膝关节周围截骨术治疗膝外翻性骨关节炎研究进展

Abstract

目的

对近年膝关节周围截骨术治疗膝外翻性骨关节炎的手术方式研究进展进行综述。

方法

查阅近年国内外膝外翻性骨关节炎截骨手术治疗相关文献，对膝关节周围截骨术不同手术方式的优缺点、疗效进行总结。

结果

对于有症状且年轻、活动度大的膝外翻性骨关节炎患者，膝关节周围截骨术是一种安全、可靠的治疗选择。目前，临床应用的主要手术方式有股骨远端内侧闭合楔形截骨术、股骨远端外侧张开楔形截骨术、胫骨近端内侧闭合楔形截骨术、胫骨近端外侧张开楔形截骨术。不同截骨手术方式的适应证和优缺点不同，选择正确的截骨手术方式对取得良好的临床疗效至关重要。

结论

膝关节周围截骨术治疗膝外翻性骨关节炎有多种手术方式，为获得良好预后、提高生存率、减少并发症发生，需要根据不同情况制定最合理的手术策略。

膝骨关节炎作为临床上常见的关节退行性疾病，主要表现为膝关节疼痛、活动受限，严重时可导致关节畸形甚至残疾^[1]。目前我国有症状的膝骨关节炎患病率为8.1%^[2]。膝骨关节炎的病因可能包括多种因素，其中下肢力线改变是重要因素之一^[3]。膝关节外翻畸形会导致下肢机械轴向膝关节中心外侧偏移，使得膝关节的外侧间室承受更大负荷，膝外侧骨性组织和软组织退变、磨损加重，从而加速膝关节骨关节炎进程。

膝外翻性骨关节炎是指膝外侧间室骨关节炎同时伴有膝关节外翻畸形的膝关节疾病。根据阶梯治疗原则^[2]，膝外翻性骨关节炎的初期和早期以基础治疗和药物治疗为主；而对于早期非手术治疗效果不佳及中、晚期患者，往往需要接受修复性治疗和重建性治疗。其中膝关节周围截骨术是修复性治疗的重要方式之一^[2]，通过截骨来纠正下肢力线，从而将机械轴移出膝关节外侧间室，延缓骨关节炎进展。对于外科医师而言，膝关节周围截骨术式繁多，治疗膝外翻畸形具有一定难度和挑战性。现就膝关节周围截骨术治疗膝外翻性骨关节炎的相关文献作一综述，探讨不同术式的疗效及优缺点，为临床制定合理的手术策略提供参考。

1. 股骨远端内翻截骨术（distal femoral varus osteotomy，DFVO）

DFVO是治疗膝外翻畸形的常用手术方式，其典型适应证是年轻、活动量较大的单纯外侧间室骨关节炎（Kellgren-Lawrence Ⅲ～Ⅳ级）膝外翻患者^[4-5]。其绝对禁忌证包括极度外翻畸形（>20°）伴有胫骨半脱位，膝关节不稳，膝关节多间室骨关节炎和屈曲挛缩>15°^[4]。DFVO主要术式有股骨远端内侧闭合楔形截骨术（medial closing wedge distal femoral osteotomy，MCWDFO）和股骨远端外侧张开楔形截骨术（lateral opening wedge distal femoral osteotomy，LOWDFO）。

1.1. MCWDFO

1.1.1. 优势与不足

MCWDFO是目前治疗膝外翻性骨关节炎最常用的截骨手术方式^[6]。其优势在于可以矫正较大角度外翻畸形，截骨区骨与骨接触，结构稳定性好，且骨延迟愈合、骨不连发生率低。MCWDFO特别适用于以下患者：矫正角度超过17.5°，手术肢体偏长，需要早期负重，存在延迟愈合的危险因素（如吸烟、神经病变、骨质量差、肥胖）^[4]。Buda等^[7]研究发现MCWDFO术后截骨区愈合相关并发症发生率很低，即使对于身体质量指数较高的老年患者也可获得成功，因此高龄和身体质量指数高只是其相对禁忌证。

MCWDFO的不足包括：手术操作相对复杂，至少需要单独截骨2次，且术者更依赖术前规划来保证楔形截骨的准确性^[8]；股骨内侧血管损伤风险高于外侧。随着3D打印技术的发展，Shi等^[9]报道了在3D打印技术引导下实施MCWDFO治疗膝外侧间室骨关节炎和外翻畸形的结果，与常规手术组相比，3D打印技术可以明显提高闭合楔形截骨手术准确度、缩短手术时间和减少透视次数。

