部分膝关节置换术
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第三章 单髁置换术的适应证及病人选择

第一节 单髁置换术的手术适应证和病人选择

(一)概述
膝关节骨关节炎是引起中老年人膝关节疼痛和功能障碍的常见疾病,是膝关节置换的主要适应证。超过60%膝关节骨关节炎病人的病变仅仅累及内侧间室,这种单间室的骨关节炎在亚洲人群和南地中海人群中的发病率往往较高,可能是因为它们的胫骨内翻角(tibia bone varus angle,TBVA)(图3-1-1)较大的缘故,同时这种仅仅累及内侧间室的病变可能会在病人身上持续多年。通常,下肢的机械轴线处于膝关节中心偏内侧,行走时身体的重量施加在内侧的负荷要高于外侧,而单足站立时有70%的负荷处于内侧间室。正常下肢的解剖轴线(股骨和胫骨解剖轴夹角)存在5°左右的生理外翻,在膝关节内翻畸形时,随着下肢机械轴线内移和内翻活动的增加,膝关节内侧间室的压力会显著增加。如果膝关节内翻畸形为6°时,内侧负荷比例会高达90%。
▶图3-1-1 膝关节标准的前后位像TBVA(箭头)是指胫骨的机械轴线(黄线)和胫骨骺近端轴线(红线)之间的夹角
内侧间室压力过大将导致内侧间室出现骨关节炎:内侧间室软骨逐步磨损,关节间隙逐步变窄,外侧韧带和前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)的张力逐渐增加。随着疾病的进展,外侧韧带逐渐松弛(尤其是髂胫束),膝关节出现不稳定和半脱位。股骨髁间和胫骨嵴骨赘形成,ACL逐渐磨损并最终出现松弛和断裂,而ACL的断裂会导致股骨后脱位。然后股骨内后髁软骨磨损,进而股骨半脱位并与胫骨嵴相摩擦,导致内外侧间室都发生病变。
对于单间室骨关节炎病人的治疗而言,如果不存在半月板撕裂导致的疼痛和交锁症状,使用关节镜进行治疗的效果值得怀疑,也不做推荐。对于年轻、软骨磨损不太严重、活动量较大的病人,如果存在下肢轴线异常通常可以考虑行膝关节周围截骨术。如果软骨磨损严重,但是局限在单间室,ACL完好,膝关节活动良好,存在应力状态下可矫正的畸形,内侧副韧带(medial collateral ligament,MCL)完好,非炎性关节病则是行单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)的很好适应证,临床上最常见的适应证为前内侧骨关节炎。如果病变累及双间室或三间室,可以考虑行全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)。
尽管自20世纪50年代以来单髁置换术已被广泛应用于膝关节骨关节炎的治疗,但是关于他的使用一直以来都存在争议。与胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy,HTO)造成的继发畸形相比,UKA能更好地恢复下肢轴线,对疼痛的缓解更加彻底。UKA与TKA比较的优点是:本体感受更好,活动度更高,步态更正常,保留了骨量,由于保留了前后交叉韧带从而能更好地恢复膝关节的运动学功能。成功的UKA比TKA在缓解症状方面效果更好,安全性更高,严重并发症和死亡率更低,通常不需要输血,术后康复快。一般认为,一旦手术失效,UKA翻修时更加容易,尽管这一点存有争议。
(二)单髁置换术适应证的发展
单髁置换术的适应证是逐渐发展而来的,病人的选择适宜与否影响了手术的成功率。Insall等报告了HSS医院32例UKA随访5~7年的临床结果,疗效较差,并逐渐放弃了UKA的使用。由于HSS医院的领袖地位,其临床结果导致UKA在北美的使用受到负面影响。情形不同的是,波士顿市的Scott和洛杉矶市的Marmor等人的UKA结果却更好一些。1989年Kozinn和Scott提出UKA经典的手术适应证是:膝关节单间室退变的骨关节炎病人,年龄大于60岁,体重小于82kg,工作、生活强度低,静息痛很轻,膝关节活动度大于90°,屈曲挛缩小于15°,成角畸形小于10°内翻或15°外翻,前交叉韧带正常,没有内外侧方向上的半脱位,对侧间室正常,髌股关节磨损不能超过Ahlback分级的Ⅱ度或Ⅲ度。采用这种标准选择病人,UKA能占到全部膝关节置换术数量的6%~30%。对于年龄、体重、活动水平以及髌股关节骨关节炎的存在和严重程度、外侧间室软骨的退变是否影响UKA的术后结果,目前仍存有争议。有些作者认为由于UKA术后翻修简单,也可以在更年轻更活跃的病人中使用。不同作者对其他影响因素的看法也不尽相同。
