目的 双膝关节置换术中随机选择一侧置换髌骨,对侧保留髌骨,对比研究髌骨置换与否对术后临床效果的影响。方法 共入选14例双膝骨关节炎患者,28个膝,均为女性,年龄为53~78岁,平均(66.9±7.8)岁,体重指数为(26.3±1.8) kg/m2。随机分组为拟行左侧或右侧髌骨置换和对侧髌骨保留,术后均获随访,随访时间为3~12个月。随访时记录患者手术前后双膝美国膝关节协会评分(American Knee Society score, KSS)、关节活动度(range of motion, ROM)、术后髌骨倾斜角(patellar tilt angle, PTA)、有无术后膝前痛及髌骨弹响、有无术后膝关节并发症等。结果 术后切口均一期愈合,无感染、松动、髌骨骨折等并发症发生。髌骨置换侧KSS评分由术前的(38.9±22.2)分提高至(92.4±6.7)分,术后较术前KSS增加值为(53.5±20.3)分;保留髌骨侧KSS评分由术前的(38.4±20.5)分提高至(92.1±4.2)分,术后较术前KSS增加为(53.7±21.4)分,两组间KSS评分的增加差异无统计学意义( P=0.98)。髌骨置换侧关节活动度由术前的95.4° ± 13.5° 提高至120.4° ± 8.9°,术后ROM较术前增加为25.0° ± 14.5°;保留髌骨侧ROM由术前的92.9° ± 19.1° 增加至120.4° ± 8.4°,术后较术前ROM增加为27.5° ± 19.4°,两组间ROM的增加差异也无统计学意义( P=0.70)。术后随访时,患者髌骨置换侧出现膝前痛共3膝(占21.4%),而保留髌骨侧膝前痛共出现2膝(占14.3%),两组间膝前痛的发生率比较差异无统计学意义( P=0.62)。术后髌骨置换侧出现髌骨弹响共3膝(占21.4%),保留髌骨侧3膝(占21.4%),组间比较差异无统计学意义。髌骨置换侧术后PTA为2.6° ± 2.6°,保留髌骨侧为3.6° ± 2.9°,两者间差异无统计学意义( P=0.36)。结论 全膝关节置换术中,对于髌骨关节面轻中度破坏的骨关节炎患者,髌骨置换较髌骨保留在术后膝前痛、髌骨弹响的发生率、术后关节功能改善及髌股轨迹等方面并无明显优势。
Objective: To perform unilateral patellar resurfacing and contralateral patellar retention in bilateral total knee arthroplasty (TKA) randomly, and to compare the clinical effects of patellar retention with patellar resurfacing in TKA.Methods: In the study, 14 bilateral knee osteoarthritis (OA) patients were randomized in the bilateral TKA to receive unilateral patellar resurfacing and contralateral patellar retention, including 28 knees, all were females, 53 to 78 years old, with average (66.9±7.8) years, and the BMI was (26.3±1.8) kg/m2. All subjects were followed up from 3 to 12 months. The clinical effects were evaluated based on measurements of American Knee Society score (KSS), range of motion (ROM), anterior knee pain, patellar clunk, and patellar tilt angle (PTA).Results: All the wounds healed primarily without significant complications, such as infection, aseptic loosening, patellar fracture and so on. The preoperative KSS scores of patellar resurfacing group were 38.9±22.2, and the scores changed to be 92.4±6.7 after operation, which were added by 53.5±20.3. While in the patellar retention group, the KSS scores were 38.4 ± 20.5 preoperatively, and after operation, which were added to be 92.1±4.2, and improved by 53.7±21.4. The differences in the changed KSS scores between TKA with and without patellar resurfacing were not statistically significant (Independent t-test, P=0.98). The ROM was changed from 95.4°±13.5° preoperatively to 120.4°±8.9° postoperatively in the patellar resurfacing group and from 92.9°±19.1° preoperatively to 120.4±8.4° postoperatively in the patellar retention group. The ROM of the two group were increased by 25.0°±14.5° and 27.5°±19.4° respectively. However, no remarkable differences were observed between the 2 groups in the knee ROM (Independent t-test, P=0.70). At the end of the latest follow-up, 3 knees in the patellar resurfacing group and 2 knees in the patellar retention group had knee anterior pain, the incidences of anterior knee pain were 21.4% and 14.3% respectively. There was no obvious difference for the incidence of post-operative anterior knee pain (Chi-square test, P=0.62). The incidences of post-operative patellar clunk in the 2 groups were all with 3 knees (21.4%), which had no significant difference in the 2 groups (Chi-square test, P=1.00). The post-operative PTA were 2.6°±2.6° in the patellar resurfacing group and 3.6°±2.9° in the patellar retention group, respectively. There was also no statistical difference between the 2 groups (Chi-square test, P=0.36).Conclusion: For knee OA patients with mild or moderate patellar cartilage damage, performing patellar resurfacing or not didn’t significantly affect anterior knee pain, patellar clunk, functional outcomes or patellar tracking after TKA. So we suggest retain patella in TKA for OA patients with mild or moderate patellar cartilage damage.
