胫骨假体旋转对线定位技术研究进展

胫骨假体旋转对线定位技术研究进展

随着世界人口的推移，膝关节病的发病率不断增加。全膝关节置换术（tka）能有效缓解晚期膝关节疼痛，提高患者的生活质量。TKA历经数十年发展并日趋成熟,但术后仍有不少膝关节不适等并发症发生,术后疗效与人工假体之间不匹配有密切关系［１］。胫骨及股骨假体旋转对线不匹配可引发髌股关节运动轨迹和功能不理想,引起术后髌骨周围疼痛［２］,加速聚乙烯衬垫磨损,并导致膝关节不稳及膝关节术后僵直［３］,严重影响假体生存。此外,膝关节活动复杂多样,除伸屈外,尚有内外翻、旋转等运动,因此假体置放会极大地影响假体之间的匹配及活动。近年临床上对假体旋转对线的研究主要集中于股骨假体的理想旋转对线,外科髁上线(sTEA)、股骨后髁线(fPCL)、股骨前后线(fAP)及股骨前髁线(ACA)等均可作为确定股骨假体适当外旋的方法［４］,其中sTEA已成为股骨假体置放的金标准［５］。然而,涉及胫骨假体旋转对线的研究及评论较少,其参考方法包括关节外解剖标志、胫骨截骨面解剖对线和自我形合技术,但至今尚无胫骨假体旋转对线的统一标准。股骨及胫骨假体旋转对线关系是TKA取得成功的最重要条件［６］,为提高术后疗效及患者生活质量,本文回顾文献并就TKA术中胫骨假体旋转对线技术作一综述。1股骨关节镜研究TKA术后CT扫描和MRI扫描研究股骨假体及胫骨假体联合旋转功能显示,股骨假体及胫骨假体联合轻度外旋可达到最佳膝关节功能,而假体之间角度应为0°或胫骨假体相对于股骨假体轻度外旋3~5°［１，７］。反之,两假体联合旋转偏内旋,可导致术后膝关节不适等并发症。术后出现髌骨前方疼痛患者,多数是因胫骨假体内旋所导致［８］,通过膝关节翻修术重新调整假体位置可改善患者症状［９］。Asano等［１０］经膝关节CT评估研究发现,股骨假体旋转角度范围为9°,胫骨平台假体旋转角度可达到25°。Czurda等［２］研究提出,即使采用计算机导航技术指导假体置放,也无法明显提升因个体差异而影响到的股骨及胫骨假体对线程度。这也就可解释为何在许多定位方法中,TKA术中胫骨假体旋转对线解剖标志的金标准至今仍未达成共识［１１］,因为胫骨及其截骨面存在明显个体差异性,导致解剖标志定位旋转对线困难。Uehara等［１２］研究评估109例经解剖标志定位旋转对线TKA患者,术后测量显示50%胫骨假体与股骨假体之间存在5°以上的匹配差异。临床上常用的两种确定胫骨假体旋转的方法之一即为将胫骨结节内侧、内侧1/3作为解剖标志点［１３］,另外还有依据股骨假体旋转方位确定胫骨假体旋转对线,即术中股骨假体试件置放好后插入胫骨试件,通过膝关节数次伸屈活动找到胫股旋转对线的合适位置(自我形合法)［１４］。此外,TKA术中为置放胫骨假体可使用的手术技术,一是关节外胫骨假体旋转参考标志,如经踝对线、第二足趾对线［１５］及胫骨前缘［１６］;二是胫骨截骨面解剖对线,包括胫骨前髁线(ACL)、胫骨后髁线(PCL)、Akagi前后线(APA)［１７］、胫骨平台内外侧最长线(MMLL)［４］、胫骨髁间棘间沟线(TSA)［１８］。2鞋底解剖标志的固定确定关节外胫骨假体旋转的解剖标志,包括胫骨结节内侧1/3、胫骨结节内侧缘、经踝关节横线、胫骨前缘及第二跖骨解剖线。