脛骨高位內側開放截骨術后脛骨平臺后傾角變化相關因素的探討

王志偉 林文韜 嚴為海 沈金清 吳至鋒 何大偉 王武煉

內側開放脛骨高位截骨術（opening wedge high tibial osteotomy，OWHTO）作為膝關節骨關節炎（knee osteoarthritis，KOA）的常見治療手段之一。該方法通過將術肢機械軸從膝關節內側轉移至外側，從而減輕內側間室負荷，達到減緩膝關節疼痛、延緩內側間室破壞的目的［1-2］。有研究表明，在力線重新分布后可促進膝關節軟骨再生，對于合并脛骨近端內翻畸形的KOA的患者，在接受脛骨高位內側開放截骨術后可獲得較為滿意的中長期療效［3］。然而，OWHTO在矯正下肢冠狀面畸形的同時，不可避免地改變了脛骨近端形態，繼而可能對矢狀面上的脛骨平臺后傾角 （posterior tibial slope，PTS）產生影響［3］。PTS是指矢狀面上脛骨平臺的關節面與脛骨骨干所形成的夾角；其主要作用是維持膝關節前、后交叉韌帶的張力，在膝關節屈伸時保持股骨的髁正?；瑒樱?］。既往研究指出，PTS的增加易導致脛骨前移并且張力增加，同時也會導致關節軟骨的應力改變［5］。這一發現有助于不穩定性膝關節及關節軟骨缺損患者的治療；但對于膝關節穩定且活動度尚可的患者，則有增大術后骨關節炎進展及韌帶損傷的風險。故而，對于一般膝關節穩定的患者，在OWHTO術中應盡可能保持原有的脛骨平臺后傾角［6-7］?；谂R床上對OWHTO術后意外PTS改變的關注，本研究的重點在于探究在不刻意改變PTS前提下，比較手術前后PTS是否發生改變，以及探究導致PTS改變的因素。

資料與方法

一、資料

1.納入及排除標準：（1）納入標準：①經影像學檢查確診顯示內側關節間室狹窄合并脛骨內翻畸形；②外側關節間室軟骨與髕骨關節基本正常；③膝關節無嚴重屈曲攣縮畸形，屈曲攣縮小于15°。（2）排除標準：①合并外側間室、髕骨關節退行性病變；②合并類風濕關節炎；③合并內、外側副韌帶及前后交叉韌帶損傷；④既往膝關節手術史、感染史。

2.病例來源：2020年1月至2021年6月在福州市第二醫院骨科行OWHTO的57例患者。其中，男29例，女28例；年齡22～74（56.8±10.1）歲；身高1.4～1.8（1.6±0.1）m；體重43～104（68.7±10.8）kg。關節外畸形（脛骨側）患者42例，占比73.6%；關節內畸形患者15例，占比26.3%；無合并股骨側畸形患者。所有患者獲得12個月以上隨訪。本研究由福州市第二醫院倫理委員會批準，符合倫理標準。

二、方法

1.術前準備：（1）術前完善相關檢查：生化及相關臨床檢查，了解患者肝腎功能、心肺功能、凝血功能及是否合并貧血、下肢深靜脈血栓等。（2）攝站立位膝關節正位及下肢全長正位X線片，了解患者下肢力線，判斷患者內翻畸形程度，以及外側間室是否磨損。（3）攝膝關節站立位側位X線片，了解患者的髕股關節及脛骨平臺后傾角。（4）攝髕骨軸位X線片，評估患者髕股關節情況，觀察是否有髕骨脫位。（5）行MR檢查，判斷患者髕股關節及外側間室軟骨情況，以及膝關節內外側副韌帶、前后交叉韌帶及外側半月板是否損傷。（6）明確是否為炎癥性關節。

