人工膝关节置换术:UKR vs TKR

背景介绍

对于膝关节骨关节炎,终末期治疗方法是膝关节置换术。根据疾病的程度,置换手术可以采用全膝关节置换术 (TKR)、单髁膝关节置换术(UKR) 或髌股关节置换术(PFR) 。在 TKR 中,胫股关节的所有关节面都被替换(包括/不包括髌骨置换)。UKR 和 PFR 适用于仅限于一个关节隔室的疾病,并且仅替换该关节隔室。UKR长期随访的结果表示,25年生存率UKR和TKR分别为69.8% (67.6-72.1) 和82.3%(95% CI 81.3–83.2)。

然而,膝关节置换手术失败的情况很多,包括松动、感染、持续疼痛和关节不稳定,并且可能需要在患者有生之年进行修复。了解什么因素可能导致长期随访中手术失败对于手术术式决定非常重要。如果有足够的时间,所有膝关节置换术都将失败并需要翻修,但翻修手术往往费用昂贵并且疗效比初次手术更差。

单髁人工膝关节置换术
单髁人工膝关节置换术(unicondylar knee replacement,UKR)在治疗膝关节骨关节炎方面是一种颇具吸引力的手术方法。原因是它只置换病损间室,保留了交叉韧带和骨量,创伤小、并发症少,术后恢复快。在过去的研究中,UKR的效果不如TKR。造成这种差距的原因包括:患者的选择不当,假体的设计不合理,以及高难度的手术技术。掌握这种手术技术需要较长的学习曲线,即便对于TKR经验丰富的手术医生亦不例外。
UKR的经典适应证包括:(1989年Kozinn和Scott提出)

膝关节原发性内侧或外侧间室骨关节炎患者。

年龄大于60岁,体重小于82kg,工作、生活强度低,静息痛很轻。

膝关节活动度>90°,屈曲挛缩<15°,成角畸形<10°内翻或15°外翻。

前交叉韧带正常,无内外侧方向上的半脱位,对侧间室正常,髌股关节磨损不能超过Ahlback分级的II度或III度。

采用这种标准选择病人,UKR能占到全部膝关节置换术数量的6%~30%。关于年龄、体重、膝关节活动度和畸形、髌股关节骨关节炎、对侧间室软骨的退变对影响UKR的术后结果,目前仍存有争议。
通常而言,孤立性膝内侧单间室骨性关节炎是UKR的最佳适应证全膝或部分膝关节置换试验(the total or partial knee arthroplastry trial, TOPKAT)小组通过5年随访,比较对于晚期孤立性膝内侧单间室骨性关节炎患者,UKR和TKR的临床疗效和治疗成本,发现二者临床疗效相似,但单髁置换治疗成本更低。
UKR相比TKR的优势包括术后恢复快、保留膝关节内所有的韧带因此术后膝关节活动范围大、日后如果出现磨损需要翻修可以有更多的翻修方式选择(比如TKR)。
UKR的禁忌证包括:

炎症性关节炎,如类风湿关节炎、强直性脊柱炎等,可累及超过单个关节间室;

既往行胫骨外翻截骨术后失败;

前交叉韧带损伤严重,但合适的病例可以UKR同时行前交叉韧带重建;

内侧间室软骨未全消失,非骨对骨接触;

外侧间室中间部分的软骨变薄或严重磨损;

髌股关节骨缺损(尤其在外侧),或存在骨性畸形;

麻醉状态下膝关节活动度<100°;屈曲畸形>15°,成角畸形>10°内翻或15°外翻且不能在应力像中矫正;

不适合UKR的解剖结构,如内外侧髁非常宽大或内外髁间角过大无法安装假体。

各医生把握的UKR手术适应证差异较大,随着假体设计的改善和微创技术的进步,新的UKR的适应证有待时间检验,这也是UKR发展的过程。

人工全膝关节置换术
三间室膝关节置换即人工全膝关节置换术(total knee replacement,TKR),重建已经破坏、丧失功能的膝关节的内侧间室和外侧间室以及髌股关节,从而解除关节疼痛,改善关节功能,纠正关节畸形和获得长期稳定。
TKR主要适应证包括:

晚期退变性膝关节骨性关节炎

对于站立位X线片膝关节间隙已明显狭窄和伴有膝关节内翻外翻或屈曲挛缩畸形,其症状已明显影响关节活动和生活能力的病例,经保守治疗不能改善症状者,可考虑施行TKR。经胫骨高位截骨术后仍不能改善症状的单间室骨关节炎也可施行TKR。

炎症性关节炎:类风湿关节炎和强直性脊柱炎的膝关节晚期病变

二者常可累及双侧膝关节,病变发展至晚期可以导致膝关节的完全破坏,甚至强直、融合,影响功能。由于RA和AS患者的平均年龄较OA病人轻,选择TKR可以避免关节融合,明显地改善关节功能,提高患者的生存质量。

