人工单髁置换术治疗膝关节创伤性关节炎的早中期疗效

Abstract

目的

探讨人工单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）治疗膝关节创伤性关节炎（post-traumatic arthritis，PTA）的早中期疗效。

方法

回顾性分析2014年3月—2021年9月采用UKA治疗的30例（30膝）膝关节PTA患者临床资料。男14例，女16例；年龄33～81岁，平均64.5岁。身体质量指数19.8～35.6 kg/m²，平均26.7 kg/m²。引起PTA的损伤类型：关节内骨折16例，关节外骨折8例，软组织损伤6例。损伤治疗方式：保守治疗12例，手术治疗18例。PTA累及内侧间室10例，外侧间室20例。Kellgren-Lawrence分级：Ⅲ级19例，Ⅳ级11例。记录手术时间、住院时间、并发症发生情况以及患者自评满意度。采用牛津膝关节评分（OKS）、美国特种外科医院（HSS）评分以及膝关节活动度（range of motion，ROM）评价膝关节功能。摄负重位X线片测量股胫角，评估下肢力线矫正情况。

结果

手术时间50～95 min，平均63.7 min；住院时间3～8 d，平均6.9 d。 2例发生切口浅表感染，其余患者切口均Ⅰ期愈合；均无下肢深静脉血栓形成、血管神经损伤等并发症发生。患者均获随访，随访时间17～109个月，中位时间70个月。末次随访时，患者OKS评分、HSS评分和ROM均较术前改善（P<0.05）；下肢力线获得矫正，内、外翻膝股胫角手术前后比较差异均有统计学意义（P<0.05）。患者手术满意率达86.7%（26/30）。随访期间2例外侧间室UKA患者发生对侧间室进展性关节炎。影像学复查示均无垫片脱位、假体松动及假体下沉发生，无1例行假体翻修。

结论

采用UKA治疗膝关节PTA早中期疗效确切，患者满意度高。

膝关节创伤性关节炎（post-traumatic arthritis，PTA）是膝关节内骨折或邻近的关节外骨折、韧带损伤、半月板切除和孤立的软骨缺陷等导致的关节病变，与关节面负荷增加/接触面积减小，不稳定/非生理性剪切应力以及机械负荷过载、轴向偏移、力线不良等因素显著相关^[1]。膝关节PTA可导致患者关节明显疼痛及日常活动受限，对于累及单间室的终末期患者往往需要手术治疗。但考虑到发病因素、初次损伤及初次治疗方法等影响因素较多，目前对于该类患者的手术方案仍存在争议。

单间室骨关节炎是人工单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）的适应证，符合现代保膝理念，具有保留交叉韧带和骨量、患膝本体感觉及活动能力恢复快、住院时间短，以及与人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）相比，患者能获得更接近正常步态模式等优点^[2]。膝关节PTA常累及单间室，患者年龄小于原发性骨关节炎患者，活动能力要求更高，理论上采用UKA治疗可获得更好的临床疗效。Madan等^[3]采用UKA治疗1例骨折后出现内侧间室晚期PTA的青年男性患者，取得了良好早期疗效，提示UKA治疗PTA可行。目前，UKA治疗膝关节PTA的临床报道有限，且样本量较少，研究结果也存在差异。为此，我们回顾性分析了2014年3月—2021年9月采用UKA治疗的30例膝关节PTA患者临床资料，总结早中期疗效，为临床选择治疗方案提供参考。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 患者选择标准

纳入标准：① 膝关节单间室PTA且Kellgren-Lawrence（K-L）分级为Ⅲ、Ⅳ级；② 前、后交叉韧带以及内、外侧副韧带功能完整；③ 膝关节屈曲畸形或内、外翻畸形<15°，应力位X线片示内、外翻畸形可手法矫正，对侧胫股关节间隙无明显变窄；④ 采用微创UKA治疗；⑤ 随访时间>12个月且临床资料完整。

排除标准：① 合并对侧胫股关节退变且 K-L分级Ⅲ、Ⅳ级；② 患膝髌股关节面严重磨损，呈沟槽样改变；③ 全身各部位存在活动性感染及膝关节炎症性关节炎；④ 患膝有胫骨或股骨截骨手术史；⑤ 严重骨质疏松症（T值≤−2.5且存在骨质疏松性骨折史）。

2014年3月—2021年9月，共30例（30膝）膝关节PTA患者符合选择标准纳入研究。

1.2. 一般资料

本组男14例，女16例；年龄33～81岁，平均64.5岁。左侧16例，右侧14例。身高145～173 cm，平均161.8 cm；身体质量指数19.8～35.6 kg/m²，平均26.7 kg/m²。美国麻醉医师协会（ASA）分级：Ⅰ级5例，Ⅱ级23例，Ⅲ级2例。

