李俊彥，熊 靚，潘建康，李 輝，毛新展

（中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院骨科，湖南長沙 410000）

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty,TKA）是治療終末期骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis,OA）最有效的方式，可顯著減輕患者疼痛，改善患者的生活質(zhì)量。下肢力線是膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中截骨的指導(dǎo)參數(shù)，關(guān)系到膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)模式及假體的遠(yuǎn)期生存率，是膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)成敗的關(guān)鍵所在。不同的對(duì)線方式?jīng)Q定了截骨量的多少及軟組織松解程度的大小，而患者固有解剖結(jié)構(gòu)的改變將直接影響術(shù)后患者的滿意度。如何在TKA中保證假體使用壽命的同時(shí)還提高患者的滿意度，是長期以來困擾關(guān)節(jié)外科醫(yī)生的難題之一。近年來，傳統(tǒng)的機(jī)械力學(xué)對(duì)線理念不斷被置疑，多種新的膝關(guān)節(jié)對(duì)線理念被相繼提出，本文將對(duì)現(xiàn)有的對(duì)線理念進(jìn)行回顧，并提供各理念最佳的臨床證據(jù)，以期為臨床實(shí)踐提供參考。

1 機(jī)械力學(xué)對(duì)線（mechanical alignment,MA）

1973年，F(xiàn)reeman等[1]提出垂直股骨脛骨機(jī)械軸截骨的概念，不久后，Insall等[2]強(qiáng)調(diào)了膝關(guān)節(jié)置換術(shù)間隙平衡的重要性，自此，機(jī)械力學(xué)對(duì)線便成為膝關(guān)節(jié)置換的“金標(biāo)準(zhǔn)”。機(jī)械力學(xué)對(duì)線強(qiáng)調(diào)垂直于股骨及脛骨各自的機(jī)械軸進(jìn)行截骨，由此得到一個(gè)中性對(duì)線的膝關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)間室的壓力均勻分布，從而將假體磨損及松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低（圖1）。偏離中性機(jī)械對(duì)線，可造成聚乙烯襯墊磨損加速、骨溶解及假體下沉的風(fēng)險(xiǎn)，從而影響假體的使用壽命。臨床證據(jù)證明該技術(shù)能夠保證良好的假體遠(yuǎn)期存活率和可接受的功能活動(dòng)[3]。此后人們逐漸形成共識(shí)：TKA術(shù)后下肢機(jī)械軸偏離值應(yīng)控制在±3°范圍內(nèi)（即髖-膝-踝角應(yīng)小于±3°），以防止中長期的假體失敗風(fēng)險(xiǎn)。但越來越多的證據(jù)表明，該對(duì)線方法帶來的患者術(shù)后滿意度并不高。來自英格蘭和威爾士國家聯(lián)合登記處的數(shù)據(jù)表明，近20%的患者對(duì)自己術(shù)后功能不滿意[4]。然而，無論是使用技術(shù)輔助手段以提高置入物的精確度，還是新的置入物設(shè)計(jì)，都無法進(jìn)一步提高患者的滿意率[5]。研究顯示MA技術(shù)存在先天的局限性：它通過改變固有解剖結(jié)構(gòu)、生理性韌帶平衡和運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)來制造的非生理性膝關(guān)節(jié)，改變了軟組織原本的張力、打破了原有的運(yùn)動(dòng)平衡，從而導(dǎo)致患者功能及癥狀的改善程度均不高。

圖1 MA-TKA患者雙下肢站立位全長X線片 1a:術(shù)前X線片 1b:術(shù)后X線片 患者股骨及脛骨排列被矯正至90°中立位 LDFA:股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角 MPTA:脛骨近端內(nèi)側(cè)角

同時(shí)，在將機(jī)械軸恢復(fù)至±3°以內(nèi)是否能帶來更好的遠(yuǎn)期假體生存率的問題上，詹姆斯庫克大學(xué)[6]及梅奧診所[7]的團(tuán)隊(duì)對(duì)大樣本TKA術(shù)后患者分別進(jìn)行了15、20年的隨訪，結(jié)果出人意料：機(jī)械軸恢復(fù)到±3°以內(nèi)的患者組和離群組（機(jī)械軸＞±3°）有著相似的假體遠(yuǎn)期生存率。Bellemans等[8]收集了250名年齡在20～27歲之間的無癥狀成年志愿者的影像學(xué)資料，他們發(fā)現(xiàn)，32%的男性和17%的女性膝關(guān)節(jié)有結(jié)構(gòu)性內(nèi)翻。他們認(rèn)為，如果給這些患者恢復(fù)機(jī)械力學(xué)對(duì)線可能是不可取的。上述研究挑戰(zhàn)了機(jī)械力學(xué)對(duì)線在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的地位。

