全膝关节置换术中软组织平衡技术进展.doc

全膝关节置换术中软组织平衡技术进展

　　[摘要] 随着全膝关节置换术技术的不断进步，软组织平衡的问题开始被关注，对关节周围组织的结构特点和力学特性的认识不断加深，软组织平衡的评价测量方法和松解技术也不断发展，临床上软组织平衡技术用于治疗截骨后仍然无法完全纠正内翻或外翻畸形的膝关节，软组织平衡技术包括滑移截骨技术、Insall松解技术、从关节镜手术中引进的Pie Crusting松解技术，相关的研究及随访表明这些方法能够有效地纠正不平衡的软组织，但每种技术都存在缺陷。本文分别对软组织平衡的基础研究和手术技术进行总结，并介绍软组织平衡技术的近期发展。

　　[关键词] 全膝关节置换术；软组织平衡；松解技术；Pie Crusting松解技术
　　[中图分类号] R687.42 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2016）03（c）-0080-04
　　[Abstract] With the development of total knee arthroplasty， the issue of soft tissue banlance is getting more and more attention. People have a further congnition of anotomic structure and mechanical properties while the evaluation method and release technque is updated. This technique treat cases with varus and vaglus deformity which cannot be corrected by osteotomy. Releasing technique includes sliding osteotomy and Insall releasing techinque， and Pie Crusting technique which is imported from arthroscopic surgery. These techniques show a reasonable outcome for the cases with severe deformity after relative studies. However， there are some defects of each technique. This article will review basic study and releasing technique of soft tissue banlance， and introduce the updated information.
　　[Key words] Tolal knee artroplasty； Soft tissue balance； Release technique； Pie Crusting technique
　　随着社会的发展以及医疗技术进步，膝关节置换术（TKA）已经成为终末期膝关节疾病治疗的常规手段[1]，大部分患者在经过手术后疼痛症状得到缓解，生活质量得到改善，腿部畸形也得到纠正。经过多年的基础研究及临床实践，TKA手术技术不断完善，在基本解决了截骨准确性等问题以后，临床医生发现围绕膝关节的内外翻畸形，并非都能通过正确的截骨得以矫正[2-3]，原因可能是关节周围软组织结构在疾病发展过程中力学特性发生了改变，破环了正常力学平衡，继而出现严重的骨性畸形；再有股骨或胫骨的先天异常或既往的外伤也能导致正常解剖结构的破坏；另外有一些病例是因为错误的截骨导致了关节间隙的不平衡。如何通过手术技术重新获得软组织平衡成为TKA手术成功与否的关键。因此，在TKA的发展过程中，出现了多种软组织平衡的技术与评估方法，本文就以上内容进行综述。
　　1 软组织平衡研究的进展
　　1.1 关节间隙的测量
　　关节间隙的准确测量是进行力学研究和制订松解标准的基础，最基础的方法是通过侧方应力试验进行评估，这种方法可以大致感受两侧关节间隙是否平衡，缺点是无法具体测量关节间隙并得到相应数据。撑开器的使用弥补了应力试验的不足，可以在术中测量关节间隙宽度以及软组织张力。Mullaji等[4]和Fishkin等[5]在研究中使用撑开器获得数据，对比了正常膝关节和骨关节炎关节软组织的力学特性，用数据证实了骨关节炎会导致韧带组织挛缩的理论。导航技术通过红外线发射器和感受器在松解过程中可以即时反应力的线变化，这种技术将下肢力线和关节间隙等概念从抽象的数字和几何线条转变为实在的图像，提高了软组织平衡的精确度和可控性[6]，应用导航技术指导截骨及软组织平衡将是TKA手术的发展趋势。
　　1.2 关节周围软组织对关节间隙的影响
　　明确软组织对关节间隙变化的影响是制订平衡标准的前提，膝关节的平衡是周围组织共同作用的结果，每种组织对关节平衡的影响并不相同，为排除不同组织间相互影响对研究结果造成的干扰，研究者在试验中对仅单一组织进行松解，之后测量关节间隙变化，以明确被松解组织在关节平衡中的作用。研究发现对外侧间隙影响较大的组织是外侧副韧带及髂胫束[7-8]；膝关节内侧组织更加复杂，Luring等[9]对组织松解不同长度后对关节间隙的影响进行了研究，结果表明松解后交叉韧带、半膜肌肌腱、内侧副韧带浅层对软组织平衡影响最显著。
　　1.3 软组织平衡的标准