16例为关节内骨折后PTA，其中胫骨内侧平台粉碎性骨折3例、外侧平台粉碎性骨折13例；Schatzker分型：Ⅱ型7例、Ⅲ型6例、Ⅳ型3例。8例为关节外骨折后PTA，其中股骨远端粉碎性骨折5例、胫腓骨近端骨折3例。6例为软组织损伤后PTA，均为创伤引起的半月板撕裂。初次损伤治疗：保守治疗12例；手术治疗18例，其中切开复位内固定15例、撕裂半月板切除术3例。保守治疗患者受伤至本次手术时间为5～486个月，中位时间96.5个月；手术治疗者前次手术至本次手术间隔28～564个月，中位时间126个月。

PTA累及内侧间室10例，外侧间室20例。K-L分级：Ⅲ级19例，Ⅳ级11例。胫骨骨缺损根据安德森骨科研究所（AORI）分级标准^[4]，均为Ⅰ级，即包容性干骺端骨缺损<5 mm。外翻膝20例，内翻膝10例。

1.3. 手术方法

手术均由同一名关节外科医师完成。蛛网膜下腔阻滞麻醉下，患者取平卧位，大腿根部绑止血带并手术全程应用，大腿中部托架支撑。

外侧间室患者使用LINK骨水泥型固定垫片单髁假体。采用改良髌旁外侧入路，首先检查膝关节3个间室及前、后交叉韧带功能状态，以排除手术禁忌。2例髌股关节退变较严重，同时行髌骨成形及髌周去神经化。① 胫骨截骨：采用髓外定位法行胫骨截骨，垂直截骨时关节内旋10°～15°，水平截骨时后倾3°～5°。测试膝关节屈曲间隙及胫骨假体试模大小。② 股骨髁截骨：于膝关节伸直位确定股骨髁上缘截骨参考线。彻底剔除残留的表层软骨，塑形以适配假体轮廓，股骨定位孔钻孔。安装试模测试膝关节屈伸间隙，确保屈曲间隙较伸直间隙大2 mm。测试股胫假体活动轨迹，测试有无撞击。安装股骨和胫骨侧假体，骨水泥固定。

内侧间室患者使用第3代Oxford活动垫片单髁假体。采用髌旁内侧入路，暴露病变的内侧间室，检查并确认前交叉韧带及外侧间室负重区软骨完整性后，去除内侧胫股间隙和髁间窝增生骨组织。首先采用髓外定位法行胫骨截骨，截骨深度取胫骨磨损最低点下方2～3 mm，注意保护内侧副韧带。然后采用髓内定位法行股骨截骨，根据屈伸间隙对等原则，借助截骨导向器行股骨远端截骨。注意反复试模测量以平衡屈伸间隙，测试股胫假体活动轨迹，测试有无撞击。最后植入假体和聚乙烯衬垫。

1.4. 术后处理

术后常规给予预防感染及下肢深静脉血栓形成治疗。术后第2天拆除绷带后开始踝关节背伸、跖屈运动和腿部肌肉按摩，鼓励患者积极行股四头肌功能锻炼，膝关节主动活动达完全伸直、屈曲≥90°，并开始拄拐下地行走；2周后可弃拐负重行走。术后3、6、12个月及之后每年定期随访1次。

1.5. 疗效评价指标

记录手术时间、住院时间以及并发症发生情况。采用牛津膝关节评分（OKS）、美国特种外科医院（HSS）评分以及膝关节活动度（range of motion，ROM）评价膝关节功能。采用5级患者自我评估法评估手术满意度，其中失望0分、不满意1分、中立2分、满意3分、非常满意4分，按照以下公式计算患者满意率，满意率=（满意例数+非常满意例数）/总例数×100%。摄负重位X线片，测量股胫角，评估下肢力线矫正情况。

1.6. 统计学方法

采用SPSS22.0统计软件进行分析。计量资料行Kolmogorov-Smirnov正态性检验，如符合正态分布，以均数±标准差表示，手术前后比较采用配对t检验；不符合正态分布，以M（Q₁，Q₃）表示，手术前后比较采用配对样本的Wilcoxon秩和检验。检验水准取双侧α=0.05。