随着人工全膝关节置换(total knee arthroplasty, TKA)手术技术和关节假体的不断优化, 目前TKA已成为骨关节炎(osteoarthritis, OA)晚期改善关节功能、缓解患者疼痛的常规而有效的治疗措施[1]。但是, 对于在TKA术中是否常规行髌骨置换, 国内外虽进行了大量的临床对照研究, 但目前仍是一个非常有争议的问题。支持行髌骨置换的相关研究认为, 该术式可降低患者术后发生膝前痛的风险, 减少髌骨的再手术率, 增加患者的满意度, 且不影响患者术后膝关节的活动度[2]。然而, 由于髌骨置换后存在出现相关并发症的可能性, 如髌骨骨折、髌骨假体松动、髌骨不稳、聚乙烯磨损、髌骨弹响及髌骨坏死等, 很多研究者对于TKA术中常规行髌骨置换仍持谨慎态度, 并且他们的研究数据表明, TKA术中常规行髌骨置换较髌骨保留, 在降低患者术后膝前痛的发生率和改善术后关节功能方面并无明显优势[3]。
目前国内外关于TKA术中髌骨置换与否的临床研究多选择在不同患者膝关节间进行, 由于不同患者年龄、性别、身高、体重、自身合并症、术后康复训练努力程度等方面存在较为复杂的差异性, 势必会导致研究结果的客观性降低, 因此如何设计更加合理、客观的研究方案, 排除上述混杂因素对研究结果的影响, 是当前该领域临床对照研究的重点。本文考虑到上述问题, 在研究中严格选取了双膝关节OA病变程度相似, 需要接受双侧TKA的患者, 在同一患者左右膝之间, 随机选择一侧行髌骨置换, 对侧膝关节保留髌骨, 通过评估两种术式对患者术后美国膝关节协会评分(American knee society score, KSS)[4]及关节活动度(range of motion, ROM)的影响, 分析两种术式间膝前痛和髌骨弹响的发生率是否存在差异, 测量两者术后髌骨倾斜角(patellar tilt angle, PTA)等临床指标的改善情况, 进而为TKA术中是否应常规行髌骨置换, 以及何种情况下应该行髌骨置换提供一些临床研究依据。
本研究的纳入标准为:(1)术前根据美国风湿病学会(American College of Rheumatology, ACR)膝骨关节炎1986年分类诊断标准[5]明确诊断患有双膝关节OA; (2)全身情况可耐受双膝关节置换手术; (3)患者双膝关节症状、体征及X线表现提示需要行双侧TKA, 且双侧病变严重程度相近(两组膝关节术前KSS评分、ROM水平间差异无统计学意义, 见表1); (4)两种髌骨处理术式均符合伦理标准, 患者对治疗方案知情同意。排除标准为:(1)行膝关节翻修者; (2)存在膝关节外伤、手术史者; (3)术中发现一侧或双侧髌骨破坏严重, 或两侧髌骨病变存在差异, 一侧Outerbridge分级=4级, 必须行髌骨置换者[6]。
本研究将符合研究标准的患者, 术前随机分为行左侧或右侧髌骨置换, 对侧髌骨保留, 并在术中视髌骨破坏情况, 按排除标准(4)剔除不符合本研究的OA患者, 术前的随机髌骨置换方案顺延至下一例患者。最终共入选了14例双膝关节OA患者(28个膝), 患者均为女性; 年龄为53~78岁, 平均(66.9± 7.8)岁; 体重指数(body mass index, BMI)为(26.3± 1.8) kg/m2, 其中部分研究对象因年龄大、医保报销或全身性内科疾病不耐受一期置换等原因, 双侧膝关节进行了分次置换, 两次置换间隔约2周至1个月, 但不影响双膝随机置换髌骨的研究方案继续进行。