1.1.2. 生存率

Wang等^[10]报道了30例膝外翻合并外侧间室骨关节炎患者接受MCWDFO治疗，83%患者获得满意结果，以人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）为终点，10年生存率为87%。Sternheim等^[11]对接受MCWDFO治疗的41例（45膝）患者（年龄24～67岁）进行了长期随访，10、15、20年生存率分别为90%、79%和21.5%，20年后多数患者接受了TKA。也有一些文献报道结果相对欠佳，Backstein等^[12]报道了38例（40膝）膝外翻患者接受MCWDFO治疗的结果，平均随访123个月，60%患者功能良好、7.5%一般、7.5%差，20%接受了TKA，10年和15年生存率分别为82%和45%。总体来看，MCWDFO是一种治疗膝外翻性骨关节炎安全、有效的手术方式，但膝关节20年生存率出现明显下降。

1.2. LOWDFO

1.2.1. 优势与不足

LOWDFO由于手术相对容易，矫正程度更准确，固定技术更简单，近年来得到学者们青睐^[4]。与MCWDFO相比，LOWDFO优点在于：手术入路是骨科常用的股骨外侧入路，暴露相对容易、安全；只需要1次截骨，术中通过撑开器可以调整内翻角度，整体操作更简单、精确。

LOWDFO的缺点包括：结构稳定性相对较弱，截骨区骨延迟愈合和骨不连发生率较MCWDFO高。Duerr等^[13]介绍了一种改良的双平面LOWDFO治疗膝外翻性骨关节炎，他们认为该截骨术优势在于，相对于单平面张开截骨，更大的接触面积有利于骨愈合，并且稳定性更好，有利于术中截骨的控制。股骨外侧张开后髂胫束紧张，钢板可能会刺激软组织产生激惹症状。Jacobi等^[14]报道了14例采用LOWDFO并使用Tomofix钢板治疗的患者，其中12例（86%）患者出现髂胫束局部刺激症状需要移除钢板。其他研究^[15-17]报道的因外侧钢板刺激引起不适的发生率为20%～47%，取出内固定物后所有患者症状都得到改善。由于股骨内侧软组织相对丰厚，内侧刺激症状发生率相对较低。因此，我们在计划使用外侧截骨钢板时，应意识到可能需要二次手术去除内固定物。

1.2.2. 关于植骨

目前关于LOWDFO的截骨间隙是否需要植骨存在争议。生物力学研究表明，与MCWDFO相比，LOWDFO的稳定性和刚度相对较低^[18]，再加上骨不愈合率高于闭合截骨，因此大多数张开截骨的研究中选择于截骨间隙植骨^{[14，17，19]}。常用的植骨材料包括自体髂骨、同种异体骨和人工合成骨，但目前尚无证据证明哪种植骨材料效果最佳^[20]。Kolb等^[16]对22例年轻膝外翻患者实施LOWDFO（内固定为Tomofix钢板），术中均不予以植骨，最终也获得了良好预后和骨愈合。因此，他们认为对年轻患者行LOWDFO治疗，不植骨也是安全、可靠的。

1.2.3. 生存率

Saithna等^[15]报道LOWDFO的5年累积生存率为79%，而Madelaine等^[21]报道的5年生存率更高，为91.4%。Ekeland等^[22]对接受LOWDFO治疗的24例患者（年龄31～62岁）进行了长期随访，10年生存率为79%。目前认为，LOWDFO和MCWDFO在临床和影像学结果（包括生存率）方面均无显著差异^[20，23]。

1.3. DFVO手术预后

尽管既往关于DFVO的临床研究报道较多，但是单个研究的样本量普遍较小，这在一定程度上影响了最终结果的可信度，尤其是生存率。1项关于膝外侧间室骨关节炎预后的系统评价^[24]包括14项研究、236例（248膝）患者，结果表明DFVO术后并发症发生率较低，患者预后达良好或优秀，生存率随时间延长逐渐降低。但值得注意的是，提供了最大患者数量的2项研究来自同一机构，因此它们的数据可能存在大部分重合。

Voleti等^[25]报道对13例平均年龄24岁（15～35岁）的轻度膝外翻运动员实施DFVO，同时处理了半月板、软骨和韧带病变，所有患者在平均11个月（9～13个月）时恢复了运动，无1例并发症发生。该研究首次证明DFVO对于运动员在短期内也可以获得良好结果，这是人工关节置换无法比拟的优势。

Shivji等^[26]报道了86例平均年龄48岁的患者，因膝外翻合并外侧间室骨关节炎接受了DFVO（MCWDFO或LOWDFO）治疗，随访10年生存率为89%。这是目前单中心报道的最大病例数。同时作者认为手术中对力线矫正的准确率与预后密切相关，这方面还需要进一步提高。

