下肢力線在全膝關(guān)節(jié)置換中的應(yīng)用進(jìn)展

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（KOA）主要病因?yàn)檐浌窃獾狡茐摹⑼嘶凸琴|(zhì)增生，屬于慢性關(guān)節(jié)疾病，又稱為退行性膝關(guān)節(jié)炎，發(fā)病人群多為老年人[1]。隨著社會(huì)人口的老齡化，該病的發(fā)病率越來越高。現(xiàn)階段臨床針對KOA的治療主要在于提高患者生活質(zhì)量，減輕膝關(guān)節(jié)疼痛，延緩病情。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對晚期及病情嚴(yán)重患者有非常好的治療效果，可以緩解關(guān)節(jié)痛感，同時(shí)還能修復(fù)膝關(guān)節(jié)外翻及屈曲畸形，重建膝關(guān)節(jié)功能，改善患者的生活狀態(tài)。盡管全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，但Bourne等[2]對1 703例初次全膝關(guān)節(jié)置換（TKA）的患者進(jìn)行回顧性研究發(fā)現(xiàn)，19%的患者對手術(shù)效果不滿意，主要表現(xiàn)在術(shù)后靜息痛、關(guān)節(jié)活動(dòng)度及術(shù)后并發(fā)癥等方面，導(dǎo)致這種結(jié)果的因素尚不明確，而最受廣大關(guān)節(jié)外科醫(yī)生關(guān)注的是患者下肢力線，尤其是冠狀位對線。

1 概念及測量方法

1.1 下肢力線的概念下肢力線是相對于恥骨聯(lián)合垂直中線而言的，正常下肢力線是從股骨頭中心至踝關(guān)節(jié)中心，此線經(jīng)過膝關(guān)節(jié)中心或者稍偏向內(nèi)側(cè)[3]。對于股骨和脛骨等長骨，機(jī)械軸為連接近端與遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)中心的直線。股骨頭中心及股骨髁頂點(diǎn)是股骨的中心，脛骨機(jī)械軸是脛骨髁間嵴中點(diǎn)與踝關(guān)節(jié)中心的連線。內(nèi)踝及外踝的中心位置就是踝關(guān)節(jié)的中心。解剖軸是骨干的中線。

股骨機(jī)械軸相對于人體中線大約外翻3°，股骨解剖軸相對于重心線有9°外翻，因此股骨機(jī)械軸與解剖軸之間存在夾角，在進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)時(shí)也是以此夾角作為常規(guī)股骨截骨術(shù)的角度，該夾角為6°。而對于脛骨來說，解剖軸相較中線具有3°的內(nèi)翻[4]。

因此，股骨和脛骨機(jī)械軸的夾角即為下肢力線，其中股骨機(jī)械軸的外翻角度與脛骨機(jī)械軸的內(nèi)翻角度分別為3°，這就導(dǎo)致MFT角為0°，也就是所謂的中立位對線[5]。

1.2 下肢力線的測量進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前需要對下肢全長進(jìn)行詳細(xì)的檢查，以此作為臨床決策依據(jù)，而臨床中不同的放射科技術(shù)人員透視下肢全長的方法缺乏一致標(biāo)準(zhǔn)。放射科技術(shù)人員通常要求患者雙足并攏，處于“立正”的姿勢，如果患者存在脛骨外旋或者內(nèi)旋，這樣的姿勢會(huì)使得髕骨位置偏向內(nèi)側(cè)或偏向外側(cè)，糾正方法是將髕骨指向前方，而不必考慮足部的位置[6]。采取這一措施可以規(guī)避數(shù)據(jù)的重復(fù)性，同時(shí)提高數(shù)據(jù)的可靠性，為臨床手術(shù)治療提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)參照。在測量下肢力線時(shí)，需要明確膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)及髖關(guān)節(jié)的中心點(diǎn)。髖關(guān)節(jié)的中心點(diǎn)位于股骨頭圓形的中心點(diǎn)，最好采用Mose圓來確定股骨頭的中心點(diǎn)，在實(shí)際操作過程中，可以使用量角器的中心來確定該點(diǎn)，具體方法為測量股骨頭的縱徑，并將其等分為兩部分，以該距離從股骨頭內(nèi)側(cè)緣測量，中心點(diǎn)位于股骨頭內(nèi)側(cè)緣相距該縱徑1/2處。可以通過多種方式確認(rèn)膝關(guān)節(jié)的中心點(diǎn)，例如膝關(guān)節(jié)周圍軟組織中點(diǎn)、脛骨平臺(tái)中點(diǎn)、股骨踝間窩定點(diǎn)，后兩種方法確認(rèn)效率最高。踝關(guān)節(jié)的中點(diǎn)測量距離為距骨寬度的中點(diǎn)，在脛骨下端水平脛骨和腓骨寬度的中點(diǎn)，或者軟組織輪廓的中點(diǎn)，3種測量結(jié)果相同，在實(shí)際測量中使用距骨寬度的中點(diǎn)和脛骨下端寬度的中心點(diǎn)最方便[7]。