2.術前規劃：（1）判斷下肢畸形來源。在良好精準的下肢全長片上畫出下肢機械軸和力線軸測量股骨遠端外側角及脛肩近端內側角，判斷畸形來自股骨、脛骨還是關節內。股骨遠端外側角（lateral distal femoral angle，LDFA）正常值為85°～90°，超出該范圍考慮為股骨畸形。脛骨近端內側角（medial proximal tibial angle，MPTA）正常值為85°～90°，超出該范圍考慮為脛骨畸形。（2）確定目標立線：確定畸形來自于脛骨側內翻畸形后，本研究中理想立線為連接患側股骨頭中心與Fujisawa點的直線（Fujisawa點是指以膝關節中央髁間嵴位置為0%，脛骨平臺內外側緣為100%，距中央髁間嵴62.5%距離的點）。（3）確定矯正角度：合頁位置選擇于外側皮質與脛腓關節上緣交界處，距脛骨關節面大于1.5 cm，同時保留1 cm寬骨質。以合頁為旋轉中心，以踝關節中心至合頁的距離為半徑進行旋轉，直至與目標力線相交叉，旋轉的角度即為需要矯正的角度。（4）通過Miniaci法，依據矯正角度及截骨長度，計算內側截骨撐開高度［8］。

3.手術方法：患者取平臥體位，采用全身麻醉。麻醉成功后，常規消毒鋪巾，驅血后上氣壓止血帶（40～50 kPa）。作脛骨前內側直切口長約7 cm，逐層切開皮膚、皮下組織，剝離內側副韌帶淺層及鵝足上段。依術前計劃行脛骨上段截骨矯形術。于脛骨結節下1.5 cm設計上行截骨線。鵝足上方，關節面下方3.5 cm設計水平截骨線，電刀刻出截骨線。透視下鉆入導針，予擺鋸沿截骨線截骨。保持脛骨外側骨皮質完整，依術前規劃撐開角度，于截骨處敲入相應厚度骨刀。將脛骨下段外翻，測量下肢力線是否滿意，微調撐開距離。取1塊接骨板及8枚螺釘牢固固定。C臂機透視見下肢力線良好，矯形斷端內固定物在位滿意。截骨斷端植入同種異體骨。留置潘氏管引流，清點紗布及器械無誤后逐層縫合創口。所有手術均由同一名經驗豐富的高年資關節外科醫生完成。

4.術后治療及康復：術后給予抗感染、抗凝、消腫鎮痛及冰敷，對癥支持治療。手術當天按照個人耐受程度進行適當強度的足趾踝泵運動。術后第1天起要求進行膝關節屈伸（主動和持續被動活動）、股四頭肌鍛煉。術后第2天鼓勵在腋杖或助行器輔助下部分負重下地活動，逐步練習直至恢復正常行走。術后2周拆線，并在出院時再次進行健康宣教。

5.觀察指標及療效評價：（1）基線資料包括性別、年齡、身高、體重等；（2）膝關節功能評價包括疼痛視覺模擬評分（pain visual analogue scale，VAS）、紐約特種外科醫院膝關節評分（hospital for special surgery，HSS），對膝關節手術前后疼痛及關節功能狀況進行評價；（3）術前規劃的矯正角度、術中實際撐開距離；（4）在患者術前、術后的下肢全長位X線片、患肢側位片上測量手術前后患者的PTS［PTS測量采用脛骨近端解剖軸參照法（tibial proximal axis of the tibia，TPAA），即脛骨近端距膝關節5 cm和15 cm處皮質直徑中點的連線，做其垂線測量與脛骨平臺之間的夾角［9］］、MPTA、脛股冠狀角［脛骨解剖軸與股骨解剖軸之間的夾角；（condylar twist angle，CTA）］。測量由兩名非利益相關的影像學技師進行。

6.統計學處理：采用SPSS 23.0軟件（SPSS，Chicago，IL，美國）進行統計學分析。符合正態分布的數據采用±s表示。采用多元線性回歸判斷數據間的相關性，采用獨立樣本t檢驗判斷不同組間數值是否有差異性。如果數值變量不是正態分布或方差不齊，則使用Wilcoxon秩和檢驗。P< 0.05為差異有統計學意義。

