膝關節骨關節炎患者行單側膝關節置換術后對側膝關節力線的變化

吳宗方，秦江輝，蔣青，徐志宏，史冬泉，陳東陽

(南京醫科大學鼓樓臨床醫學院運動醫學與成人重建外科，江蘇 南京 210008)

隨著人口的老齡化，膝關節骨關節炎(knee osteoarthritis，KOA)患者日益增多。膝關節置換術是治療終末期KOA最為有效的方法，能夠緩解關節疼痛、矯正關節畸形、重建患者關節功能，提高生活質量[1-2]。患者膝關節在行手術治療后手術側功能常能得到明顯改善，而對側膝關節功能也會有一定程度的改善[3]或者下降[4]。膝關節置換術后手術側下肢力線會有明顯改善，但是目前較少有研究報道膝關節置換術后手術對側膝關節力線的改變。本研究回顧性分析2017年1月至2018年4月于我院住院并接受初次單側膝關節置換的患者術后對側膝關節力線變化，并比較K-L分級(Kellgren-Lawrence grade)對于對側膝關節力線變化的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2017年1月至2018年4月因KOA于我院住院并接受全膝關節置換術(total knee arthroplasty，TKA)或者單髁置換術(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)的患者。從患者病歷中獲取患者的年齡、性別、身體質量指數(body mass index，BMI)、手術方式、術者等基本信息。根據K-L分級將患者分成A組(K-L分級≤2級)和B組(K-L分級>2級)。納入標準：a)KOA診斷明確的患者；b)初次行TKA或者UKA手術；c)患者術前及術后均有雙下肢立位全長片；d)臨床資料完整。排除標準：a)既往有下肢手術史；b)雙下肢立位全長片患者體位不正；c)同時行雙側膝關節置換術者；d)臨床資料不齊。

本研究共納入157例患者，其中A組共62例，其中男12例，女50例，年齡平均(66.7±7.9)歲。行TKA術51例，行UKA術11例。B組共95例，其中男21例，女74例，年齡平均(68.0±8.0)歲。行TKA術86例，行UKA術9例。兩組年齡、性別、BMI、術者、手術方式等方面比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表1)。

表1 兩組患者一般情況比較

1.2 手術方法 手術由3名高年資醫師完成。TKA采用膝前正中切口，髕骨內側入路進入關節，股骨采取髓內定位或者髓外定位截骨、脛骨髓外定位截骨，松解軟組織。檢查膝關節屈伸間隙。放置引流管，逐層縫合切口。雞尾酒局部鎮痛。UKA采用髕腱內緣切口，脛骨髓外定位截骨，股骨髓內定位截骨。檢查膝關節屈伸間隙。逐層縫合切口。雞尾酒局部鎮痛。

1.3 術后處理 術后48h內拔除引流管，靜脈及口服止痛藥，規范抗凝，膝關節康復訓練。

1.4 影像學評估指標 所有患者術前與術后1周內拍攝雙下肢立位全長片，下肢力線的測量指標包括：髖-膝-踝角(hip-knee-ankle angle，HKA)，膝關節間隙(joint space width，JSW)，機械軸偏離度(mechanical axis deviation，MAD)[5]，雙下肢長度差值(leg-length discrepancy，LLD)[6]，關節線相交角(joint line convergence angle，JLCA)，股骨遠端外側角(lateral distal femur angle，LDFA)，脛骨近端內側角(medial proximal tibial angle，MPTA)。術側膝關節分別測量術前與術后的HKA、MAD；對側膝關節分別測量術前與術后的HKA、MAD、JSW、LDFA、MPTA及術前與術后的LLD等。膝關節內翻患者測內側膝關節JSW，膝關節外翻患者測外側膝關節JSW。HKA取其補角，LDFA、MPTA取其余角。根據術前與術后指標，計算術側膝關節術后-術前HKA、MAD；對側術后-術前HKA、MAD、JSW、LDFA、MPTA、JLCA及術后-術前LLD。

