膝關節置換術后翻修的主要原因分析

唐杞衡 周一新 宋洋 尹星華 楊德金 邊濤

關節置換術可以有效緩解膝關節疼痛、糾正關節畸形和改善關節功能。目前膝關節假體的生存率有了很大的提高[1]，但是人工膝關節也會因各種原因失敗，需要再次手術翻修，嚴重病例可能需要進行膝關節融合術甚至截肢術。此外，膝關節翻修術還意味著巨額的醫療費用[2]。研究預測，美國2030年的初次膝關節置換手術量將會比2005年的膝關節置換手術量增長673%，而膝關節翻修手術量將會增長601%[3]。由此帶來的醫療和社會經濟問題也日益凸顯。認識膝關節翻修原因，一方面有助于理解人工膝關節失敗機制，從而降低初次膝關節置換手術的失敗率；另一方面也有助于提高失敗關節翻修手術的成功率。在國外人工關節發展歷史較久，對膝關節翻修原因的研究較多，而國內大樣本量膝關節翻修數據較少。本研究的目的是回顧近年的膝關節翻修病例，分析膝關節翻修手術的原因，并探討膝關節翻修原因的構成和特點。

資料與方法

一、資料

回顧2010年1月至2017年6月在北京積水潭醫院矯形骨科接受膝關節翻修手術的病例共計158例(161個膝關節翻修術)。男37例，女121例。患者的平均年齡為65(20～84)歲，男性的平均年齡為64(20～84)歲，女性的平均年齡為65(44～82)歲。膝關節翻修手術包括：假體部分或全部翻修、感染一期或二期翻修、清創更換墊片。

二、方法

通過分析病歷記錄、化驗檢查、影像學檢查和手術記錄，確定膝關節翻修原因。膝關節翻修原因包括：假體周圍感染、假體松動、不穩定、僵直、假體周圍骨折、聚乙烯磨損、髕股關節問題、假體斷裂、撞擊、墊片分離等。計算初次膝關節置換術至膝關節翻修術的間隔時間。定義初次膝關節置換術后2年內進行的翻修為早期翻修，2年后進行的翻修為晚期翻修。

三、統計學處理

采用SPSS 18.0軟件對數據進行統計學處理。采用構成比進行描述，采用χ2檢驗進行統計分析。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

161個膝關節翻修手術中，44.7%的膝關節翻修術在初次膝關節置換術后2年內，平均間隔時間為10.8個月(2 d～24個月)；55.3%的膝關節翻修術在初次膝關節置換術后2年后，平均間隔時間為6.3(2～20)年。

膝關節翻修的原因有：假體周圍感染67個(41.6%)、假體松動40個(24.8%)、不穩定16個(9.9%)、僵直14個(8.7%)、假體周圍骨折7個(4.3%)、聚乙烯磨損5個(3.1%)、髕股關節問題5個(3.1%)、其他7個(4.4%)。

比較早期和晚期膝關節翻修原因：早期翻修的主要原因為假體周圍感染(61.1%)，晚期翻修的主要原因為假體松動(41.6%)(表1)。65.7%的假體周圍感染發生于初次膝關節置換術后2年內，92.5%的假體松動發生于初次膝關節置換術后2年后，100%的聚乙烯磨損發生于初次膝關節置換術后2年后。

表1 早期和晚期膝關節翻修原因比較[例(%)]

討 論

人工膝關節可以因多種原因失敗。人工膝關節失敗原因包括：假體松動、不穩定、感染、伸膝裝置缺陷、活動受限、假體周圍骨折和假體斷裂[4]。Vince[5]將人工膝關節失敗模式分為8類：感染、伸膝裝置缺陷、僵直、脛股關節不穩定、髕骨軌跡不良、假體松動、假體周圍骨折和假體損壞。美國膝關節協會制定了標準化的膝關節置換術后并發癥列表，包括：出血、傷口并發癥、血栓栓塞病、神經缺陷、血管損傷、內側副韌帶損傷、不穩定、力線不良、僵直、深部假體周圍感染、假體周圍骨折、伸膝裝置斷裂、髕股關節脫位、脛股關節脫位、墊片磨損、骨溶解、假體松動、假體斷裂或墊片分離、再手術、翻修、再入院和死亡[6]。本研究中，人工膝關節翻修的原因包括：假體周圍感染、假體松動、不穩定、僵直、假體周圍骨折、聚乙烯磨損、髕股關節問題、假體斷裂、撞擊、墊片分離，涉及上述大部分的失敗模式。

