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膝關節置換的研究現狀

文章出處: 作者: 人氣: 發表時間:2020-04-26 09:01:18

作者:山西醫科大學第二醫院骨關節科    楊自權


膝關節骨關節炎(KOA)是高發于中老年人的退行性關節疾病,其主要表現為膝關節關節軟骨退變、骨贅增生及關節周圍軟組織疼痛,關節功能障礙等。研究顯示我國有癥狀的KOA的患病率為8.1%,患病人群中女性比例高于男性;體重是影響發病率的重要因素;其他影響患者生活質量的因素還包括關節疼痛程度、病程、受教育程度,是否存在其他合并疾病等。人工關節置換手術作為終末期KOA主要的治療手段,已經歷了50多年的發展歷程,目前技術方法已經越來越成熟。近年來,隨著數字化醫學、3D打印技術、計算機導航系統等在醫學領域內的應用,人工關節置換研究也進入新的發展時代,通過導航及數字化配準假體定位可以獲得更好的下肢力線及軟組織平衡,通過3D打印技術能降低復雜關節置換手術難度而獲得更好的手術療效。階梯化治療和個性化治療的理念逐漸深入醫生的治療方案,在全膝關節置換手術之外,單髁關節置換、截骨力線矯正、髕股關節置換等治療技術的快速發展和深入研究,使得KOA的治療手段更加多樣化。


數字化醫療在全膝關節置換中的應用


全膝關節置換術(TKA)能顯著緩解患者的疼痛癥狀,改善關節功能狀態,提高患者術后的生活質量,是目前治療各種嚴重膝關節炎的常用手術,已經成為治療終末期膝骨關節炎的主要治療手段。全膝關節置換手術中下肢肢體力線的恢復、膝關節軟組織的平衡和人工關節假體旋轉、適配等的精確把控是影響手術成功的重要因素。雖然大多數的TKA手術可以通過標準化的手術流程完成,但是對于特殊復雜畸形關節的處理,仍是困擾關節外科醫生的一個難題。


近幾年,隨著數字化技術在醫學領域內的應用和不斷發展,3D打印、計算機導航系統等數字骨科技術逐步應用于關節置換手術。對于傳統手術方法難以取得滿意療效的特殊復雜畸形的患者,3D打印技術以及各種個性化定制化假體的發展,能夠緩和甚至打破這種窘境,大大降低手術的難度而獲得良好的治療效果。目前應用3D打印技術輔助關節置換的相關報道日益增多,尤其在復雜畸形的關節置換中更為推薦。對于較難處理而經常出現在膝關節翻修術中遇到的骨缺損問題,構建新型多孔金屬墊塊來應對也是3D打印技術的運用實例。2019年,中華醫學會醫學工程學分會數字骨科學組、國際矯形與創傷外科學會(SICOT)中國部數字骨科學組聯合發布了對3D打印醫療器械產品的標準和質量控制等方面的專家共識,將會推動3D打印在醫療領域的發展。在可期的將來,數字化醫學將更好地應用于膝關節置換術中來,為更多的患者提供個體化、精準化的治療方案。


計算機輔助骨科導航技術(CAOS)是數字醫學在骨科中的應用實例,其將圖像處理、立體定位、精密機械和外科手術相結合,可為骨科醫生充提供更充分的數字化信息,使得醫生可以在術前做出詳細的評估和手術計劃,提高了手術操作的精確性和安全性。對于膝關節人工關節置換,CAOS技術具有以下優勢:(1)可以提高人工關節假體安裝定位的準確性。(2)可在術中動態觀察人工關節的運動學特性。(3)無須髓內定位,可以實現微創手術,減少患者術中術后的失血量、降低手術并發癥。(4)未來可通過與5G技術結合,實現遠程醫療,使醫療資源的利用更充分。