2. 结果

本组手术时间50～95 min，平均63.7 min；住院时间3～8 d，平均6.9 d。 2例发生切口浅表感染，经换药及抗炎治疗后愈合；其余患者切口均Ⅰ期愈合。无下肢深静脉血栓形成、血管神经损伤等并发症发生。患者均获随访，随访时间17～109个月，中位时间70个月。末次随访时，患者OKS评分、HSS评分和ROM均较术前改善，差异有统计学意义（P<0.05）；下肢力线获得矫正，内、外翻膝股胫角手术前后比较差异均有统计学意义（P<0.05）。其中外翻膝畸形矫正3.8 （2.4，4.8）°，内翻膝畸形矫正5.5 （2.1，10.9）°，差异无统计学意义（Z=1.274，P=0.203）。见表1。患者自评满意度评分为1～4分，平均3.1分；患者满意率达86.7%（26/30）。2例外侧间室UKA患者，初次损伤均为胫骨外侧平台粉碎性骨折，其中1例术后5年出现内侧进展性关节炎（K-L Ⅱ级），表现为内侧轻度疼痛不适，以保守治疗及随访观察为主；1例术后7年仍残留膝外侧明显疼痛合并内侧进展性关节炎（K-L Ⅱ级），伸膝无力、跛行，以行消炎止痛对症治疗及康复训练为主。影像学复查示随访期间均无垫片脱位、假体松动及下沉发生，无1例行假体翻修。见图1、2。

表 1.

Comparison of knee function and lower limb alignment evaluation indicators between pre- and post-operation

患者手术前后膝关节功能及下肢力线评价指标比较

指标 Indicator	例数 n	术前 Preoperative	末次随访 Last follow-up	统计量 Statistical value	P值 P value
OKS评分（，分）	30	24.8±3.6	33.5±3.7	t=13.874	<0.001
HSS评分（，分）	30	58.3±6.3	76.1±7.7	t=11.006	<0.001
股胫角 ［ M（ Q1， Q3），°］
外翻膝	20	171.1（168.0，173.0）	173.8（171.8， 176.1）	Z=−3.681	<0.001
内翻膝	10	186.4（182.8，190.4）	179.8（176.4，183.4）	Z=−2.701	0.007
ROM（，°）	30	109.9±6.8	120.6±4.8	t=13.381	<0.001

图 1.

A 67-year-old female patient with a lateral PTA secondary to a comminuted lateral plateau fracture (Schatzker type Ⅱ) of the left knee

患者，女，67岁，左膝胫骨外侧平台粉碎性骨折（Schatzker Ⅱ型）继发PTA

a～c. 术前正侧位X线片及冠状位CT；d、e. 术中见前交叉韧带完整，胫骨外侧平台塌陷，软骨磨损；f～i. 术后4个月膝关节功能恢复满意； j、k. 术后2年正侧位X线片

a-c. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films and coronal CT; d, e. Intraoperative findings showed the intact anterior cruciate ligament, collapsed lateral plateau, and cartilage wear; f-i. Satisfactory functional recovery of the knee joint at 4 months after operation; j, k. Anteroposterior and lateral X-ray films at 2 years after operation

图 2.

A 33-year-old male patient with a medial PTA secondary to a comminuted medial plateau fracture (Schatzker Ⅳ) of the right knee

患者，男，33岁， 右膝胫骨内侧平台粉碎性骨折（Schatzker Ⅳ型）继发内侧PTA

a、b. 术前正侧位X线片；c、d. 术前冠状位CT及MRI示内侧平台关节软骨磨损，间隙狭窄；e、f. 术后3个月正侧位X线片示假体位置良好；g、h. 术后1年正侧位X线片示假体在位，无松动、下沉

a, b. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films; c, d. Coronal CT and MRI showed the worn cartilage and narrowed space in the medial plateau; e, f. Anteroposterior and lateral X-ray films showed the UKA prosthesis in good position at 3 months after operation; g, h. Anteroposterior and lateral X-ray films showed UKA prosthesis in good position without loosening and sinking at 1 year after operation

3. 讨论

3.1. 膝关节PTA流行病学特点及发生机制

了解导致膝关节PTA发生的因素对其早期诊断和防治具有重要意义。据统计，23%～50%膝关节外伤患者最终会发展成PTA^[5]。本组16例患者存在胫骨平台粉碎性骨折史，其中11例经切开复位内固定术治疗，另5例仅行保守治疗，受伤距UKA手术治疗最长时间达564个月，与既往文献报道从初次创伤到人工全膝关节置换术时间为7～28年^[6]一致。对于膝关节内粉碎性骨折，早期、及时手术干预对于延缓PTA的发生并最终推迟UKA手术时间具有重要意义。解剖复位和严格内固定能够减少关节面不平整并恢复下肢力线，从而减少导致PTA的点接触应力显著升高问题^[7]。但即使创伤得到充分治疗，PTA患病风险仍然高达20%～50%，提示该病发病机制复杂，研究导致关节软骨退化的机械生物学、分子和细胞变化可能为早期临床干预带来新的机会^[8]。

