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骨科临床

重度膝关节退变的治疗选择:全膝关节置换术

发表者:郭永昌 2540人已读

        膝关节是人体最大与最重要的关节之一,膝关节的病损将严重影响患者的活动功能,降低其生活质量。随着我国人口平均寿命的延长,膝关节退变性骨关节炎的发病率在老龄人群中呈明显的增加趋势。在关节专科的门诊病人中,因膝关节OA就诊的病人占门诊量中相当大的比例。既往治疗此类疾病主要依赖于各种非甾体类抗炎药,但此类药物对严重的病例往往已不能奏效。对于严重退变的膝关节而言,如何最大限度地重建膝关节功能,提高患者的生活质量,这是骨科医生面临的重大课题。膝关节成形术(Knee Arthroplasty)正是这样一种关节功能的重建手术。尽管膝关节成形术已有超过100年的历史,而真正成为骨科领域中一个极其重要的外科手段则是在本世纪70年代以后,即人工膝关节置换术(Knee Replacement)得以发展和成熟的时期。在现代的骨科词汇中,全膝关节成形术(Total knee arthroplasty, TKA)与全膝关节置换术(Total knee replacement, TKR)已经具有了相同的词义,而成为了通用的术语。安阳市第二人民医院骨科郭永昌
         自70年代至今的20余年中,人工膝关节置换外科获得了极大的发展。无论在设计理念、材料与生物力学研究、操作技术等方面都获得了许多进展,尤其是大量病例优良的随访结果令医生和患者对人工膝关节假体置换树立了信心。在现代关节外科领域,膝关节置换外科无疑是最重要的组成部分之一。今天,在发达国家,膝关节置换术已经成为对严重的膝关节病变施行外科重建的常规手术方法。仅北美每年施行的TKA数量就达200,000例以上。同样,在欧洲和亚洲的发达国家和地区,全膝关节置换术的数量也已经相当于全髋关节置换术的数量。
        我国是一个拥有11亿人口的大国,许多中心城市已经进入老龄化社会。根据最保守的估算,罹患膝关节骨关节炎的病例应超过3000万,其中有相当比例的病例可以通过膝关节置换术达到满意的治疗目的。80年代初,人工膝关节置换外科在我国曾一度得到发展,但由于在假体材料、设计及配套器械以及手术技术、术后并发症控制等一系列的原因,我国的人工膝关节置换术没能得到真正的普及,而仅在较少的医院开展这一手术。究其原因,一是早期国产假体在材料、设计、配套器械等方面的不够完善,二是膝关节置换的手术原则和操作技术及术后康复知识的不够普及,三是早期手术病例较高的失败率给医生和病人的心理挫折,而更重要的是现代膝关节置换外科领域的观念并未被广大的骨科医生所接受。许多医生对膝关节骨关节炎的膝关节置换能否获得满意的疗效持怀疑态度,因而使大量有望通过关节置换术改善功能的膝关节骨关节炎的病例失去了治疗的机会。另一方面,由于经济条件所限以及病人对生活质量的要求与恐惧手术的心理之间的平衡,主动要求施行关节置换的病例仅占具有TKA手术指征的病例中的极小部分。对骨科医生而言,把TKA看作是单纯的手术技术是片面和危险的。任何一位从事TKA手术的膝关节外科医生都必须认识到膝关节置换外科是一门包括了骨科学、生物力学、材料学等多门学科知识在内的系统科学。近年来,随着骨科领域中对外交流的增加,国外在膝关节置换外科领域的成功经验与各种设计合理、制造精良的国际品牌的人工假体被介绍到国内,许多大样本的长期随访结果表明,与全髋关节置换术一样,在具备优良假体和熟练技术的前提下,全膝关节置换在10年甚至20年的随访结果是令人满意的。
       我们有理由相信,随着人民的生活水平的提高和人们对生活质量要求的提高,以及膝关节置换外科理论和技术的普及,我国的膝关节置换外科将会在不远的将来出现一个新的发展高潮。

