馮鞏,袁義
近年來,隨著社會老齡化的加深,膝關節(jié)骨關節(jié)炎(KOA)給社會帶來了越來越大的經濟負擔。以往全膝關節(jié)置換(TKA)被認為是治療終末期KOA的“金標準”,相比單踝關節(jié)置換術(UKA)遠期翻修率更低、并發(fā)癥更少[1]。但最新的研究顯示,在過去的20 年里,隨著技術的發(fā)展、假體的改良,UKA 的翻修率有所下降,接近了TKA的水平[2]。同時,Beard等[3]研究認為隨著手術技術的成熟和假體設計的改進,UKA 取得了令人滿意的中長期效果。UKA 的翻修率降低、中長期效果的提升,與截骨定位技術的不斷發(fā)展有著一定聯(lián)系。準確的假體安放被認為是膝關節(jié)單髁關節(jié)置換成功的一個重要因素[4]。截骨定位技術一直以來都是關節(jié)外科醫(yī)生關注和討論的焦點。本文查閱回顧了大量相關文獻后,就UKA 術中截骨定位技術的歷史及最新進展作一綜述。
20 世紀50 年代末期,McKeever 假體的問世被認為是膝關節(jié)單髁關節(jié)置換術的起源。該假體是一種鈷鉻鉬合金的金屬假體,形狀類似內側脛骨平臺,下表面有一個T 型凸起的龍骨,可植入于脛骨平臺上。當時該手術被運用于那些不適合做截骨手術,而且年紀相對較輕,或無法耐受全膝關節(jié)置換的患者。其實嚴格意義上來說,McKeever 假體植入的手術并不能稱之為膝關節(jié)單髁置換術,因為該手術只置換了脛骨關節(jié)間室的脛骨側。Springer 等[5]曾對24 例60 歲以下接受該項技術的患者進行了報道,8年的假體翻修率達50%。由于適應證有限、翻修率高,該假體也被慢慢淘汰。
到了20 世紀60 年代,UKA得到了進一步的發(fā)展。Marmor 假體是第一個模塊化UKA,由Bucholz開發(fā),從那時起,假肢設計及其運動學進行了不斷改進。Goodfellow 和O’Connor 的牛津膝蓋在20 世紀80 年代的問世,預示著UKA 的新時代,是膝關節(jié)單髁置換術領域最大的進步。該假體由平坦的脛骨假體、弧形的股骨假體以及與其匹配的活動聚乙烯襯墊組成,其特點是脛股間適應性更好,減少了應力集中,活動的脛骨襯墊避免了限制性假體產生的問題。但活動的襯墊也有其問題所在,Thienpont 等[6]研究發(fā)現(xiàn)使用牛津三代活動平臺假體術后脛骨襯墊脫位和松動是失敗的常見原因。起初牛津膝關節(jié)運用于雙間室置換,隨著膝關節(jié)前內側骨性關節(jié)炎概念的提出,膝關節(jié)單髁置換被越來越多地運用于治療這類患者。在過去的40 多年里,全球膝關節(jié)單髁置換術技術在不斷的發(fā)展,不同的相關技術被引入其中,如牛津單髁的MP 技術,3D 打印個性化截骨導板技術、計算機導航技術及間隔塊技術等。
膝關節(jié)單髁置換術的臨床結果容易受到假體位置、術后下肢力線、軟組織平衡等因素的影響。由于個體差異的存在,用于參考的解剖標志會存在變化。傳統(tǒng)截骨器械的定位需靠主觀評估,缺乏關于肢體的客觀數(shù)據(jù),假體植入的準確性和重現(xiàn)性差。早期受限于工具的缺乏,UKA 手術基本以手動截骨為主,這可能是早期UKA 手術早期失敗高的原因之一。隨著不同類型的UKA 假體的問世,相配套的截骨工具也被運用到了UKA 手術中。
截骨方式根據(jù)工具的不同大致可分為傳統(tǒng)器械截骨、3D 打印個性化導板截骨、機器人導航截骨及間隔塊技術等。各類工具設計改進的初衷是簡化、標準化手術步驟并提高截骨準確性,使假體定位的可重復性增加。
