临床应用膝关节单髁置换术(UKA)治疗单间室骨关节炎(OA)已超过30年。早期研究显示UKA翻修率较高,但随着假体设计改进、严格把握手术适应证以及 UKA技术的提高,特别是微创外科技术(MIS)、计算机及机器人辅助导航技术应用于UKA后,随访结果满意。现就UKA的手术适应证和禁忌证、MIS- UKA和计算机及机器人辅助导航技术应用的最新研究进展作一综述。
UKA优势
与人工全膝关节置换术(TKA)相比,UKA保留了膝关节前、后交叉韧带,能维持膝关节正常生物力学及较高的活动功能;术后关节本体感觉较好,更接近正常膝 关节;手术切口小、创伤小、出血少,术后并发症少,可较早恢复功能锻炼;手术截骨量少,即使手术失败行TKA翻修,翻修术效果也类似初次TKA。而 Craik等的研究却得出了相反结论,他们认为与初次TKA相比,UKA翻修术后疗效较差,且接受翻修术患者中大部分膝关节存在骨缺损,常需额外的外科技 术处理。因此,选择合适的病例和术前仔细检查对UKA手术效果至关重要。
Arirachakaran等通过Meta分析比较了UKA和TKA术后疼痛视觉模拟评分(VAS)、膝关节学会评分系统(KSS)评分、膝关节活动度(ROM)、并发症和翻修率, 发现与UKA相比,TKA早期并发症更多,但翻修率较低;两者在KSS评分及ROM方面差异无统计学意义。在另一项UKA和TKA的配对研究中,通过对膝 关节ROM、KSS评分以及假体生存率等指标比较,发现UKA术后膝关节ROM更大,术后5年达104°,但二者术后6、18、36、60个月KSS评分 比较差异无统计学意义。
John等对采用Miller-Gallant单髁假体行UKA的患者进行了平均10.8年的随访,患者平均Bristol膝关节评分(BKS)为43.1 分,86%膝关节功能评分良好,平均ROM为110.6°,89%膝关节力线良好,内侧假体10年生存率为94%,外侧假体5年生存率为97%。 Vasso等也认为UKA是内侧单间室OA的有效治疗方法。但有学者认为,UKA手术效果优于TKA可能与患者选择偏倚有关。Howell等的研究证实了 选择偏倚的存在,且术前拟行UKA而术中改行TKA的患者临床效果与行UKA患者相似,优于拟行TKA患者。
适应证与禁忌证
正确选择患者是保证UKA术后假体长期生存的关键。传统UKA手术指征包括:年龄≥60岁,体质量<82kg,活动量相对较小,膝关节 ROM≥90°,屈曲挛缩<5°,内翻≤10°或外翻≤15°。炎性关节疾病(例如类风湿关节炎、绒毛结节性滑膜炎)、对侧间室及髌股关节退行性 变、前交叉韧带损伤(ACLD)是手术禁忌证。
随着手术技术进步、假体设计改进,UKA手术适应证也相应扩大。临床研究发现,膝关节骨坏死或OA的年轻患者接受UKA后关节疼痛消除,并且部分患者术后可 适度参加体育锻炼,提高了患者生活质量。有学者发现UKA术后对侧间室病变进行性加重,但不影响手术效果,所以髌股关节和对侧间室退行性变可能不是UKA 手术绝对禁忌证,但仍进一步研究证实。
文献报道ACLD患者行UKA后失败率较高,因此ACLD被视为绝对禁忌证。然而Boisson-neault等发现ACLD患者行UKA术后5年,临床效 果和假体生存率与具有完整前交叉韧带的患者无明显差别,表明ACLD可能不是UKA的绝对禁忌证,但远期疗效仍需大宗病例的长期随访结果证明。传统观点认 为身体质量指数(BMI)>30kg/m2者不适合行UKA。Murray等对746例平均BMI为32.1kg/m2的患者行机器人辅助UKA, 中期随访结果表明,BMI对临床效果、住院时间和翻修率无明显影响。在传统UKA临床研究中也获得类似结论。因此,不应将肥胖作为UKA的绝对禁忌证。膝 关节伴严重畸形一直是UKA的禁忌证。
Seng等对53例膝关节伴严重畸形(40例屈曲挛缩≥15°,13例内翻畸形≥15°)患者行UKA,结果显示如力线恢复满意,伴严重畸形者术后也能获得良好的膝关节功能和生活质量。该研究拓展了UKA的适应证,但需进一步随访以确定长期疗效。
MIS-UKA
手术方法
20世纪90年代末,Repicci等首次提出MIS-UKA,该术式通过髌骨内上缘至胫骨结节内侧7~250px切口,逐层切开显露内侧间室,去除内侧髌旁 骨赘;使用往复锯切除股骨后髁5~8mm,在股骨髁和胫骨钻入2枚斯氏针,扩大胫骨显露,胫骨使用高速磨钻磨至5mm深度,在软骨缺损和骨硬化区最多磨除 3mm,胫骨周缘需保留2~3mm骨量以维持假体稳定,股骨髁磨除3mm。然后使用亚甲蓝标记与胫骨相对的股骨髁上的旋转中心和股骨中心点,插入磨钻导向 器辅助股骨钻孔,使用往复锯切割形成用于安装股骨假体固定翼的骨槽,试模,安装假体组件。
临床效果
