全膝关节置换过程中髌股关节轨迹不良的处理-

1、中国组织工程研究 第17卷 第13期 20130326出版Chinese Journal of Tissue Engineering Research March 26, 2013 Vol.17, No.13 doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.13.007 潘永谦,李健,杨波,张平,王簕,钟志宏. 全膝关节置换过程中髌股关节轨迹不良的处理J.中国组织工程研究,2013,17(13:2327-2332.ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH2327www.CRTER .org潘永谦

2、,男,1967年生,广东省广州市人,汉族,1990年广州医学院毕业,硕士,副主任医师,主要从事关节外科方面的研究。kevinpan通讯作者:李健,教授,广州医学院第三附属医院,广东省广州市 510150中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (201313-02327-06收稿日期:2012-07-17 修回日期:2012-08-30 (20120517009/M ·C全膝关节置换过程中髌股关节轨迹不良的处理潘永谦,李 健,杨 波,张 平,王 簕,钟志宏广州医学院第三附属医院骨科,广东省广州市 510150文章亮点:针对全膝关节置换过程中发现髌股关节轨迹不

3、良,“No Thumb ”试验为阳性,特别是髌骨持续性脱位的患者,设计个性化的治疗方案,包括进行髌骨内外侧软组织平衡和Goldthwait-Roux 术,并具体描述其操作步骤。 关键词:骨关节植入物;脊柱植入物;植入物临床应用;人工全膝关节置换;人工假体;髌股关节;轨迹不良;Goldthwait-Roux 术;髌骨;稳定性;影像学;髌韧带;重建;骨关节植入物图片文章摘要背景:人工全膝关节置换后膝前痛的主要原因是髌股关节并发症。 目的:探讨全膝关节置换过程中髌股关节轨迹不良的处理方法。方法:31例32膝在全膝关节置换过程中出现髌股关节轨迹不良,均为女性,年龄53-85岁,平均68.5岁,病程8-

4、25年,平均22.3年,其中骨性关节炎27例28膝,类风湿性关节炎4例4膝。膝外翻角12°-32°,平均20°Q 角为13°-23°,平均16°。采用正确截骨,调整假体位置,髌骨内外侧软组织平衡,或加行Goldthwait-Roux 术进行纠正。结果与结论:随访时间12-120个月。膝关节平均活动度数(98.2±10.3°。KSS 评分从置换前平均35分提高到置换后平均81分;KSS 功能评分从置换前平均34分提高到置换后平均83分。置换后切口均期愈合,未发生皮肤坏死、切口感染等并发症。屈膝45° Knu

5、tsson 髌骨轴位X 射线片检查无髌骨倾斜、半脱位或脱位。结果说明在全膝关节置换过程中出现髌股关节轨迹不良时采用稳定性假体,正确截骨及调整假体位置,髌骨内外侧软组织平衡,或加行Goldthwait-Roux 术,可取得比较满意的疗效。Treatment for patellofemoral maltracking in total knee arthroplastyPan Yong-qian, Li Jian, Yang Bo, Zhang Ping, Wang Le, Zhong Zhi-hongDepartment of Orthopedics, the Third Affiliated

6、 Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510150, Guangdong Province, ChinaAbstractBACKGROUND: The complication of patellofemoral joint is the main cause of anterior knee pain after total knee arthroplasty.OBJECTIVE: To explore the strategies and treatment methods of patellofemoral maltra

7、cking in total knee arthroplasty.METHODS: Thirty-one patients (32 knee joints had patellofemoral maltracking in total knee arthroplast. All the patients were female, aged 53-85 years old, averaged in 68.5 years old. The course of the disease was 8-25 years (22.3 years on average. Among all the cases

8、, 28 knees of 27 cases were diagnosed as having osteoarthritis, four knees of four cases were rheumatoid arthritis. The valgus angle was 12°-32° (20°on average and the Q angle was 13°-23° (16° on average. Correct osteotomy and prosthesis positionadjustment, balancing so

9、ft tissue of lateral and medial side of the patella or Goldthwait-Roux methods were used for correcting patellofemoral maltracking in total knee arthroplasty. Pan Yong-qian, Master, Associate chief physician, Department of Orthopedics, the Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, G

