基于Wiberg分型探討髕骨形態對髕股關節病變病人全膝關節置換術療效的影響

王運杰 陳歌 程宇翔 張小飛 李狄格 朱浩忠

全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是治療終末期膝關節骨性關節炎（knee osteoarthrosis，KOA）的一種成功的外科技術［1］。其優勢在于能夠矯正肢體力線、消除膝關節疼痛、維持關節穩定性，最終恢復這類病人的膝關節功能，提高病人生活質量［2］。雖然TKA 取得了成功，但根據報道有高達20%病人術后感到疼痛和不適，從而對TKA 術后的結果仍不滿意［3-4］。其中合并有髕股關節炎（patellofemoral joint osteoarthrosis，PFJOA）的病人數量日益增加，該類病人最典型的臨床表現為膝前痛，常伴有蹲、跑、上下樓梯等運動受限［5-6］，導致其術后膝關節功能恢復較差［7］。

目前對于誘發這類疼痛的根本原因尚不確定，但就以往關于膝前痛的報道，大部分學者認為是髕股關節病變所致［8］。多數研究停留于不同髕骨形態對髕股關節的壓力、穩定性、運動學方面的影響［9-11］，髕骨后表面的壓力過高、髕股關節穩定性較差或者異常的髕股軌跡、髕股運動學［12-14］均是相關影響因素，而這些因素最終是否會對TKA病人術后膝前痛以及膝關節功能恢復產生影響，相關研究還較少；是否需要將髕骨形態修剪成WibergⅠ、Ⅱ型也缺乏強有力的證據［15］。

因此，本文對我院骨與關節外科行TKA的病人進行回顧性研究，通過收集和分析病人術前及術后的膝關節功能評分和影像學資料，比較三種髕骨形態（WibergⅠ型、Ⅱ型和Ⅲ型）病人手術前后膝前痛的發生率、疼痛程度以及膝關節、髕股關節功能，以評估這三類髕骨形態的病人是否均可通過TKA 治療達到較為滿意的療效。

資料與方法

一、納入標準及排除標準

納入標準：①診斷為膝關節雙間室骨性關節炎，K-L 分級為3 級或4 級；②首次接受TKA；③術前膝關節MRI提示髕股關節病變（Altman評分≥2分），同時存在膝前痛癥狀，髕骨研磨試驗陽性；④病人術后隨訪1年以上；⑤病人知情并同意配合。

排除標準：①膝關節內翻或外翻畸形大于20°；②滑車發育異常；③炎性關節炎或感染性關節炎；④術后出現嚴重并發癥影響膝關節功能；⑤合并可能影響關節功能的嚴重內科疾病以及影響下肢感覺和運動的疾病。

二、一般資料

將我院骨與關節外科2018年1月至2022年1月收治的257 例病人作為研究對象，由骨與關節外科同資歷醫生行相同假體的TKA，并隨訪收集病人術前、術后相關資料進行回顧性分析。本研究已經通過我院倫理審查委員會的批準，倫理批號：KY2023392。根據排除標準排除54 例，排除失訪的19例，最后184例病人納入研究。

每例術前均完善膝關節MRI 檢查，通過膝關節MRI 橫斷面片，對髕骨形態進行術前Wiberg 分型（圖1），髕骨Wiberg分型為Ⅰ型的52例納入W1組，Ⅱ型93 例納入W2 組，Ⅲ型39 例納入W3 組。三組病人在年齡、性別、身體質量指數（BMI）、膝關節炎K-L 分級和手術側差異無統計學意義（P＞0.05，表1）。

圖1 病人術前膝關節冠狀位MRI a：WibergⅠ型髕骨，髕骨內外側關節面均為凹面，且內外側關節面寬度基本一致，髕骨嵴位于中央；b：WibergⅡ型髕骨，髕骨內側關節面較小，為平坦或輕度凹陷，外側關節面為凹面，髕骨嵴稍偏向內側；c：WibergⅢ型髕骨，髕骨內側關節面非常窄且呈凸面，而外側關節面為寬大凹面，髕骨嵴極度靠內側，與股骨滑車十分不匹配