本期于清波等回顧分析傳統入路全膝關節置換術與計算機導航下全膝關節置換術的臨床療效,發現在計算機導航指導下開展全膝關節置換術,較單一全膝關節置換雖延長了手術時間,但更利于減少患者圍術期失血量,患者術后異體輸血率降低,關節功能恢復情況理想,且并發癥少,安全可靠。本文計算機導航組共有65例,相信隨著手術例數的增加,度過了學習曲線,導航組的手術時間會逐步減少,療效會更有提高。


單間室關節炎的治療


單髁關節置換術    膝關節單髁置換術(UKA)與TKA同時出現于20世紀60至70年代。相較于全膝關節置換術,單髁置換術具有創傷小、出血少及恢復快等優勢,同時有利于保留膝關節力學,并保持更多的功能解剖結構。對于活動較為活躍的患者,單髁置換術比全膝關節置換術更有效。但單髁置換術適用范圍較全膝置換術也相對較窄,僅適用于單間室病變嚴重而其他間室無病變或者病變較輕的患者。同時,相比于接受全膝關節置換的患者,選擇UKA的患者對于術后的期望水平更高。早期研究發現,UKA治療前交叉韌帶功能不良的嚴重膝關節內側間室關節炎失敗率可達16.2%。因此,目前UKA手術通常適用于前交叉韌帶功能良好患者,但近年也有研究發現,前交叉韌帶功能不良組在固定平臺UKA后也可獲得較好臨床效果。關于UKA的假體類型,目前臨床上常用的假體類型主要包括兩類:活動平臺和固定平臺型。Knif-sund等曾總結研究了1076例牛津單髁假體以及2279例骨水泥固定假體置換的5年生存率,顯示生物固定假體生存率(93.7%)高于骨水泥固定假體(92.2%)。在理論上,活動平臺假體更接近膝關節生物力學,匹配度更高,且可避免聚乙烯襯墊的磨損。但如果出現下肢力線不良或軟組織失衡將加速外側間室關節炎的發展和假體脫位的風險。固定平臺假體手術要求相對簡單,但是依舊對力線要求較高,否則容易造成對側襯托磨損。


總而言之,在UKA手術中術者對力線的把握將是極為重要的一環。對于內側間室UKA如果下肢內翻過度矯正時,外側間室承受的應力會大大增加,這可能是術后外側間室性骨關節炎的危險因素之一。UKA作為一項療效確切的外科手術,仍有很大發展研究前景。


下肢力線截骨矯形術    近年來,下肢力線的矯正在保膝手術中備受重視。其中,脛骨高位截骨術(HTO),腓骨近端截骨術(PFO)的應用與發展取得長足的進步。目前HTO手術常用于治療膝關節內側間室關節炎。HTO術通過脛骨近端的截骨矯形手術,改變患者下肢負重力線,改變膝關節的應力分布,將負重轉移至未受損或者受損較輕的外側間室,從而減輕骨關節炎的癥狀,延緩關節退變。同時,HTO對力線的矯正效果,可以用于股骨或者脛腓骨骨折后造成的創傷性膝關節骨關節炎的患者,對這些患者下肢力線的糾正,可以為未來可能進行的全膝關節置換建立更好的力學基礎。最近的研究顯示,隨著對脛骨坡度的了解和矯正技術的進步,提高了HTO術后膝關節的穩定性,因此其手術適應證已擴大到后外側松弛,內翻過度,前交叉韌帶缺損等方面。體重指數、年齡和術前關節退變程度是影響HTO患者術后療效的關鍵因素。有研究顯示,術前體重指數高于27.5是手術失敗的重要危險因素,且HTO也不建議用于65歲以上的患者。盡管HTO術后患者的運動范圍較UKA稍好,但UKA在功能性結果,疼痛評估和并發癥方面均比HTO更有優勢。只要選擇得當,HTO或UKA都是治療膝關節內側間室關節炎有效的外科治療方法。


