胫骨假体后倾对Oxford单髁关节置换术后短期临床结果的影响

　　单髁关节置换术(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)治疗膝关节疾病创伤小、恢复快，人工关节(假体)20年生存率达91%[1]，但对手术技术要求较高，失败率仍高于全膝关节置换术[2]。胫骨假体的准确安放是预防UKA失败的重要因素[3]，不同的胫骨后倾角(posterior tibial slope，PTS)会对膝关节的稳定性、前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)的张力、聚乙烯垫片的磨损、负荷的传递及膝关节的屈曲间隙产生影响[4]。多数研究结果显示UKA的胫骨后倾十分重要，但对最佳的PTS尚未达成共识[5,6]。

　　牛津单髁假体是最成功的UKA人工关节之一，其10年生存率可达98%[7]。Oxford UKA的胫骨后倾设计未考虑到解剖差异，常规设为后倾7°截骨，但是术后PTS角度仍然变异较大，在不考虑术前PTS的情况下，术后不同的PTS不影响短期临床结果[8]。目前国内尚无关于UKA PTS的相关研究，通过测量我院行Oxford UKA患者手术前后的PTS，探讨手术前后PTS变化对短期临床结果的影响。

　　1资料与方法

　　一、一般资料

　　回顾性分析2014年1月至2015年12月于中日友好医院骨关节科行内侧Oxford UKA的116例(128膝)患者资料。纳入标准：(1)膝关节前内侧骨关节炎或局限于股骨内髁的膝关节自发性骨坏死；(2)疼痛局限于内侧，且交叉韧带完整；(3)膝关节活动度>90° ，屈曲挛缩<10° ，内翻畸形<15°并可在被动应力下矫正至中立位。排除标准：(1)影像学资料不全或丢失患者；(2)膝关节侧位X线片胫骨过短影响测量者；(3)膝关节侧位X线片伴有胫骨明显旋转者。共100例(108膝)患者符合纳入排除标准，其中男性31例，女性69例，年龄47～90岁，平均67.2岁，平均身高(161.9&plusmn;8.4)cm，体重指数(body mass index，BMI)(26.2±3.3)kg/m2。根据术后PTS角度将患者分为<3°组，3°～5°组，5°～7°组，7°～9°组和>9°组，术后PTS角度减去术前PTS角度，正数代表后倾增大，负数代表后倾减小。

　　二、手术方法和术后处理

　　所有手术均由同一名主任医师完成。患者取平卧位，全身麻醉或硬膜外麻醉，常规应用止血带。采用小切口髌骨旁入路，使用MP操作技术进行截骨。胫骨截骨采用髓外定位，股骨截骨采用髓内定位。应用牛津骨勺及G形夹相连安装胫骨近端截骨向导，截骨向导远端固定于踝部，轴线指向踝关节中心偏内侧，参考胫骨前缘中段胫骨棘，目标为7°后倾进行胫骨水平截骨[9]。脉压冲洗骨面，采用骨水泥固定第三代Oxford假体，通过间隙测量安放合适厚度的半月板衬垫。不放置引流管，预防性应用抗菌药物，术后3 h进行股四头肌主动收缩练习和直腿抬高锻炼，鼓励患者早期下地。

　　三、影像学测量

　　手术前后的测量均由同一名研究者利用我院影像归档和通信系统完成。在标准膝关节侧位X线片上测量，通过腓骨头与胫骨的相对位置及股骨内外髁重叠情况评估旋转[5]。由于PTS测量的参考轴并未达成共识[10]，而文献报道胫骨近端解剖轴(tibial proximal anatomical axis，TPAA)最接近于矢状面胫骨的机械轴[11]，因此，选择TPAA(距关节面远端5～15 cm处胫骨皮质外缘的中点连线)作为测量的参考轴。TPAA的垂线与内侧胫骨平台或假体之间的夹角即为后倾角。

　　胫骨假体后倾角度测量方法：首先确定胫骨近端解剖轴作为参考轴，距关节面远端5～15 cm水平胫骨皮质外缘的中点连线，胫骨近端解剖轴的垂线与胫骨假体之间的夹角即为胫骨假体后倾角

　　四、随访方法

　　术后1、3、6、12个月门诊随访，此后每年随访1次。2016年12月对未进行门诊随访的患者集中进行一次电话随访，记录牛津膝关节评分(Oxford knee score，OKS)。

　　五、统计学方法

　　所有数据采用SPSS 19.0统计学软件进行统计分析。符合正态分布的计量资料采用±s表示，组间比较采用t检验，多组比较采用方差分析，采用Pearson相关性分析比较两组资料的相关性。以P<0.05为差异有统计学意义。

　　2结    果

　　一、手术结果

　　所有患者均顺利完成手术，无输血、感染、血栓等并发症发生。仅1例患者术后1周出现聚乙烯垫片脱位，进行更换垫片的翻修手术，术后恢复良好。

　　术前PTS为3.7°～19.0°，平均9.6°±3.4°，术后PTS为1.0°～12.9°，平均6.5°±2.2°，与术前相比差异有统计学意义(t＝9.053，P<0.01)，仅3例术后PTS超出推荐的±5°误差(2°～12°)。