Hamilton 等对同一中心517例使用固定平台假体行MIS-UKA的患者进行随访,Kaplan-Meier生存分析假体6年生存率为92%。Guo等也认为 MIS-UKA是治疗膝关节自发性骨坏死的有效手段,早期随访结果满意。对于年轻且活动量较大的单间室膝关节OA患者治疗棘手,保守治疗对缓解疼痛、改善 功能作用有限。Streit等对101例(118膝)、年龄25~60岁(平均57岁)患者使用牛津3代假体行MIS-UKA,Kaplan-Meier 生存分析假体5年生存率为97%,术后效果满意度达96%。他们认为采用牛津3代假体MIS-UKA治疗年轻和活动量较大的OA患者中期疗效满意。
优点和缺点
相比传统UKA,MIS-UKA手术切口小(平均175px),出血少(<200mL),膝关节周围肌肉及神经损伤少,对对侧间室、髌骨、前后交叉韧 带无干扰,因此患者恢复时间短,并发症少,膝关节功能更好;同时UKA过程中使用“镶嵌”方法植入胫骨、股骨假体,使假体固定更牢靠。Zhang等通过前 瞻性随机对照试验发现,MIS-UKA术后无需常规留置引流管,可减少住院费用和显性失血。甚至有研究提出,门诊行MIS-UKA也安全有效。
尽管MIS-UKA有很多优点,但对术者手术技术要求高,学习曲线。在进行MIS-UKA过程中,由于手术视野显露不充分,导致在假体位置准确性、假体骨床 准备、术后下肢力线恢复以及术后翻修率方面仍存在问题。Arno等将40例患者随机分为MIS-UKA组和传统UKA组进行比较,结果发现两组患者在疼痛 强度、吗啡用量、膝关节功能、住院时间、患者满意度和牛津膝关节评分方面差异均无统计学意义。Essving等采用同样研究方法也得到类似结果,并且 MIS-UKA组和传统UKA组在术后恢复功能锻炼时间、术后并发症方面差异也无统计学意义。因此,临床应根据医生手术技术以及医院条件选择UKA术式。
注意事项
UKA对下肢力线的要求较TKA高,虽然UKA最佳下肢力线角度尚无定论,但目前多数学者认为UKA术中应避免对力线过度矫正,以减少早期失败、聚已烯磨损和对侧间室磨损发生率。
Vasso 等认为轻度内翻不影响UKA中远期疗效,并且与中立位和接近中立位相比,能获得更好的临床效果。术中在力线矫正不足和过度矫正间取得最佳平衡的下肢力线难 度较大,往往取决于术者的经验。同时冠状面和矢状面的力线也是影响假体使用寿命的重要因素,近年研究显示,胫骨平台后倾>7°将明显增加术后假体松 动几率。Badawy等研究发现UKA术后翻修风险与医院UKA手术量相关,UKA年手术量>40例的医院翻修风险比年手术量<10例的医 院,而且发生假体脱位、不稳、力线不齐和骨折的风险也较低。
计算机及机器人辅助导航技术的应用
Mounasamy 等认为力线不良是MIS-UKA远期失败的主要原因;Kuipers等研究也发现除了患者年龄、体质量等因素外,术后股骨和胫骨假体力线准确性也会影响 MIS-UKA疗效。此外,MIS-UKA手术是否成功还取决于关节周围韧带紧张度、屈曲-伸直间隙平衡以及内、外翻稳定性。由于MIS技术不能完全显示 术中定位标志,因此术中很难将假体植入准确位置。目前大部分研究认为计算机及机器人辅助导航技术可进行精确的术前规划,术中准确植入假体,提高假体植入的 准确度,这在外侧间室MIS-UKA中尤为重要。
Plate 等研究认为,机器人辅助MIS-UKA通过计算机动态、实时地测试软组织松紧度,可更好地恢复正常膝关节的运动学,提高假体生存率及功能恢复,具有很好的 可重复性。Bell等介绍了一种患者个性化设备(PSI)技术,MIS-UKA术前进行膝关节MRI扫描,通过计算机辅助设计膝关节三维模型,计算假体大 小、安装位置、截骨量、胫骨后倾角度等,根据以上解剖数据定制用于股骨和胫骨截骨的钻模,以此来控制截骨的范围和角度;研究结果证实PSI技术能够帮助手 术经验欠缺的关节外科医生提高MIS-UKA临床效果和假体生存率。目前大部分机器人导航辅助MIS-UKA均要求术前行MRI或CT扫描,以重建膝关节 三维模型。近来,Nair等使用一种新型手持式半自动机器人截骨系统进行MIS-UKA,结果表明这种无需图像重建的半自动机器人能够精确安装假体,且失 误率低。但该技术目前仅在尸体上进行,还未进入临床应用阶段。
有学者注意到,和MIS-UKA相比,计算机辅助下MIS-UKA可提高假体力线准确性,但未改善临床疗效,因此对于计算机辅助导航的应用需谨慎。计算机及 机器人辅助导航技术的主要优势在于能限制矫正不足,力线矫正不足易导致聚乙烯衬垫早期磨损、假体松动和胫骨平台下沉;同时也有利于避免矫枉过正,尤其在活 动平台MIS-UKA中,为了避免半月板型衬垫在内侧过度松弛而发生脱位,需用较大的聚乙烯衬垫,导致对侧间室发生早期磨损。
然而,计算机和机器人辅助导航技术能否在提高假体力线准确性的同时,提高假体生存率及临床效果,仍有待进一步研究。因此,正确的病例选择、术前临床和影像学评估以及外科医生手术技术仍是MIS-UKA成功的关键性因素。
展望
研究表明,UKA是治疗膝关节单间室OA安全有效的手术方式。导航系统能为UKA手术提供完整三维空间参数的膝关节局部解剖情况,实现假体精确安装。MIS-UKA技术日益成熟,缩短了住院时间和术后恢复锻炼时间,具有广阔的发展前景,但仍需严格把握手术适应证。