目前人工膝關節失敗最常見的兩大原因是假體松動和假體周圍感染。Sharkey等[7]分析了美國2003—2012年期間單中心781例膝關節翻修數據。結果顯示，膝關節翻修的主要原因是假體松動(39.9%)和假體周圍感染(27.4%)。根據英格蘭、威爾士和北愛爾蘭人工關節注冊系統2014年年報，假體松動翻修和假體周圍感染翻修比例分別為32.0%和22.0%；瑞典人工關節注冊系統2014年年報顯示，假體松動翻修和假體周圍感染翻修比例分別為26.0%和22.0%[8]。上述國家的數據提示，假體松動是膝關節翻修的首要原因，其次是假體周圍感染。

于本研究的發現與西方國家的數據不同，雖然本研究膝關節翻修最常見的兩大原因也是假體松動和假體周圍感染，但假體周圍感染是膝關節翻修的首要原因(41.6%)，其次是假體松動(24.8%)。本研究進一步分析了初次膝關節置換術后早期翻修原因和晚期翻修原因。研究發現，初次膝關節置換術后2年內翻修的主要原因是假體周圍感染，所占比例高達61.1%；而初次膝關節置換術2年后翻修的主要原因則是假體松動(41.6%)。國內相關研究也有類似的結果。馮賓等[9]研究了2001—2012年單中心59個膝關節翻修病例，32個(54.2%)翻修原因為感染。黃自強和孫長鮫[10]回顧性分析2007—2013年單中心膝關節置換術失敗病例181例，發現初次膝關節置換失敗的主要原因也是感染(53%)。

本研究及國內相關研究的數據表明，國內膝關節翻修(尤其是早期翻修)的首要原因是假體周圍感染，因感染而翻修的比例明顯高于西方國家。這一事實應該引起國內骨科醫生的重視。膝關節置換術后感染的發生涉及多個因素，包括宿主、手術和病原體。在患者評估和優化、無菌操作、手術室管理、抗生素使用等方面，國內不同醫院水平不一，可能仍有不規范之處。此外，國內感染翻修等復雜病例多轉診至少數專業關節置換中心治療，導致大中心感染翻修比例大。本研究中心約2/3的早期感染翻修病例是外院初次關節置換術后感染轉診至本中心治療。眾所周知，假體周圍感染是膝關節置換術后災難性的并發癥。患者通常需要經歷多次手術，功能預后差，治療費用高昂。因此，骨科醫生應該重視無菌觀念和操作，加強初次膝關節置換圍手術期感染的預防，提升膝關節置換術后假體周圍感染的診斷水平，力爭早期診斷，專業治療。

聚乙烯磨損是20世紀人工膝關節假體失敗的主要原因之一。一項包含212個膝關節翻修病例的研究發現，膝關節翻修的主要原因為聚乙烯磨損(25%)，而且初次膝關節置換術2年以后翻修的最常見原因也是聚乙烯磨損(44.4%)[11]。聚乙烯墊片的材料學特性是影響磨損的重要因素[12]。假體的設計(如脛股關節形合度、聚乙烯的鎖定機制等)對聚乙烯墊片的磨損也有很大的影響[13]。隨著聚乙烯材料學的進步和假體設計的改進，聚乙烯磨損而翻修的比例明顯下降。Sharkey等[7]分析了781個膝關節翻修數據。結果發現，僅有3.5%的膝關節翻修是因為聚乙烯磨損。本研究結果也顯示，僅有3.1%的膝關節翻修是因為聚乙烯磨損，提示聚乙烯磨損已經不是當前膝關節翻修的主要原因。

本研究為回顧性研究，獲取資料有限，不能準確分析人工膝關節失敗的具體機制和危險因素。另外，本研究為單中心研究，未來需要開展多中心、大樣本量的研究。

綜上所述，膝關節翻修的主要原因是假體周圍感染。初次膝關節置換術后2年內最常見的翻修原因是假體周圍感染，而初次膝關節置換術后2年后最常見的翻修原因是假體松動。聚乙烯磨損已不是膝關節翻修的主要原因。骨科醫生應該重視圍手術期感染的預防和提高假體周圍感染的診治水平。