10、uangzhou 510150, Guangdong Province, China kevinpanCorresponding author: Li Jian, Professor, Department of Orthopedics, the Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510150, Guangdong Province, ChinaReceived: 2012-07-17 Accepted: 2012-08-30 RESULTS AND CONCLUSION: All the

11、patients were followed-up for 12-120 months postoperatively. Average range of motion of the knee joint was (98.2±10.3°. The Knee Society Score was increased from preoperative 35 points to postoperative 81 points; and the function score of Knee Society Score was increased from preoperative

12、34 points to postoperative 83 points. After replacement, all incisions were well-healed by first intension, and complications such as necrosis of the skin and wound infection did not occur. Knutsson X-ray on axial position of the patella for 45° inflexion of the knee was found no tilt, subluxat

13、ion or dislocation of the patella. For correcting patellofemoral maltracking in total knee arthroplasty, adopting stabilized prosthesis, using osteotomy and adjusting the prosthesis position correctly, balancing soft tissue of lateral and medial side of the patella or Goldthwait-Roux can achieve qui

14、te satisfactory results.Key Words: bone and joint implants;spinal implants; implant chinical application; total knee arthroplasty; artificial prosthesis; patellofemoral joint; maltracking; Goldthwait-Roux; patella; stability; imaging; patellar ligament; reconstruction; photographs-containing paper o

15、f bone and joint implantsPan YQ, Li J, Yang B, Zhang P, Wang L, Zhong ZH.Treatment for patellofemoral maltracking in total knee arthroplasty. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2013;17(13:2327-2332.0 引言髌股关节轨迹不良是前膝痛的常见原因,是髌股关节常见疾病,是髌骨软骨软化、髌股关节骨性关节炎的重要病因之一,单独髌股关节置换疗效不佳,终末期大多要进行全膝关节置换,但是Aaron等1报道全膝关节置换后髌

16、股关节并发症发生率在4%-41%之间,而全膝关节置换翻修后髌股关节并发症发生率则高达45%。所有全膝关节置换过程中对髌股关节轨迹不良处理方法是一个争论的话题。作者在总结以往经验基础上在全膝关节置换过程中正确截骨及调整假体位置后,侧重对“No Thumb”试验为阳性的患者进行髌骨内外侧软组织平衡,或加行Goldthwait-Roux术,纠正髌股关节轨迹不良。1对象和方法设计:回顾性病例分析。时间及地点:2001年1月至2011年4月在广州医学院第三附属医院骨科完成。对象:诊断标准:符合美国风湿病学会确定的骨关节炎及类风湿性关节炎诊断标准2。纳入标准:随访资料完整,失访者不予纳入。有多年膝关节疼痛

17、、行走疼痛加重病史,经保守治疗无效者。符合髌股关节轨迹不良分级标准者。膝关节置换前评估能够耐受手术者。患者对治疗均知情同意,并签署知情同意书。排除标准:曾接受过胫骨截骨手术、伸膝装置手术或髌骨手术者。关节活动性感染及患肢肌力级以下者。有严重心、肺方面疾病者。纳入2001年1月至2011年4月在广州医学院第三附属医院骨科行全膝关节置换者31例,均为女性;年龄53-85岁,平均68.5岁;左膝15例,右膝17例;病程8-25年,平均22.3年。其中骨性关节炎27例28膝,类风湿性关节炎4例4膝。膝外翻角12°-32°,平均20°Q角为13°-23°

18、,平均16°18例同时伴有10°-30°、平均17°屈曲挛缩。置换前膝关节KSS评分24-45分,平均(35.0±7.4分;KSS功能评分27-42分,平均(34.0±7.6分。所有病例均行双下肢全长站立正位、膝关节正侧位和屈膝45°Knutsson髌骨轴位X射线片检查。根据髌股关节轨迹不良分级,一级18膝:单纯髌骨倾斜(标准为外侧髌股角< 0°。二级10膝:单纯髌骨半脱位(标准为髌骨适合角>16°。三级4膝:髌骨倾斜合并半脱位或脱位(标准为外侧髌股角<0°,并且髌骨适合角&g