2 中立位對線

臨床進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的目的之一是修復(fù)脛股關(guān)節(jié)之間的對線關(guān)系。將對線關(guān)系糾正到正常狀態(tài)，可以改善膝關(guān)節(jié)內(nèi)、外翻畸形情況。患者對人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的滿意程度及術(shù)后治療效果，通過膝關(guān)節(jié)力線的修復(fù)程度就可體現(xiàn)出來。常規(guī)狀態(tài)下，患者可以通過人工膝關(guān)節(jié)力線來實(shí)現(xiàn)重力矢量傳導(dǎo)，協(xié)調(diào)假體與骨水泥之間的平衡，同時(shí)修復(fù)膝關(guān)節(jié)功能。股骨頭中心、膝關(guān)節(jié)中心、踝關(guān)節(jié)中心均位于穿過膝關(guān)節(jié)的下肢力線，被稱為中立位對線。

20世紀(jì)90年代，關(guān)于下肢力線矯正存在兩種分歧，Townley等[8]提出膝關(guān)節(jié)假體中央稍微內(nèi)側(cè)的位置應(yīng)為人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后對下肢力線的調(diào)整位置，因?yàn)檎Ｈ梭w的膝關(guān)節(jié)負(fù)重時(shí)，內(nèi)側(cè)間室所承受的負(fù)荷大于外側(cè)間室。但以Insall等[9]為代表的學(xué)者則認(rèn)為膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)后的內(nèi)翻是不可接受的，為避免內(nèi)翻畸形甚至可以允許輕度的外翻。針對這一爭議，Jeffery等[3]通過對115例患者12年的隨訪研究表明，在67.8%（78例）的患者中，其下肢力線通過假體的中間1/3，假體松動(dòng)的發(fā)生率為3.0%，而當(dāng)下肢力線位于內(nèi)側(cè)或者外側(cè)，42%的假體松動(dòng)率會(huì)受到誤差的影響，誤差角度大于3°時(shí)，其松動(dòng)率達(dá)24%，影響較大。Fang等[10]通過對1983～2006年3 992例患者（6 070膝）進(jìn)行隨訪，以術(shù)后髕股角為分組標(biāo)準(zhǔn)，將患者分為外翻組、內(nèi)翻組和中性組。對6 070例膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)進(jìn)行分析，手術(shù)失敗51例，占0.8%，其中中性組21例，占0.3%；內(nèi)翻組18例，占0.3%；外翻組12例，占0.2%，中性組修復(fù)的概率最低。Bargren等[11]在實(shí)驗(yàn)室通過偏心加載實(shí)驗(yàn)?zāi)M內(nèi)翻和外翻畸形，在極低的負(fù)載下，即可發(fā)生假體松動(dòng)。因此，長期的臨床研究和實(shí)驗(yàn)室分析都證明了在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中正確的中立位對線的重要性。

為了獲得更加理想的中立位對線，計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)也隨之出現(xiàn)，1997年計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)開始應(yīng)用于TKA，研究說明在假體安裝及下肢力線修復(fù)中，使用該技術(shù)可提高治療效果。但計(jì)算機(jī)導(dǎo)航下手術(shù)用時(shí)較傳統(tǒng)手術(shù)明顯延長，從而增加了感染幾率和失血量，計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)需在股骨或脛骨安裝4枚追蹤器固定針，這一措施會(huì)增加骨折發(fā)生率，對骨質(zhì)疏松患者影響較大[12]。