所有手术均由同一组医生完成, 患者取仰卧位, 麻醉成功后常规充气止血带止血, 采用膝关节正中切口, 经髌旁内侧入路显露关节, 向外侧翻转髌骨。切除部分髌下脂肪垫、滑膜、半月板及前后交叉韧带。根据术中测量情况分别行股骨、胫骨截骨, 进行伸-屈间隙平衡, 选择合适的关节假体型号后进行骨水泥固定。髌骨处理:(1)髌骨保留侧予仔细修整髌骨关节面, 去除髌骨周围的骨赘, 恢复髌骨原有解剖形态, 电刀烧灼髌骨周缘, 达到去神经化, 并根据术中髌骨轨迹情况酌情松解外侧支持带; (2)髌骨置换侧去除髌骨周围的骨赘, 卡尺测量髌骨厚度, 根据情况选择合适髌骨截骨厚度和髌骨假体型号, 恢复髌骨正常厚度和轨迹, 视情况予支持带松解。术后放置关节腔引流管, 逐层缝合关闭切口、加压包扎, 术后24 h拔除引流管, 开始按标准程序进行TKA术后药物治疗和康复训练。
术前及随访时评估患者KSS评分、膝关节ROM等指标, 拍摄膝关节正侧位、下肢全长及髌骨轴位片, 在髌骨屈曲45° 轴位片上测量并记录双侧PTA[7](图1)。随访时询问并检查患者有无膝前痛及髌骨弹响, 并常规化验血常规、红细胞沉降率及C反应蛋白, 排除因感染等导致的患者疼痛及其他髌骨症状, 并记录是否出现血栓、感染、松动及假体周围骨折等术后并发症。
采用SPSS 16.0统计学软件进行数据分析, 计量资料以均数± 标准差表示, 组间比较采用独立样本t检验; 计数资料以频数(百分比)表示, 组间比较采用χ 2检验; 以P< 0.05 为差异有统计学意义。
最终14例(28个膝)OA患者术后均获得随访, 随访时间为术后3~12个月。所有患者术后切口均获一期愈合, 未发生膝关节感染、假体无菌性松动、假体周围骨折、下肢深静脉血栓形成及肺栓塞等并发症。由于该研究为个体内双侧对比研究, 因此不存在年龄、性别、BMI、合并症等混杂因素的影响。
患者术前及术后双膝关节的KSS评分见表1, 独立样本t检验结果显示, 无论是术前还是术后, 两组KSS评分间的差异均无统计学意义, 这表明入组患者左右膝间达到了研究要求的双膝关节间病变程度相近的要求。术前及术后双膝的ROM情况见表1, 同样无论在术前或术后, 两组间ROM的差异均无统计学意义。
在术前和随访时这两个不同时间点上的纵向比较发现, 无论是KSS评分, 还是膝关节的ROM情况, 所有随访的膝关节术后均较术前明显改善, 术后与术前的差异均具有显著的统计学意义(表1)。具体改善情况分别是, 髌骨置换侧KSS评分术后较术前提高了(53.5± 20.3)分, 保留髌骨侧则为(53.7± 21.4)分, 两组髌骨处理方法对膝关节KSS评分的影响差异无统计学意义(图2A); 同样的结果也出现在手术前后膝关节的ROM改善情况上, 髌骨置换和保留组ROM的提高分别为25.0° ± 14.5° 和27.5° ± 19.4° (图2B)。
术后随访时, 患者髌骨置换侧膝关节出现膝前痛的共3个(占21.4%), 而髌骨保留侧膝前痛症状共出现了2个(占14.3%), 两组膝前痛的发生率进行比较, 差异无统计学意义(χ 2=0.24, P=0.62)。所有关节的膝前痛症状均为轻度, 可忍受, 偶需口服镇痛药, 不影响患者的日常活动。膝前痛的出现与否, 对KSS评分、ROM的改善情况及PTA的水平的影响差异并无统计学意义, 上述结果见表2所示。
对于TKA术后髌骨弹响的随访结果发现, 髌骨置换侧共出现髌骨弹响3个(占21.4%), 同样保留髌骨侧也是3个(占21.4%), 因此, 髌骨置换与否对术后髌骨弹响的发生并无明显影响。同样, 髌骨弹响的出现也未对患者术后的关节功能恢复存在影响, 具体结果见表2。