19、t;16°。材料:假体选择包括不保留后交叉韧带(后稳定型-B(Zimmer,USA10例10膝和P.O. Box 1200, Shenyang 110004 www.CRTER.org2328 Nexgen-LPS假体(Zimmer,USA21例22膝。股骨假体采用单一屈曲半径设计,将膝关节屈曲轴线后移10 mm,以增加髌骨与膝关节屈曲轴之间的距离,从而增加伸膝装置的力臂,降低股四头肌收缩力,间接降低髌股关节间的应力,有利于降低膝前痛的发生率。假体设计模仿正常的股骨远端的解剖形态,具有凸起的前外侧翼以阻止髌骨向外侧脱位,股骨滑车较长,形态深窄,髌骨在屈膝时能够早期进入滑车槽内,增加了

20、髌骨的稳定性,这对于未置换髌骨的全膝关节置换意义更大3。技术路线:麻醉及手术入路:采用气管内插管全麻或腰硬联合麻醉。患者取仰卧位,用充气止血带压力为46.55-66.5 kPa。常规膝前正中纵形切口,髌旁内侧入路,切除髌前部分脂肪垫,前、后交叉韧带至显露膝关节。截骨方法及假体放置:一般情况下采用正常切模截骨,对于合并高度屈曲挛缩畸形的患者,根据具体情况进行股骨远端或胫骨近端的二次追加截骨,但截骨关节线的改变应控制在4 mm以内。股骨下端截骨:对于股骨下端内旋、膝外翻及股骨外髁发育不良的患者,外翻角< 20°的外翻畸形采用5°外翻截骨;外翻角>20°畸形

21、采用7°外翻截骨。股骨前后髁截骨时适当增大假体的外旋角度,减小外侧后髁的截骨量以改善屈曲位的外翻畸形及改善髌骨轨迹。股骨假体放置时应紧靠股骨皮质骨前缘,并相对外置。胫骨平台截骨:胫骨平台截骨前应先切除边缘的骨赘,暴露真实的胫骨骨床后进行,以免发生胫骨假体的外移,以平台为最低点进行截骨。胫骨平台缺损严重者应进行自体骨移植。假体放置应用自由定位法或将胫骨假体中心置于胫骨结节内侧1/3与外侧2/3的交界处。如仍存在髌骨向外脱位倾向及胫骨外旋畸形,则将胫骨假体稍向外移并适当外旋调整,但必须注意假体外侧部分不能超出胫骨皮质缘,以纠正胫骨外旋畸形4-5。髌骨截骨:髌骨假体位置尽量靠髌骨解剖中心的

22、内侧。适当选用小号的髌骨,髌骨的厚度应略小于术前。如果不置换髌骨,应咬除多余髌骨周缘骨赘,使之变小。截骨后尝试髌股关节轨迹运行试验,髌骨轨迹的判断采用“NoThumb”试验:在膝关节屈伸全程运动过程中,无任何外力作用于髌骨上,髌骨内、外侧关节面紧贴股骨假体的髌骨滑槽。在此过程中发生髌骨移位或倾斜等,均被认为髌骨轨迹不良。31例32膝“No Thumb”试验均为阳性,髌骨存在向外脱位倾向,可进行以下髌骨内外侧软组织平衡术式。外侧软组织松解、内侧关节囊紧缩:在外侧广泛软组织松解的同时,在适当拉紧紧缩内侧的缝线下逐步松解外侧支持带,一般从髌骨上缘1 cm松解至髌骨下缘1.0-2.0 cm,向下要切断