　　二、随访结果

　　1例患者术后1年因心脏病死亡，1例患者术后2年因脑血管疾病无法下地活动，6例(8膝)患者无法配合检测OKS，10例(12膝)患者失访。最终82例(86膝)患者获得随访，随访时间1.0～2.9年，平均2.0年。末次随访时OKS为31～48分，平均(43.0±4.1)分。与术前相比，术后12例(12膝)患者PTS增大，OKS为(40.5±5.2)分，术后70例(74膝)患者PTS减小，OKS为(43.4±3.8)分。PTS增大和PTS减小患者的OKS差异有统计学意义(t＝2.347，P＝0.021)。术后PTS角度<3°组、3°～5°组、5°～7°组、7°～9°组和>9°组之间的OKS差异无统计学意义(F＝1.695，P ＝0.159)(表1)。      三、相关性分析结果

　　术后PTS与术前PTS呈正相关(r＝0.201，95%CI：0.001～0.396，P＝0.037)；与身高(r＝－0.185，95%CI: －0.373～0.007, P＝0.056)和BMI(r＝0.026，95%CI：－0.179～0.202，P＝0.79)无相关性。

　　OKS与术后PTS和手术前后PTS的变化呈负相关(r＝－0.255，95%CI：－0.063～－0.427，P＝0.018；r＝－0.292，95%CI: －0.08～－0.475，P<0.01)。

　　3讨    论

　　一、胫骨后倾的测量及影响因素

　　目前对于胫骨后倾的研究中，测量的参考轴尚未达成共识，部分参考胫骨后缘皮质，部分参考胫骨矢状面机械轴[5,10]。不同参考轴之间差异较大，以胫骨前缘皮质为参考轴测量PTS为13.8°，以胫骨后缘皮质为参考轴测量PTS为7.8°[11]，因此，选择合适的参考轴至关重要。Oxford UKA假体参考西方国家人群中胫骨平台的平均后倾角度设计为7°后倾[8]。大样本研究结果显示，术前PTS的解剖变异很大，以胫骨的机械轴为参考轴，行内侧UKA患者的术前PTS平均为6.8°±3.3°，44.5%的患者术前PTS>7°[12]。有研究结果显示TPAA最接近矢状面胫骨的机械轴[10,11]，因此，本研究选择TPAA为参考轴测量胫骨后倾。曲铁兵等[13]的研究结果显示，我国人群的术前PTS平均为11.3°，欧美人群的术前PTS平均为6.8° [8,12]，分析由于种族差异可能会影响PTS。本研究结果显示，术前PTS平均为9.6°，与Utzschneider等[10]的研究结果接近。本研究术后PTS平均为6.5°，仅3例超出推荐的±5°误差。牛津研究中心的数据显示，92.4%的患者UKA术后PTS在推荐范围内[8]。本研究中97.2%的患者术后PTS在推荐范围内，证明对于术前PTS较大的患者，采用MP技术可获得满意的术后PTS。

　　本研究中所有手术均为同一名经验丰富的术者完成，术后PTS仍存在较大变异。我们对影响术后PTS的因素进行分析，术后PTS与患者身高之间的相关性分析差异虽无统计学意义，但仍呈轻度负相关趋势，考虑可能由于身高较高的患者胫骨相对较长，因此在踝关节水平髓外定位杆与胫骨远端之间距离相对较大，容易产生后倾较大的错觉，调整后倾容易使后倾角度较小。因此对于身高较低的患者要预防胫骨后倾过大。患者胫骨前缘皮下脂肪厚度可在一定程度上影响术者对胫骨棘的触感，影响放置髓外定位杆的准确性，从而影响术后PTS，BMI可在一定程度上反映皮下脂肪厚度，但本研究结果显示术后PTS与BMI无相关性。术后PTS与术前PTS呈正相关，推测可能与Oxford UKA手术操作有关，术中放置胫骨截骨板时需参考屈膝时的关节间隙应用G形夹与骨勺连接，术前不同PTS可能对胫骨截骨导向板的安放产生一定影响。

　　二、胫骨假体后倾对临床结果的影响

　　Clarius等[14]关于假体位置与短期临床结果的研究中，88%的患者术后PTS在2°～12°的推荐范围内，与术后PTS超出推荐范围的患者短期临床结果差异无统计学意义。Gulati等[8]将术后PTS分为两组进行比较，4.5°～9.5°被认为是接近7°组，与超出此范围的患者相比OKS差异无统计学意义。本研究将术后PTS进一步细分，各组之间差异无统计学意义，与国外的研究结果相似。但是单纯研究术后PTS，并未考虑到其术前生理后倾的情况。Chatellard等[15]对559例UKA的10年随访生存率的研究结果显示术后PTS>5°或手术前后PTS变化>2°时，假体的生存率更低，但是后倾角度并未影响临床功能评分，建议PTS应恢复生理后倾角度。相关研究结果显示，以胫骨后侧皮质为参考轴测量术前PTS比以TPAA为参考轴小3°[10]。本研究的结果显示，术后PTS减小患者的OKS更高，差异有统计学意义。本研究中术后PTS<3°组OKS较其他组高，7例患者术后PTS均较术前减小，因此术后PTS减小可能获得更佳的临床结果。