患者對手術(shù)效果不滿意主要表現(xiàn)在術(shù)后靜息痛、關(guān)節(jié)活動(dòng)度及術(shù)后并發(fā)癥等方面。在過去的10年里，有研究質(zhì)疑，努力使患者的下肢力線達(dá)到中立位對線是否會(huì)造成韌帶失衡的問題，這或許可以解釋患者較高的不滿意率[13]。Parratte等[14]回顧性分析1985～1990年280例患者（398膝）全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后15年Kaplan-Meier生存曲線的臨床和影像學(xué)資料，將398例患膝分為中立位對線組和異常對線組，中立位對線組292例中有45例（15.4%）因不同原因進(jìn)行了翻修，而異常對線組106例中有14例（13.2%）因不同原因進(jìn)行了翻修。而Bonner等[15]在2011年對396例患者（501膝）進(jìn)行了15年的隨訪表明，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)層面分析，假體生存率受到中立位對線的影響逐漸減少，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上研究表明中立位對線并不能提高假體15年的存活率，對預(yù)測假體的生存率也無實(shí)際價(jià)值。Bellemans等[16]在2012年的一項(xiàng)研究中提出了固有性內(nèi)翻的概念，以250名青年為研究對象，年齡20～27歲，無癥狀，研究得出膝關(guān)節(jié)固有性內(nèi)翻發(fā)生率較大，其中男性與女性占比分別為32%和17%，即其自身力線內(nèi)翻超過了3°。因此，他們認(rèn)為如將這些患者的力線恢復(fù)至中立位，則其結(jié)果可能難以令人滿意。中立位對線術(shù)后未能完全重建膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，并且改變軟組織張力可能是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者不滿意的重要因素。

3 運(yùn)動(dòng)學(xué)對線

機(jī)械軸和解剖軸可以在一個(gè)簡單的X線片上進(jìn)行描述，而運(yùn)動(dòng)軸是描述膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的3個(gè)軸。這3個(gè)運(yùn)動(dòng)軸是膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的功能軸，關(guān)系到膝關(guān)節(jié)的彎曲和旋轉(zhuǎn)。因此，運(yùn)動(dòng)學(xué)對線是一種動(dòng)態(tài)的三維對線方式，不能夠在普通X光下顯示。這3條軸線分別為脛骨圍繞股骨做屈伸運(yùn)動(dòng)的橫軸、髕骨圍繞股骨做屈伸運(yùn)動(dòng)的橫軸、脛骨自身內(nèi)外旋所圍繞的中心豎軸[17]。自從描述了股骨的不同橫軸和股骨髁后段的圓柱理論后，運(yùn)動(dòng)學(xué)對線的概念就引起了人們的關(guān)注。運(yùn)動(dòng)學(xué)對線的概念并不完全是新的，是從Mont等[18]的解剖對準(zhǔn)的概念中得到啟發(fā)的。運(yùn)動(dòng)學(xué)對線提出應(yīng)根據(jù)3條膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軸線進(jìn)行假體對位，同時(shí)強(qiáng)調(diào)對膝關(guān)節(jié)原有解剖特征及生理軸線的還原，原則上不對側(cè)副韌帶做多余松解，因而極大程度地恢復(fù)了膝關(guān)節(jié)正常的生物力學(xué)和運(yùn)動(dòng)模式，基于理論層面可以得出術(shù)后效果會(huì)得到提高。相反，中立線對位機(jī)械地將下肢和假體糾正為中立位，并未考慮恢復(fù)患者膝關(guān)節(jié)正常解剖形態(tài)，為了達(dá)到中立位對線的目的往往需要對膝關(guān)節(jié)周圍軟組織做不必要的松解，從而使維持膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的韌帶肌肉等結(jié)構(gòu)遭到破壞，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)諸多運(yùn)動(dòng)學(xué)負(fù)面效果，例如膝關(guān)節(jié)假體運(yùn)動(dòng)軸線不符合常態(tài)、新關(guān)節(jié)線水平增高、傾斜度發(fā)生改變等。而將股骨假體放置在與正常情況不同的關(guān)節(jié)線傾角和水平上，意味著會(huì)改變髕股和脛股的運(yùn)動(dòng)學(xué)軌跡，從而導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)的疼痛、不穩(wěn)定，甚至運(yùn)動(dòng)功能喪失[19，20]。一些研究甚至質(zhì)疑傳統(tǒng)的中立位對線是否為正確的技術(shù)。為了創(chuàng)造一個(gè)平衡和功能良好的膝關(guān)節(jié)，運(yùn)動(dòng)學(xué)對線的發(fā)展旨在在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡中實(shí)現(xiàn)一個(gè)平衡良好的人工關(guān)節(jié)。