2 結 果

各項指標中術側術前MAD、術側術后-術前MAD、術側術后-術前HKA、對側術后-術前MAD、對側術后-術前HKA，在A組與B組比較差異有統計學意義(P<0.05)，其他指標如對側術后-術前JSW、對側術后-術前LDFA、對側術后-術前MPTA、對側術后-術前JLCA、術后-術前LLD，在A組與B組比較差異無統計學意義(P>0.05，見表2)。

根據手術方式不同，比較UKA和TKA兩種手術術后對側術后-術前HKA、MAD、JSW、LDFA、MPTA、JLCA等指標差異均無統計學意義(P>0.05，見表3)。

術側術后-術前MAD與對側術后-術前MAD相關分析，兩者之間存在正相關，相關系數r為0.366(P<0.001，見圖1)。術側術后-術前HKA與對側術后-術前MAD相關分析，兩者間存在正相關，相關系數r為0.362(P<0.001，見圖2)。

表2 兩組患者影像學指標比較

表3 UKA與TKA患者影像學指標

圖1 術側術后-術前MAD與對側術后-術前MAD相關分析

圖2 術側術后-術前HKA與對側術后-術前MAD相關分析

典型病例一為67歲女性患者，左膝疼痛5年余入院。入院后診斷為左膝關節骨關節炎。在全麻下行TKA手術，術前術側HKA 165.7°，對側HKA 173.0°。術后術側HKA 180°，對側HKA 174.2°(見圖3～4)。典型病例二為66歲女性患者，左膝關節疼痛3年余入院。入院后診斷為左膝關節內側間室骨關節炎。在全麻下行UKA手術，術前術側HKA 170.2°，對側HKA 170.3°。術后術側HKA 177.5°，對側HKA 171.4°(見圖5～6)。

圖3 術前雙下肢立位X線片顯示左膝關節骨關節炎 圖4 左全膝關節置換術后雙下肢立位X線片顯示右膝關節力線改善 圖5 術前雙下肢立位X線片顯示左膝關節內側間室骨關節炎 圖6 左膝內側單髁置換術后雙下肢立位X線片示右膝關節力線改善

3 討 論

本研究分析我院運動醫學與成人重建外科KOA患者行初次單側膝關節置換術后對側膝關節力線變化，結果顯示術后對側膝關節MAD、JSW、HKA、JLCA較術前改善，B組的HKA、MAD改善較A組明顯，術側HKA、MAD改善與對側MAD改善存在相關關系。此外，本研究將患者根據手術方式分組，發現行UKA手術與TKA手術的患者對側膝關節力線變化差異均無統計學意義。分析其原因可能為單側膝關節置換術后對側膝關節力線的變化是通過術測下肢力線的變化產生的，而與手術方式無關。行UKA手術與TKA手術的患者術測力線改變差異無統計學意義，故其對側膝關節力線變化的差異也無統計學意義。且術側HKA、MAD改善與對側MAD改善存在相關關系也可證明這一點。目前尚無研究分析UKA術后對側膝關節功能或力線變化情況，仍需研究進一步證明。

既往有研究報道關于KOA患者行初次單側膝關節置換術后對側膝關節功能變化。Sayeed等[7]回顧性分析616例行單側TKA的患者在術后10年有36%患者行對側TKA；Ritter等[8]和McMahon等[9]報道行單側TKA的患者在術后10年有37%患者行對側TKA；Shao等[10]報道行單側TKA的患者在術后18年有46%患者行對側TKA；Sanders等[11]報道行單側TKA的患者在術后10年有39%患者行對側TKA，20年有45%患者行對側TKA；Parisi等[12]報道行單側TKA的患者在術后2年有22%患者行對側TKA；Smith等[3]報道772例行單側TKA的患者在術后1年有6%患者行對側TKA，對于未行對側膝關節置換術的患者，3個月短期隨訪對側膝關節WOMAC疼痛評分有較大改善；Farquhar等[4]研究發現單側TKA術后2年隨訪患者對側膝關節功能減退。其中Sayeed等、McMahon和Block等及Parisi等的研究發現K-L分級是對側膝關節發展至TKA的重要危險因素[7，9，12]。本研究平均術后1年隨訪發現有5%的患者對側膝關節發展至TKA，與既往研究結果類似。