胫骨结节内侧1/3解剖标志经常应用于确定胫骨假体旋转对线,但许多研究报道该方法不可靠,这是个体间胫骨结节位置差异大并受膝内外翻影响的缘故,因此该方法易导致胫骨假体旋转不良［１３］。Sun等［１９］研究显示,TKA术中如选择胫骨结节内侧1/3作为参考标志,将导致胫骨假体相对sTEA外旋12°左右;胫骨结节内侧缘比内侧1/3用作假体置放解剖标志,更易导致假体明显外旋。Howell等［１３］观察TKA术中使用胫骨结节内侧缘或内侧1/3作为解剖标志,分别有30%和14%患者出现旋转不良5°以内。可见,胫骨结节内侧1/3标志相较于胫骨结节内侧缘标志可靠［２０］。然而,TKA术中不论使用胫骨结节内侧1/3还是胫骨结节内侧缘作为解剖标志,大部分患者仍无法达到理想的股骨假体及胫骨假体匹配要求。此外,术中肉眼准确定位这两处解剖位点稍困难,容易出现观察者不同所导致的差异［２１］。有学者［１６］研究提出使用胫骨前缘解剖标志来确定假体位置,但胫骨前缘并非直线、较难定位,且也受膝内外翻的影响,并非绝对合适。TKA术中髓外定位于第二跖骨的方法,也经常用于胫骨假体的旋转定位。Akagi等［１５］报道提示,胫骨平台前后线与第二跖骨解剖线之间角度范围过大(21.9°内旋至24.0°外旋),TKA术中如调整踝关节、足部位置以及踝关节骨关节炎患者足部活动受限,均可使第二跖骨位置偏离;经踝关节横线与sTEA之间的平均角度为25.9°±9.0°(8.0°~49.4°)［１５］。因此,第二跖骨解剖线和经踝关节横线用作解剖标志也并不可靠。由于用于胫骨假体置放的关节外旋转解剖标志的个体差异性大,相对不可靠,笔者建议TKA术中应避免采用关节外旋转解剖标志来确定胫骨假体旋转对线。3最佳旋转方式的确定采用自我形合技术的目的是将胫骨平台自然地与股骨假体结合并处于最合适位置。据Eckhoff等［１４］介绍,自我形合技术是胫骨平台试模假体安置后通过膝关节伸屈活动让胫骨侧假体自动对齐股骨侧假体,这有利于形成胫股关节运动轨迹。但Huddleston等［２２］、Ikeuchi等［２３］均报道认为自我形合技术不可靠,而Bindelglass等［２４］认为该技术易造成髌骨运动轨迹方面的问题。Rossi等［２５］报道,TKA术中使用自我形合技术达到理想的胫骨假体旋转对线主要取决于股骨假体是否置放于正确位置,不然会造成胫骨侧更大偏差。因此,Berhouet等［２６］认为,如果术前CT检查寻找到sTEA对线的正确位置并置放股骨假体,采用自我形合接受可获得理想的股骨假体及胫骨假体联合旋转效果。4数据分析与研究假设近年不少学者研究选择胫骨截骨面解剖标志置放胫骨假体。ACL、PCL、MMLL［４］、TSA［１８］、APA均可作为定位胫骨假体旋转对线的参考,而采用胫骨截骨面解剖线作为旋转对线参考标志的优点是术中使用简单、易定位,但易受胫骨平台的骨赘、骨缺损、解剖变异及其他退变性行病变的影响。ACL指胫骨截骨面内外侧髁前缘的连线。由于胫骨前缘为弧形,故在决定切线位置时有一定难度;此外,骨关节炎患者胫骨前缘的骨赘也可使得ACL定位困难。Sahin等［４］报道显示,ACL相对股骨sTEA所形成的角度为外旋7.3°±6.0°(2.1°~15.7°),因此认为这条对线可靠性较低;不仅如此,ACL的可重复性及再现性低。