术后随访时膝关节正侧位X线片示关节假体均位置良好, 无松动; 髌骨轴位X线片示髌骨轨迹良好, 无髌骨脱位、半脱位及髌骨骨折等表现。髌骨轴位片上按图1方法测量双膝关节PTA, 测量结果显示, TKA术后髌骨置换侧PTA的水平为2.6° ± 2.6° , 而保留髌骨侧则为3.6° ± 2.9° , 两者间术后PTA水平比较差异无统计学意义(P=0.36), 结果如图3所示。
OA即骨关节的退行性改变, 是由多种危险因素共同作用所致的一种慢性、渐进性的骨关节病变[8]。流行病学研究显示, 全社会人群中影像学OA的总体患病率约为15%, 其中40~60岁人群为10%~17%, 60岁以上人群约为50%, 而75岁以上人群其影像学患病率则高达80%[9]。然而, 目前OA的保守治疗中尚无能有效逆转关节软骨退变的药物或技术, 随着疾病的进展, 很多患者最终需要进行外科手术治疗。在膝关节OA晚期的手术治疗方法中, TKA 作为一种能有效缓解膝关节疼痛、矫正膝关节畸形、恢复膝关节功能的手术技术, 目前已成为膝关节OA终末期的最佳治疗手段之一[1]。本文的研究结果也证实了上述结论, 对于手术前后膝关节KSS评分和ROM水平的比较结果表明, 无论是否给予髌骨置换, 患者TKA术后KSS评分和ROM水平较术前均有显著的提高, 提示TKA作为一种膝关节OA终末期的外科治疗方法是行之有效的。
但是, 关于TKA术中及术后的一些处理方法方面, 目前仍存在很多争议, 比如是否常规保留后交叉韧带、是否术中应用止血带、术后膝关节功能训练器的使用效果如何以及术中是否应翻转髌骨等[10]。同样, 对TKA术中是否常规进行髌骨置换, 目前也存在同样的争议。这一问题的根源在于, 有一些研究者认为如果不进行髌骨置换, 患者术后膝前痛的发生率可能更高, 部分患者可能后期会因严重的膝前痛而不得不再次手术行置换髌骨[2]。但很多研究者并不这样认为, 他们的研究结果显示, 髌骨置换与否对TKA术后膝前痛、关节功能恢复、髌骨再手术率及患者满意度等方面的影响, 并无明显差别[11, 12, 13]。且有研究者更谨慎地认为, TKA术中如常规行髌骨置换, 可能会增加髌骨骨折、髌骨假体松动、髌骨不稳、聚乙烯磨损、髌骨弹响及髌骨坏死等并发症的发生率[3]。
本文针对髌骨置换与否对TKA术后临床效果的影响, 进行了更为严格、客观的前瞻性随机对照研究。为减少研究对象年龄、性别、BMI水平、患者自身合并症、术后康复过程等因素对研究结果的影响, 以尽可能使研究数据客观、可靠, 我们选择了双膝关节病变程度(如术前KSS评分、ROM水平、术中髌骨破坏程度等)相近, 需要行双侧TKA的OA患者, 并在术中证实两侧髌骨Outerbridge分级均在3级及以下, 进而随机对一侧膝关节行髌骨置换, 对侧膝关节保留髌骨。考虑到术后3~6个月时患者的术后KSS评分、ROM及髌骨PTA等情况已较为稳定, 因此随访时间设定在3~12个月之间, 随访结果显示, 在髌骨置换组和髌骨保留组膝关节术前和术后的KSS评分及ROM水平均不存在显著差异的前提下, 两组膝关节间术后较术前KSS评分及ROM水平的提高均差异无统计学意义, 提示如果患者髌骨关节面仅有轻中度的破坏, TKA术中选择对其进行置换, 其术后的临床效果并不优于进行髌骨保留的膝关节。但是, 我们仍然认为, 如果术中发现患者髌骨关节面破坏严重, Outerbridge分级达到4级, 原则上应考虑行髌骨置换, 以减少由于术后髌骨关节面的问题而需再次手术行髌骨置换的可能性。
