張 波,江 敞,朱云森,張維康,莫挺挺,李 俊,張江南

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)是治療終末期膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(OA)的有效手段，能夠矯正畸形，減輕關(guān)節(jié)疼痛，改善膝關(guān)節(jié)的活動功能。TKA的成功取決于很多因素，其中最重要的因素是精確的力學(xué)對線和良好的軟組織平衡。傳統(tǒng)TKA術(shù)中通過髓內(nèi)和髓外定位做股骨遠端、脛骨近端截骨，不可避免地存在誤差。隨著計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA的應(yīng)用，術(shù)中假體安放精確性得到提高[1]。本研究選取2018年1月～2019年6月我科行TKA治療的40例膝關(guān)節(jié)OA患者資料，比較計算機導(dǎo)航輔助技術(shù)(iASSIST系統(tǒng))和傳統(tǒng)術(shù)式的療效，報道如下。

1 材料與方法

1.1 病例資料將40例膝關(guān)節(jié)OA患者根據(jù)治療方法不同分成導(dǎo)航組(采用計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA治療，20例)和傳統(tǒng)組(采用傳統(tǒng)TKA治療，20例)。① 導(dǎo)航組：男12例，女8例，年齡59～81(73.27±5.62)歲；體重指數(shù)19.6～26.2(22.06±3.17)kg/m2；髖-膝-踝角(HKA)170°～195°(186.5°±8.1°)；膝關(guān)節(jié)外翻3例，內(nèi)翻17例；伴骨質(zhì)疏松3例。② 傳統(tǒng)組：男10例，女10例，年齡64～83(72.44±6.29)歲；體重指數(shù) 20.7～27.5(23.32±2.82)kg/m2；HKA 173°～197°(184.8°±7.4°)；膝關(guān)節(jié)外翻1例，內(nèi)翻19例；伴骨質(zhì)疏松2例。兩組術(shù)前基本資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。手術(shù)由同一組醫(yī)師完成，均采用Nex-Gen LPS高屈曲型膝關(guān)節(jié)假體(Zimmer)。

1.2 手術(shù)方法腰硬聯(lián)合麻醉。膝關(guān)節(jié)前正中切口，髕骨旁內(nèi)側(cè)入路。

1.2.1導(dǎo)航組 iASSIST系統(tǒng)由4個具有微小加速度計的感應(yīng)器(Pod)、配套工具以及便攜式平板計算機組成。術(shù)前先進行器械注冊，確定患者肢體側(cè)別，輸入預(yù)期的“脛骨后傾角度”和“股骨屈曲角度”，認(rèn)證完成后開始手術(shù)。插入iASSIST定位桿，把股骨基準(zhǔn)固定于股骨遠端，按壓Pod“Z”按鈕，啟動注冊程序(見圖1A)，通過加速和停止下肢活動，采集13個穩(wěn)定的位置信息，系統(tǒng)確定股骨旋轉(zhuǎn)中心從而確定股骨機械軸，采集系統(tǒng)反饋，完成股骨注冊。將股骨調(diào)整裝置安裝到股骨基準(zhǔn)的前側(cè)，按照連接在股骨遠端截骨導(dǎo)向器上Pod的反饋(紅色和綠色LED)，通過金色和綠色螺釘分別調(diào)整屈曲、伸直、內(nèi)翻、外翻角度以及截骨深度，滑動股骨調(diào)整裝置至完全卡座在最遠端髁上，用固定釘固定股骨鋸切槽，再次確認(rèn)屈曲、伸直、內(nèi)翻、外翻角度及截骨深度與預(yù)期目標(biāo)一致后，進行股骨遠端截骨(見圖1B)。將安裝單獨定位傳感器的驗證工具固定到股骨遠端的截骨面上(見圖1C)，使下肢分別處于外展、內(nèi)收、中立位完成位置信息采集，可驗證截骨深度及屈曲、伸直、內(nèi)翻、外翻角度的準(zhǔn)確性，提高截骨的精確性。安裝脛骨對線導(dǎo)向器，根據(jù)內(nèi)外踝中點、脛骨平臺髁間嵴中點確定脛骨機械軸(見圖1D)。設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度，調(diào)整定向機械軸，連接脛骨定位器和脛骨調(diào)整裝置，按壓Pod“Z”按鈕，交替變換下肢外展、內(nèi)收、中立位，根據(jù)系統(tǒng)反饋完成脛骨注冊。脛骨機械軸由脛骨平臺髁間嵴中點和內(nèi)外踝中點確定，按照連接在脛骨調(diào)整裝置上Pod的反饋信息(紅色和綠色LED)，分別通過金色和綠色螺釘調(diào)整屈曲、伸直、內(nèi)翻、外翻角度，在定位傳感器實時反饋的輔助下完成脛骨近端截骨和驗證(見圖1E、F)。截骨完成后，伸直膝關(guān)節(jié)，連接eLIBRA張力測試系統(tǒng)的感受器(見圖1G)，通過感受器上顯示的數(shù)值直接判斷內(nèi)外側(cè)間隙的張力，如內(nèi)外側(cè)數(shù)值不等，對軟組織進行適當(dāng)?shù)乃山猓敝羶?nèi)外側(cè)間隙的張力相等，達到伸直間隙的平衡。膝關(guān)節(jié)屈曲90°，連接eLIBRA張力測試系統(tǒng)的感受器(圖1H)，選擇合適大小的墊片，通過調(diào)整外旋使內(nèi)外側(cè)數(shù)值相等，達到屈曲間隙的平衡。進行假體試模，徹底沖洗，安裝膝關(guān)節(jié)假體。放置1根引流管，逐層縫合切口。