当然,手术技术是影响UKA手术疗效的一个重要因素,UKA的学习曲线比TKA更长,如果出现技术性错误,UKA表现出的宽容性不如TKA。瑞典膝关节登记中心的数据显示经验少的医生组与经验多的医生组比较,UKA失败翻修的风险要高1.63倍。对失败机制认识的深入以及在UKA中微创技术的应用和手术器械的改进,聚乙烯耐磨性的优化,使得UKA的临床结果得以提高,也同时放大了UKA的适应证。
(三)单髁置换术的最佳适应证
通常而言,前内侧骨关节炎是单髁置换术最常见的手术适应证,这种类型的病变可以通过临床和放射学征象来进行确认。临床主要表现为:①站立时膝疼,行走加重,坐位时缓解;②膝关节伸直或尽可能伸直时,膝内翻畸形不能矫正(通常5°~15°);③膝关节屈曲20°或更多时,内翻可以被动矫正;④膝关节屈曲90°时,内翻自动矫正。此时,病人前后交叉韧带功能正常,胫骨前内侧和股骨远端软骨磨损,外侧软骨通常正常或者轻度退变,内侧副韧带保持正常的长度,可能存在后关节囊的挛缩。放射学检查时可见:①前后位像(见图3-1-2):标准的膝关节负重位像可显示股骨內髁和胫骨平台接触情况,判断软骨磨损的情况(Ahlback 2级或者更加严重),有时需要拍摄病人屈膝15°负重位像或者内翻应力位像才能更加准确地评价关节间隙和软骨磨损的情况;②外翻应力位像(图3-1-3):确定外侧间室关节软骨的厚度是否正常,判断关节内的内翻畸形是否能够完全矫正;③侧位像(图3-1-4):显示胫骨平台磨损的位置和磨损的范围,同时能评价ACL功能是否完好,如果只是软骨磨损,或者存在骨磨损凹陷,但是凹陷的最低点在胫骨平台的前部或者中央,没有延伸到平台后缘,则表明ACL是完整的(95%可能性);④其他影像学表现:A.骨赘:膝关节外侧和髌股关节骨赘并不意味着这些间室的关节面一定损害,如有必要可在手术中去除;胫骨平台内侧骨赘和股骨后方骨赘会导致膝关节活动受限,手术中应去除;髁间窝的骨赘也应去除,减少对ACL的撞击,这有助于伸直膝关节。B.侧方半脱位:如果内侧间室存在明显骨丢失,可观察到股骨相对于胫骨的侧方半脱位,如果外翻应力时可以矫正半脱位和内翻畸形则可行单髁置换术,如果不能矫正半脱位,应谨慎选择单髁置换术;⑤术中观察ACL完整,功能良好,外侧间室中央部软骨和半月板无明显损伤。完好的ACL对UKA的成功极其重要,Goodfellow和O’Connor比较一组Oxford单髁假体的临床结果发现:ACL功能良好的病人生存率为95%,而一旦ACL损伤或失效则生存率降至81%。
▶图3-1-2 前后位像
▶图3-1-3 外翻应力位像
▶图3-1-4 侧位像
上述为内侧间室单髁置换术的最佳适应证,以下对某些争议问题进行讨论。
(四)适应证边界的影响因素
1.屈曲畸形
股骨后方的骨赘,股骨髁间窝的骨赘,胫骨嵴的骨赘都会限制膝关节的活动,影响其伸直,后关节囊的挛缩也会使得膝关节出现屈曲畸形。术中去除骨赘后膝关节的伸直会得到改善,并且术后几年屈曲畸形会持续改善,通常术前小于15°的屈曲畸形是可以接受的。
2.外侧间室软骨退变
在膝关节前内侧骨关节炎中,外侧间室可以见到软骨纤维化或者表面磨损,这可能是整个关节的慢性滑膜炎以及内翻畸形导致的异常负荷所致,如果没有明显的外侧间室软骨变薄可以选择单髁置换术,否则应视为此类手术的禁忌证。
3.胫骨内翻畸形
单髁置换术主要是治疗前内侧骨关节炎,矫正关节软骨磨损导致的畸形,即矫正关节内畸形。而胫骨内翻时是骨畸形,畸形通常在胫骨平台和胫骨干之间,多为发育性,所以此类病人行单髁置换术后仍会存在一定程度的内翻,因严重的胫骨内翻会影响UKA的生存率,所以当骨性畸形大于5°时应谨慎。
4.年龄
既往大家认为生理年龄大于60岁,生活方式比较静止的病人比较适合UKA。考虑到TKA的10年生存率优于UKA,对于60~70岁的病人而言,TKA术后假体可伴其一生的可能性较大,所以此年龄段病人倾向于TKA治疗。而UKA适用于另外两种人群,一是中年骨关节炎病人,主要是考虑UKA手术疗效好,保留正常组织多,失败后容易翻修。一是80多岁的骨关节炎病人,对他们而言手术是第一次也是最后1次,UKA手术小,恢复快,风险小。而Price等人的研究发现,UKA对于60岁年龄组和60岁以上年龄组病人的10年生存率没有显著性差异,同时也有作者报告UKA的15年生存率并不低于TKA。综上所述,作者认为选择合适的假体,良好的手术技术可使得UKA疗效令人满意,如果其他手术指征明确,UKA可以适用于任何年龄的病人。