23、髌半月板韧带、髌胫韧带,必要时向上松解可达股外侧肌髌骨附着部、甚至部分股外侧肌与股直肌吻合部,以达到良好的髌股吻合关系为准。注意软组织修复覆盖假体,尽量避免在假体上直接缝合皮肤。将内侧支持韧带及关节囊充分切开,向下至髌韧带,向上至股内侧肌止点与股中间肌交界处,将切开的关节囊及支持带两边重叠紧缩缝合。进针以紧贴髌骨内缘,内侧出针点分别向内上、内下扇形分布,缝合线尽量在滑膜外侧穿过。如采用上述方法后髌骨仍不能复位,可加用以下Goldthwait-Roux术。Goldthwait-Roux手术:在髌腱中心纵行切开,将外侧部1/2从胫骨结节上剥离拉向内侧,新止点的骨皮质宜打磨成粗糙面,缝合于内侧缝匠肌

24、止点鹅足部,髌腱加固缝合,术中麻醉状态下能屈膝90°。注意移位重建后原外侧髌韧带张力必须与内侧髌韧带张力保持一致,以免影响术后股四头肌肌力。17例18膝经平衡髌骨内外侧支持带张力、适当调整胫骨假体位置后,髌股关节轨迹恢复正常。14例14膝需行Goldthwait-Roux手术。术后康复:未行Goldthwait-Roux手术者:术后2 d拔除引流管进行下肢CPM锻炼,同时行股四头肌等长收缩功能锻炼和膝关节按压伸直锻炼,三四天后开始下地负重站立及扶拐行走。行Goldthwait-Roux手术者:开始调整CPM屈膝至40°,2周屈膝达70°,并扶拐逐渐负重行走;3周屈

25、膝达90°,逐渐过渡至行走训练。2结果2.1 参与者数量分析31例患者均进入结果分析,中途无脱落。2.2 KSS评分、KSS功能评分全膝关节置换后随访时间12-120个月,平均43.6个月。KSS评分70-92分,平均(81.0±5.6分;KSS功能评分80-92分,平均(83.0±6.2分。2.3 膝关节平均活动度数置换后膝关节活动度数为80°-115°(98.2±10.3°。2.4 屈膝45°Knutsson髌骨轴位X射线片检查结果出现髌骨倾斜(髌股关节轨迹不良分级一级4例、无半脱位ISSN 2095-4344

26、 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH2329P .O. Box 1200, Shenyang 110004 www.CRTER.org2330 或脱位。有1例患者置换后出现单侧腓总神经麻痹现象,随访半年后恢复正常。2.5 不良反应 关节置换后切口均期愈合,未发生皮肤坏死、切口感染等并发症。未出现金属过敏的排斥反应,至随访期末X 射线片均显示人工膝关节位置正常。2.6 典型病例分析 患者女,71岁,右膝关节骨性关节炎,病程15年,置换前KSS 评分44分,KSS 功能评分33分,髌股关节轨迹不良分级三级,置换后KSS 评分78分,KSS 功能评分81分,X 射线片所见正常,见图

27、1。3 讨论3.1 全膝关节置换过程中纠正髌股轨迹不良的重要性 全膝关节置换后髌股关节并发症主要包括髌骨脱位或半脱位,髌骨假体撞击磨损,松动失效及假体周围髌骨骨折。伸膝装置不平衡及继发髌骨运动轨迹不良也是全膝关节置换后膝前痛的最常见原因6,也会严重影响人工关节的使用寿命7-9。3.2 全膝关节置换过程中对髌股轨迹不良的处理方法 髌股关节轨迹不良包括以下两大因素:静力性因素:股骨外髁发育不良,髁间窝变浅,滑车角>140°,膝外翻,股骨远端内旋或胫骨近端外旋。髌骨发育不良,高位髌骨。动力性因素:伸膝力线不正,即对线异常,髌韧带止点较正常人偏外侧。髌骨内侧力量减弱,股内侧肌先天性高位

28、附着,止点位于髌骨上极,造成肌肉收缩垂直力线增加髌骨外移趋势,内侧髌股韧带急性或慢性损伤引起松弛。髌骨外侧力量增强,胫束、外侧支持带、关节囊挛缩,股外侧肌止于髌骨外侧。作者在人工全膝关节置换过程中针对上述因素进行技术调整,恢复髌骨内侧面与外侧面接触压力平衡,使内侧面应力增加,可改善髌股关节活动轨迹和降低局部应力峰值以及髌股假体间作用力,对治疗髌股关节轨迹不良起积极作用。假体安置:股骨假体安置:对于髌股关节轨迹不良的病例应加大股骨假体外旋角度才能迎合髌骨轨迹。目前最为常用的定位线包括10:外科髁上轴、前后线(或Whiteside 线、股骨后髁线。前后线近似垂直于外科髁上轴,股骨后髁线与外科髁上轴