　　制订正确合理的医疗标准指导临床治疗是研究软组织平衡技术的目的，影像学检查及测量器械的读数为医生们在术前及术中判断是否需要进行松解并且选择合适的松解方式提供了重要信息，Sim等[10]进行了分组研究，指出膝关节X线反映的力线及关节间隙的状态可以为术中松解层次的选择提供参考，不足的是，作为一项回顾性研究，仅对比了松解后影像学参数的变化，并未进行不同层次松解后的分组比较，也没有提出软组织松解的标准。Hakki等[11]分别测量了膝关节屈曲和伸直状态下逐步松解后关节间隙的宽度，提出了内外侧关节间隙宽度之差≥5 mm是进行组织平衡的标准观点，这项研究量化了本来比较模糊临床标准，使软组织平衡技术有更好的控制性和安全性。当然，这些研究所提供的标准还需要更多的研究来完善和证实，以期能够总结出指南性的标准。 　　2 软组织平衡技术在临床上的应用
　　2.1 滑移截骨
　　滑移截骨是通过截骨改变组织止点的位置，相对延长组织的长度，纠正不平衡关节间隙的技术。由于组织附着点可以剥离的范围有限，可以将软组织附着的骨块截下并固定于远端，缩短组织在股骨及胫骨附着点之间的距离。一般使用锋线或加压螺钉固定骨块。Mihalko等[12]的研究指出截骨对软组织平衡的影响较传统松解技术更明显，被截下的骨块重新固定后不会影响松解的效果。
　　滑移截骨也存在缺点，此技术容易造成过度松解，进而导致关节不稳定；重新固定后的骨块有时不能愈合，Klammer等[13]随访中发现46%的病例出现了愈合不良（纤维愈合或者不愈合）；为避免损伤膝关节周围正常组织结构，截骨时需要延长切口以得到更大操作空间；截骨时还可能导致腓总神经损伤并出现相应的症状和体征[12]。因此，这项技术仅用于严重内外翻畸形的病例。
　　2.2 Insall松解技术
　　Insall松解技术是通过剥离韧带或肌腱附着点，延长软组织长度，纠正不平衡关节间隙的技术。经过对尸体的研究，发现剥离韧带附着点可以有效地纠正不平衡的力线[14-22]。术者将关节间隙紧张一侧的韧带剥离，大约每松解1 mm的组织，就可以大约纠正1°的力线[4]。手术中具体松解的顺序目前尚未达成共识，不过目的和原则是一致的。这种松解技术短期内对力线纠正的研究结果和中长期随访结果都肯定了其有效性，即使是较严重内外翻畸形，经过正确处理后也可纠正[15-16]。Insall松解是TKA手术中重要的技术。
　　尽管传统松解技术在TKA术中得到广泛应用，但还是会导致过度松解，不同个体软组织力学特性有差异，控制松解范围有一定困难，术中要谨慎松解，以免出现松解过度导致关节不稳定[23]。过度松解实质是一种损伤，韧带损伤后关节间隙宽度在受力后会发生改变，严重的过度松解需要重建韧带结构[24]。不过也并不是每一位医生都在担心过度松解造成的关节不稳定，Heesterbeek等[25]认为过度松解造成的关节间隙宽度变化不如韧带损伤明显，不会导致术后关节不稳定，这也可能是因为研究对象是患者，术者不能够故意进行过度松解，因此松解程度受限所致。
　　2.3 Pie Crusting技术
　　Pie Crusting技术是指在组织上戳数个小切口，延长组织长度，纠正不平衡软组织的技术，中文译名为剪纸拉花松解。这种松解技术来源于关节镜手术，由于镜下操作空间小，经典松解方法会造成一些并发症[26]，Agneskirchner等[27]尝试了这种损伤较小的松解技术，Fakioglu等[28]应用Pie Crusting技术松解内侧副韧带浅层，随访结果肯定了该技术的效果，但是经皮的松解技术容易损伤关节周围神经血管，而且内侧副韧带浅层相对深层对关节间隙宽度改变更明显，容易导致过度松解。Atoun等[29]由内向外应用Pie Crusting技术松解内侧副韧带深层，减少股骨髁及韧带损伤，降低过度松解的发生率。关节镜手术仅对早期骨关节炎患者有一定疗效，对于晚期骨关节炎或类风湿关节炎的患者而言，微创手术效果并不理想，TKA仍然作为首选治疗方案。
　　Pie Crusting技术在关节镜手术中逐渐成熟后，这种技术也开始在TKA术中应用，一方面，TKA手术组织暴露更加充分，操作的空间更大，可以应用的技术更多样；另一方面，Pie Crusting松解比传统组织松解技术更加细致，控制性更强。Pie Crusting技术最早用于松解髂胫束[30-32]，内侧组织结构复杂，对关节稳定影响更大，松解风险更高，Bellemans[33]选择松解对关节间隙影响较小的内侧副韧带深层，而非浅层或者半膜肌腱，并提出使用针头作为松解工具。经过研究，Pie Crusting技术松解内侧组织的效果得到了认可[34-35]，Verdonk等[36]对比了传统方法及Pie Crusting技术松解内侧副韧带的效果，两组患者术后各项指标没有差异。为了研究Pie Crusting技术的安全性，Meneghini等[37]在力学实验中发现，相比传统松解表现的一次性组织张力大幅度下降，Pie Crusting技术表现为多梯次张力下降，组织张力下降后会出现反弹，这种结果肯定了Pie Crusting技术的安全性。
　　3 总结
　　关节置换手术是一种精确度到毫米级的手术，术中准确的截骨以及合理进行软组织平衡是手术成败的关键。经过研究和实践，软组织平衡技术逐渐发展成熟。就松解技术而言，通过剥离组织附着点的Insall松解技术在临床中应用最广泛，相关的随访及并发症报道也最全面，但是这种技术可能不能完全纠正严重的畸形，对畸形程度较轻的关节也有过度松解的风险。滑移截骨技术纠正畸形力线的效果最明显，但这种技术带来的并发症比较多，手术中并不常规使用。Pie Crusting松解技术与前两者有所不同，这种技术不是通过改变组织的附着范围或位置来延长韧带或肌腱组织的长度，而是通过损伤韧带或肌腱组织本身来延长组织的长度，关节间隙与组织自身的张力同时受到了影响，相比前两种松解技术在评估效果和安全性时多了一个变化因素，因此很多医生对这种技术持比较谨慎的态度，尤其是在松解膝关节内侧组织时，还是更多应用传统松解方法，Pie Crusting松解只是在关节间隙经过传统松解后仍存在不平衡的情况下进行辅助松解。Pie Crusting松解在国内是一种较新的软组织平衡技术，近年来才逐渐在临床中应用，这项技术的中远期临床效果、具体术中的操作技巧以及相关并发症还需要后续的临床实践来探索。
