膝关节置换术中股骨旋转截骨的研究进展

【关键词】  膝关节

     膝关节是人体最大、解剖复杂、多轴向运动的关节。如今，人工膝关节置换术已成为晚期膝关节炎常用的临床治疗手段，并取得了良好的效果。但是，随着该手术的大量开展，由此所带来的问题也日益增多。据报道全膝关节置换术后髌股关节并发症的发生率为1.5％～12％，占人工膝关节翻修原因的50%［1,2］，成为膝关节翻修的最常见原因之一。股骨假体和胫骨假体的旋转对线不良会对髌骨轨迹和膝关节功能造成影响［3］。其中股骨假体的旋转对线技术是决定髌股运动力学和膝关节屈曲稳定性的关键技术之一。笔者回顾近年相关文献，就全膝关节置换术中股骨旋转截骨的研究进展作系统探讨。

    1  股骨远端的解剖［4］

    股骨远端有很多韧带和肌腱附着，解剖外形比较复杂。股骨内侧髁比外侧髁较大，且矢状面前后曲率较为一致，股骨外侧髁相对较小，矢状面上自前向后曲率逐渐增大。从股骨远端轴向观察可见股骨外侧髁轴线较内侧髁者稍短，且股骨外侧髁轴线与矢状面的夹角较股骨内侧髁轴线与矢状面的夹角要小，后者可达22°，向前成角。若以股骨髁间窝为中点的话，股骨外侧髁较内侧髁稍宽大。股骨内外髁前方形成股骨滑车。股骨滑车沟较内外侧髁之间的正中平面稍偏外侧。

    股骨外侧髁关节面近侧有一浅沟，腘肌腱即起于此。这一腘肌腱沟将外上髁与关节间隙分割开。股骨外上髁较小但较为突出，为外侧副韧带或腓侧副韧带的起点。股骨内侧髁上有较为隆起的收肌结节、大收肌即止与此。股骨内上髁位于收肌结节的前远方，为一“C”形的嵴状隆起。内上髁中央凹陷呈浅沟状，内侧副韧带即起于此沟。股骨内外上髁连线指通过内上髁沟中点与外上髁最高点的轴线，此线是全膝置换术时的重要参考轴线，即内外上髁轴线。对于正常膝关节而言，如以后髁的切线为标准，男性股骨内外上髁连线外旋平均3.5°，女性股骨内外上髁连线外旋平均1°  (欧美国家)。对于合并有骨关节炎和膝外翻的病人，股骨内外上髁连线外旋可达10°以上。相对股骨远端的前后径而言，女性股骨内外上髁连线为轴线的左右径较男性要窄。

    2  假体旋转与髌股轨迹和膝关节功能的关系

    人工全膝关节置换术后膝关节功能好坏取决于许多因素，包括下肢力线恢复、假体对线情况、关节线高度恢复以及软组织平衡等。在人工全膝关节置换过程中，股骨假体和胫骨假体的旋转对线是影响膝关节功能和假体寿命的重要因素［5］。临床上报告的髌股关节并发症有膝前痛、髌骨骨折、髌骨不稳和假体松动等，这些并发症不仅与患者的膝关节病况、术后活动量和假体设计有关，而且与手术技术有着直接的关系，其中股骨假体的旋转对线技术是决定髌股运动力学的关键技术之一。如果使用轴向旋转低限制性假体，旋转对线不良可能导致膝关节半脱位、聚乙烯衬垫局部磨损加速和断裂［6］。如果采用高限制性的假体，旋转对线不良将导致聚乙烯衬垫和钴硌钼合金假体间撞击，关节功能受限，膝关节和踝关节旋转力线不良，呈“内八字足”或“外八字足”步态。而且，胫骨和股骨假体之间的旋转对线也会影响髌骨稳定性和功能。股骨假体内旋会导致髌骨倾斜或半脱位，同时膝前痛的发生率是假体中立位或外旋者的5倍［7］。胫骨假体过度内旋，将使髌骨半脱位危险增高和髌骨外侧过度磨损。相反，过度外旋也会导致髌骨轨迹异常［2］。覃承诃［8］等应用CT技术测量全膝关节置换术股骨假体和胫骨假体旋转角度发现，髌股关节并发症组的假体存在过度内旋，其内旋度数值与髌股关节并发症的严重程度成正相关。认为在机械轴线正常时，假体的内旋放置可能是导致髌股关节并发症的主要原因。

    股骨假体旋转对线不仅对髌股关节稳定性有一定程度的影响，而且显著影响膝关节屈曲位稳定性。股骨远端水平面的截骨是决定股骨假体的旋转定位的重要因素，而股骨假体的旋转则决定着屈膝位时两侧副韧带的平衡和髌骨是否居中。是否能达到矩形屈曲空间对手术效果很有影响。Laskin［9］的研究对2组病人做了比较。第1组中等量切除股骨后髁，同时胫骨垂直于力学轴截骨，形成梯形屈曲空间。第2组中股骨切除端平均外旋3°，形成矩形屈曲空间。全部病例采用统一置换体。第1组92个病例术前膝关节屈曲120°，术后减至100°。第2组96个病例中术前膝关节屈曲115°，在术后轻微减少到112°。

