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全膝關節置換術后半屈曲不穩研究進展

文章出處: 作者: 人氣: 發表時間:2019-08-09 09:40:45

 來源:中國矯形外科雜志2019年7月第27卷第14期

 

全膝關節置換技術(TKA)已成為治療重度膝骨性關節炎和類風濕性關節炎的重要手段,20%患者術后一直存在膝關節疼痛和功能受限等不適,其中一個重要原因就是TKA術后膝關節不穩定。半屈曲不穩定在1990年最先由Martin和Whiteside通過對新鮮尸體膝關節標本研究后提出,并且指出關節線上移是其中一個重要的因素,另外假體位置、類型、軟組織條件、脛骨后傾角度等均是其影響因素。TKA術后半屈曲不穩定會引起患者術后功能欠佳甚至早期手術失敗的可能。早在2002年就有文獻統計,膝關節翻修中約有50%的患者是由膝關節術后不穩定所致,成為TKA術后翻修第三大誘因。到2015年已上升為膝關節翻修中第一大病因。2017年通過對18065例TKA至少5年以上的隨訪研究發現,關節翻修中膝關節不穩占24.4%的比例,其中屈曲不穩定占大多數。迄今為止,盡管存在不少關于半屈曲不穩定的研究,但其仍只是一個具有爭議且引起TKA術后功能欠佳的理論上可能的因素。筆者就全膝關節置換術后半屈曲不穩的研究進展做一綜述。


定義


TKA術后,伸直位及屈曲90°時穩定,半屈曲時不穩定,主要表現為上下樓梯或由坐位轉為站立位時膝關節不穩定。也有定義為:TKA術后,從伸直位到屈曲90°位過程中出現脛骨側旋轉半脫位。膝關節在伸直0°位及屈曲90°位穩定,但在屈膝30°~45°時出現內外翻不穩定。


臨床表現


不少TKA術后患者在伸直位和屈曲位平衡,但是卻一直存在膝關節疼痛、腫脹、半屈曲不穩定。這些病人會一直抱怨上下樓梯或由坐位轉站立位時的膝關節疼痛不適,膝關節復發性積液,或者上述癥狀長時間反復出現并惡化卻沒有抱怨屈膝中期不穩。


導致TKA術后半屈曲不穩定可能因素


假體因素    假體類型、位置:關于假體因素這一塊研究較多,2018年,EvangelistaPJ等分別通過改變PS(GMPS、HFPS)和兩種CR(GMCR、HFCR)假體在水平面、矢狀面上下、前后移動位置,來檢測內外側副韌帶等軟組織在屈曲15°~75°時張力值,發現上移股骨、脛骨假體和前移股骨假體會導致內外側副韌帶張力變化,引起TKA術后半屈曲不穩。雙后交叉韌帶替代型假體TKA術后屈膝中期未出現半屈曲不穩定,盡管有文獻研究指出:較正常膝關節對比,在屈膝30°~60°時,雙交叉韌帶替代型假體術后屈膝中期出現股骨輕微前后移動,但并沒有相應的半屈曲不穩定癥狀出現,可能跟該假體具有類似前后交叉韌帶穩定作用有關。移動型平臺假體和固定型平臺假體:移動性平臺假體聚乙烯墊片可活動,且假體間的型合度好,從而減少了聚乙烯磨損和假體松動,且因聚乙烯假體的可活動性可自行矯正術中因操作不當導致的假體輕度旋轉不良,更為重要的是不同于固定平臺型假體,前者假體凸輪機構參與了屈膝30°和75°時的穩定作用,后者假體凸輪結構只參與到了屈膝75°時的穩定,所以移動型假體比固定型假體在避免了TKA術后半屈曲不穩定發生更具優勢。高屈曲位型假體和屈曲限制型假體:通過分層隨機抽樣檢測方法分析對比了136例高屈曲型TKA和114例屈曲限制型TKA術后情況,發現高屈曲型假體的吻合點可以更靠后,屈曲幅度更大,而屈曲限制型假體術后更容易出現早期屈曲時凸輪力柱的碰撞,引起股骨髁假體松脫,導致半屈曲不穩定可能。單半徑假體:從屈曲0°到70°,代表股骨相對脛骨旋轉的股骨內外側中心軸連線位置相對脛骨平臺一直沒有改變,另外內部凸輪結構在屈曲早期約55°時候就參與了其中,從而減少了屈膝過程中股骨前后矛盾運動和力學改變,避免了TKA術后半屈曲不穩定。