1.2.2傳統(tǒng)組 采用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)TKA術(shù)式，髓內(nèi)定位法定位股骨機械軸，調(diào)整截骨角度和截骨量，采用平行后髁連線的四合一截骨板，參照股骨髁間線或股骨滑車中軸線行股骨四合一截骨和髁間截骨。脛骨側(cè)采用髓外定位法，調(diào)整內(nèi)外側(cè)截骨量，松解攣縮的軟組織，調(diào)整內(nèi)外側(cè)間隙的平衡，試模以達到軟組織平衡及內(nèi)外翻穩(wěn)定，恢復(fù)下肢機械軸線，最后置入膝關(guān)節(jié)假體。術(shù)中除定位、截骨、間隙張力測試不采用導(dǎo)航設(shè)備輔助外，其余操作同導(dǎo)航組。

1.3 術(shù)后處理患肢彈力繃帶包扎、冰敷，膝下放置軟墊預(yù)防腓總神經(jīng)壓迫損傷，進行預(yù)防感染、鎮(zhèn)痛、低分子肝素預(yù)防血栓等治療。術(shù)后24 h拔除引流管。兩組麻醉作用消失后即開始指導(dǎo)患者行股四頭肌等長收縮訓(xùn)練及屈膝功能訓(xùn)練，48 h后下地部分負重，術(shù)后1周完全負重行走。

1.4 觀察指標(biāo)① 手術(shù)時間，術(shù)中出血量，術(shù)后引流量。② 術(shù)前及術(shù)后1周、2周、3個月膝關(guān)節(jié)活動度。③ 術(shù)后3個月行下肢負重全長位X線和膝關(guān)節(jié)X線檢查，測量冠狀面HKA、冠狀面股骨組件角(FFC)、冠狀面脛骨組件角(FTC)、矢狀面股骨組件角(LFC)、矢狀面脛骨組件角(LTC)，見圖2；比較兩組實際測量值與理想狀態(tài)下的180°HKA、90° FFC、 90° FTC、87° LFC、83° LTC的偏差值。

圖1 計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA手術(shù)過程 A.股骨注冊；B.股骨遠端截骨；C.股骨遠端截骨驗證；D.脛骨注冊；E.脛骨近端截骨；F.脛骨近端截骨驗證；G.伸直間隙eLIBRA張力測試；H.屈曲間隙eLIBRA張力測試

圖2 TKA術(shù)后影像學(xué)測量 A.HKA為股骨頭中心、膝關(guān)節(jié)中心和踝關(guān)節(jié)中心三點連線的夾角，F(xiàn)FC為股骨假體內(nèi)外髁關(guān)節(jié)面連線和膝關(guān)節(jié)中心與股骨頭中心的連線的夾角，F(xiàn)TC為脛骨假體關(guān)節(jié)面內(nèi)外側(cè)連線和膝關(guān)節(jié)中心與股骨頭中心的連線的夾角；B.LFC為股骨機械軸和矢狀面股骨假體內(nèi)外髁關(guān)節(jié)面的夾角，LTC為脛骨機械軸和矢狀面脛骨假體關(guān)節(jié)面的夾角