    3  目前流行的股骨外旋截骨的参照方法

    （1）后髁轴线(PC轴，或称双髁线bicondylarline)，该线为股骨内外髁后方最低点的连线。用该线作截骨标志容易导致股骨假体内旋，引起髌股并发症。很多人采用与该线呈外旋3°的截骨来防止可能出现的假体内旋，但在膝内翻的膝关节骨关节炎病人中，股骨内髁后方磨损会使后髁轴发生改变。对膝关节间隙线倾斜超过4°的病人采用外旋3°的截骨，很容易造成股骨假体内旋［10］。（2）前后轴线(AP轴线,Whiteside’s线)。该线为股骨滑车前方最低点到髁间窝顶部中央的连线。与胫骨机械轴成90°截骨后，胫骨的截骨面与该线垂直，故Whiteside等认为该线的垂线即为膝关节的屈曲轴。Akagi［11］等通过对骨关节炎病人术前CT扫描，发现前后轴的垂线始终与临床股骨上髁轴平行。不过，当滑车发育不良或有严重髌股关节炎时，股骨滑车前方的最低点难以确认给确定前后线带来了困难。（3）以屈膝间隙决定股骨旋转轴［12,13］，这是平衡屈膝间隙的经典方法。先行胫骨和股骨远端的垂直截骨，在伸直位平衡韧带达到内外间隙相等后，屈膝90°用撑开器撑开股骨内外髁和胫骨截骨面间隙，使内外侧韧带处于相同的张力，再平行胫骨截骨面行股骨后方前后位的截骨。这一方法可在屈膝位获得一个相等的内外间隙和精确的韧带平衡。Winemaker［13］用该方法对连续的83例病人进行全膝关节置换，获得满意的临床效果。该方法的成功基于胫骨截骨的准确性和韧带本身张力正常，否则，内侧副韧带松解不足会导致股骨假体的过度外旋，内侧过度松解则引起股骨假体的内旋。（4）内外上髁轴线(epicondylar axis)。该线有外科股骨上髁轴线(surgical EA，股骨外上髁突起和内上髁凹陷处的连线)和临床股骨上髁轴线(clinical EA，股骨内外上髁最突出点的连线。股骨内上髁陷凹不易识别时，该线内旋3°作为外科轴)2条。Churchill［14］等测得股骨内上髁位于膝关节的理想屈伸轴的后侧(0.2±2.4)mm、远侧(0.14±2.7)mm，外上髁位于理想屈伸轴的后侧(0.2±2.7)mm、远侧(0.6±2.9)mm。上髁轴与理想轴的非平行角为2.9°±1.2°，因此认为股骨上髁轴非常接近于膝关节的理想屈伸轴，TKA手术若参照股骨上髁轴行股骨远端的旋转截骨和安放假体，可获得理想的轴向旋转对线。

    Olcott［15］等通过100例连续的全膝关节置换，比较了参照股骨内外上髁轴、前后轴、后髁轴外旋3°为截骨轴等3种截骨方法，发现以股骨上髁轴为参考最可靠，受股骨发育和关节病变的影响较小。后髁轴外旋3°截骨的可重复性最差，尤其在膝外翻的病人中。国内储小兵等［16］也认为股骨上髁轴受股骨发育影响较小，个体差异较小，重复性较好。以其作为股骨假体的选配为参照。

    旋转对线的参照具有较好的临床意义，而Whiteside’s线解剖变异大，可重复性差，翻修手术中也无法使用Whiteside’s线进行参照。众多研究表明，股骨旋转截骨以股骨上髁轴为参照最为可靠，其受股骨发育和关节病变的影响较小［15］。

    4  展  望

    目前被广泛采用的确定股骨假体旋转对线的方法，是参照股骨后髁轴外旋3°截骨并安放假体，且大多数股骨外旋截骨模板是固定于外旋3°，但有时临床效果并不满意。Berger等［17］测得的股骨后髁角(股骨上髁轴与后髁轴夹角)男4.7°±3.5°，女5.2°±4.1°。另外，亚洲人股骨远端的解剖形态与欧美人有显著差异，亚洲人的生理性膝内翻平均为5°，而欧美人平均为3°，亚洲人的股骨远端前后径较欧美人小。Yip等［18］在标本上测量的中国人的股骨后髁角为男5°，女6°，较欧美人为大。Griffin［19］等在术中发现股骨后髁轴与股骨上髁轴之间没有一个恒定的外旋角度。有研究表明，对于合并有骨性关节炎和膝畸形、骨缺损的病人，股骨内外上髁连线外旋可达10°以上［20］。因此，国外的研究结果并不适用于中国。 笔者希望，可以通过大样本，多地区随机抽样检查，检测出国人男女后髁角的大小，根据其大小制作出更适合国人的TKA手术股骨外旋截骨器械。本作者已研制出一个可以用于术中测量股骨后髁角的器械（图1）。可以简便且不需增加费用地对每一个患膝进行测量，根据所测角度大小作相应的外旋截骨。这样可以做到更好的参照股骨上髁轴进行外旋截骨，实现角度个体化，对于提高全膝关节置换术手术质量，减少术后并发症，降低翻修率，减轻经济负担具有重要意义。

【参考文献】
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作者单位：(广东省佛山中医院骨九科， 广东 佛山市 528000)