2 解剖學(xué)對(duì)線（anatomic alignment,AA）與調(diào)整機(jī)械力學(xué)對(duì)線（adjusted mechanical alignment,aMA）

AA最初由 Hungerford和Krackow[9]在20世紀(jì)80年代提出，提出該理念的理論基礎(chǔ)是正常人股骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)線平均有3°外翻，而脛骨近端關(guān)節(jié)線平均有3°內(nèi)翻，他們認(rèn)為，截骨時(shí)需保留兩側(cè)3°的內(nèi)/外翻角，從而恢復(fù)“正常”的解剖關(guān)節(jié)面。AA有利于脛骨假體上更好的力學(xué)分布，以及更好的髕骨軌跡，因?yàn)樗档土讼リP(guān)節(jié)屈曲時(shí)髕骨外側(cè)支持帶的張力。然而，與AA相關(guān)的假體置入系統(tǒng)被證明與聚乙烯加速磨損相關(guān)（后來發(fā)現(xiàn)這本質(zhì)上是由于聚乙烯的質(zhì)量問題所導(dǎo)致）；另外，由于當(dāng)時(shí)無法實(shí)現(xiàn)精確截骨，解剖學(xué)對(duì)線偶爾會(huì)出現(xiàn)脛骨的過度內(nèi)翻（＞3°）截骨，為平衡屈曲間隙，股骨假體需過度內(nèi)旋，繼而增加了髕骨相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于以上原因，AA在當(dāng)時(shí)并沒有被普遍采用，但因該理念首次強(qiáng)調(diào)了恢復(fù)患者固有解剖的重要性，為后文中運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)線理念的出現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。隨著聚乙烯制作工藝的進(jìn)步及術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)器人輔助手術(shù)的興起，阻礙解剖學(xué)對(duì)線技術(shù)發(fā)展的瓶頸得以解決，該技術(shù)重新引起部分骨科醫(yī)師的興趣。最新證據(jù)來自Yim等[10]，他們的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)比較了機(jī)器人輔助下AA-TKA與MA-TKA患者術(shù)后2年的結(jié)果，研究顯示兩種手術(shù)方式在活動(dòng)度、KSS及WOMAC評(píng)分上取得了相似的結(jié)果。

aMA是對(duì) MA的改進(jìn)，由 Vanlommel等[11]提出，該理念的倡導(dǎo)者認(rèn)為脛骨側(cè)穩(wěn)定性對(duì)假體遠(yuǎn)期生存率起決定性作用，因此，該技術(shù)在脛骨側(cè)截骨目標(biāo)與中性機(jī)械力學(xué)對(duì)線技術(shù)相同，即垂直脛骨機(jī)械軸截骨，而在股骨側(cè)，截骨則需進(jìn)行調(diào)整，最終使髖-膝-踝角維持在±3°的安全范圍內(nèi)。從而保留了部分結(jié)構(gòu)畸形，減少了軟組織松解的需要，且不影響脛骨側(cè)假體的穩(wěn)定性。遺憾的是，目前關(guān)于aMA對(duì)線技術(shù)的臨床研究較少。

3 運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)線（kinematic alignment,KA）

KA由Howell等于2006年提出，該理念要求將假體與膝關(guān)節(jié)三條運(yùn)動(dòng)軸匹配，即髕骨矢狀面旋轉(zhuǎn)軸[13]，脛 骨 矢狀 面 旋轉(zhuǎn)軸[14]，脛骨水平面旋轉(zhuǎn)軸[15]，三條運(yùn)動(dòng)軸與患者關(guān)節(jié)炎前的關(guān)節(jié)線要么平行，要么垂直，因此，通過平行關(guān)節(jié)面進(jìn)行截骨便可實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。對(duì)于截骨量，Howell提出可通過游標(biāo)卡尺對(duì)其進(jìn)行精確測(cè)量，可將誤差控制在0.5 mm的范圍內(nèi)，最終達(dá)到在安裝假體后可完全還原患者膝關(guān)節(jié)炎前解剖形態(tài)的目的（截骨量=假體厚度-鋸片厚度-磨損軟骨厚度）。KA是真正的膝關(guān)節(jié)表面置換技術(shù)，旨在通過重建患者特有的生理結(jié)構(gòu)而創(chuàng)造一個(gè)解剖友好型膝關(guān)節(jié)，降低對(duì)軟組織松解的需求（圖2）。

