关于人工膝关节置换截骨中力学因素方面的临床问答

1 在人工全膝关节置换中,轴向力线和旋转力线确定的正确与否对假体置入的影响? 人工全膝关节关节置换手术中,共有6次截骨:股骨侧5次,胫骨侧1次.它们依次为股骨远端截骨(额状面外翻截骨);股骨外旋截骨(股骨前后方冠状面截骨);股骨前后斜面截骨以及胫骨近端(额状面)截骨.股骨外翻截骨和胫骨近端截骨确定了膝关节的轴向力线,股骨外旋截骨决定了股骨假体旋转力线.确定正确的轴向和旋转力线,是为了恢复膝关节行走时的正常应力分布.下肢轴向力线改变5°,就将导致膝关节承重改变40%.轴向力线不良,会造成髌骨轨迹不良,易发生髌前痛和髌骨脱位.     

全膝关节置换中的改良截骨

背景:近年来全膝关节置换在临床应用普遍,置换技术及假体设计理念均获得极大改善和提高,但尚无截骨顺序方面的研究. 目的:探讨改良截骨方法在全膝关节置换过程中应用的临床效果. 方法:对60例患者的60膝行全膝关节置换,原发疾病包括骨关节炎52例,类风湿性关节炎6例,创伤性关节炎2例,均为后稳定型膝关节,应用强生 PFC-Sigma PS 型假体或 LINK Gemini PS 型假体.在极度屈膝下,先行股骨截骨,包括股骨远端前方后方斜面截骨(某些类型还包括股骨髁间截骨).髌骨不常规置换,再行胫骨平台截骨.记录手术时间,置换后引流量,置换前及置换后6,12周膝关节活动度及美国特种外科医院膝关节评分,并进行统计学分析. 结果与结论:60例患者均获得随访,随访时间3-14个月.手术时间平均(51.3±12.5) min,置换后引流量平均(302±39) mL.置换后6,12周患者膝关节活动度及美国特种外科医院膝关节评分均较置换前明显改善(P <0.01).2例患者置换后1个月出现低度感染,经抗感染治疗后好转,未出现假体排异反应.提示全膝关节置换过程中先行股骨截骨可以为胫骨的操作获得更大的空间,方便切除半月板,并可安全地进一步松解周围软组织.操作简便,可以缩短手术时间,减少术中失血,具有良好的修复效果.     

国人人工膝关节几何外形尺寸的初步探讨

目的:探讨股骨远端及胫骨近端截骨后的各截骨面参数及髌骨参数对假体设计的指导意义。方法:选择2005-02/05在解放军总医院骨科住院治疗的77例患者,105个成人病态膝关节,其中男23例(32膝),女54例(73膝)。105个成人病态膝关节均为初次行人工全膝关节表面置换并在术中保留髌骨,术中测量股骨远端及胫骨近端截骨后的各个截骨面相关参数及髌骨参数。对所测得的全部数据均纳入统计学分析,采用stata8.0统计软件进行结果分析,对不同观察指标统计,求出均值及标准差。并给出股骨前髁宽、股骨前下髁宽、股骨髁宽及胫骨平台宽、胫骨平台内、外侧前后径之间的相关系数,给出回归方程。结果:纳入病态膝关节105例,均进入结果分析。确立了股骨髁及胫骨平台截骨后的各个参数之间的比例关系:①股骨前髁宽A与股骨髁宽C存在线性关系(P<0.05),相关系数:0.7583,回归方程A=-1.523 0.754C。②股骨前下髁宽B与股骨髁宽C存在线性关系(P<0.05),相关系数:0.8555,回归方程B=5.7746 0.8197C。③胫骨平台宽M与股骨髁宽C存在线性关系(P<0.05),相关系数:0.8596,回归方程:M=24.6349 0.7021C。④胫骨平台内侧前后径L与胫骨平台宽M存在线性关系(P<0.05),相关系数:0.8306,回归方程L=-7.8010 0.7729M。⑤胫骨平台外侧前后径N与胫骨平台宽M存在线性关系(P<0.05),相关系数:0.7288,回归方程:N=-1.7405 0.6129M。⑥胫骨外侧平台前后径比内侧平台前后径小5.76mm。结论:精确测量并统计了国人膝关节的形态学尺寸,提供了成人病态膝关节股骨远端及胫骨近端截骨后各个截骨面的参数及髌骨参数指标参考值,为人工膝关节假体的设计、制作提供了更加符合国人解剖结构的科学依据,可以提高假体的适配度,进而提高人工全膝关节置换术的整体临床性能。     