2 結(jié)果

患者均獲得隨訪，時間3～12個月。

2.1 兩組手術(shù)情況比較見表1。手術(shù)時間導(dǎo)航組長于傳統(tǒng)組，術(shù)中出血量、術(shù)后引流量導(dǎo)航組少于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。

表1 兩組手術(shù)情況比較

2.2 兩組術(shù)后3個月各角度偏差比較見表2。術(shù)后3個月測量計算各角度偏差值，HKA、FFC、FTC、LFC、LTC的偏差值導(dǎo)航組均小于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

2.3 兩組膝關(guān)節(jié)活動度比較見表3。膝關(guān)節(jié)活動度兩組術(shù)前比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，術(shù)后1周導(dǎo)航組大于傳統(tǒng)組(P<0.01)，術(shù)后2周、3個月兩組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

2.4 兩組典型病例見圖3～6。

表2 術(shù)后3個月兩組各角度偏差比較

表3 兩組膝關(guān)節(jié)活動度比較

3 討論

3.1 本研究結(jié)果分析術(shù)中出血量和術(shù)后引流量導(dǎo)航組少于傳統(tǒng)組，術(shù)后1周膝關(guān)節(jié)活動度導(dǎo)航組大于傳統(tǒng)組，這與計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA術(shù)中采用股骨髓外定位密切相關(guān)，減少了髓內(nèi)定位所導(dǎo)致的出血，軟組織剝離少，手術(shù)創(chuàng)傷減少，有利于患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能的快速康復(fù)[2]。術(shù)后2周、3個月膝關(guān)節(jié)活動度兩組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，這可能是由于iASSIST系統(tǒng)是在手術(shù)期間提供準(zhǔn)確的對準(zhǔn)信息，并沒有從根本上改變常規(guī)TKA的實際手術(shù)程序，兩組的手術(shù)技術(shù)和使用假體是相同的。導(dǎo)航組術(shù)后3個月HKA、 FFC、FTC、LFC、LTC更接近于理想的目標(biāo)值，偏差值小于傳統(tǒng)組。傳統(tǒng)TKA主要通過術(shù)前X線片等影像學(xué)資料[3-4]、術(shù)中髓內(nèi)髓外定位裝置以及術(shù)者的臨床經(jīng)驗等多種因素決定TKA術(shù)中的截骨厚度和角度、假體型號的選擇，由于膝關(guān)節(jié)解剖與生物力學(xué)環(huán)境復(fù)雜以及患者的個體差異大，依賴經(jīng)驗及肉眼觀察定位的方式和機械定位系統(tǒng)固有的精度局限性限制了手術(shù)的準(zhǔn)確性，不可避免地存在誤差，很難實現(xiàn)高精度和個性化治療[5-6]。Kinney et al[7]研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)術(shù)式相比，在TKA中使用iASSIST系統(tǒng)可改善術(shù)后機械軸的精確性并減小誤差。程國芳 等[8]研究表明，計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA能提高下肢力線的精準(zhǔn)度，提高膝關(guān)節(jié)假體安放的準(zhǔn)確性，近期臨床效果較非導(dǎo)航手術(shù)更有優(yōu)勢。

3.2 計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA對關(guān)節(jié)功能的影響計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA能否有效改善膝關(guān)節(jié)功能及提高假體壽命仍存在很多爭論。Li et al[9]研究表明，與傳統(tǒng)的TKA相比，iASSIST系統(tǒng)顯著提高了下肢力線的準(zhǔn)確性，但手術(shù)時間延長了，就短期膝關(guān)節(jié)KSS功能評分而言，沒有明顯的優(yōu)勢。計算機導(dǎo)航系統(tǒng)帶來的更加精確的下肢機械軸和假體位置并未顯著改善膝關(guān)節(jié)功能，筆者認(rèn)為原因如下：① 攝片和測量存在誤差。盡管嚴(yán)格執(zhí)行了放射照相協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)化的下肢負重位全長X線片被用于評估機械軸和假體位置，但誤差仍不可避免。雖然計算機導(dǎo)航輔助TKA比傳統(tǒng)的TKA具有更精確的力線對準(zhǔn)，但改善力線精準(zhǔn)度的程度就存在攝片和測量誤差[10]。② 隨著人工關(guān)節(jié)外科學(xué)的發(fā)展，假體更好的摩擦學(xué)特性、改進的植入物設(shè)計和手術(shù)技術(shù)的進步，大大減少了與假體位置不良相關(guān)的不良臨床結(jié)果。③ 計算機導(dǎo)航系統(tǒng)有一定的學(xué)習(xí)曲線，初學(xué)者對計算機導(dǎo)航系統(tǒng)相對生疏，削弱了計算機導(dǎo)航系統(tǒng)定位上的優(yōu)勢，從而影響到最終的研究結(jié)果。