圖2 KA-TKA患者雙下肢站立位全長X線片2a:術(shù)前X線片 2b:術(shù)后X線片 患者術(shù)前股骨及脛骨排列予以完全保留 LDFA:股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角 MPTA:脛骨近端內(nèi)側(cè)角

已有研究證明運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)線技術(shù)定位假體組件的準(zhǔn)確性[16]，其恢復(fù)患者下肢原始運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)及關(guān)節(jié)周圍軟組織張力的有效性也相繼得到證明[17-19]，且與MA-TKA相比，KA-TKA在短期內(nèi)并不會(huì)增加脛骨側(cè)假體松動(dòng)率[20]。由于KA完全復(fù)制患者關(guān)節(jié)炎前的膝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)，許多學(xué)者擔(dān)心某些極端解剖是否會(huì)影響膝關(guān)節(jié)假體遠(yuǎn)期生存率。目前關(guān)于此問題最令人信服的證據(jù)來自Howell團(tuán)隊(duì)[21]，他們對(duì)217名KA-TKA患者（222個(gè)膝關(guān)節(jié)）進(jìn)行了10年隨訪，術(shù)后脛骨假體在離群范圍內(nèi)（＞±3°，下同）對(duì)線的百分比為78%，脛股角在離群范圍內(nèi)對(duì)線的百分比為36%；髖-膝-踝角在離群范圍內(nèi)對(duì)線的百分比為28%。結(jié)果顯示，以任何原因?qū)е碌姆逓榻K點(diǎn)，KA-TKA患者10年假體生存率為97.5%，與MATKA結(jié)果相似，且肢體對(duì)線在內(nèi)翻離群組、外翻離群組和安全區(qū)組的患者具有相似的置入物存活率和功能評(píng)分。

截至目前，已有十余個(gè)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)比較了KA-TKA與MA-TKA的有效性，多數(shù)研究肯定了KA相較于MA能更好地恢復(fù)患者膝關(guān)節(jié)炎前的下肢運(yùn)動(dòng)模式，然而，該優(yōu)勢(shì)是否能提高患者術(shù)后的功能及滿意度還存在爭論。中期隨訪（5-9年）顯示，KA雖在某些功能及滿意度評(píng)分上略優(yōu)于MA，但二者差異并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[22-23]，最新薈萃分析也顯示出相似的結(jié)果[24-26]。

4 限制運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)線（restricted kinematic alignment,rKA）

KA旨在完全恢復(fù)患者關(guān)節(jié)炎前的解剖結(jié)構(gòu)，而有些謹(jǐn)慎的外科醫(yī)生對(duì)此提出了不同的看法：由于部分患者膝關(guān)節(jié)存在著先天或后天畸形（如創(chuàng)傷、腫瘤、手術(shù)等），導(dǎo)致這類人群的膝關(guān)節(jié)力學(xué)穩(wěn)定性本身就較差，若這類異常解剖結(jié)構(gòu)通過運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)線技術(shù)重建后，可能對(duì)假體壽命產(chǎn)生潛在的不利影響。因此，Vendittoli等提出了限制運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)線的理念，該理念對(duì)下肢對(duì)線限定了安全區(qū)：術(shù)后髖-膝-踝角（HKA）應(yīng)小于±3°，脛骨近端內(nèi)側(cè)角（MPTA）及股骨遠(yuǎn)端外側(cè)角（LDFA）偏離值應(yīng)小于±5°。他們搜集了14個(gè)國家4884位需進(jìn)行TKA患者的術(shù)前下肢CT數(shù)據(jù)，分別模擬MA-TKA及rKa-TKA技術(shù)截骨，結(jié)果顯示運(yùn)用rKA-TKA技術(shù)的患者中，51%可按KA方式手術(shù)，不需要進(jìn)行調(diào)整，而剩余患者，截骨量也顯著小于MA-TKA患者。rKA技術(shù)是KA技術(shù)及MA技術(shù)的結(jié)合形式，它在理論上提高了患者的功能及滿意度，同時(shí)又避免了可能影響假體使用壽命的極端情況。與aMA技術(shù)相反，rKA技術(shù)遵循KA技術(shù)的主要原理，僅在必要情況下才做出調(diào)整。已有短期（1年）隨機(jī)對(duì)照研究顯示rKA技術(shù)相較于MA技術(shù)可更好地恢復(fù)膝關(guān)節(jié)平衡[28]。