結果

1.膝關節術后疼痛及功能改善情況：術后第12個月隨訪時，術肢VAS、HSS評分與術前相比，差異具有統計學意義（P< 0.05）。VAS評分較術前明顯降低，關節疼痛癥狀較術前顯著改善。HSS評分較術前提高，提示關節活動功能改善（表1）。

表1 術前及術后VAS、HSS評分比較（±s）

表1 術前及術后VAS、HSS評分比較（±s）

注：VAS為疼痛視覺模擬評分；HSS為紐約特種外科醫院膝關節評分

HSS 63.0±6.3 83.9±5.4 18.92< 0.001時間手術前手術后統計值P值例數57 57 VAS 6.7±1.3 1.9±1.1 21.64< 0.001

2.術后MPTA、CTA、PTS的改變情況：術后12個月末次隨訪時，患者術肢的MPTA、CTA、PTS與術前相比差異有統計學意義（P< 0.05）（表2）。

表2 術前及術后MPTA、CTA、PTS的比較 （°，±s）

表2 術前及術后MPTA、CTA、PTS的比較 （°，±s）

注：MPTA為脛骨近端內側角；CTA為脛股冠狀角；PTS為脛骨平臺后傾角

PTS 8.1±4.7 10.7±4.4 3.05 0.003時間手術前手術后統計值P值例數57 57 MPTA 83.2±2.4 91.0±2.1 18.62< 0.001 CTA 4.8±3.0 9.3±6.7 4.59< 0.001

3.各測量參數與PTS變化相關性分析：利用多元線性回歸比較患者年齡、身高、體重、術前規劃矯正角度、術中實際撐開距離及手術前后MPTA、CTA等參數與PTS變化的相關性，結果顯示R2為0.500，即所測量參數對PTS變化影響程度的占比為50%，德賓-沃森檢驗結果為2.161，考慮各參數間樣本獨立。術前PTS值與術中撐開距離、術前PTS改變顯著相關（P< 0.05）。術中撐開距離越大，則術后PTS發生的改變的可能越大（β=0.492）。術前PTS越大，則術后PTS發生的改變的越?。é?-0.528）。其余測量參數均與術后PTS非顯著相關（P>0.05）（表3）。

表3 各測量參數與PTS變化相關性分析（±s）

表3 各測量參數與PTS變化相關性分析（±s）

變量年齡（歲）體重（kg）身高（ m）術前患側MPTA（°）術后患側MPTA（°）術前患側脛骨角（°）術后患側脛骨角（°）術前患側脛骨后傾角（°）截骨距離（mm）撐開距離（mm）56.8±10.1 68.7±10.8 1.6±0.1 83.2±2.4 91.0±2.1 4.8±3.0 9.3±6.7 8.1±4.7 59.5±6.5 14.5±3.6 β值-0.107-0.124-0.044 0.061-0.144 0.039 0.059-0.53-0.152 0.378 P值0.393 0.370 0.761 0.618 0.230 0.763 0.609 0.000 0.254 0.006

討論

人體膝關節是一種內外側間室應力不均的結構，其內側間室受力大于外側［10］。若同時存在脛骨側內翻畸形，則在膝關節骨關節炎進展過程中，內側軟骨更易磨損變性，伴隨脛骨內側平臺軟骨下骨塌陷，會進一步加重膝關節內翻畸形［11-12］。本研究中，患者通過OWHTO有效增大了患肢MPTA，將內側間室的力線轉移到外側間室，從而達到矯正畸形，減輕內側間室的壓力的目的。術后配合合理的康復訓練及切口管理，可有效延緩關節功能退變。在本研究中患者術后VAS、HSS評分較術前也明顯改善，提示術后患者膝關節疼痛癥狀明顯緩解，關節活動功能提高。既往研究也表明，對于合并脛骨近端骨關節炎的患者，行脛骨高位截骨術可獲得的較為滿意的短、中期療效［13］。