表1 三組病人術前基礎資料比較

三、手術方法

所有手術均使用固定平臺后穩定型（posteriorstabilized，PS）假體完成。病人在全身麻醉下，手術側下肢消毒鋪巾，充氣止血帶。行膝關節正中皮膚切口，然后行內側髕旁入路充分暴露關節，將關節周圍增生滑膜去除。咬骨鉗去除股骨和脛骨增生骨贅，松解內外側軟組織袖套使得暴露充分。股骨遠端截骨術垂直于股骨力學軸，外翻角5°～7°，在3°外旋位置上確定股骨前、后髁切除厚度后，使用髓外定位器進行脛骨截骨，截骨角度與脛骨力線垂直。將脛骨假體置于合適的外旋度，選擇規格合適的假體，平衡屈伸間隙后置入聚乙烯墊片。充分暴露髕骨，進行髕骨成形（咬除髕骨周圍骨贅及增生滑膜組織，使用擺鋸修整髕骨形態），再用電刀作髕骨周圍去神經化處理，必要時作髕骨外側支持帶松解（圖2）。松止血帶，對創腔充分止血，檢查無明顯活動性出血后，使用羅哌卡因局部注射，放置引流管，逐層縫合，無菌敷料包扎切口。

圖2 術中行髕骨成形術 a：髕骨成形術處理前的髕骨，可見其上方增生大塊骨贅（白箭頭），髕骨邊緣骨質增生明顯；b：髕骨成形術后，所示髕骨周圍骨贅已被去除

四、術后處理及隨訪觀察指標

術后24 小時拔除引流管，病人術后1 天開始行股四頭肌肌力訓練、踝泵訓練和被動屈膝訓練。手術兩天后，在助行器輔助下行走，并逐步過渡到完全負重行走。在康復醫師協助下進行膝關節功能的康復鍛煉。手術14天后，拆除縫線。

術后1、3、6、12個月對病人進行隨訪，采用疼痛視覺模擬量表（visual analogue score，VAS）評估病人術后疼痛程度，計算發生率；采用牛津大學膝關節評分（Oxford Knee Score，OKS）評估膝關節整體功能，其中第12題（OKS-12，關于下樓梯的膝關節功能）提供了髕股關節功能情況［16］，所以單獨列出進行分析；Feller評分評估髕股關節功能情況。

術后隨訪完善膝關節正側位片、髕骨軸位片，了解假體安裝情況及髕骨修整情況。

五、統計學方法

所有收集的數據采用SPSS 24.0（IBM 公司，美國）進行分析，VAS 評分、OKS 評分、Feller 髕骨評分等計量資料以均數±標準差表示，三組間比較采用單因素方差分析（ANOVA），性別、K-L 分級和手術側等計數資料采用卡方檢驗比較。以P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、膝前痛發生情況

所有病人均獲得12個月以上的隨訪。W1、W2、W3三組病人術前的膝前痛發生率和疼痛程度的差異無統計學意義（P＞0.05）。術后3、6個月隨訪時，三組術后膝前痛發生率比較，差異無統計學意義（P＞0.05），但在術后12個月隨訪時，W3組病人術后疼痛程度顯著高于W1、W2兩組，膝前痛發生率也明顯高于其他兩組，差異有統計學意義（P＜0.05，表2、3）。

表2 三組病人膝前痛發生率比較［例（%）］

表3 三組病人膝前痛VAS評分比較（±s，分）

表3 三組病人膝前痛VAS評分比較（±s，分）

注：與W3組比較，*P＜0.05

組別W1組W2組W3組F值P值例數52 93 39--術前7.79±0.70 7.72±0.73 7.82±0.82 0.302 0.740術后3個月6.08±0.27 6.12±0.33 6.13±0.34 0.387 0.680術后6個月3.94±0.57 3.96±0.42 4.03±0.16 0.471 0.625術后12個月2.29±0.61*2.30±0.51*2.67±0.84 5.536 0.005