29、的夹角平均为(3.44± 1.08°,男性(3.81±0.91°,女性(2.97±1.09°,男女差异有显著性意义。如初次全膝关节置换过程中膝外翻伴股骨后外侧髁发育不良或缺损的病例,使用股骨后髁线定位线往往使股骨外侧髁截骨过多,导致股骨假体内旋,使髌骨滑动槽向内倾斜,形成髌股关节面对合不良,导致Q 角加大,髌骨滑动轨迹异常,但外旋角度过大则会出现屈曲间隙不对称,屈曲时内侧间隙大于外侧间隙,导致术后屈曲位不稳定。因此正确股骨外旋截骨角度是确定髌股轨迹运动轨迹的基础。作者认为以外科髁上轴为首选参照线对股骨假体轴向旋转进行定位,可获得良好的

30、髌骨轨迹,降低髌骨外侧支持带的松解率。不A :置换前屈膝45°Knutsson 髌骨轴位X 射线片显示髌股关节轨迹不良分级三级图1 患者女,71岁,右膝关节骨性关节炎,病程15年,全膝关节置换前髌股关节轨迹不良分级三级,置换后X 射线片显示髌骨位于正常位置Figure 1 A 71-year-old female patient with right kneeosteoarthritis, the course was 15 years, three degree of patellofemoral maltracking before total knee arthroplasty

31、, postoperative X-ray film showed the patella was in the normal positionB :置换前站立膝关节正侧位X 射线片C :置换后屈膝45°Knutsson 髌骨轴位X 线片显示髌骨正常位置D :置换后站立膝关节正侧位X 射线片 能单纯依据股骨后髁线参考欧美外旋对线3°的标准进行旋转对线,这样可能会加剧膝关节髌股轨迹不良。股骨假体放置时应紧靠股骨皮质骨前缘,并相对外置,髌骨随之外移,Q角减少,产生优化髌股轨迹的作用。胫骨假体安置:胫股关节的轴向旋转运动具有保持胫股关节稳定负重和髌骨正常滑行的双重功能,早先只强调

32、假体最大覆盖胫骨截骨面而忽视胫骨假体旋转对线的做法导致髌股关节高并发症的发生。胫骨假体内旋组发生膝前痛的比例较高,原因是胫骨假体的内旋增大了Q 角,使髌骨的剪切应力增高,使股四头肌收缩时产生了将髌骨拉向外侧的应力11-14。Bindelglass15认为胫股关节限制度较高的假体,应将胫骨假体中心置于胫骨结节内侧1/3与外侧2/3的交界处,以避免髌骨轨迹不良。亦可采用自行定位法,根据股骨假体的旋转方向和程度来决定胫骨假体的旋转对位,尽量纠正胫骨的外旋畸形。若髌骨仍存在外脱位倾向,可将胫骨假体于偏外侧并以3°-5°的外旋位置安置,这样可获得相当于胫骨结节内移和减少Q角的效果,减

33、少将髌骨向外侧牵拉偏移的力量。这样并不会引起术后下肢的外旋,因为同侧髋关节的代偿性内旋,可保证术后下肢正确的力线16-20。但如果胫骨平台假体外旋太多,就会使股骨、胫骨平台假体的旋转程度明显不同,造成两者关节面在术后膝关节屈伸活动过程中失去协调性,影响髌股关节的正常对合,加快人工关节的磨损21-22。髌骨假体安置:髌骨假体内置中心位于截骨面内侧4-8 mm,才能恢复髌骨最高点偏内的解剖结构,维持和改善髌股关节运动轨迹,减少髌外侧支持带的松解率23。尽量选用小号的髌骨,髌骨的厚度应略小于术前。如果不置换髌骨,应咬除多余髌骨周缘的骨赘,使之变小,紧贴边缘适当行软组织松解,达到了纠正部分髌股轨迹不良

