近年來,膝關節單髁置換(Unicompartmental knee arthroplasty UKA)重新受到了人們的重視。微創技術不僅可以讓患者儘快恢復運動功能,而且減小了併發症的發生。膝關節單間室退變且穩定性良好的患者是該種術式的最佳選擇。股四頭肌避開技術(Quadriceps-sparing QS)的應用,極大推進了UKA的發展。
QS技術既可以保護了股四頭肌的功能,又可以在必要的時候改變為全膝關節置換(Total knee arthroplasty TKA)。該種手術器械簡單易學,既提高了手術室的效率,又增加了手術團隊的熟悉程度。在過去的四年了,343例患者應用該項技術進行了UKA,只有5例患者(1.5%)進行了翻修,膝關節功能良好,滿意度高,假體生存率高。
在過去的25年間,膝關節單髁置換(UKA)得到了不同人的認可。在19世紀70年,UKA剛剛引入臨床時,由於其切骨量少、易於翻修等特點,獲得了手術醫生的普遍推廣。這也與同一時間其他的手術方式極好地吻合,比如說髖關節的表面置換,不僅保留了本身的骨組織,也為必要時進行其他進一步的手術提供了可能。
但是,那時的手術器械缺乏,對適應症的選擇和假體的設計知之甚少。這些問題導致的早期手術的高失敗率,美國在90年代完全放棄了這一手術,但歐洲的醫生繼續工作,推動了手術技術的發展,並對適應症的選擇進行了完善1,2。
同一時期,隨著運動醫學和其他學科的發展,骨科醫生越來越認識到減少手術創傷的潛在意義,提出了微創手術(Minimally invasive surgery MIS)的概念。1991,Repicci 和Romanowski3將UKA微創技術應用於臨床,1998年,Albrektsson和Carlsson設計的MG Uni ( Zimmer, Inc, Warsaw, IN)應用於臨床,主要是髓內定位的UKA微創技術。
現代的UKA效果滿意,長期生存率超過94%。這種高生存率、低併發症以及手術器械的完善,讓我們在2000年形成了簡化地UKA微創技術,進一步發展為OS-TKA技術。這種技術,特別適合於UKA。
病人的選擇
提高UKA長期成功率的最重要的因素就是合適的病人選擇。當然,病人的選擇是多方面的,主要包括年齡、體格檢查、X線表現和人格等因素。
對於關節置換醫生而言,患者的年齡是最為棘手的問題。隨著人口的增長,越來越多的年輕人過早地表現為重度骨關節炎。這一部分人希望具有良好的膝關節功能和較短的康復時間,UKA技術為醫生提供了治療年輕患者,甚至是老年人侷限性骨關節病的選擇。
UKA應該是“年輕患者的第一個膝關節,老年患者的最後一個膝關節” (A.J. Tria, Jr, personal communication, 2001)。這種說法是說小於60歲的患者,進行了關節置換後,還需要再一次的返修手術,而大於80的患者只需要一次置換手術即可。介於60-80歲的病人更適合於TKA,只一點,對於大多數骨科醫生而言,是非常熟悉的。
體格檢查方面,膝關節應具有良好的活動範圍,關節穩定性好,角度畸形不大。因為由於微創技術有限的暴露,不可能進行廣泛的軟組織鬆解。因此這種術式需要較好的正常的軟組織穩定,軟組織攣縮和僵直不推薦進行該種手術。UKA依靠正常的韌帶來穩定關節,正常的側副韌帶和交叉韌帶是關節置換術後關節正常功能的關鍵。不允許有韌帶的陳舊損傷,特別的活動性假體而言。因為UKA只有有限的厚度,依靠正常的韌帶功能,因此只能糾正有限的屈膝攣縮角度和內外翻畸形,一般侷限在10度之內。