第一节 膝关节置换术的基本原理

一、膝关节置换手术的分类、适应证与禁忌症
            膝关节置换术根据以人工假体置换不同的病变关节部位可分为单髁置换、半关节置换、全膝关节置换(可包括或不包括髌骨置换)、股骨髁或胫骨髁大块切除后的带干的特制假体置换和全膝关节翻修术。其中以全膝关节置换术最为普及。单髁置换术多用于重度的单腔室关节病变而另一侧关节间隙及髌股关节基本正常的病例。其目的是尽可能地保留正常的关节结构,以期获得更好的功能恢复,并为今后的全关节置换留有余地。但单髁置换的技术要求较全关节置换术更高,且文献报告的远期疗效差距较大。半关节置换术虽然手术创伤较小,但如同单纯的股骨头置换术一样,假体与骨或软骨的机械摩擦势必影响手术的效果,因而已很少被关节外科医生所接受。带干的膝关节假体主要应用于肿瘤的瘤段切除后的关节功能重建,由于个体差异的因素,此类假体往往需要特殊定制。在膝关节置换外科中,全膝关节置换术是最典型和最基本的手术,其原理同样适用于其他类型的假体置换手术。因此,本教程将以全膝关节置换(TKA/TKR)为主要对象。
        在膝关节置换术中老年性膝关节OA占全膝置换术的最大比例。对于站立位X片上膝关节间隙已明显狭窄和/或伴有膝关节内/外翻畸形,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,可考虑施行全膝关节置换术,对单腔室OA可考虑进行单髁置换术。经胫骨高位截骨术后仍不能改善症状的单腔室OA也可施行全膝关节置换术。
      尽管全膝关节置换术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使用寿命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TKA患者的年龄依然是十分重要的。但由于翻修手术在假体设计和技术上的可行性,年龄不再是选择全膝关节置换术的绝对指征,但对年轻患者的全膝手术仍应考虑到二次手术的条件。

手术禁忌症
     1. 膝关节周围或全身存在活动性感染病灶应视为手术的绝对禁忌症。
     2. 膝关节肌肉瘫痪或神经性关节病变包括肌性膝反张等。
     3. 全身情况差或伴有未纠正的糖尿病应在正规的内科治疗使疾病得到控制后方可考虑手术。
     4. 其他可预见的导致手术危险和术后功能不良的病理情况。应在纠正这些因素以后才能考虑手术。

                  第二节 膝关节假体设计、分类和假体选择

一、膝关节假体设计和分类
       (一)膝关节假体的设计原则:现代的膝关节假体设计虽然种类繁多,但大多基于同一个原则:即植入后的关节假体可以提供类似于正常膝关节的伸屈、滑动和旋转范围,并籍假体本身及膝关节的韧带及软组织平衡获得静态及动态的稳定性。尽管今天的假体设计尚不可能达到如正常膝关节相同的功能,但上述原则仍是假体设计者和临床医生所共同追求的目标。虽然各种全膝关节假体的形态不一,但一般都有一个双凸面的股骨髁、双凹面的胫骨平台以及一个凸面的髌骨假体,某些设计还在股骨髁前面设计有凹槽以适用髌骨假体的滑动。
        借鉴了人工全髋的成功经验,目前膝关节假体的材料选择以金属的股骨髁假体对超高分子聚乙烯的胫骨及髌骨假体为主流。各种不同膝关节假体所使用的材料可能会有区别,但仍然以高强度的钴合金和高密度的聚乙烯为最佳选择。
       在胫骨假体的设计上,有全聚乙烯假体和由金属托和聚乙烯组合的两种设计,带有金属托的假体更多地考虑了翻修手术时的方便并且可设计成非骨水泥固定假体,因而更多的医生愿意接受这一设计。髌骨假体的设计同样有全聚乙烯和带金属背的两种设计,但由于带金属背的假体势必要减少聚乙烯的厚度,从而容易导致髌骨假体的磨损和断裂,因此,其应用较少。此外,将胫骨假体的聚乙烯垫设计成可在金属托上滑动的所谓半月板型假体,更接近了正常膝关节的运动模式,有作者称此类假体可能成为未来膝关节假体的设计方向,但对其疗效的评价还有待时日。
     (二)膝关节假体的分类:根据膝关节假体使用的部位可分为单髁假体或称单间隔假体、不包括髌股关节置换的双间隔假体及全关节假体或称三间隔假体。根据假体设计中提供的机械限制程度可分为非限制性假体、部分限制性假体和全限制性假体。根据假体的固定方式还可将其分为骨水泥固定型假体和非骨水泥固定型假体。
      膝关节置换技术对手术的成功是至关重要的环节。而对操作技术的掌握并不仅仅是手技的熟练,更重要的是对假体设计思想和安装要求的理解,和对重建下肢对线与关节功能的必要因素的认识。因此,完成一例膝关节置换手术应包括术前诊断与适应证选择、术前准备与计划、术中对各种不同的膝关节病理状况的处理、精确的膝关节置换手术操作,以及术后个体化的康复指导等环节。