運(yùn)動(dòng)學(xué)可以修復(fù)患者的下肢力線，恢復(fù)膝關(guān)節(jié)軟組織及韌帶的正常使用，重建膝關(guān)節(jié)功能。從設(shè)計(jì)理念來說，患者術(shù)后應(yīng)該能獲得更好的膝關(guān)節(jié)功能。Dossett等[21]以88例TKA患者作為研究對象，采取前瞻性隨機(jī)隊(duì)列方法，基于對線的差異性將患者分類，對其進(jìn)行了隨訪研究。2年隨訪結(jié)論發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)對線組在所有采納的膝關(guān)節(jié)功能評分系統(tǒng)（Oxford膝關(guān)節(jié)評分、WOMAC評分、KSS評分）均獲得比中立位對線更好的結(jié)果。而Howell等[17]的一項(xiàng)涉及200例患者的短期（1年）前瞻性隨機(jī)隊(duì)列研究也得出相似結(jié)論，運(yùn)動(dòng)學(xué)對線組在膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度方面的得分對比中立位對線組有著顯著性差異。不過值得注意的是，這一組中也發(fā)現(xiàn)了更多結(jié)果不佳的異常值。這應(yīng)該與術(shù)中無法完成術(shù)前計(jì)劃所需要的截骨有關(guān)。Howell等[17]將198例（214膝）施行運(yùn)動(dòng)學(xué)對線手術(shù)的患者按照力線位置（位置良好組 0°，內(nèi)翻組 ＞3°，外翻組 ＜3°）進(jìn)行分類，隨訪31～43月后發(fā)現(xiàn)，各組之間的功能評分并無顯著差異，也未觀察到嚴(yán)重失敗的病例。可以得出運(yùn)動(dòng)學(xué)對線并未以中立位對線作為核心目標(biāo)，但是這并不影響對線恢復(fù)情況，早期失敗現(xiàn)象也未出現(xiàn)。

通過上述內(nèi)容可以分析得出，目前術(shù)后運(yùn)動(dòng)學(xué)生存率還未得出確切的定論，需要進(jìn)行長期后續(xù)隨訪。但就已有的數(shù)據(jù)可以得出運(yùn)動(dòng)學(xué)對線術(shù)后可以獲得比中立位對線更優(yōu)良的短中期膝關(guān)節(jié)功能，短期假體存活率與中性位置較為類似，但是這一結(jié)論需要后續(xù)的隨訪數(shù)據(jù)才能進(jìn)行確定，以此了解運(yùn)動(dòng)學(xué)的臨床治療效果及可靠性。此外，運(yùn)動(dòng)學(xué)對線術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)流程較為復(fù)雜，個(gè)性化的截骨設(shè)計(jì)在某種程度上限制了其在臨床的迅速推廣。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)學(xué)對線擁有比中立位對線更多結(jié)果不佳的異常值，應(yīng)該注意到術(shù)中調(diào)整偏離最初計(jì)劃與不良結(jié)果之間的相關(guān)性。

4 小結(jié)

盡管中立位對線仍然被認(rèn)為是獲得假體長期生存率的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但到目前為止，在相當(dāng)大比例的患者中，中立位對線還不能實(shí)現(xiàn)良好的膝關(guān)節(jié)功能及無痛。良好的臨床結(jié)果取決于良好的手術(shù)技術(shù)和患者選擇，但似乎很難相信不同對線方法之間2°～3°的排列差異可以解釋患者預(yù)后不佳和假體生存率降低的說法。從三維角度考慮的運(yùn)動(dòng)學(xué)對線雖然帶來新的方法，但這種對線方法仍在評估中，需要更進(jìn)一步的長期大量隨訪研究來確定運(yùn)動(dòng)學(xué)對線是否將有助于實(shí)現(xiàn)TKA術(shù)后的更佳效果。在運(yùn)動(dòng)學(xué)對線中遠(yuǎn)期療效確認(rèn)之前，中立位對線以及經(jīng)典截骨方法仍舊是金標(biāo)準(zhǔn)，修復(fù)下肢中立位對線仍然是手術(shù)的主要目標(biāo)之一，應(yīng)以±3°的安全區(qū)概念作為標(biāo)準(zhǔn)和原則。而作為一名關(guān)節(jié)外科醫(yī)生，除了力線之外，韌帶平衡和測量切除術(shù)等必須綜合考慮，以幫助患者達(dá)到最佳的治療效果，而不是盲目相信單一的對線方法。