有假設認為對于多半徑假體不同于單半徑假體,隨著膝關節屈曲程度增加,假體半徑逐漸變化,可能會引起內外側副韌帶張力變化從而導致TKA術后半屈曲不穩定。然而有文獻比較單半徑假體和多半徑假體發現,在屈膝45°時,單半徑假體組內側副韌帶淺層長度增加了1.7mm,多半徑假體組則增加了3.5mm;多半徑假體中股骨后髁更加膨出,從而否定了之前的假設。在另外一篇關于單半徑和多半徑假體穩定性比較的文章中提到,兩者只在屈膝30°時才會在冠狀面上內外側間隙之間出現0.7°的差異性(P>0.05),臨床癥狀無特異性。通過15項研究,2212例TKA術后分析,發現兩者在術后功能評分、假體生存率、術后并發癥等各方面無明顯差異,并且特別強調單半徑假體不能保證假體半屈曲穩定。HinoK等認為PCL對于膝關節半屈曲穩定性維持具有重要意義,并且通過對比發現,計算機導航下CR型TKA術后半屈曲穩定性優于PS型TKA(P<0.05)。Ha?maiS等同樣證實,CR型假體在屈膝早期有聚乙烯前唇阻擋,深屈曲時有PCL穩定,全程屈伸膝關節穩定性優于PS型假體,并且指出PS型假體凸輪結構主要是對屈膝75°以上起到類似PCL穩定作用,但是上下樓梯時屈膝角度沒有達到75°,故沒有起到維持半屈曲穩定作用。另外有研究發現,對于CR型TKA盡管在伸直位和屈膝90°時候膝關節穩定性良好,屈膝15°~45°時股骨外側髁比內側髁至少高2.4mm(P<0.05),可能與假體的設計、假體的位置不良、軟組織過多或不合理松解、上移關節線等有關,從而指出,盡管術中的伸直位和屈膝90°位時穩定,卻不代表術后屈膝中期的穩定。另外也有文獻發現半屈曲不穩定引起膝關節翻修中很多是CR型TKA。


假體的型號:假體的型號大小、脛骨墊片的厚度等因素均可成為影響TKA術后半屈曲穩定的因素。使用機器人檢測系統對5具新鮮膝關節尸體標本CR型TKA術后進行膝關節屈伸活動位前后移動、內外翻、內外旋轉檢測,通過改變股骨假體前后徑2mm尺寸和脛骨墊片1mm厚度,來觀察不同屈膝角度時數值變化,發現減小股骨前后徑2mm會引起屈膝中期的不穩定,效果等同于使用厚度減少1mm的脛骨墊片。


脛骨后傾截骨因素    因為對于不同PS型假體對脛骨后傾截骨角度要求不同,HamaiS通過研究指出PS型假體隨著脛骨后傾截骨角度增大,因為缺乏PCL的限制作用,會引起屈膝時前側股骨后滑動及與股骨前柱撞擊,引起早期的假體的磨損和半屈曲不穩定的可能性,而CR型假體因為有PCL的限制作用則不會出現,從而指出TKA中應合理選擇PS型假體型號。并且,DaiY等借助7具具有完整膝關節PCL的新鮮冰凍尸體進行實驗,使用計算機導航技術行CR型TKA術時分別對脛骨平臺行后傾1°、4°、7°、10°截骨,發現脛骨后傾角度從10°到1°變化時,屈曲間隙逐漸變小的同時引起屈曲中期時股骨前皮質移動多達5mm以上,但是沒有引起術后膝關節半屈曲不穩定且對于高屈曲無影響,從而證實了脛骨不同后傾截骨主要影響了PS型假體。KangKT等指出脛骨后傾角度過小導致PCL過緊,引起術后關節僵硬、屈膝時股骨髁回滾過多、假體磨損、韌帶破裂等可能,而脛骨后傾角度過大,則引起屈膝時股骨髁回滾不合理、股骨內側后髁位置不正、生物力學欠佳等情況。Shel?burneKB等同樣發現,隨著脛骨后傾角度增加,PCL張力變小。從而證實,不同脛骨后傾截骨角度,會引起PCL張力變化,從而可能引起TKA術后半屈曲不穩定可能性。


屈伸間隙平衡對半屈曲穩定性影響    TKA術后屈伸間隙平衡情況會影響到半屈曲穩定性。HinoK等分別通過對膝關節屈曲0°和90°的穩定性與該屈曲中期穩定相關性研究,發現:屈曲0°只與屈曲10°、20°穩定性相關,而屈曲90°與整個屈曲中期穩定性均相關。可能與伸直間隙主要靠后方關節囊維持,而屈曲穩定性主要與側副韌帶相關。另外一篇同樣的研究發現:伸直間隙略緊,屈曲間隙松緊合適組和伸直、屈曲間隙均緊張組半屈曲穩定性優于屈曲間隙緊張、伸直間隙適當組。