患膝的疼痛只是侷限在受累的關節間隙內,形象地表現為“一指痛”,並且嚴重影響患者的生活方式。瀰漫性疼痛,特別是髕股關節痛,是相對的禁忌症。如果證實有髕股關節病,例如半蹲試驗或爬樓梯試驗陽性,應該選擇TKA而不是UKA。嚴重的髕骨後摩擦感,也應該避免進行UKA。
X線檢查在選擇UKA方面非常重要。必須認真觀察受累關節間隙的退變程度,排除對側關節間隙和髕股關節的病變。一般來說,中等程度的關節退變是最佳選擇,而炎症性關節炎則為禁忌症。因為對於炎症性關節炎來說,其它的關節間室都有進一步退變的潛在危險。
其它間室具有小的骨贅是可以接受的。過度的脛骨半脫位或者髁間窩狹窄是關節不穩定的表現,這些病例更適合於TKA。屈膝位的後前位片(skier’s view)可以很好的發現脛骨後方的磨損,對於外側關節單髁置換非常有用。這種體位X片在常規的X檢查中經常遺漏。
要重視患者的心理狀態。UKA的一個最大的優點就是保留了對側間室的正常的韌帶和結構,符合正常的運動學狀態,患膝具有的正常的感覺和功能。然而這也是該種術式的最大的缺點所在。正因為有這麼多正常的結構存在於關節內,成為了關節置換術後疼痛的潛在因素。
在術者的所有手術當中,有幾例失敗的患者,對側關節間隙出現了無法解釋的疼痛,關節鏡手術和保守治療都不能解決。這種不明原因的疼痛,讓UKA手術醫生感到頭痛。因此建議儘量避免給予那些急切解除疼痛和相當挑剔的患者進行該類手術。
手術技術
入路
UKA可以選用內側和外側入路。圖片1顯示的是外側入路皮膚切口。而一下詳細說明的是內側關節間室的UKA,因為該側間室的手術比較常見。
皮膚的切口從脛骨結節的中部向上延伸到髕骨上極上1cm。內側髕骨旁關節切開,也要延伸到髕骨上極。為了減輕內側軟組織的張力,可以在內側股骨髁中部水平橫行切開內側關節囊。但要避免傷及股四頭肌。如果有些患者的股四頭肌內側頭止點較低,那必須將內側頭從髕骨止點處遊離。也可以應用真正的股四頭肌下入路,那就需要更多的近端關節囊和皮下的遊離。髕骨後脂肪墊需要切除(圖2),然後沿著內側脛骨平臺邊緣分離內側副韌帶的深層,一直到半膜肌肌腱的止點。
伸直膝關節,檢查外側關節間隙和髕股關節(圖3)。上述兩關節的關節軟骨具有I度或II度的軟骨損傷,可以繼續進行UKA。如果III度或III度以上,或者髕骨關節具有對吻傷,則改為TKA手術。
股骨截骨
股骨定位器插入點的定位,應在滑車溝最深點內側0.5-1cm,後交叉韌帶止點的前方1cm處(圖4)。鑽孔之後,選擇合適的髓內定位器。因為UKA的理想目的是膝關節內翻角度輕度的矯正不足,因此定位器的角度應該小於股骨結剖外翻角1度(例如:股骨外翻角6度,股骨定位器5度)。股骨的截骨角度不影響UKA的整個下肢力線,但是選擇合適角度的定位器可以保證股骨和脛骨的截骨更加平行,提高假體的使用壽命。
股骨定位器的長棒應該沿著股骨的長軸插入,儘量使棒的頂端沿著骨皮質的後方插入,保證股骨假體中立的屈膝平面(圖5)。髕骨經常可以在屈膝70的情況下用一個手指的力量向外側拉開,以便暴露足夠的視野進行手術。內側髁鬆動的軟骨要事先取下,以免影響定位器貼緊股骨髁。