二、功能結果

表4、5 所示，W1、W2、W3 三組病人術前的OKS評分和Feller評分差異無統計學意義（P＞0.05）。術后3 個月、6 個月，三組間OKS 和Feller 評分差異無統計學意義（P＞0.05），而在術后的12個月隨訪中，雖然三組的OKS 評分總分差異無統計學意義（P＞0.05），但W1、W2組OKS-12的得分明顯優于W3組，差異有統計學意義（P＜0.05），且W1、W2組的Feller評分明顯高于W3 組，差異有統計學意義（P＜0.05）。三組病人術后12個月末次隨訪時OKS、Feller評分均較術前明顯改善（P＜0.05）。

表4 三組病人髕股關節Feller評分比較（±s，分）

表4 三組病人髕股關節Feller評分比較（±s，分）

注：與W3組比較，*P＜0.05

組別W1組W2組W3組F值P值例數52 93 39--術前14.25±3.05 13.71±2.80 14.80±2.98 2.201 0.135術后3個月16.77±2.94 16.41±3.34 17.28±3.37 1.018 0.363術后6個月17.54±3.12 16.94±3.31 18.28±2.60 2.639 0.074術后12個月21.12±2.72*21.03±2.76*19.23±3.20 6.363 0.002

表5 三組病人OKS評分及OKS-12比較（±s，分）

表5 三組病人OKS評分及OKS-12比較（±s，分）

注：與W3組比較，*P＜0.05

組別W1組W2組W3組F值P值例數52 93 39 OKS-12 2.81±0.82*2.89±0.77*3.36±0.96 5.715 0.004--術前OKS 42.52±4.29 43.54±4.45 44.23±3.63 1.917 0.150 OKS-12 4.06±0.94 4.13±0.96 4.23±1.04 0.355 0.702術后3個月OKS 39.98±4.09 40.47±3.94 41.77±4.02 2.335 0.100 OKS-12 3.73±0.80 3.89±0.85 3.95±1.03 0.829 0.438術后6個月OKS 36.81±5.25 37.08±4.42 39.03±5.60 2.700 0.070 OKS-12 3.50±0.83 3.47±0.54 3.67±0.93 1.015 0.365術后12個月OKS 33.58±4.58 34.67±5.42 36.28±5.89 2.905 0.057

三、影像學結果

如圖3所示，W1、W2兩組病人術后復查髕骨軸位片可見Wiberg分型均為Ⅰ型或Ⅱ型，與股骨假體接觸面較為匹配，而W3 組中部分病人術后復查雖然可見其髕骨周圍增生骨贅已被清理，但其形態仍然為Ⅲ型，且髕骨與滑車無法完全匹配。

圖3 W1組（a）、W2組（b）和W3組（c）病人TKA術后髕骨軸位片

討 論

一、合并髕股關節病變病人術后出現膝前方疼痛的原因分析

目前對于這類病人TKA 術后出現膝關節前方疼痛的根本原因尚不明確，但大體上來說其主要原因可分為兩點，一是髕骨后方壓力過大，二是髕骨與滑車之間的接觸面積減小。而據研究表明，無論使用哪一種膝關節假體，TKA 術后病人的髕骨與滑車假體的接觸面積均有所減?。?7］，再加上該類病人本身存在較高基礎的髕骨后壓力，使得其膝前方疼痛的發生率大大增加。而目前膝關節假體已日益成熟，如何通過對髕骨的處理來改善膝前方疼痛成為了熱點討論的話題。有的學者認為是TKA 術中未處理髕骨導致術后疼痛、膝關節功能較差，而通過髕骨成形術、髕骨表面置換以及髕骨去神經處理等方法可以改善［18-20］，但如今面對個體化的病人，究竟該使用哪種干預措施目前仍無定論，而且也有學者認為這些方法的療效不確切［21］。因此，我們探討了不同形態髕骨病人的療效差異，希望本研究的結果能為這類病人的治療方法選擇提供一些啟示。