34、的效果,避免了广泛外侧支持带松解对髌骨血运的影响24。近端力线重排列:在外侧广泛松解的同时,需要切开部分关节囊和外侧副韧带,为保持关节间隙平衡和外侧的松弛状态,仅仅可以缝合皮下组织和皮肤,可以通过做关节囊Z形切开或将关节囊前外侧的脂肪垫外移修复覆盖假体,避免置换后切口愈合不良,皮肤坏死,假体感染和康复时间延长等问题25。外侧软组织松解、内侧关节囊紧缩是髌骨脱位手术治疗重要的第1步。大多数能恢复髌股关节对合关系26-29,如维持髌骨正常位置的缝线张力过大,而且有明显Q角加大,则应加做Goldthwait-Roux手术。远端力线重排列:Goldthwait-Roux手术效果相当于将胫骨结节内移,改

35、变髌骨远端力线,在减少Q角同时,也减少了将髌骨向外侧牵引的力量,纠正了髌骨脱位倾向。作者采用Goldthwait-Roux术式而不是胫骨结节移位的方法,如Elmslie-Trillat术式,主要是考虑到胫骨结节移位后必须对膝关节进行固定,妨碍人工全膝关节置换后早期关节功能康复训练,影响了手术效果。但Goldthwait-Roux术式必须注意以下事项:不能损伤髌韧带1/2内侧半,以免术后功能训练时出现髌韧带断裂。髌韧带内移后新止点的骨皮质宜打磨成粗糙面,以利髌韧带的附着和愈合。内移后的髌韧带必须牢固缝合,使关节能进行早期功能康复训练,又不会发生韧带撕裂现象。移位重建后的原外侧半髌韧带的张力必须与

36、内侧半髌韧带的张力保持一致,以免影响股四头肌肌力。由于重建后的原外侧半髌韧带缝合牢固,内侧半髌韧带保持完整,故术后无需对膝关节进行固定,对关节功能的康复训练无实质性影响。本组患者的术后康复训练未进行特别限制,康复过程未出现髌韧带撕裂或断裂现象。假体的选择:如果软组织能够获得平衡,尽量选用非限制性假体或限制性尽可能少的限制性假体,本组患者使用后交叉韧带切除加强后方稳定性的限制性假体,但是这样的假体仅仅提供了后方稳定性和防止假体向后内、后外,内、外侧滑动。3.3 Q角测量的价值发生持续髌骨脱位时,由于髌内侧支持带撕裂且常伴有外侧支持带挛缩,在伸膝位体检时,髌骨处于外侧偏移状态,髌骨软骨平面从冠状面

37、改变为矢状面,Q角已不能表现其病理力线状态,而且复位后髌骨处于轻度外侧倾斜位置测量Q角往往过小;术后髌骨回到正常位置,Q角可能较术前改变不大。另外在膝关节屈曲或髌骨旋转情况下会影响Q角的测量。所以通过手术前后Q角的改变来判断治疗结果并不准确30。由于髌股关节轨迹不良的病理基础复杂而且个体差异,从而决定了治疗方式的选择也要个性化。所以置换前、置换中治疗方案也存在可变性,针对其病理因素的损害设计手术策略,还是改进人工膝关节假体设计,仍需进一步探讨。作者贡献:第一作者进行实验设计、资料收集及文章撰写,实验实施为全部作者,通讯作者审校并对文章负责。ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R

38、 CODEN: ZLKHAH2331潘永谦，等. 全膝关节置换过程中髌股关节轨迹不良的处理 www.CRTER.org 利益冲突： 课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组 织直接或间接的经济或利益的赞助。 伦理要求：患病个体对治疗均完全知情同意，签署了“知 情同意书” ；对于治疗研究方案，已获伦理委员会批准。 作者声明： 文章为原创作品， 数据准确， 内容不涉及泄密， 无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他 人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。 4 1 2 参考文献 Aaron GR,Joshua JJ,Khaled GS,et al.The patella in

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