定位器放置完全後,三枚金釘固定截骨塊於股骨髁(圖6第一個金釘已固定)。因為理想的UKA需要股骨遠端截骨6mm,應該使用外側股骨定位器進行內側間隙或外側間隙的截骨。也可以使用標準的10mm的內側定位器,將金釘固定在截骨塊最遠行的孔內,然後將截骨塊移動到最近行的孔內,也可以達到截骨6mm的目的。
股骨遠端截骨後,可以利用定位器上的髓內幫保護髕骨和滑車溝(圖7)。截骨的上緣應該位於股骨的潮線上。
圖1外側關節單顆置換皮膚切口。
圖2提起髕骨,切除脂肪墊。
圖3翻起髕骨,檢查髕骨軟骨損傷情況。
圖4在髁間窩的前內側作為開髓點。
圖5安裝股骨定位器和6mm的截骨塊。
圖6固定截骨塊。
脛骨截骨
任何一種可供選擇的脛骨髓外定位器都可以用來進行合適的脛骨截骨。作者習慣應用MG-Uni的微創脛骨定位器。非常簡單而又可以達到理想的可重複的結果。脛骨截骨的目的就是將假體放置於中立的矢狀位,冠狀位平行於正常的脛骨平臺。
為了實現這一目的,定位器的遠端應該放置在踝關節中央偏內1cm的位置,遠端放置於脛骨結節內側1cm的位置。這樣可以使定位器位於脛骨力線的內側1cm且平行於脛骨力線(圖8)。固定截骨塊於脛骨近端,確定截骨的厚度和傾斜度。理想的截骨厚度是4mm。需要牢記的是UKA提供的聚乙烯墊片厚度選擇較少,在一些骨缺損嚴重的患者當中,應儘可能的少截脛骨(圖9)。
在切骨過程中,要利用翹板仔細地保護內側副韌帶,水平截骨到後方皮質時要特別小心。特別注意避免前交叉韌帶下截骨。垂直截骨時要平行於脛骨的前後軸,可以讓足部處於中立的位置來實現。切骨的位置應位於前交叉韌帶止點的內側,向後延伸到內側股骨髁外緣的下方。
利用kocher鉗拉住切骨塊,使用骨刀向上、向內輕輕的翹起,將切下的平臺完整取出(圖10)。如果骨塊破裂,後方的部分暫緩不管,等到股骨切骨完成後再取出。
股骨精整
股骨脛骨力線截骨完成後,下一步重點在假體大小的選擇。屈膝90度,放置股骨大小截骨器,前方剛剛達到截骨緣,千萬不要超過截骨緣,以免造成髕骨撞擊。左右略小於截骨緣。當脛骨處於中立位,屈膝90度時,股骨截骨塊也會自行處於適當的旋轉角度,再次確認力線。調整內外位置,確認股骨假體位於脛骨截骨和股骨髁的中央(圖11)。
一旦大小和位置確定,牢固固定截骨器,開始股骨精整。首先鑽取錨定孔,然後進行各個方向的截骨(圖12)。截骨過程要特別注意保護內側副韌帶。取出骨塊,注意過度屈膝,將後方的骨塊向前拉出,避免骨塊滑入後關節間隙(圖13)。
圖7去除股骨骨塊,安裝髕骨牽開器。
圖8放置脛骨定位器。
圖9固定截骨塊,截取脛骨。
圖10完整取出脛骨平臺。
圖11安裝股骨截骨器,使截骨器位於股骨的截骨面中央,且與脛骨平臺平行。
圖12鑽取股骨固定孔並截骨。
半月板切除和局麻鎮痛
切骨完成,骨塊取出後,進一步清理後關節間隙。外旋脛骨可以有利於該步操作。還可以利用小腿固定器以利操作,可以固定到希望的不同的屈膝和旋轉角度(圖8)。脛骨外旋後,利用兩把Kocher鉗,向前牽拉,切除半月板(圖14)。所有殘存在關節後間隙的組織都可以輕鬆取出。
清理關節後,作者喜歡在後關節囊周圍,半月板切除部位,注射20ml的布比卡因和10mg的嗎啡混合液以利於術後鎮痛(圖15)。這種方法術後鎮痛效果良好,有利於患者早期下地行走和術後康復。也可進行早期的大範圍的持續被動活動,以減少關節黏連的危險。
脛骨精整