二、髕骨形態影響髕股關節的理論基礎

研究表明髕骨后表面的壓力受髕骨形態和滑車形態的影響［22］，主要由髕骨與股骨滑車的接觸面決定。不同髕骨形態對髕骨后表面的壓力也會不同，且會影響到髕股關節的穩定和運動。目前已有較多研究利用髕骨的Wiberg 分型探討了不同的髕骨形態對髕股關節壓力或穩定性的影響，其中有研究指出Ⅲ型髕骨后方的凸內側面明顯較小，而外側面是凹面，內、外側面之間的夾角接近90°，與滑車假體十分不匹配，使得其接觸面積更小，也證實了Ⅲ型髕骨的髕股關節接觸面應力較高，關節穩定性較差；相比較，更為常見的Ⅰ型、Ⅱ型的髕骨與滑車假體的接觸面積較大，膝關節屈伸活動中產生的髕骨后方壓力較?。?3］。因此，大部分骨與關節外科醫生在TKA術中通過髕骨成形術將髕骨修整為Ⅰ型或Ⅱ型，這樣能與股骨假體更好匹配。

三、WibergⅢ型髕骨病人術后療效較差的原因分析

在我們的回顧性研究中，首先保證了膝關節假體的一致性，避免了股骨側假體形態對髕股關節面壓力、穩定性的影響。在本次研究中，所有病人在術中進行髕骨成形術時，我們盡量將其髕骨修整至WibergⅠ、Ⅱ型，但我們發現部分W3 組病人的髕骨磨損過于嚴重，內側髕股關節面缺失過多且關節面陡直，而外側關節面有大量骨贅增生，在股骨滑車內走行過于靠近股骨外側髁，在保證髕骨大小、厚度的情況下，已無法通過髕骨成形術將其修整為Ⅰ、Ⅱ型，只能盡可能地清除其周圍骨贅，修整關節面至平滑。最終導致髕骨與股骨假體匹配不佳，髕骨關節面與股骨滑車接觸不契合，使得髕骨后壓力過高、髕骨軌跡異常、髕股關節穩定性較差，這一系列改變可能導致Ⅲ型髕骨病人術后出現膝前痛且程度較重，同時髕股關節功能恢復也較差。而如果不保證髕骨厚度又會影響到髕骨軌跡［24］，因此部分Ⅲ型髕骨難以修整成形，這類難題也許在TKA術中進行髕骨表面置換可以解決，而我院進行髕骨表面置換的病人數量十分有限，因此未納入實驗。而在我們隨訪的病人中發現，有一定數量的W3 組病人在下樓梯的功能恢復方面較其余功能明顯不足，正如我們OKS評分第12題結果所反映的一樣，其原因可能是在下樓梯時，在Ⅲ型病人原始髕股關節壓力就較大的基礎之上，隨著膝關節屈曲的增加以及重力的影響，此時的髕股關節壓力進一步增大，從而導致該類病人在下樓時難以承受如此大壓力所引起的疼痛，表現出其術后該功能恢復較差。

四、本研究的不足之處

本研究仍然有部分缺陷：①本實驗為回顧性研究，仍需要通過更進一步的前瞻性研究深入探討以獲得更多證據；②對于病人的隨訪時間僅限于一年內，缺乏遠期的術后療效情況，無法作更加長遠的比較；③本研究僅局限于TKA術中通過髕骨成形術治療該類病人，未引入接受髕骨表面置換的病人參與比較；④本研究并未加入沒有合并有髕股關節病變的病人作為對照組。

綜上所述，我們通過這項回顧性研究比較了三類髕骨形態病人的手術療效得出結論，WibergⅠ、Ⅱ型髕骨病人術后的膝前痛程度、發生率以及髕股關節功能的改善情況均優于WibergⅢ型髕骨病人。這一發現支持了通過TKA 術中髕骨成形術能夠改善WibergⅠ、Ⅱ型髕骨病人的髕骨關節退變的病情，而部分磨損過于嚴重的WibergⅢ型病人對于該手術的適用性還有待考量。如何更加優化地改善合并有髕股關節病變病人的膝前痛癥狀、膝關節功能，提高病人手術的滿意度，仍然需要我們不斷探索。