5 功能學(xué)對(duì)線（functionalalignment，F(xiàn)A）

隨著機(jī)器人輔助和計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，外科醫(yī)生可在術(shù)中對(duì)截骨厚度，關(guān)節(jié)間隙寬度及肢體對(duì)線情況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，并可在計(jì)算機(jī)中模擬截骨的同時(shí)獲得關(guān)節(jié)間隙及肢體對(duì)線情況的即時(shí)反饋數(shù)據(jù)，這極大地改變了膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)操作方式。傳統(tǒng)上，需要先進(jìn)行截骨，再評(píng)估伸膝及屈膝間隙，隨后根據(jù)間隙平衡的需要進(jìn)行軟組織松解。而現(xiàn)在，可以通過計(jì)算機(jī)在三個(gè)平面進(jìn)行屈伸間隙評(píng)估，而后獲得截骨反饋數(shù)據(jù)，隨后再進(jìn)行精確截骨，從而最大程度地減少了對(duì)軟組織的損害。因此，Haddad等提出了功能學(xué)對(duì)線的概念，功能學(xué)對(duì)線旨在借助機(jī)器人輔助或計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)，在0±3°的下肢對(duì)線安全區(qū)域內(nèi)，根據(jù)間隙平衡的需求，調(diào)整假體的安裝位置，從而將對(duì)軟組織的干擾降到最低，關(guān)節(jié)線高度及傾斜度得到恢復(fù)[29]。功能學(xué)對(duì)線技術(shù)與其他對(duì)線技術(shù)顯著區(qū)別在于，功能學(xué)對(duì)線技術(shù)可通過間隙平衡提前設(shè)計(jì)截骨量。Chang等[30]使用壓力傳感器比較了FA-TKA患者在膝關(guān)節(jié)屈曲10°、45°及90°時(shí)膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)間室壓力負(fù)荷，結(jié)果均顯示差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，F(xiàn)A技術(shù)平衡軟組織張力的有效性得到證明。已有FA-TKA與MA-TKA的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)正在進(jìn)行，以評(píng)估FA與傳統(tǒng)對(duì)線技術(shù)相比是否能改善患者滿意度及功能結(jié)果。

6 總結(jié)

傳統(tǒng)的機(jī)械力學(xué)對(duì)線技術(shù)已使用近半個(gè)世紀(jì)，該生物力學(xué)友好的對(duì)線方式已被證明有良好的假體遠(yuǎn)期生存率，然而由于當(dāng)時(shí)技術(shù)及認(rèn)識(shí)的不足，該方式遠(yuǎn)不能恢復(fù)膝關(guān)節(jié)正常的運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，患者術(shù)后功能及滿意度的局限性對(duì)骨科醫(yī)生提出了新的要求，如何重建不同患者膝關(guān)節(jié)的固有解剖，恢復(fù)個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)逐漸成為目前TKA研究的熱點(diǎn)。患者個(gè)性化，解剖學(xué)友好的KA技術(shù)可通過簡單手術(shù)器械實(shí)現(xiàn)，具有成本低、精確度高、可推廣性強(qiáng)的特點(diǎn)，有著良好的應(yīng)用前景，其中期隨訪研究也顯示出和MA技術(shù)相似的假體生存率。需注意的是，現(xiàn)行假體都是針對(duì)MA技術(shù)設(shè)計(jì)的，目前尚無KA特異性的假體，隨著后者的出現(xiàn)，KA或能更好地恢復(fù)患者的運(yùn)動(dòng)功能；借助于機(jī)器人輔助及計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)，針對(duì)病理性解剖及解剖變異的患者，相對(duì)保守的rKA技術(shù)或許能成為更好的選擇；而最新提出的FA技術(shù)，可根據(jù)間隙平衡設(shè)計(jì)截骨方案，從而實(shí)現(xiàn)“先平衡，后截骨”的手術(shù)方式，將軟組織的傷害降至最低。正如髖關(guān)節(jié)“Lewinnek”安全區(qū)理論遭到越來越多的質(zhì)疑一樣，傳統(tǒng)的膝關(guān)節(jié)置換對(duì)線理念正受到挑戰(zhàn)，膝關(guān)節(jié)置換正從生物力學(xué)友好向解剖學(xué)友好、軟組織友好的方向發(fā)展。同時(shí)也需認(rèn)識(shí)到，新的對(duì)線技術(shù)尚處于初級(jí)階段，需要更多大型的長期隨訪研究證明其安全性與有效性。