將小腿處於內旋位置,完成脛骨大小的測量和精整。這時可以使用後側半月板牽開器,以利於觀察整個脛骨平臺的表面(圖16)。直視下將環形大小測量器放置在脛骨平臺截骨面上,選擇儘可能與脛骨平臺一樣大小的假體。避免過大,但過小也容易造成假體下陷。如果脛骨後緣不能直視,測深尺可以用來幫助判定脛骨平臺後緣的位置(圖17)。放置脛骨假體試模並固定,鑽取脛骨固定孔,此時可內旋脛骨以利操作(圖18)。
圖13取出股骨後髁的骨塊。
圖14利用Kocher鉗向前牽拉半月板並切除。
圖15局部注射鎮痛藥。
圖16放置側方牽開器,以利觀察完整的脛骨平臺。
圖17測量脛骨平臺的大小。圖18鑽取脛骨固定孔。
安裝試模
將膝關節過度屈曲,旋轉中立位,直視下安裝股骨試模(圖19)。屈膝90度,安裝墊片試模。如果截骨適當,8mm或10mm墊片試模可以達到正確的力線和韌帶平衡。此時檢查關節的活動範圍、力線和韌帶的鬆緊度,以保證良好地關節功能。內側副韌帶2mm的鬆弛度,可以使關節達到良好的功能、力學要求和較長的壽命4。
2mm的韌帶張力測試器可以用來測試內側副韌帶的鬆弛程度(圖20)。
骨水泥固定假體
假體試模完成以後,如果術者對假體的選擇感到滿意,那就準備固定假體。徹底沖洗關節腔,幹紗布擦乾關節面。使用柔軟狀態下的骨水泥非常重要,因為該種微創技術清理後關節囊骨水泥的空間非常有限。向所有的關節置換手術一樣,連續的固定技術和手術團隊對手術過程的熟練程度非常重要,只有這樣,才能達到一致的水泥固定技術和固定效果。
當水泥呈現柔軟狀態時,將骨水泥注射入脛骨的固定空中,將脛骨假體置入。置入脛骨平臺時,利用骨刀,將脛骨平臺呈現後方低、前方高傾斜置入,將骨水泥大部分擠向前方(圖21)。用固定工具將假體輕輕打擊固定,避免暴力錘擊,以免發生脛骨平臺骨折(圖22)。利用骨水泥刮除器刮除後方的骨水泥,特備註意假體正後方的骨水泥。金屬脛骨假體的最大好處就是允許完全去除多餘的水泥,而全聚乙烯假體則不能。
然後是植入股骨假體,過度屈曲膝關節,以免與脛骨假體撞擊。輕輕打入假體,清理周圍溢出的骨水泥,特別是股骨後髁周圍的骨水泥(圖23)。然後確認髁間窩無撞擊,最後置入聚乙烯墊片(圖24)。
圖19安裝脛骨和股骨試模。
圖20利用2mm的張力測試器伸直位測量關節的張力。
圖21置入脛骨假體,後方向下傾斜,將後方的骨水泥擠向前方。
圖22輕輕地打擊固定。
圖23置入股骨假體,打擊固定。
圖24置入聚乙烯墊片。
然後鬆掉止血帶,徹底止血,沖洗關節,放置引流,縫合切口。引流管是可以選擇的,作者的單位是常規放置,以減輕術後疼痛和關節積血。切口的長度平均9cm(圖25)。術後X片顯示典型的外側UKA(圖26,27)和內側UKA(圖28,29)。
手術陷阱
UKA潛在的陷阱主要出現在暴露、切骨、軟組織處理和精整四個方面。在暴露方面的困難主要是髕骨活動度不充分,需要過度牽拉股四頭肌,不利於後續的各步操作。因此在切開關節囊時,應分離所有限制髕骨活動的內側束帶和肥厚的滑膜。有時候像簡化的股肌下入路一樣,需要向後鬆解一點關節囊和筋膜組織。與其通過一個暴露不充分的視野勉強進行操作,倒不如鬆解一點關節囊等軟組織。
如上所述,應正確放置定位器,以保證截骨確實,力線正確。必須確定截骨塊貼近骨質,骨贅和殘存軟骨等妨礙物在定釘前必須去除。注意股骨遠端不充分的截骨,會導致股骨假體的過小。減小脛骨截骨的後傾角度,可以矯正小的屈曲攣縮,這一技術經常在TKA中應用。