1.4. 其他影响因素

1项多中心大样本研究^[27]从美国加州住院数据库中筛选了420例18～60岁接受DFVO的患者资料，分析了影响膝关节生存率的相关因素。研究认为年龄增大是18～60岁患者在DFVO后转为TKA的危险因素，高血压、哮喘、骨关节炎或创伤性关节炎是与手术失败相关的预测因素，需要在术前仔细判断。

1.5. DFVO并发症

与DFVO相关的早期并发症包括感染、静脉血栓形成、矫形不足或过度、关节内骨折、铰链骨折、神经血管损伤、骨筋膜室综合征和膝关节僵硬^[4]。潜在的长期并发症包括截骨延迟愈合或不愈合、矫正失败和内固定失败^[28]。

截骨时将钝性牵开器置于股骨后方，并在整个手术过程中保持膝关节屈曲，可以减少神经血管损伤风险^[29]。如果在内收肌管或后侧发生神经血管损伤，必须采用后内侧或后侧入路进行血管修复或重建。

关节内骨折最常见原因是导针位置太接近关节面，也可能是由于未完全切断股骨后方皮层或前方皮层^[30]。确保导针与关节面之间的适当距离并使用截骨撑开器，可以降低关节内骨折发生风险^[29]。如果术中未保留完整的骨性铰链，很可能发生铰链骨折。一旦铰链断裂、截骨区移位，可以通过使用对侧钢板进行补救。内固定物选择不当、在愈合过程中过早负重均可能导致内固定失败以及截骨部位塌陷^[31]。

2. 胫骨近端内翻截骨术（high tibial varus osteotomy，HTVO）

HTVO对治疗外侧间室疼痛性骨关节炎的疗效仍有争议，其临床应用和相关研究报道均较少。目前研究认为其主要适应证是轻度膝外翻（<10°），合并外侧间室骨关节炎或既往有外侧半月板缺失、软骨损伤^[32-33]。绝对禁忌证包括有症状的内侧间室疾病、炎症性关节炎或关节半脱位^[32]。相对禁忌证包括膝关节屈曲受限<80°、屈曲挛缩>20°、身体质量指数>31 kg/cm²、中重度髌股关节疾病、关节线过度倾斜和MRI检查发现畸变胫骨前动脉^[32，34]。HTVO主要术式有胫骨近端内侧闭合楔形截骨术（medial closing wedge high tibial osteotomy，MCWHTO）和胫骨近端外侧张开楔形截骨术（lateral opening wedge high tibial osteotomy，LOWHTO）。

2.1. MCWHTO

2.1.1. 优势与不足

MCWHTO的优点在于：术后无论膝关节屈曲还是伸直都可以影响关节接触受力，而DFVO术后仅在膝关节完全伸直时影响关节接触受力，随着膝关节屈曲程度增加影响逐渐减弱^[32]。该手术无需植骨，截骨区骨与骨直接接触，骨愈合较好，患者可以早期负重。

MCWHTO的不足包括：不适用于矫正>12° 的外翻畸形，因为如果畸形不是完全来源于胫骨，会导致不可接受的关节线倾斜^[35]。当胫骨平台内侧明显倾斜时，最有可能发生负重区域移位至胫骨内侧平台，而当平台倾斜角>15° 会导致股骨内侧半脱位^[36]。截骨准确性要求高，对角度进行微调相对困难。

2.1.2. 手术预后

Coventry等^[35]报道了28例（31膝）患者行MCWHTO的结果，平均随访9.4年，77%患者存在轻度疼痛或无痛，19.8%患者中度疼痛，3.2%患者严重疼痛；6膝（19%）接受了TKA，无其他并发症发生。最大样本量的病例报道来自Chambat等^[37]报道的47例（47膝）患者，平均随访7年，30%患者结果为很好，42%为好，21%为一般，8%为差。他们的结论是外翻矫正后理想机械轴应位于胫骨髁间嵴中点，胫骨关节线倾斜角必须<10° 内翻，而且对于年轻的轻度骨关节炎患者预后更好。

但Mirouse等^[38]认为MCWHTO治疗外翻<10°的外侧间室骨关节炎患者疗效并不理想。他们回顾分析了19例（19膝）患者，平均年龄54.5岁（29～69岁），平均随访4.3年（2～9年），最终患者的功能评分和髋-膝-踝角均得到显著改善，但7例患者（36.8%）接受TKA。

2.2. LOWHTO

2.2.1. 优势与不足

LOWHTO的优点在于手术入路为常用的外侧入路，可以同时行外侧半月板、软骨手术；术中可以精确控制撑开高度，方便调整角度。不足在于可能发生医源性腓总神经损伤，内固定物容易刺激皮肤、软组织引起不适^[32]。