2.1 傳統(tǒng)器械截骨 2011 年一種名為Microplasty?的新截骨工具的問世可謂是革命性的,使手術更容易、并提高了假體定位的可重復性。Walker 等[7]對新改進的牛津單髁器械同傳統(tǒng)的III 期儀器對比研究發(fā)現(xiàn),新改進的儀器降低了脛骨平臺截骨的厚度,減少骨量的丟失;另外,還提高了股骨側假體矢狀面對位準確性。但該器械也不是完美的,近期有學者研究發(fā)現(xiàn)牛津膝關節(jié)置換術中髓內桿的插入推動了髕骨,進而導致脛骨被向外側拉動,最終導致股骨假體植入位置橫向偏移[8]。該項研究也支持了Inui 團隊的研究結果[9],這可能是在今后的研究中需要注意和改進的。
2.2 個性化截骨導板 隨著3D打印技術的發(fā)展和普及,UKA 手術引入了3D 打印個性化截骨導板。其利用術前患者膝關節(jié)的CT及MRI數(shù)據(jù)通過計算機重建膝關節(jié)模型,能準確規(guī)劃截骨的量、假體的位置和大小,并相應的設計出個性化的截骨導板。個性化定制截骨導板理論上能提高截骨的準確性,從而改善假體的定位和對齊。一項前瞻性研究認為[10],這項技術可能為UKA 手術量低的外科醫(yī)生提供一個特別的優(yōu)勢,有可能改善UKA的臨床結果和植入物生存率,獲得更大的結果一致性。Jones 等[11]研究證明該技術成本低,精度高,且可以使經驗不足的外科醫(yī)生實現(xiàn)和專家一樣的截骨精度。但是,有學者對此持有不同的意見,近期的一項前瞻性、雙中心、隨機、雙盲、對照試驗研究認為個性化截骨導板的方法在假體定位方面相比傳統(tǒng)儀器沒有表現(xiàn)出優(yōu)勢[12]。究其原因,Ollivier[13]對此的解釋為這些研究的術者都是經驗豐富的UKA 外科醫(yī)生,而對于這些UKA外科醫(yī)生來說,個性化截骨導板在正面或矢狀平面上沒有提供更好的假體定位精度。因此,對于年輕的、經驗不夠豐富的外科醫(yī)生,個性化截骨導板的優(yōu)勢如何目前還沒有定論,需要更高質量的隨機對照研究。
2.3 機器人導航技術 機器人導航技術是使用計算機在術前規(guī)劃最佳的截骨位置和假體定位,并使用術中機器人設備以高精度執(zhí)行該計劃。目前,機器人輔助導航由于其機器人本身費用高,需要額外的CT 檢查增加輻射、醫(yī)保報銷限制等等局限性的存在,在國內普及率并不高。但對該項技術國內外已有大量的研究。有強有力的證據(jù)表明,機器人輔助UKA提高了截骨準備和假體對齊的準確性和精度[14-15]。和個性化截骨導板技術相似的是,一部分研究者認為對于經驗豐富的關節(jié)科醫(yī)生來說,機器人輔助工具的作用可能并沒那么大。Bush 等[16]研究發(fā)現(xiàn)經驗豐富的外科醫(yī)生在UKA 手術中假體位置對齊方面的準確性達到或超過了機器人輔助的UKA 手術。Bouché等[17]通過元分析方法對比了各項截骨技術后肯定了機器人技術的有效性,但在并發(fā)癥、翻修率以及手術持續(xù)時間方面沒有發(fā)現(xiàn)差異。考慮到經濟成本的問題,他們認為需要進一步研究,證明臨床結果并降低假體翻修率,以便這項技術的臨床推廣普及。
2.4 間隔塊技術及髓外定位技術 與牛津單髁推薦使用股骨髓內定位技術不同,許多廠家(Zimmer、S&N、DePuy 等)都推薦了間隔塊技術。該技術是在脛骨截骨完成后在間隙內插入一個擴展截骨墊片,使股骨截骨與脛骨截骨平行。Matziolis 等[18]研究結果表明間隔塊技術有著和髓內技術相似的結果,但不如使用計算機導航的技術精確。最新研究顯示間隔塊技術相比髓內定位技術在股骨假體冠狀面對齊方面更有優(yōu)勢[19]。
髓內定位技術的缺點是增加脂肪栓塞和出血的風險。鑒于此,有學者開發(fā)出了髓外定位技術,并認為是一種可供選擇的技術[20]。Zhang 等[21]的研究也肯定了髓外定位技術,但他們不建議經驗不夠豐富的關節(jié)科醫(yī)生使用該項技術。