PTS作為維持膝關節活動時穩定性的主要組成結構之一，PTS的增加會導致脛骨前移及增大前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）的張力。對于ACL功能不全的患者，PTS增大會加大ACL損傷及脛骨前脫位的風險［6，15］。雖然長期臨床隨訪認為PTS增加與臨床癥狀的改善或惡化沒有直接的相關性，但是后傾角的變化將改變內外側間室的應力中心及運動學結構。因此，在術中需控制后傾角的改變，避免脛骨平臺接觸應力的改變［16］。在本研究中，即使術中不刻意去改變患者PTS，并在采取多項措施盡可能保持PTS不發生變化（如截骨前側撐開的高度小于后方撐開的高度；冠狀面截骨打開時，前側截骨面與后側截骨面保持平行；多次術中透視，觀察PTS是否改變等），但術后12個月時復查PTS較術前仍增大，與既往研究中OWHTO易導致PTS增大的研究結果相吻合［17］。故而除了術中操作因素外，是否有其他因素也會導致術后PTS的改變，這值得進一步探究?；诩韧芯康幕A［4，18］，選取年齡、身高體重、矯正角度、術中撐開距離、術前MPTA、術前PTS等可能影響到預期PTS變化的參數進行測量，并通過多重線性回歸評估各參數與PTS變化間的關系。結果顯示年齡、身高體重、術前MPTA等參數與PTS的改變無顯著相關性；而術中撐開距離、術前PTS大小與則與手術前后PTS改變顯著相關。術中撐開距離越大時，術后PTS發生的改變的可能越大。Jacobi等［17］研究中，術后撐開距離是造成PTS改變的重要影響因素，同時對脛骨旋轉度也會造成影響。脛骨近端作為一個三角形的解剖結構，在行OWHTO時會不可避免的改變其解剖結構，當PTS發生的改變較小時，這些微小的改變可能沒有顯著的臨床意義，但對于合并ACL功能不全的患者，PTS的增加會脛骨前脫位的風險［19］。因此，如果需要維持脛骨平臺的后傾角，截骨前側撐開的高度需要小于后方撐開的高度，前方間隙的高度約為后方間隙的1/2～2/3［20］。如果截骨的前后方間隙相等，必然導致后傾角的增加。同時，結果顯示術前PTS的大小與PTS的變化負性相關；即術前PTS越小，術后PTS發生改變可能愈大。故而，臨床醫生應重視術前PTS，將其視為可能導致術后PTS變化重要影響因素。

本研究的優勢在于通過真實的病例、手術操作及合理的術后康復訓練，且所有手術均由同一高年資外科醫生操作，使手術操作誤差所致PTS改變相對趨于穩定。通過本研究可以發現哪些參數對于術后PTS改變有影響及其對于PTS改變的影響趨勢，對臨床醫生術前規劃及術中操作均有指導意義。同時部分陰性結果也具有一定的臨床意義；其中比較有啟發意義的是術中截骨距離與術后PTS改變的非相關性。這對于體格較大，截骨距離長的患者的術中操作有一定的參考作用。

本研究的的局限在于：（1）觀察的病例數少，患者局限于單一醫院的某一治療組，需進一步的擴大樣本來驗證研究結果的普遍性。（2）攝片的誤差可能帶來實驗數據測量的不準確性。（3）患者術后康復行走時使用的輔助設備為助行器與腋杖兩種，不同的輔助設備可能會導致術后PTS的變化。（4）臨床隨訪的時間較短；僅限于術后中短期，應進行長期術后隨訪。

綜上所述，OWHTO手術可有效緩解關節疼痛、糾正膝關節畸形，改善關節功能狀況。在非刻意調整PTS的情況下，術中撐開距離、術前PTS的大小與術后PTS變化相關。術中撐開距離越大，術后PTS發生的改變的可能性越大；術前PTS越小，術后PTS發生改變可能性愈大。