第三节  膝关节置换手术原则

一、术前准备
      全身检查 包括一般的常规术前检查,特别要注意糖尿病、下肢深静脉状况、及有无全身感染情况。
      膝关节检查 一般检查:通过视(望)、触、动、量等常规手段对膝关节的外形、肿胀或关节积液、皮温、肌肉萎缩、触压痛、股四头肌与?绳肌肌力、关节活动度及肢体对线(膝关节内、外翻)等作出初步评价。
     膝关节的测量检查: 测量在对膝关节的评价方面具有非常重要的意义。对从事关节外科的医生而言,一根软尺及一把骨科专用角度尺就象内科医生的听诊器一样重要。膝关节的测量应包括肢体对线、Q 角、关节活动度(Range of Motion, ROM)、髌上10cm(最好包括经关节线及髌下10cm的)关节周径、髌骨位置与内外侧活动度等多参数的双膝对照测量,左、右膝关节的测量值的差异往往是有意义的。
     韧带稳定性检查: Lachman 试验和抽屉试验是检查交叉韧带功能的最重要检查,利用KT-1000或KT-2000等专用测量工具还可以精确地测出关节的松动情况,对于评价交叉韧带的功能是十分有意义的。侧方加压试验则是检查侧副韧带功能的主要手段。通过上述检查,应能够作出膝关节稳定性的判断,提出膝关节不稳的类型,并对韧带的稳定功能作出合乎逻辑的推理。
     膝关节的X线检查: 膝关节的常规X线检查在对膝关节置换术前评价中具有特别重要的意义。最有意义的标准X片应该是包括站立位的下肢全长的前后位片,也可通过拼接法获得全长片,以及膝关节的侧位及30/45度的髌骨轴位片,这些X片不仅可获得一般性的诊断资料,而且对肢体对线、关节间隙、髌-股相称性(髌骨外位、髌骨倾斜等)的测量有着及其重要的意义。
      膝关节关节镜检查:膝关节镜检查虽然并非是膝关节置换术前的必要检查手段,但关节镜检查是评价膝关节病变情况最有价值的方法之一。
      准备假体 根据患者的关节病变情况、年龄及术者的操作经验选择合适的可获得的膝关节假体。各人工关节供应商都提供相应的透明模板,以在术前估计所使用的假体型号,根据测量的结果,至少准备相邻的3组型号的假体以供术中选择,尤其是要准备足够的不同厚度的胫骨垫以适应术中需要。对有较大的骨缺损的病例,还要准备垫片或植骨的内固定材料。术前熟悉假体的安装程序和专用手术器械对保证手术的顺利进行也是非常重要的。
       受术者的术前指导 对受术者的术前谈话与指导是使患者消除心理恐惧、配合手术和术后康复的重要环节。指导患者术前的股四头肌肌力训练及ROM训练方法。