關節線    對于關節線改變與膝關節松緊關系的研究不多,盡管早在1980年,Martin和Whiteside教授通過對尸體標本研究發現:上移關節線5mm以及前移股骨髁假體5mm會引起冠狀面和矢狀面上半屈曲不穩定。自此之后,對于股骨遠端每加截2mm引起多大的屈膝中期松弛就再也沒有文獻研究。可能原因如下:(1)沒有一個標準統一的測量冠狀面上松弛程度的方法;(2)屈膝中期不穩本身就是一個模糊不定的概念。更重要的是目前測量其內外側或前后側松弛的程度和成角度方法也不準確,哪怕使用計算機導航技術也只能精確到1mm或者1°。直到近期才有報道說CrossMB等通過對尸體標本研究發現,股骨遠端常規9mm截骨后第一次加截2mm會引起屈膝30°、60°時候冠狀面內外側間隙接近2°~4°松弛間隙,再次追加股骨遠端2mm截骨后,引起屈膝30°、60°時候冠狀面內外側間隙再次增加約2°,從而提出股骨遠端每加截2mm截骨會引起冠狀面上內外側間隙約2.5°差異。盡管不確定是否與臨床相關,但是至少在統計學上有了重大意義。當然該實驗也存在些許不足之處:(1)尸體標本沒有完整的骨盆結構;(2)只是在尸體標本上面進行的測量,沒有肌肉組織的參與,并不知道該數據是否同樣適用于活體膝關節。當然該實驗也提醒了術者在手術操作中需要先松解軟組織、去除骨贅,后截骨,避免過多截骨出現,改變關節線位置,從而增加半屈曲不穩定風險。然而,有文獻研究認為,對于非攣縮型的膝關節人為抬高膝關節線后,并沒有引起屈曲中期的不穩定。


截骨定位影響     參考解剖軸定位截骨,膝關節伸直位和屈膝90°時內外側間隙差不超過2mm,而在屈膝過程中,則外側間隙明顯大于內側間隙,在高屈曲位時,則內側間隙明顯大于外側間隙;參考機械軸定位截骨,在整個膝關節屈伸過程中,內外側間隙差異一直維持在2~3mm,比較穩定。


測量及診斷方法


盡管屈膝中期不穩的概念被清楚認識,但是其會不會給患者帶來臨床上的一些不適一直未能明確,這是因為迄今為止測量方法不多,沒有一個客觀的數據。其中一個方法就是使用張量裝置來測量,盡管有文章提到過該方法,但是該裝置不能插入到假體中。使用熒光鏡檢測發現,TKA術后關節表面的假體形狀也會影響到膝關節的運動學尤其在屈膝中期時。然而老式的張量測量裝置因為不能跟關節假體附在一起,所以并不能準確的測量出關節實際的間隙,YukihideMinoda使用一種新式的張量測量裝置,可以跟關節假體附在一起,準確的測量出TKA術后膝關節內外側間隙情況。MochizukiT等使用關節動度計KT-1000通過對110例TKA術后患者膝關節X線測量,結合對患者膝關節功能不穩評分,發現股骨髁位置前后移動超過7mm時會導致TKA術后半屈曲不穩定可能性。同樣在半屈曲位時,膝關節冠妝面內外側間隙差異>2°導致TKA術后半屈曲不穩定可能性。


補救方法


盡管TKA術時,伸直位和屈膝90°時穩定,為獲得屈伸全程的穩定,準確的軟組織松解、膝關節線重建、假體的位置必需得以保證。無論是PS型TKA還是CR型TKA,對于術中檢測發現屈膝中期不穩定,如屈膝中期過緊,則可以加截股骨遠端和后髁骨質,加厚脛骨墊片厚度,必要時候使用小一號股骨假體;如屈膝中期過松,則可以通過后移股骨假體、減少脛骨后傾角度、增加poly厚度,從而獲得屈伸過程中的穩定。


小結


TKA術中不合理軟組織松解、不準確截骨、假體選擇及放置不準確等均會引起術后半屈曲不穩定,導致患者術后功能不佳。半屈曲不穩定是一個具有爭議且只是引起TKA術后膝關節功能不佳理論上可能的因素,還需進一步研究來確切其在臨床上的意義。

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