必須意識到,視野暴露的越靠內,由於脛骨定位器越容易在偏內和內旋位放置,容易導致脛骨內翻。定位器的前後軸必須平行於脛骨的前後軸。脛骨截骨的厚度主要依靠骨性標誌,而不是韌帶的緊張程度。陳舊的韌帶損傷和攣縮可導致錯誤的截骨,UKA不像TKA一樣,挽救錯誤的機會比較有限。
UKA手術中韌帶平衡相對容易,但卻是必需的。內翻矯正應爭取遺留一點輕度的內翻,只有這樣,軟組織內的假體平衡才能實現。一些內側副韌帶陳舊損傷的患者,為了使內側結構緊張而過度填充,從而造成關節外翻。遺留輕度的內側鬆弛,要好於過度矯正為外翻,避免發生外側關節間隙的疼痛和早期的關節退變。中等程度以上的內側鬆弛應轉為TKA,以方便進行韌帶平衡和假體選擇。
最後,通過關節清洗、骨水泥固定假體、遊離體取出後,關節內的止血非常重要,但有時由於暴露有限而非常困難。小的刮勺和有角度的刮匙必不可少,經常由於關節過緊而導致直視困難,可以通過加大脛骨截骨的後傾角度,以擴大屈膝間隙來提高關節後方的視野。小腿固定器將小腿及脛骨假體固定於外旋位,可以提高後關節囊的直視和清理程度,這一技術也應成為微創技術的常規。
術後康復
UKA微創手術的術後處理非常簡單。根據手術醫生的決定放置引流。由於術中注射了局麻藥,術後疼痛很輕。術後可以立即進行膝關節大範圍的連續活動,麻醉消退後應儘早進行步態練習。我們病人常規術後一天出院。許多康復措施是出院後進行。1-2天后停止輔助行走,進行可耐受的步態和力量訓練。1-2周後開始輕度的工作,一月後進行中等強度的工作。同時可以開始進行輕度的體育活動,術後6周可以進行全力的高爾夫運動。
結果
UKA已成為一個可靠的和可預料的手術過程。應用傳統的入路和器械,許多醫生的手術效果以超過了TKA4。UKA的優越性在於屈膝角度大,關節功能好,病人滿意度高。同傳統的UKA相比,微創手術的UKA在手術時間、下肢力線、軟組織平衡和固定等方面相當,短期的臨床效果相似,長期效果也不會有差別。
我們在過去的4年中,應用上述技術,為343名患者進行了UKA。手術技術非常熟練,平均的止血帶時間為25分鐘(圖30)。2例(0.6%)患者因為感染進行了返修手術。1例(0.3%)患者因為外側關節退變而返修,該例患者首次手術應該進行TKA。2例(0.6%)患者因為無法解釋的對側關節疼痛進行了返修。沒有患者因為假體鬆動而返修,一名患者因為固定的遊離體而再次手術。7例(2%)患者因為半月板撕裂而進行關節鏡手術,其中的2例患者進行了返修。術後X線顯示,所有患者的力線和假體固定都相當滿意,沒有患者存在懸而未解的失敗因素。
圖25切口的長度。
圖26外側UKA的正位片。
圖27外側UKA的側位片。
圖28內側UKA的正位片。
圖29內側UKA的側位片。
圖30 前37例UKA手術的止血帶時間,後續的手術時間越來越短。
結論
在過去的5年裡,UKA的微創技術在世界範圍內得到推廣,由於其疼痛輕、創傷小和康復快等優點為全球的關節醫生提供了一個強有力的工具。QS手術器械是一個可靠的系統,切骨可復性強,有力於提高手術室的手術效率,必要時可以輕易地轉為TKA。這些特點,再結合正確的病人選擇,高效的手術技術,避免可能的手術陷阱和快速的術後康復,還患者一個滿意的、長久的、高功能的膝關節。