　　胫骨平台后倾包括骨性后倾和半月板后倾。由于内侧半月板后角比半月板前角厚，因此半月板后倾角比骨性后倾角小。而实际上膝关节股胫关节的最高接触面是半月板与股骨髁的接触，因此在生理状态下与股骨髁所接触的胫骨关节面的后倾角小于骨性PTS。UKA需要尽可能恢复膝关节的生理后倾角[6,12]，如果术后PTS较术前骨性PTS增大，那么与术前生理状态胫骨关节面后倾相比，术后的后倾角会增大更多，从而会影响胫股关节的生物力学，这可能是术后PTS增大患者的OKS较低的原因。对于术后PTS减小的患者，如果减少角度恰好抵消术前半月板后倾的角度，胫骨后倾可恢复至生理状态。这可能是本研究中OKS与术后PTS及手术前后PTS变化存在轻度负相关的原因。因此术后PTS减小可能使UKA术后膝关节更接近于生理状态，临床结果更佳。

　　胫骨平台后倾的变化会对膝关节的生物力学产生明显影响。胫骨平台后倾使胫股关节的接触应力产生向前的剪切力，同时地面的反作用力及肌肉的作用共同产生向前的剪切力，这种合力由ACL拮抗[16]。在增大胫骨后倾后，无论是行走、站立还是下蹲，向前的剪切合力均呈线性增大，使胫骨前移及ACL的张力增高。胫骨后倾每增加10°，无论ACL完整与否，单足站立时胫骨都会前移6 mm[17]，行走、站立和下蹲时分别前移5 mm、4 mm和3 mm。胫骨后倾每增加5°，行走时ACL的张力比正常情况下增加26%。因此PTS增大会增加胫骨前移，引起ACL的拉长甚至断裂[5,18]。胫骨的前移会影响膝关节伸屈时髌腱角的变化[19]，同时后倾增大可能会引起髌股关节不稳定，影响UKA术后膝关节的生物力学稳定，这可能是本研究中PTS减小患者的OKS略高于PTS增大患者的原因。

　　对UKA超过16年的长期随访结果显示，假体松动组的PTS大于未松动组[5]。对于初次手术时ACL不完整的18例UKA患者，接受翻修的7例患者PTS均>8°，而长期临床结果较好的11例患者PTS均<5°，胫骨前移很小。5例后倾>10°的患者术后随时间延长胫骨前移逐渐增大，提示由于后倾过大导致ACL出现断裂，因此建议后倾应≤7°，尤其是对于ACL不完整的患者。该研究以胫骨后侧皮质为参考轴测量PTS，推测如果选择TPAA为参考轴则PTS不应超过10°。目前部分学者认为ACL是否完整并不是UKA的绝对禁忌证[20]，对于ACL不完整的患者行UKA，精确控制后倾角度，避免后倾过大至关重要。

　　不同后倾角度对负荷的传递有着明显的影响，关于Oxford UKA的有限元力学分析研究结果显示，增大PTS可使胫骨后内侧皮质及松质骨应力逐渐增加，且增大了外侧间室载荷和软骨接触应力，而胫骨前倾使胫骨前内侧皮质应力明显增加。该研究推荐活动平台UKA选择0°～7°胫骨假体后倾。Small等[4]的研究结果显示，后倾3°载荷分布最平衡。UKA早期失败的研究中发现，胫骨后倾角度与胫骨假体塌陷的位置有关，后方塌陷的PTS平均为12°[6]。因此，为了使胫骨平台应力分布更佳，PTS不应过大，但也要避免前倾。

　　Oxford UKA采用活动平台设计，可减少聚乙烯垫片的磨损。有研究认为适当增大PTS可减少聚乙烯垫片在胫骨假体上的移动，减少聚乙烯背面磨损，综合考虑ACL等因素，推荐PTS为4°～8°[21]。对固定平台UKA的研究结果显示，增加PTS会使膝关节屈曲间隙增大，伸直间隙减小，影响术后膝关节的伸直角度[3]。然而对于Oxford UKA，屈曲间隙由最初的胫骨截骨决定，然后逐渐截去股骨远端直至伸屈平衡。因此，Gulati等[8]认为后倾并不影响伸屈。伸屈平衡为20°～90°，超过此范围时伸屈间隙平衡可能受PTS影响[22]。

　　综上所述，Oxford UKA术后不同PTS对短期临床结果影响较小，但是不同PTS会对膝关节的前后稳定性、ACL的张力、聚乙烯垫片的磨损、负荷的传递及膝关节的屈曲间隙产生一定影响，影响长期临床结果。Chatellard等[15]认为UKA应恢复其术前后倾，但是需行手术治疗的膝关节的术前PTS并不一定是最佳PTS[21]。目前对最佳PTS尚未达成共识，需要进一步的研究。本研究未对术后膝关节活动度等问题进行探讨，且随访时间较短，存在一定的局限性，尚需大样本长期随访研究。