国人人工膝关节几何外形尺寸的初步探讨

目的：探讨股骨远端及胫骨近端截骨后的各截骨面参数及髌骨参数对假体设计的指导意义。 方法：选择2005—02／05在解放军总医院骨科住院治疗的77例患者。105个成人病态膝关节，其中男23例（32膝），女54例（73膝）。105个成人病态膝关节均为初次行人工全膝关节表面置换并在术中保留髌骨。术中测量股骨远端及胫骨近端截骨后的各个截骨面相关参数及髌骨参数。对所测得的全部数据均纳入统计学分析，采用stata8．0统计软件进行结果分析，对不同观察指标统计，求出均值及标准差。并给出股骨前髁宽、股骨前下髁宽、股骨髁宽及胫骨平台宽、胫骨平台内、外侧前后径之间的相关系数，给出回归方程。 结果：纳入病态膝关节105例，均进入结果分析。确立了股骨髁及胫骨平台截骨后的各个参数之间的比例关系：①股骨前髁宽A与股骨髁宽C存在线性关系（P〈0．05），相关系数：0．7583，回归方程A=-1．523&;#177;0．754C。②股骨前下髁宽B与股骨髁宽C存在线性关系（P〈0．05），相关系数：0．8555。回归方程B=5．7746&;#177;0．8197C。③胫骨平台宽M与股骨髁宽C存在线性关系（P〈0．05），相关系数：0．8596，回归方程：M=24．6349&;#177;0．702lC。④胫骨平台内侧前后径L与胫骨平台宽M存在线性关系（P〈0．05），相关系数：0．8306，回归方程L=-7．8010&;#177;0．7729M。⑤胫骨平台外侧前后径N与胫骨平台宽M存在线性关系（P〈0．05），相关系数：0．7288，回归方程：N=-1．7405&;#177;0．6129M。⑥胫骨外侧平台前后径比内侧平台前后径小5．76mm。 结论：精确测量并统计了国人膝关节的形态学尺寸，提供了成人病态膝关节股骨远端及胫骨近端截骨后各个截骨面的参数及髌骨参数指标参考值，为人工膝关节假体的设计、制作提供了更加符合国人解剖结构的科学依据，可以提高假体的适配度，进而提高人工全膝关节置换术的整体临床性能。     

正常中国成年人相当于全膝关节置换胫骨近端截骨部位的形态学测量

背景:在人工全膝关节置换过程中,胫骨近端截骨后常出现胫骨截骨面与进口假体覆盖无法令人满意的结果.除了手术技术外,一个主要的原因是根据西方人群解剖学特征设计的胫骨金属假体与国人胫骨近端截骨面在形态学卜存在差异.目的:对正常中国成年人膝关节胫骨近端截骨面进行形态学测量,分析与人工全膝关节置换相关的截骨面的形态学特征.方法:选取90例单侧膝关节疾患的正常中国成年人,按身高分为151～160 cm组、161～170 cm组、171～180 cm组,对双膝关节进行CT扫描及三维重建.在CT断层图像上测最健侧胫骨近端截骨面的前后径、左右径、前后径,左右径值,分析各指标之间的相互关系,并比较胫骨近端截骨面前后径,左右径值与常用进口假体金属托数据之间的差异.结果与结论:随着身高的增加,男女性胫骨近端截骨面的前后径、左右径也相应增加.但其比值相应减小.胫骨近端截骨面前后径与左右径呈直线正相关,前后径/左右径值与左右径呈直线负相关.国人胫骨近端截骨面前后径,左右径值较目前常用进口假体胫骨托前后径,左右径比值大.提示国人胫骨近端截骨面形态上具有其自身特点,设计符合国人解剖特征的胫骨假体时,应适当增大前后径/左右径值.     