PCL指胫骨截骨面内外侧髁后缘的连线。Sahin等［４］在膝内翻常规胫骨截骨面研究中发现,PCL相对sTEA的角度范围为内旋13.3°至外旋2.1°,平均内旋6°,标准差为5.7°。Incavo等［６］研究认为,PCL并不可靠,因为只有30%膝关节可以达到胫骨假体最理想的旋转参考点。MMLL指外侧平台最突出点和内侧平台最突出点的连线。Sahin等［４］、Howell等［１３］均报道发现这条对线与sTEA所形成的角度平均为内旋3°左右。这条对线用于胫骨假体旋转定位较困难,因为两侧胫骨平台有软组织覆盖,使鉴别内外侧胫骨平台最突出点有一定难度,并且观察者之间选择差异性较大。TSA指后交叉韧带中点和胫骨髁间棘间沟中点的连线。Sahin等［１８］报道采用TSA置放胫骨假体,结果发现可获得良好的股骨假体和胫骨假体联合旋转效果。TSA与sTEA所形成旋转角度为内旋1.5°至外旋3.5°。由于目前尚无其他文献报道评估TKA术中使用TSA的疗效,故此法尚未在临床广泛应用。APA指后交叉韧带中点和髌骨韧带内侧缘的连线。Akagi等［１７］研究认为,严重骨关节炎或膝关节畸形时多不易辨认后交叉韧带胫骨附着处,因而推荐采用APA;研究发现,前后轴垂直线相对股骨sTEA的平均角度为0.0°(内旋6.3°至外旋5.2°),因此APA对线位置有利于胫股关节动力学,并可达到理想的髌骨轨迹。同样,Kawahara等［２７］研究发现,APA垂直线与sTEA之间所形成的角度在内翻膝关节中为内旋0.6°,在外翻膝关节中则为内旋2.6°;尽管如此,该研究结果只适用于日本人群,对其他种族人群尚需进行同样的研究。Sahin等［４］观测显示APA垂直线与sTEA形成的角度为内旋7°±3.2°,虽然APA与sTEA之间关系在不同人群中有差异,但此对线在每组人群中的可靠性、重复性及再现性高,手术易行。Rossi等［２５］报道以APA为基础,提出一种新的胫骨平台水平面旋转技术———后外角锁定(PLCL)技术,即通过胫骨假体固定于胫骨截骨面后外侧角而以APA行假体适当旋转;认为APA应称作胫骨假体旋转的金标准,因为该对线不仅与股骨侧sTEA有恒定关系,而且应用于胫骨截骨面比较容易,基本不受膝关节畸形的影响。Kawahara等［２８］报道以APA为基础,提出选用髌韧带内侧1/6替代髌韧带内侧缘;认为后交叉韧带中点和髌韧带内侧1/6的连线经胫骨截骨面几何中心更适用于胫骨部件置放。目前APA已受到许多文献报道的认可,可应用于胫骨假体置放。Howell等［１３］经研究不同截骨面发现,在标准截骨面远端进行胫骨截骨时将导致所有截骨面解剖对线内旋、胫骨结节外旋,由此可预估在胫骨远端截骨面应用APA会更内旋,因此在TKA术中需谨慎处理。Yue等［２９，３０］经膝关节CT三维重建定量研究显示,白种人及中国人之间膝关节形态差异有统计学意义,男女人群膝关节也存在统计学差异［３０］。许多研究提示,胫骨截骨面解剖标志,尤其是APA能够较好地用作胫骨假体旋转对线的解剖标志,但总体上也存在一定弊端。胫骨侧APA比较可靠,因为它不受膝关节畸形影响,TKA术中使用容易,与股骨侧sTEA有恒定关系,在不同人群中的旋转范围及标准差小。目前,用于TKA术中置放胫骨假体的解剖标志尚无金标准,为了达到最