3.2. PTA术式选择

对于终末期PTA，TKA是比较经典的术式选择，但因初次手术瘢痕、关节畸形、骨质缺损、骨质疏松和韧带损伤等因素，提升了手术难度^[6]。研究表明TKA治疗PTA在手术时间、围术期并发症、假体翻修率等方面均较高^[8]。对于相对年轻、活动能力强、低级别骨关节炎和膝内翻畸形患者，胫骨高位截骨术是一种替代选择，但对于骨关节炎分级为Ahlback Ⅱ级或以上患者，该手术失败风险明显增加^[9]。本组患者均为K-L Ⅲ、Ⅳ级病变，无关节外畸形，截骨手术并不合适，应优先考虑膝关节置换术。

UKA手术目的是采用微创手段改善患者下肢功能、减轻疼痛，要取得良好的手术疗效，确定适当的适应证和禁忌证尤为重要。膝关节PTA患者年龄明显小于原发性骨关节炎患者，对年轻患者实施UKA仍然存在争议^[10]。Kyriakidis等^[11]系统综述表明，年龄<60岁患者选择UKA治疗可获得良好疗效，10年假体存活率高达96.5%。本组患者相对年轻，其中6例年龄<60岁，1例仅为33岁。该例33岁患者X线片提示为内侧间室终末期PTA，经长期保守治疗效果差，最终选择UKA治疗，术后患者功能恢复满意，尤其是可以满足日常运动需求。然而，年轻患者实施关节置换需要非常慎重，其活动量大加之可能对膝关节置换术后运动能力恢复期望值过高，导致即使在手术技术上成功，患者也可能对手术不满意的结果^[12-13]。

Lustig等^[14]回顾了13例采用UKA治疗的外侧间室PTA患者，平均随访10.2年，膝关节功能评分显著提高，假体5年和10年存活率均为100%。Sah等^[15]报道了10例采用UKA治疗的膝关节PTA患者，5年随访结果显示膝关节学会评分系统（KSS）评分较术前明显改善，但是仍然低于原发性骨关节炎患者。2020年Romagnoli等^[16]报道了13例胫骨平台骨折继发PTA患者，结果表明UKA可有效恢复膝关节功能和矫正下肢力线，并且临床结果和假体9年存活率与原发性骨关节炎患者无明显差异。本研究共纳入各种原因导致的膝关节PTA患者30例（30膝），中位随访时间70个月，末次随访时OKS评分、HSS评分以及ROM均明显改善，下肢力线矫正满意。结合上述研究结果，我们认为UKA可以作为治疗PTA的一种有效选择。

3.3. UKA注意事项

① 术前需要严格选择局限于单间室病变的PTA患者，同时应综合分析膝关节僵硬程度、ROM减小程度以及继发性骨缺损、软组织包膜受损、皮肤瘢痕及血运改变、韧带病损、初次手术后残余畸形、内植物残留等情况。② 从技术方面考量，PTA手术难度相对较大，需周密的术前评估和规划，要求术者具备丰富的处理复杂创伤及关节疾病经验^[17-18]。③ 术中尽量选择沿原切口入路，可适度延长切口。如需另作切口，注意避免与陈旧切口过度靠近。内植物如果不影响假体植入或稳定，术中尽量不取出，以减少出血或感染风险。患者胫骨平台骨缺损避免过大，以免截骨后间隙填充时无匹配厚度的假体。特别注意胫骨平台缺损如果影响骨皮质环的稳定性，胫骨假体植入后容易骨折或松动。④ 注意内、外侧间室UKA存在不同技术要点，在切口入路、固定或活动垫片假体选择、胫骨及股骨侧截骨、假体安放位置及屈伸间隙平衡等方面存在明显区别^[19]。⑤ 作为UKA的备选方案，术前常规准备初次或翻修TKA假体。

综上述， UKA治疗PTA后患者疼痛明显缓解，膝关节ROM显著改善，功能恢复良好，早中期疗效满意，患者满意度较高。但是本研究为回顾性研究，样本量少，部分患者随访时间有限，缺乏内、外侧UKA及与TKA治疗的对照比较，因此UKA治疗膝关节PTA疗效仍需进一步研究观察。

利益冲突　在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；基金项目没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道

伦理声明　研究方案经同济大学附属杨浦医院伦理委员会批准（LL-2021-KXJS-002），患者均知情同意

作者贡献声明　薛华明：文章构思、整体设计与论文撰写；马童、文涛：流行病学参数和临床资料整理、分析及部分文献查阅；杨涛、薛龙：随访数据收集及影像学数据测量；雷雪枫、冀家中、张文正：临床病例随访，数据收集，统计分析；涂意辉：研究设计，手术方案设计与实施，对文章内容审阅和指导

Funding Statement

上海市科学技术委员会医学创新研究专项项目（21Y11911600）

Medical Innovation Research Special Project of Shanghai Science and Technology Commission (21Y11911600)