二、操作技术
     全膝关节置换的手术操作技术对不同的假体而言有不同的要求,不同的操作器械系统也有不同的操作方法,但在手术暴露、软组织松解与平衡、纠正畸形等方面等外科处理上则应遵循相同的原则。
      麻醉:根据患者情况可选择全麻、硬膜外阻滞、腰麻。原则是能够获得足够的肌肉松弛并能够允许使用止血带。
    术前抗生素应用:预防手术感染在TKA手术中具有重要的意义。在麻醉诱导期使用抗生素静脉滴注是预防性使用抗生素的最佳时间。
     入路:最常用的是Insall倡导的膝关节前正中入路,在髌骨上极5-10cm经髌骨前方向胫骨结节内侧缘作长约15-20cm的纵行皮肤切口,向内侧游离皮瓣,经髌骨的内侧缘作关节囊的前内侧切口止于胫骨结节内侧缘1cm处。此入路使得皮肤切口与关节囊切口移位,从而减少了术后切口裂开导致假体外露的可能性。切开关节囊后,屈膝,向外侧将髌骨脱位,必要时将胫骨结节的内侧缘连同骨膜向外侧稍作剥离,在胫骨近端向内、外侧作锐性剥离。切除前交叉韧带,将胫骨拉向前方,切除半月板,完全显露膝关节的三个腔室并去除关节缘的明显骨赘。选用后稳定型假体者,切除后交叉韧带后,可获得更好的暴露。
     软组织平衡与畸形矫正:当病变膝关节存在内翻、外翻或屈曲挛缩畸形时,必须尽可能地矫正畸形和通过相应的内侧松解、外侧松解及后方松解达到软组织和韧带的张力平衡。
     内翻畸形 是膝关节OA中最常见的畸形,术中通过彻底切除胫骨和股骨内髁缘的骨赘,在胫骨内侧剥离和松解内侧副韧带结构获得内外侧平衡,通过掌握剥离的范围调整松解的程度。靠紧缩外侧副韧带或切断内侧副韧带是有害无益的。内翻畸形往往伴有胫骨内侧髁的骨缺损,少量的骨缺损在切骨时可获得平衡,但大量的骨缺损则需要通过植骨或实用矫形垫片纠正,以免过度的切除胫骨。
      外翻畸形 外翻畸形较内翻少见,但处理方法仍然是松解外侧结构,但松解术主要在股骨外髁一侧完成。根据外侧挛缩的程度可采取松解外侧关节囊、松解和切断髂胫束Gerdy结节和胫骨附着部、松解外侧支持带和切断外侧副韧带,必要时松解或切断?肌腱等方法获得内外侧平衡。但应尽可能保留外侧副韧带,以维持外侧的稳定性。注意松解过程中应妥善保护腓总神经避免损伤,必要时暴露和游离腓总神经。
     屈曲挛缩畸形 屈曲挛缩畸形常见于类风湿晚期和重度的膝关节骨关节炎。轻度的屈曲挛缩畸形可通过较多的股骨远端截骨得以纠正,而重度的屈曲挛缩必须进行后方软组织松解。包括切除后交叉韧带、后关节囊广泛松解、松解腓肠肌腱等步骤,后方松解可以在完成截骨术以后进行,此时可以获得更好的显露。
     膝反屈畸形 严格地讲,膝反屈是膝关节置换的禁忌症,其常出现在儿麻后遗症的患者,是由于股四头肌肌力缺陷导致的畸形。必须进行膝关节置换的病例,可以通过相对较厚的胫骨垫使其维持较大的紧张度,从而保持关节的稳定。
    全膝置换的截骨与安装技术 不同的全膝假体和操作器械系统均提供其规范的操作程序。尽管其方法和操作次序各异,但无外乎以下一些步骤:
    * 建立对线、确定截骨角度
    * 股骨截骨:前方、远端、后方、斜面截骨(某些类型还包括滑车、髁间准备)
    * 胫骨截骨(保持5-10度的后倾角)
    * 髌骨准备
    * 测试和调整截骨量获得精确对线和伸直位/屈曲位的相等间隙
    * 试安装,选择合适的胫骨垫厚度,测试紧张度和稳定性
    * 安装假体
       膝关节置换术后科学的康复训练是容易被外科医生所忽视的内容,而这正是获得手术预期疗效至关重要的一个环节。术后缺乏有效的康复训练或训练方法的失误对手术效果会产生很大的消极影响。因此,掌握膝关节置换术后的康复原则,针对不同患者的个体化的术后康复指导是病人在接受关节置换手术后进行康复训练的关键。

三、康复原则  

      膝关节置换术后康复既要有助于增强膝关节伸屈肌群的肌力,以获得膝关节的稳定,又要获得膝关节的满意的活动度。
     * 术后当天或次日起使用CPM装置被动活动膝关节,活动范围从0~30度开始递增,对大多数患者,应使其出院前达到超过90度的关节活动度。
     * 麻醉过后即可进行股四头肌等长收缩训练,并主动或被动活动踝关节。
     * 预防屈曲挛缩:由于患者的术前因素或术后的疼痛保护导致的?绳肌痉挛常使膝关节发生屈曲挛缩,可采用沙袋压迫、膝关节支架或伸直位石膏在ROM训练的间隙期使用。夜间睡眠时可使膝关节处于强迫伸直位。
     * 下地负重和行走训练:一旦疼痛缓解,患者即可拄拐下地。根据使用的固定方法和患者的骨质条件,决定是否适于早期负重训练。对使用骨水泥固定的假体,在膝关节骨性条件正常的情况下,创伤反应期过后,即可在支架保护下进行部分或完全负重的行走训练,而对于非骨水泥固定的假体和进行了植骨的病例,则要延迟负重的时间。
     * 进一步的ROM训练:ROM训练应在出院后坚持进行,直至达到医生期望的假体的设计的最大范围。目前较先进的假体设计提供的ROM可以超过110度甚至可达到基本正常的125度。出院后应在医生的随访指导下进行压腿、主动过屈、下蹲等动作的训练。但对于因假体安装问题或某些后稳定型假体在屈曲度上的限制,应避免过屈导致后方的撞击。
     * 肌力训练:通过上述康复原则中提出的方案循序渐进地进行等长、等张训练和抗阻训练。
     * 理疗:物理疗法包括热疗法及高频电刺激疗法等。

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发表于:2011-11-16 18:36

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