盡管存在爭議，但中性的機械軸仍然是目標(biāo)對準(zhǔn)的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”，并得到大量數(shù)據(jù)的支持[11]。有研究[12]表明，下肢機械軸偏離中性角度達 3°是假體生物力學(xué)耐受的重要臨界值，下肢機械軸偏離中性角度>3°，假體松動率大大提高。目前大部分研究只評估計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助TKA對膝關(guān)節(jié)功能的早期影響,其遠期影響需要大樣本臨床資料為基礎(chǔ)的進一步研究分析。因此，術(shù)后下肢對準(zhǔn)與術(shù)后功能和假體壽命之間的關(guān)系還需要更多的長期隨訪研究。

綜上所述，計算機導(dǎo)航系統(tǒng)延長了手術(shù)時間，短期對關(guān)節(jié)活動度的改善沒有明顯的優(yōu)勢，但能提高TKA下肢機械軸和假體安裝的準(zhǔn)確性，減少術(shù)中出血，遠期結(jié)果需進一步隨訪。本研究局限性：① 評估靜態(tài)下的冠狀和矢狀平面對準(zhǔn)，并沒有評估動態(tài)下旋轉(zhuǎn)或步態(tài)對于對準(zhǔn)的影響；② 沒有評估完整的臨床結(jié)果，例如疼痛、膝關(guān)節(jié)評分等；③ 由于導(dǎo)航設(shè)備的昂貴稀缺，技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線較長，難以大范圍推廣，研究的樣本量偏小。

圖3 患者，男，71歲，左膝關(guān)節(jié)OA伴內(nèi)翻畸形，采用計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下TKA治療 A.術(shù)前左膝正、側(cè)位及下肢全長X線片，顯示左膝OA，關(guān)節(jié)退變嚴(yán)重，輕度內(nèi)翻畸形，內(nèi)側(cè)間室狹窄;B.術(shù)后1周正、側(cè)位X線片，顯示假體位置良好，內(nèi)側(cè)間室狹窄及內(nèi)翻畸形得到矯正;C.術(shù)后3個月下肢全長X線片，顯示下肢力線恢復(fù)良好，內(nèi)翻畸形已糾正 圖4 患者，女，59歲，左膝關(guān)節(jié)OA伴內(nèi)翻畸形，采用計算機導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下TKA治療 A.術(shù)前左膝正、側(cè)位及下肢全長X線片，顯示左膝OA較重，大量骨贅形成，內(nèi)翻畸形較嚴(yán)重;B.術(shù)后1周正、側(cè)位X線片，顯示假體位置良好，骨贅清除，內(nèi)翻畸形已矯正;C.術(shù)后3個月下肢全長X線片，顯示內(nèi)翻畸形已糾正，下肢力線恢復(fù)良好 圖5 患者，女，67歲，右膝關(guān)節(jié)OA，采用傳統(tǒng)TKA治療 A.術(shù)前右膝正、側(cè)位及下肢全長X線片，顯示右膝重度OA，關(guān)節(jié)嚴(yán)重退變，大量骨贅形成，內(nèi)側(cè)間室狹窄，內(nèi)翻畸形嚴(yán)重;B.術(shù)后1周正、側(cè)位X線片，顯示假體位置良好，骨贅清除，內(nèi)側(cè)間室狹窄、內(nèi)翻畸形得到矯正;C.術(shù)后3個月下肢全長X線片，顯示下肢力線恢復(fù)良好，內(nèi)翻畸形已糾正 圖6 患者，女，74歲，左膝關(guān)節(jié)OA伴內(nèi)翻畸形，采用TKA治療 A.術(shù)前左膝正、側(cè)位及下肢全長X線片，顯示左膝退變嚴(yán)重，骨贅形成，內(nèi)側(cè)間室狹窄，內(nèi)翻畸形嚴(yán)重;B.術(shù)后1周正、側(cè)位X線片，顯示內(nèi)翻畸形、內(nèi)側(cè)間室狹窄得到矯正;C.術(shù)后3個月下肢全長X線片，顯示下肢力線恢復(fù)良好，內(nèi)翻畸形已糾正