既往研究大部分從單側TKA術后對側膝關節疼痛及功能等方面進行分析，本研究分析術前至術后對側膝關節力線測量指標的變化并比較K-L分級對術前至術后對側膝關節力線測量指標的變化的影響。雖然術前至術后對側膝關節力線測量指標變化較小，但是較小的膝關節力線改善對于延緩KOA的進展可能起到重要的作用。Moyer等[13]報道患者體重和下肢力線畸形是影響膝關節內收力矩(knee adduction moment，KAM)的重要因素，其中下肢力線畸形起主要作用，患者膝關節內翻畸形每增加1°，KAM增加1.7 Nm。Messier等[14]報道膝關節力線內翻組患者膝關節KAM峰值較力線中立組增高33%，是力線外翻組的2倍，患者膝關節內翻畸形每增加1°，KAM增加2 Nm。目前認為KAM可以較好反應膝關節內側間室負荷[15]。此外，Chehab等[15]報道基礎KAM較高的患者在5年隨訪中軟骨磨損較重，從而加速OA的進展。Kumar等[16]報道與無KOA的正常人群對比，內翻型KOA的患者在前一半步態周期的過程中內側間室承受較高的應力負荷。本研究中患者行單側膝關節置換術后，對側HKA平均改善0.9°(A組改善0.6°，B組改善1.0°)，與Parisi等[12]報道的結果1°相似。

此外，JSW的丟失可以間接反映關節軟骨的磨損情況[17]。Oak等[18]報道最小關節間隙(minimum joint space width，mJSW)基礎值較低及4年隨訪過程中JSW有較大丟失可導致患者較重的臨床癥狀、較差的生活質量、較重的膝關節損傷和較高的骨關節炎評分(knee injury and osteoarthritis outcome score，KOOS)疼痛評分。Muraki等[19]報道能夠引起患者疼痛的mJSW閾值在男性右側膝關節及左側膝關節分別是2.87 mm和2.82 mm，在女性右側膝關節及左側膝關節分別是2.01 mm和2.44 mm。此外，van Raaij等[20]報道JLCA與KOA的Ahlback分級有關，內側JLCA可以反映由于軟骨磨損導致的內側膝關節間隙狹窄情況。KOA的影像學評價常用K-L分級和Ahlback分級，K-L分級2～3級對應Ahlback分級1級，K-L分級3～4級對應Ahlback分級1～2級[21]。Lee等[22]的研究中以JLCA指標反映膝關節的松弛度。Agneskirchner等[23]報道膝關節周圍軟組織張力可以變膝關節內應力情況。由此說明膝關節內翻畸形的改善可能通過改變膝關節軟組織張力，間接或直接減輕膝關節內側間室的應力從而緩解其癥狀，但是目前沒有充分的臨床證據表明多大的內翻角度的改善可以降低相應的膝關節應力負荷，從而延緩OA的進展，仍然需要進一步的研究。

既往沒有相關研究報道MAD與KOA的研究，本研究中發現B組患者的MAD值明顯大于A組的患者。并且相比于其他指標，單側膝關節置換術后對側MAD改善最為明顯。而且對側膝關節MAD的改善與術側HKA、MAD改善有相關關系。目前，許多研究報道對于內翻型KOA患者行TKA手術后保留一定的內翻角度可以取得良好的功能恢復[24-25]。但是這些研究并沒有考慮到手術對于對側膝關節的影響，因此術者應考慮到對于行單側膝關節置換術的患者，膝關節置換術后對側膝關節力線的變化，進一步完善術前規劃。

本研究存在不足之處：a)單中心，回顧性研究；b)缺少膝關節疼痛和功能評分等評價其臨床功能改善情況。c)缺少充分證據證明較小的膝關節力線改變對膝關節功能改善是否重要。今后的研究需要完善膝關節臨床功能評分并驗證這一影像學改善是否可以改善膝關節功能，從而延緩對側KOA進展。

綜上所述，KOA患者行單側膝關節置換術后，對側膝關節力線有所改善，較高K-L分級的患者改善明顯，其中術側HKA、MAD的改善與對側MAD的改善呈正相關。需要進一步研究證明這一改善是否可以改善膝關節功能，從而延緩對側KOA進展，為手術前規劃提供一定的依據。