2.2.2. 手术预后

关于LOWHTO治疗膝外翻性骨关节炎的研究最早由Marti等^[34]报道，包括36例患者，平均年龄43岁（17～66岁），对患者行LOWHTO同时截断腓骨中段，并取髂骨植骨填充张开的间隙。术后随访5～21年，膝关节功能达优秀9例（26%）、好21例（62%）、一般3例（9%）、较差1例（3%）；3例患者出现腓总神经短暂性麻痹。作者认为在严格遵循适应证前提下正确使用LOWHTO技术，是治疗膝外翻性骨关节炎一个很好的选择。

Collins等^[33]报道了不需要腓骨截骨的LOWHTO技术治疗膝外翻性骨关节炎患者，术前排除股骨远端外侧角异常患者。纳入研究的23例（24膝）患者平均年龄39岁，其中16例曾行外侧半月板切除手术；随访时间24～96个月，最终患者下肢功能量表（LEFS）、膝关节损伤和骨关节炎预后评分（KOOS）均得到显著改善；以TKA为终点，平均4.3年生存率达91%。他们认为对于需要矫正<1 cm的膝外翻性骨关节炎患者，该术式可取得良好结果，是一种有效的治疗选择。

3. 术式的选择

传统观念认为膝外翻畸形的主要来源是股骨畸形，因此大多数研究选择DFVO治疗。但是Eberbach等^[39]分析了420例膝外翻畸形（机械股胫角≥4°）患者的站立位全长X线片，发现41.0%膝外翻畸形来源于胫骨，23.6%为股骨，26.9%同时来源于股骨和胫骨，8.6%为关节内或韧带。他们认为膝外翻畸形在大多数患者中可归因于胫骨畸形，内翻截骨术治疗外侧间室骨关节炎更应选择胫骨端进行，或在相关患者中选择股骨、胫骨联合截骨术，以避免术后关节线倾斜。

不同的截骨术式优缺点不同（表1），因此术前准确判断畸形来源、根据需要矫正的角度大小进行术前计划、选择最佳的截骨部位和术式，尽量避免关节线倾斜，可能会进一步提高膝外翻性骨关节炎截骨手术的功能评分和生存率。

表 1.

Advantages and disadvantages of different osteotomies for valgus knee osteoarthritis

不同截骨手术方式治疗膝外翻性骨关节炎的优缺点

手术方式 Osteotomy		优点 Advantage		缺点 Disadvantage
DFVO	MCWDFO	矫正角度大；骨与骨直接接触，骨延迟愈合、骨不连发生率低；无需植骨；结构稳定性好，患者可以早期负重[6-7]。		膝关节屈曲时对关节接触的影响很小；截骨次数多，操作相对复杂；楔形截骨准确性要求高，术中难以精确调整角度；血管损伤风险相对高[8，32]。
	LOWDFO	采用常用手术入路，暴露相对安全，可同时行外侧半月板、软骨手术；截骨一次完成，操作相对简单；术中可以精确调整截骨角度[4，30]。		膝关节屈曲时对关节接触的影响很小；结构稳定性相对弱；骨延迟愈合、骨不连发生率相对高；可能需要植骨；容易出现内固定物刺激软组织引起不适[14，18，32]。
HTVO	MCWHTO	膝关节屈伸时都可以影响关节接触；骨与骨直接接触，愈合率高，无需植骨；结构稳定，患者可以早期负重[32]。		不能同时处理外侧间室软组织；矫正能力弱（<12°），可能造成医源性关节线倾斜；楔形截骨准确性要求高，难以精确调整截骨角度[32，35]。
	LOWHTO	采用常用手术入路，可同时行外侧半月板、软骨手术；操作相对简单，术中可以精确调整截骨角度[32]。		矫正时撑开高度不宜超过1 cm；撑开较大时需要截断腓骨；存在腓总神经医源性损伤风险；内固定物容易刺激软组织引起不适[32-33]。

4. 总结

对于有症状的年轻、活动量大的膝外翻性骨关节炎患者，膝关节周围截骨术是一种安全、可靠的治疗选择，它可以延缓骨关节炎进展，推迟甚至避免TKA手术。轻度膝外翻（<10°）且畸形主要来源于胫骨的患者可以选择HTVO，来源于股骨或胫骨、股骨的患者选择DFVO；中重度膝外翻患者需要根据畸形来源，选择DFVO或股骨、胫骨联合截骨术。目前HTVO临床报道较少，还需要更多病例和长期随访证明其疗效。临床上医师应依据患者实际情况，如年龄、软组织条件、功能需求等，同时选择术者熟悉的手术方式，权衡利弊，才可以最大程度避免失败。合适的患者选择、精心的术前计划、谨慎的手术操作、分期康复锻炼，可以获得良好预后，减少并发症发生。

作者贡献：罗从风负责论文构思及设计、文章修改；谢雪涛负责观点形成；刘云飞负责撰写文章和资料收集。

利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。