脛骨假體柄接觸脛骨近端內側皮質；c)由于脛骨假體偏外放置，需選用較小號的假體，避免假體外側突出(overhang)的發生；d)為了避免內側平臺覆蓋不佳造成的撞擊，可以去除部分內側平臺骨質[18]。

圖3 脛骨內翻畸形組TKA術中圖片示脛骨截骨導板的脛骨髓外定位桿的近端固定釘稍向脛骨髁間棘外側放置

注：AA-脛骨解剖軸

3.5 本研究的局限性 本研究為回顧性研究，病例數量不大，隨訪時間較短，如果進行更長時間的隨訪研究，假體生存率和臨床結果的差異就能夠更加體現出來。

綜上所述，本研究中有23.3%的女性內翻膝骨關節炎患者合并脛骨內翻畸形(TVA大于等于2°)，女性內翻膝骨關節炎患者平均TVA為(1.12±0.52)°。術前TVA大于等于2°的患者行全膝關節置換術發生術后對線不良的風險顯著增加，手術時須注意脛骨近端正確截骨以及脛骨假體偏外安裝以避免術后對線不良的發生。

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Extra-Articular Tibia Vara Affects Radiological Outcome of Total Knee Arthroplasty

He Qiang，Ma Jianbing*，Sun Xiangxiang

(Department of Joint Surgery，Xi’an Red Cross Hospital，Xi’an 710054，China)

Objective Tibia Vara is an extra-articular deformity，in which the development of medial proximal tibial growth is retarded because of dysplasia.Our objective is to measure tibial varus angle in patients with knee osteoarthritis，to analyze the proportion of patients with tibial varus deformity in patients with knee osteoarthritisand to investigate the effect of tibial varus deformity on the component alignment and clinical outcomes after total knee arthroplasty.Methods We retrospectively reviewed and selected sixty adult patients with varus knee osteoarthritis underwent TKA between from August 2015 to December 2015.The patients were divided into two groups as the tibia vara group and the non-tibia vara group.Two surgeons measured the tibia vara angle (TVA) and Hip knee ankle angle (HKA) in preoperative radiography.All patients were also recorded with the American Knee Society score and WOMAC score preoperatively.After surgery，the HKA and medial proximal tibia angle (MPTA) were measured in long-standing radiography.Patients' KSS score and WOMAC score were also recorded.Results The mean TVA was (0.69±0.44)° in non-tibia vara group，while the mean TVA was (2.53±0.56)° in tibia vara group.The mean TVA in all patients was (1.12±0.52)°.Nine patients (20%) had TVAs of 0° in in non-tibia vara group.Fourteen patients (100%) had TVAs of more than 2° in tibia vara group.All patients in tibia vara group had TVAs of more than 2 degree.14 out of 60 patients (23.3%) had of more than 2 degree.The mean HKA was (178.8±1.5)° in non-tibia vara group，while the mean HKA was (177±2.0)° in tibia vara group.After TKA，two patients (4.3%) had HKA Outlier in non-tibia vara group，but three ones (21.4%) had HKA Outlier in tibia vara group.The mean range of motion (ROM) was (112.0±11.5)° in non-tibia vara group，while the mean ROM was (105±8.0)° in tibia vara group.The mean WOMAC score was (15.6±3.2) in normal group，while the mean WOMAC score was (16.8±4.0) in tibia vara group.The mean KSS function score was (92.5±3.5) in normal group，while the mean KSS function score was (94.0±2.4) in tibia vara group.Conclusion 23.3% patients of Chinese female people scheduled for TKA had tibia vara (TVA≥2°).The mean TVA in female patients with knee arthritis was (1.12±0.52)°.An TVA greater than 2 degree was found to have a statistically significant influence on postoperative MPTA.Accurate proximal tibial cutting and tibial component lateralized is suggested，if the degree of tibia vara is considable significant.

total knee arthroplasty；tibia vara；tibial plateau varus angle；mal-alignment

1008-5572(2017)07-0583-06

陜西省科學技術研究發展計劃(2013JM4057)；西安市紅會醫院院級科研基金(YJ2016011)；*本文通訊作者：馬建兵

R687.4+2

B

2016-11-14

賀強(1983- )，男，主治醫師，陜西省西安市紅會醫院關節外科，710054。

賀強，馬建兵，孫相祥.脛骨內翻畸形對全膝關節置換術脛骨假體對線影響的臨床研究[J].實用骨科雜志，2017，23(7)：583-588.