不均勻沉降理論認為膝關節單側間室性關節炎多發生在內側間室,骨質疏松是其始動因素,隨著骨小梁變薄、數量減少,膝關節應力分散功能減弱,從而發生微骨折,而外側平臺因有腓骨支撐,導致了平臺內外側沉降速率不一致,從而引發膝關節單側間室性關節炎。腓骨近端截骨術使保留的近端腓骨不再受遠端腓骨和脛腓聯合的約束,通過附著在腓骨近端的肌肉(如比目魚肌和腓骨長?。┭剡h端方向牽拉腓骨頭,同時從后外側結構傳遞張力,縮小了膝外側關節的空間,以抵消因負重引起的膝內翻畸形,從而降低了膝內側間室的壓力并緩解患者的膝關節內側疼痛。因此,臨床上可以通過腓骨近端截骨術治療膝關節內側間室骨關節炎,目前文獻顯示部分患者接受腓骨高位截骨術后獲得了良好的療效。


本期中董伊隆等回顧性分析比較了腓骨近端截骨術與UKA治療不同嚴重程度膝關節骨關節炎的臨床療效,發現術后1年UKA組在疼痛、僵硬和軀體功能評分均優于PFO組(P<0.05)。但是PFO組具有創傷小、恢復快、花費少的優勢,并在Ⅱ級、Ⅲ級膝關節骨性關節炎患者中療效優于UKA。相信隨著PFO技術的不斷完善和相關研究的深入,有望將成為膝關節人工關節置換和脛骨高位截骨等手術之外的新的治療手段。


髕股關節置換術    髕股關節炎患者在臨床工作中并不少見,在女性患者中更為多見。目前臨床上大多數髕股關節炎的患者主要以保守治療為主,手術治療主要針對終末期經保守治療無效的髕股關節炎患者。對于髕股關節炎患者的治療到底是采用髕股關節置換術還是全膝關節表面置換術仍然存在爭議。據國外學者報道,髕股關節置換術由于其創傷相對小,能夠獲得比全膝關節表面置換術更好的膝關節功能和患者滿意度,但目前研究顯示髕股關節置換術的翻修率高于全膝關節表面置換術。


1979年Blazina等首次報道了髕股關節置換術治療髕股關節炎,但由于剛開始受到手術技術以及假體類型等多方面因素的限制,導致了較高的失敗率。近年來,隨著手術技術及假體的發展,髕股關節置換術逐步用于治療單純髕股關節病變的患者,取得了較為滿意的療效。第1代髕股關節假體采用Inlay設計理念,主張使用假體單純替代軟骨病變區域,假體置入以病變區域軟骨下骨為參照,置換手術并未改變原有髕股關節運動機制。如果患者膝關節的運動機制存在異常,必然會影響術后膝關節的功能,造成較高的翻修率。第2代髕股關節假體則采用Onlay設計理念,主張以表面置換假體替代原有髕股關節區域,置換時不僅考慮到滑車的病變區域,更重要的是充分考慮到置入滑車假體與股骨遠端解剖對應關系,從而從機制上適應了髕股關節運行的生理要求,髕骨軌跡得到顯著改善。第2代假體無論是緩解疼痛、關節活動度,還是髕股關節功能都能得到較大的改善,臨床效果較為滿意。


本期中高華利等通過回顧性分析35例患者42膝的病例,證明了使用第2代假體髕股關節置換術治療單純嚴重髕股關節炎早期臨床療效滿意,并發癥少,但應嚴格把握適應癥。退變嚴重病例可選用膝關節CT掃描定制髕股關節假體,減少術后并發癥,提高臨床療效。髕股關節假體的選擇必須要覆蓋整合髕股關節,不能只局限于病變的軟骨區域,保證周圍正常關節軟骨到假體滑車的平整過渡。髕股關節置換術必須保證術后正常的髕股軌跡,這對術后滿意療效至關重要。

隨著數字醫療的不斷發展,手術器械的不斷改進,醫師對膝骨關節炎的認識上升,從全膝關節置換到單間室微創治療,膝骨關節炎階梯性治療逐步發展成熟。相信在不久的將來,階梯性、個體化膝關節置換技術會有進一步的提升,讓更多的患者受益。

 

來源:中國骨傷2020年1月第33卷第1期

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