其他非感染性关节炎晚期引起的膝关节病损并伴有疼痛和功能障碍,如大骨节病,血友病性关节炎等。

创伤性骨关节炎

严重涉及关节面的创伤后的骨关节炎,如粉碎性胫骨平台骨折后关节面未能修复而严重影响功能的情况。

虽然TKR可以获得较为理想的功能恢复效果,但由于全膝关节假体在机械磨损及多次翻修等方面的问题并未彻底解决,因此,严格地掌握手术适应证和考虑接受TKR患者的年龄依然是十分重要的。由于翻修手术在假体设计和技术上的可行性,虽然年龄不再是TKR的绝对指征,但对年轻患者仍应慎重考虑。
TKR和UKR共同禁忌证包括:

近期和当前膝关节周围、全身存在活动性感染病灶或炎症性关节炎的明显活动期;

伸膝装置不连续或严重的功能障碍;

关节主要运动肌肉瘫痪或神经性关节病变,包括肌性膝反张;

关节融合术后。

值得注意的是多种疾病可以导致膝关节症状,比如:同侧的股骨头坏死可以引起膝关节的放射性疼痛,所以膝关节疾病的鉴别诊断应该包括脊柱、髋关节、下肢血管疾病,以排除这些部位的疾病产生膝关节症状的可能性。接受TKR的患者同时患有脊柱或者膝关节疾病的情况并不少见。如果不遵循这些基本原则,而仅仅是根据临床检查和放射学检查论断膝关节疾病而建议患者接受TKR手术,就有可能误入歧途。
影响术式的因素
(1)关节炎的范围和程度
炎症性病变是UKR的禁忌受累关节的间室范围,以及受累间室关节炎的严重程度是决定手术方式的关键。对于非终末期的内侧或外侧单间室病变,较年轻的患者(<40岁),可通过截骨术改变力线来治疗。对于中年或老年严重的单间室胫股关节病变,根据是否合并髌股关节病变选择术式,当有明显髌股关节受累者行双间室置换是合理的选择,即置换内侧(或外侧)间室及髌股关节,当无髌股关节病变者选择单间室置换。中老年严重的胫股关节(累及内侧和外侧间室)病变,选择全膝关节置换。
(2)临床症状和体征
UKR必须具备两个条件:①前交叉韧带的完整;②畸形可以纠正。畸形的严重程度也是手术方式选择的决定因素。如患者有明显僵硬性畸形(内翻大于15°或固定屈曲挛缩大于15°),最好行TKR。如果畸形为对称性(通过手法可以纠正者),Insall采用的方法为,在X线透视下,膝关节屈曲20°进行应力试验,如果变窄的间室可以纠正,而对侧间室的关节间隙又维持不变时,最适合行UKR。
(3)患者期望值
患者期望较高,希望术后可以从事高活动量的患者,术前必须告知关节置换后有发生早期松动的可能。因此,对于期望值过高的患者,特别是年轻者,最好行截骨术。但截骨术与关节置换相比,其缓解疼痛和恢复功能的效果不确定。
(4)手术时年龄
虽然长期随访资料显示,TKR在年轻患者中比较耐用,但对于年轻患者来说,因为活动水平较高,预期寿命较长,翻修的可能性很大。因此,年轻患者在进行膝关节置换的选择时应当谨慎。对于这些患者来说,只要不存在三间室病变,那么,微创或截骨术更适合,特别是小于40岁的年轻患者,截骨术是最佳选择。年龄>80岁的患者,UKR创伤小、术后恢复快,是这类人群的更合适手段,也有部分患者由于使用寿命足够,因而成为最终的治疗方式。
(5)骨坏死
膝关节骨坏死可以分为3类,特发性、继发性和关节镜后骨坏死。特发性骨坏死无明确原因,多见于老年人(>60岁),常累及一侧股骨踝部或胫骨平台。继发性骨坏死常与某些特殊因素有关,约90%患者有使用激素或饮酒史,病变常同时累及多个部位。关节镜后骨坏死是最常见的膝关节骨坏死,其病因有较多争议,通常在术后6-8周出现症状。当膝关节周围的骨坏死累及关节面,出现骨性关节炎时,只有施行UKR或TKR。骨坏死的累及部位决定术式。TKR 是更保守的措施,是出现软骨下骨塌陷的患者最合适的手术选择。相反,由于多个髁突经常受累,因此不推荐 UKR 用于继发性骨坏死人工膝关节置换术治疗骨坏死的临床结果并不是很理想,尤其是继发性骨坏死的患者,其骨骼质量较差,术后继续使用激素控制疾病会引起假体周围骨的改建,导致无菌性松动。
(6)胫骨平台高位截骨术后
以往进行过胫骨高位截骨术的患者,因关节的对线发生了改变,给手术带来一定的难度。关节面的三维角度很难恢复到手术前状态,因此目前已经公认的是,胫骨高位截骨术后是UKR的绝对禁忌
本文参考:
[1]周一新,郭万首.部分膝关节置换术[M]. 人民卫生出版社, 2018.
[2]于建华, 李晓辉. 人工膝关节置换技巧[M]. 人民卫生出版社, 2014.
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