5.活动水平
活动水平的高低对UKA的生存影响尚无前瞻性数据,我们建议病人术后避免剧烈活动,特别是冲撞性运动。Pandit报道超过30%的年轻病人(使用Oxford活动平台单髁假体)参加了高能量活动,如滑冰、网球以及体力劳动,短期随访结果未发现失败率明显增高。对于活动平台的UKA而言,活动水平并不作为禁忌证。
6.体重
肥胖通常认为是UKA的禁忌证,但是不同作者所得结果不尽相同。Heck及其同事对一组294个UKA病人研究结果发现翻修组的平均体重为90kg,而未翻修组的体重平均为67kg;而Pennington等人的一组平均体重超过90kg的病例中11年随访生存率超过90%。
Cartier、Argenson等人报道使用固定平台的单髁假体,如Miller-Galante和Marmor假体发现体重大者未出现假体的失败率增加的结果。Surovevic甚至将适应证扩大到BMI指数高达42的病人。但是Berend报告使用全聚乙烯胫骨平台假体在BMI指数超过32的病人中失败率升高,其结果可能与使用的假体类型有关,此类假体胫骨侧未设计龙骨结构。对于Oxford假体而言肥胖并非禁忌证,作者认为应根据假体类型确定是否适宜肥胖病人。
7.髌股关节炎
既往很多学者认为髌股关节炎是UKA的禁忌证,目前对此观点有不同意见。前内侧骨关节炎常常伴有髌股关节的退变:软骨软化、纤维化、软骨磨损甚至骨外露,如果这种损害位于髌骨内侧关节面以及相应的股骨滑车,由于UKA术后改善了髌股关节对位,减轻了髌股关节压力,所以术后少有髌股关节症状。如果术前外侧髌股关节狭窄或存在严重的髌股关节骨磨损及纵向磨损沟,则选择UKA应慎重。
8.膝关节局灶性骨坏死
股骨內髁缺血性骨坏死以及胫骨平台骨坏死(图3-1-5),通常与前内侧骨关节炎有着相似的病理解剖特征,其存在内侧间室的局限性的骨与软骨的缺失,周围韧带完好,可以行UKA,如果术中股骨髁存在较大骨缺损,术中刮除坏死组织后建议使用骨水泥充填,避免植骨。
▶图3-1-5 股骨内髁缺血性骨坏死以及胫骨平台骨坏死
9.HTO术后失败
HTO术后的病人不适宜行UKA。HTO通过关节外截骨解决了膝内翻畸形,如果再通过UKA解决关节内的畸形会导致下肢整体力线外翻,导致外侧间室过度负荷。Meding报道HTO失败后行UKA失败率达34%,建议这类情形下行TKA手术。
10.创伤后骨关节炎
单纯的胫骨平台骨折或股骨内髁骨折出现膝关节内侧骨关节炎,可以考虑行UKA,但是如果同时合并韧带的损伤则应谨慎。如果病人年轻,ACL断裂伴有继发性的内侧间室骨关节炎,可以考虑重建ACL,分期或一期行UKA手术。如果以不稳定为主,可分期手术;如果以疼痛为主,可以一期手术。术中可以选用固定平台或活动平台胫骨假体,但后者手术技术要求更高,术后脱位失败的概率更大。
11.外侧间室骨关节炎
外侧单间室骨关节炎相对较少,手术显露更加困难。外侧UKA约占UKA手术总数的5%~15%,Marmor报到了14例外侧UKA平均随访89个月的临床结果,其中11例(80%)结果为优。由于股骨外侧髁在膝关节屈伸活动中的前后移动距离远远大于内侧髁,且外侧静力性稳定结构在膝关节屈曲过程中存在松弛表现,所以选择UKA手术时建议选用固定平台胫骨假体,活动平台假体聚乙烯垫片脱位概率较高。
(五)禁忌证
UKA常规禁忌证同TKA相同:感染相关因素,感觉或动力装置功能障碍都会导致手术失败。类风湿关节炎和炎性关节病不适合行UKA,因为这些滑膜性疾病会累及多个间室。另外,UKA的解剖性禁忌有:①ACL(PCL或MCL)缺失或严重损害,但在合适的病例中可以在行单髁置换术的同时进行ACL重建;②内侧间室软骨未全消失,非骨对骨接触;③关节内的内翻畸形不能充分矫正;④内外侧的半脱位不能在外翻应力像中矫正;⑤屈曲畸形大于15°;⑥麻醉状态下屈曲范围小于100°;⑦外侧间室中间部分的软骨变薄或严重磨损;⑧髌股关节骨缺损(尤其在外侧),或存在骨性畸形;⑨既往行HTO手术,胫骨外翻截骨术后失败;⑩有些病人有着不适合UKA的解剖结构,如病人的股骨内外侧髁非常宽大或内外髁间角过大就很难正确地安放股骨假体,从而影响手术结果。
各位医生对UKA手术适应证的把握差异较大,新的手术适应证是否意味着更多的并发症尚待时间的检验,当然这也是UKA发展的一部分。
(黄德勇)