三维骨建模系统在人工全膝关节置换旋转对位中的作

背景:前期人工全膝关节置换试验证实,采用以三维骨建模为基础的计算机辅助系统可以进行精确地假体三维定位及下肢力线重建,减少髌股关节并发症,取得韧带平衡,获得良好的临床效果.目的:拟进行人工全膝关节置换时假体旋转对位的量化分析,验证三维骨建模的计算机辅助手术系统对量化操作的精确性和有效性.设计、时间及地点:回顾性病例分析,于2002-11/2003-06在法国亨利蒙多医院矫形与创伤外科完成.对象:纳入保守治疗无效的三间隔骨性关节炎患者21例(21膝),其中14例膝内翻,7例膝外翻;患者均为初次置换,所用假体为后稳定型人工表面全膝关节(Hermes(R),Ceraver,法国).方法:采用三维骨建模Ceravision系统对21例患者(21膝)进行人工全膝关节置换.计算机系统提供假体预设方案,安置好截骨定位导向装置后进行截骨,注意保持良好的伸屈膝关节间隙和韧带平衡及关节稳定,额面上控制应力下膝内外翻在±3°以内,下肢力线(180±3)°以内,适当地假体旋转对位后行假体固定.主要观察指标:根据相关的临床体检、影像学和导航系统资料,对术中假体旋转对位测量值、置换后3个月膝关节活动度、膝关节松弛度和髌骨稳定性进行观察分析.结果:在保证下肢力线与膝关节额面松弛度于正常范围内,术中股骨假体旋转对位内旋1°～外旋5°,胫骨假体旋转对位内旋0°～外旋5°.其中14例膝内翻患者,股骨假体旋转对位内旋1°～外旋5°,胫骨假体旋转对位内旋2°～外旋5°;7例膝外翻患者,股骨假体旋转对位内旋1°～外旋4°,胫骨假体旋转对位内旋0°～外旋 4°.置换后3个月时,膝关节最大屈膝度为105°～130°,平均115°,无膝痛、髌骨失稳和脱位等并发症,膝关节额面松弛度无异常.结论:应用以三维骨建模为基础的人工全膝关节置换计算机辅助手术系统,可针对患者个体精确三维截骨和假体旋转对位,获得良好的膝关节屈伸位下关节等距间隙,保证良好的膝关节韧带张力与平衡稳定, 避免髌-股并发症,可在手术中常规使用.     

国人膝关节尺寸与5种人工膝关节假体尺寸的对照

背景:设计符合国人解剖结构的人工膝关节假体,需要大量国人解剖学研究资料.国内目前尚缺乏与股骨远端、胫骨近端截骨面和髌骨的几何学、形态学相关的数据.目的:临床收集国人膝关节尺寸与目前国内常用(进口、合资)的5个厂家人工膝关节假体的尺寸进行对照,为设计符合国人解剖结构的人工假体提供依据.设计、时间及地点:人工膝关节假体的尺寸与临床收集的膝关节截骨后尺寸进行对照分析,于2005-02/10在解放军总医院骨科进行.对象:初次行人工全膝关节表面置换并在术中保留髌骨的膝关节骨性关节炎及类风湿性关节炎患者77例(105膝),男23例(32膝),女54例(73膝).人工膝关节假体:LINK GEMINI MK II,40%(42膝);中国台湾Unite-U1,34.3%(36膝);DepuyPFC,16.2%(17膝):Zimmer NexGen-Flex,9.5%(10膝).方法:首先行胫骨近端截骨,采用胫骨髓内或髓外定位,后倾5°-10°截骨,游标卡尺测量胫骨平台横径、内侧平台前后径、外侧平台前后径.然后行股骨远端截骨,股骨髓内定位,假体试模测量股骨远端前后径,股骨远端均采用外翻7°,外旋3°截骨.采用电动摆锯行股骨髁下部、前部、后部、前斜面、后斜面5个方向截骨.测量股骨远端及髌骨相关参数,可在截下来的后髁骨片上测量股骨后髁长度.主要观察指标:股骨髁前后径、股骨髁前部宽、股骨髁前斜面宽、股骨髁内外径、胫骨外侧平台前后径、胫骨内侧平台前后径、胫骨平台横径.结果:5种膝关节股骨髁假体的前后径,内外径与国人相比存在明显差异,且比值偏大;而胫骨内侧平台前后径/胫骨平台横径和胫骨外侧平台前后径,胫骨平台横径的比率范围过于集中,胫骨内侧平台覆盖率不佳,外侧平台出现悬挂现象.结论:5种厂家设计的膝关节假体尺寸及各参数间的比率与国人有所不同,就其总体性能来看并不完全适用于国人.     