內側UKA 手術中脛骨側矢狀位截骨決定了脛骨假體旋轉對齊的準確性。參照不同的解剖標志對截骨準確度的影響也在不斷地論證中。與TKA 相比,UKA 因為其微創(chuàng)手術的特性,小切口使得術中可辨認的解剖標志有限。Akagi 等[22]描述的脛骨AP軸用作脛骨旋轉參考在UKA 中并不適用,AP 軸為后交叉韌帶的中點到髕腱附著的內側緣的一條可復制和可靠的線,但是在UKA手術中去確定后交叉韌帶中點并不容易,尤其是需要先進行脛骨側截骨時。2012 年Kawahar等[23]認為股骨髁間窩內側壁是替代AP 軸的有效解剖標志,他們對45 個健康志愿者的膝關節(jié)在屈曲90 °狀態(tài)下做了磁共振,發(fā)現(xiàn)在膝關節(jié)屈曲90°狀態(tài)下股骨髁間缺口的內側壁幾乎與脛骨的AP 軸平行。Goodfellow 等[24]建議將脛骨的矢狀位截骨方向指向股骨頭。類似的,有學者提出了在矢狀位截骨時往復鋸對準髂前上棘。但有研究報道稱,由于實際操作過程中識別髂前上棘困難,導致結果巨大差異,因此不推薦髂前上棘作為有效的解剖參考[25]。近期,Aliyev 等[26]研究也進一步驗證這一觀點,相比髂前上棘,AP 軸是矢狀位截骨更準確的解剖標志。關于AP 軸的解剖定位,除了上文提到的股骨髁間窩定位法以外,還有內側髁間脊定位法和AP 軸替代法(髕腱內側緣和內側髁間嵴連線)[27]。Tsukamoto 等[28]進一步研究認為脛骨側矢狀位截骨用于AP軸替代法相比內側髁間嵴定位法更加準確。目前,關于股骨髁間窩內側壁定位法與AP 軸替代法的對比研究還未見相關報道。對于脛骨側矢狀位截骨的最有效解剖標志也尚未達成共識,現(xiàn)有的研究樣本量也有限,可能需要對更多不同的人群進行進一步的研究。
一直以來主流的截骨順序為脛骨側截骨優(yōu)先,牛津單髁的標準操作亦是如此,在實際操作的不斷實踐中也發(fā)現(xiàn)各種問題,如上文中提到的股骨髓內桿插入后導致脛骨的橫向移位,最終導致股骨假體放置過于靠近脛骨平臺髁間嵴。由此Shakespeare等[29]提出了股骨截骨優(yōu)先技術,并認為是傳統(tǒng)脛骨截骨優(yōu)先技術的有效替代技術,能使假體植入的準確度更高。近期Labott 等[30]通過回顧性研究驗證了股骨截骨優(yōu)先技術的優(yōu)勢。可惜的是,本文沒有檢索到更多兩者的對比研究,由于相關研究很少,無法確認這是更好的技術,但此項技術可能是UKA手術技術的有效補充,值得去進一步關注和研究。
UKA 的截骨技術發(fā)展改進的目的是讓手術的可重復性提高,提高假體植入位置的準確性。機器人輔助截骨技術可能是最有前景的一項技術,它在術中能夠實時指導截骨,減少因個體差異導致的手術誤差,可惜的是目前因成本的問題無法普及。雖說單髁假體的寬容度較大,假體植入位置的不精確并不意味著手術失敗,但這不應該成為不尋找替代技術的借口,這些技術使手術教學更容易,手術更精確。
在關節(jié)外科的發(fā)展不斷朝著微創(chuàng)化、精準化和個性化的方向前進的背景下,UKA成了保膝治療的重要組成部分。目前,隨著國內國產代替進口的步伐不斷加快,國產單髁假體也在不斷推出,國產假體的優(yōu)勢是假體尺寸更加適合國人的體型。各大國產廠商也在根據(jù)國人的習慣在進口假體器械的基礎上不斷改善配套的工具。相信在不遠的將來,隨著技術和假體設計不斷優(yōu)化,UKA將會得到廣泛的臨床運用,從而給膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者保留更多的膝關節(jié)功能,帶來更高的生活質量。