目前认为, 术后膝前痛出现的原因可能是髌股关节间机械应力异常, 造成局部软骨下骨压力升高, 或髌骨轨迹异常引起的髌骨周围软组织张力异常等[14, 15]。同样, 髌骨弹响是TKA术后伸膝装置的并发症之一, 目前认为其源于髌骨轨迹的异常导致关节面间的撞击和摩擦, TKA术中进行髌骨置换可改善髌骨轨迹, 使髌股关节摩擦界面平滑, 从而降低术后膝前痛或髌骨弹响等髌骨症状的发生[16, 17, 18]。然而, 我们的研究结果与上述论点存在一些差别。本研究的结果发现, TKA术中选择髌骨置换, 与髌骨保留相比, 术后膝前痛和髌骨弹响的发生率并无明显差别。鉴于我们在TKA术中常规对未置换髌骨进行了处理, 尽可能恢复了髌骨的正常形态和轨迹, 可能降低了髌骨保留组膝关节膝前痛和髌骨弹响的发生, 故得出了上述结果。同时, 我们还发现, 无论是出现膝前痛还是髌骨弹响的膝关节, 与无症状膝关节相比, 手术前后KSS评分与ROM水平的改善程度, 以及术后PTA的水平均差异无统计学意义, 因此我们认为, 不排除髌骨轨迹异常之外的其他因素所导致的术后膝前痛及髌骨弹响等症状, 需要我们设计出更有针对性的临床研究进行探讨。
目前认为, TKA术中进行髌骨置换对OA所致髌骨轨迹不良、半脱位及关节软骨破坏等问题的解决作用是毋庸置疑的。通过调整髌骨截骨的厚度、髌骨假体的型号和安装位置的合理选择, 可达到改善髌骨轨迹、恢复正常髌骨厚度、降低膝关节活动时髌股关节压力不平衡、机械应力增加等原因导致的膝前痛和髌骨弹响症状[19]。本文比较了TKA术中髌骨置换和髌骨保留的术后PTA水平, 研究结果发现两组间PTA的水平差异无统计学意义, 对于这一结果, 我们认为髌骨置换对髌骨轨迹的改善效果是肯定的。但是, 在TKA术中对髌骨关节面轻中度破坏的膝关节, 通过对髌骨关节面进行修整, 去除髌骨周围增生的骨赘, 恢复髌骨的正常轨迹, 并用电刀烧灼髌骨周缘, 达到去神经化等手术措施, 可达到与髌骨置换一样的改善OA所致的膝关节髌骨轨迹不良的效果, 降低由此导致的术后膝前痛和髌骨弹响等并发症的发生, 并且其临床效果并不差于在TKA术中常规行髌骨置换。
综上所述, 本文结果表明:(1)TKA 治疗晚期膝关节OA 的疗效确切, 所有纳入研究的患者, 无论髌骨置换与否, 手术对KSS评分和膝关节ROM的改善均取得了良好的临床效果; (2)对于髌骨关节面存在轻中度的破坏(髌骨关节面的Outerbridge分级在3级或以下), 术中髌骨置换与否对TKA术后膝关节的临床效果并无明显影响, 因此对这样的膝关节, TKA术中我们推荐常规选择保留髌骨, 但术中建议按本文手术方法的描述, 对髌骨进行适当的处理。
虽然本文将髌骨置换与否对TKA术后临床效果的研究限制在双膝TKA患者左右侧膝关节之间随机进行, 一定程度上降低了研究对象的年龄、性别等因素对研究结果的影响, 但仍存在一些不足之处:(1)由于实验对象必须选取双侧膝关节病变程度相近的患者, 因此导致纳入研究的样本量相对较少, 分别为每组14个膝关节; (2)部分研究对象因既往内科病史、手术耐受等原因, 未能行一期双侧TKA手术, 但两次手术间隔在1个月以内, 因此对患者术后两侧膝关节恢复情况的影响不大; (3)随访时间仅为3~12个月, 很多TKA术后并发症, 如假体无菌性松动、假体周围骨折等并发症尚未发现, 因此本文仅就术后患者KSS评分、ROM、PTA等因素进行了分析比较, 这些因素大多在半年以后即能稳定下来; (4)患者髌骨轴位X 线片上PTA的测量因影像学检查时患者膝关节体位可导致其测量结果存在一些误差, 因此, 接下来我们将考虑入选更多的研究对象, 增加术后随访时间, 标准化髌骨轴位X线片检查时患者的体位, 甚至考虑采取复查患者术后膝关节CT来更加准确地评估膝关节的髌骨轨迹等, 为TKA术中髌骨置换与否的合理选择提供更多、更可靠的临床研究数据。
The authors have declared that no competing interests exist.