应用自制组配式截骨工具行微创全膝关节置换：延长切口长度的影响因素

背景：常用的微创人工全膝关节置换手术器械操作难度较大,截骨和假体安装的准确性欠佳。目的：评估自制组配式截骨器械在微创全膝关节置换过程中的使用价值。方法：2012年6月至2014年3月采用自行研发设计的微创器械对45例（49膝）患者行8-10 cm QS切口微创全膝关节置换。并根据完成截骨后,拉钩暴露术野,安装假体需延长的切口长度,将49例膝分成切口延长〈1.0 cm组（16例）和切口延长1.0-2.0 cm组（33例）,比较两组中影响切口长度延长各因素（体质量指数、下肢长度、髌腱长度、髌骨厚度、髌骨纵径、髌骨横径以及假体型号）的差异及切口愈合情况。结果与结论：所有患者手术切口均Ⅰ期甲级愈合,无感染、下肢深静脉血栓及血管、神经损伤等并发症。自行研发设计的微创器械皆能完成截骨,但需延长切口完成假体安装,最终切口长度（10.3±1.2）cm（9-12）cm。切口延长〈1.0 cm组和切口延长1.0-2.0 cm组中,体质量指数、髌腱长度、髌骨厚度、髌骨纵径、髌骨横径以及假体型号的差异均有显著性意义（P〈0.05）,这些因素的增大均会影响切口延长的长度;但两组下肢长度差异无显著性意义（P〉0.05）。提示自制组配式截骨器械,操作简单,能较好的完成微创人工全膝关节置换术中截骨,并且降低了微创手术风险,减少了置换后并发症,但受患者体质量指数、髌腱长度、髌骨厚度、纵径和横径以及所使用假体型号的影响,需延长切口长度以完成假体安装。     

国人髌骨解剖标志点在髌骨置换截骨中意义

目的:全膝置换中进行正确的髌骨截骨是减少置换后髌骨并发症的重要因素,实验利用正常国人髌骨解剖标志点,探讨其在国人髌骨置换髌骨截骨中的意义.方法:实验于2006-06/2007-01在上海长征医院关节外科完成.①实验材料:成人尸体50膝(由解放军第二军医大学提供).②实验过程:采用标准的膝关节正中皮肤切口入路打开关节腔,外翻髌骨,测量髌骨厚度,暴露髌腱外缘髌骨止点及股四头肌内、外缘的髌骨止点,美兰标记,由同一位医师利用摆锯截骨.③评估:测量截骨前髌骨厚度及截骨后残存髌骨厚度.结果:髌骨截骨前平均厚度为(23.39±1.19)mm,残存髌骨的平均厚度为(13.83±1.04)mm,大于12 mm的要求(文献报道的国人髌骨截骨术后残余厚度应大于12 mm,P＜0.05).结论:利用髌腱外缘及股四头肌内、外缘作为截骨的解剖标志点进行国人的髌骨截骨,残余髌骨厚度满足髌骨假体置换的要求,是适合国人解剖特点的髌骨截骨标志点.     

用人工骨及人工全膝关节置换治疗股骨下端或胫骨上端骨肿瘤

我院1980年10月以来,在一般绞链式人工膝关节假体基础上,结合病人实际需要,设计制造了带有大段人工股骨或人工胫骨的绞链式人工全膝假体,用这种人工骨及人工全膝置换治疗15例股骨下端或胫骨上段骨肿瘤,取得较好的近期疗效。对人工胫骨设计了腓肠肌内侧头翻转肌瓣的术式为人工骨及人工膝关节提供了良好的软组织覆盖,关节功能满意。对骨肉瘤等恶性肿瘤,在系统化疗基础上,也采用了这种人工骨及人工膝置换治疗,现报道如下。