　　[参考文献]
　　[1] Robertsson O，Dunbar M，Pehrsson T，et al. Patient satisfaction after knee arthroplasty： a report on 27372 knees operated on between 1981-1995 in Sweden [J]. Acta Orthop Scand，2000，71（3）：262-267. 　　[2] Mihalko WM，Whiteside LA，Krackow KA. Comparison of ligament-balancing techniques during total knee arthroplasty [J]. J Bone Joint Surg Am，2003，85-A（Suppl 4）：132-135.
　　[3] Whiteside LA. Soft tissue balancing：the knee [J]. J Arthroplasty，2002，17（4 Suppl 1）：23-27.
　　[4] Mullaji A，Sharma A，Marawar S，et al. Quantification of effect of sequential posteromedial release on flexion and extension gaps： a computer-assisted study in cadaveric knee [J]. J Arthroplasty，2009，24（5）：795-805.
　　[5] Fishkin Z，Miller D，Ritter C，et al. Changes in human knee ligament stiffness secondary to osteoarthritis [J]. J Orthop Res，2002，20（2）：204-207.
　　[6] Nagmine R，Kondo K，Ikemura S，et al. Distal femoral cut perpendicular to the mechanical axis may induce varus instability in flexion in medial osteoarthritic knees with varus deformity in total knee arthroplasty： a pit fall the navigation system [J]. J Orthop Sci，2004，9（6）：555-559.
　　[7] Trent PS，Walker PS，Wolf B. Ligament length patterns，strength，and rotation axes of the knee joint [J]. Clin Orthop Relat Res，1976，（117）：263-270.
　　[8] Wijdicks CA，Griffith CJ，Johansen S，et al. Injuries to the medial collateral ligament and associated medial structures of the knee [J]. J Bone Joint Surg Am，2010，92（5）：1266-1280.
　　[9] Luring C，Bthis H，Hüfner T，et al. Gap configuration and anteroposterior leg axis after sequential medial ligament release in rotating-platform total knee arthroplasty [J]. Acta Orthop，2006，77（1）：149-155.
　　[10] Sim JA，Kwak JH，Yang HY，et al. Utility of preoperative distractive stress radiograph for beginners to extent of medial release in total knee arthroplasty [J]. Clin Orthop Surg，2009，1（2）：110-113.
　　[11] Hakki S，Coleman S，Saleh K，et al. Navigational predictors in determining the necessity for collateral ligament release in total knee replacement [J]. J Bone Joint Surg Br，2009，91（9）：1178-1182.
　　[12] Mihalko WM，Saeki K，Whitteside LA. Effect of medial epicondylar osteotomy on soft issue balancing in total knee arthroplasty [J]. Orthopedics，2013，36（11）：e1353-e1357.
　　[13] Klammer G，Müller DA，Koch PP，et al. Epicondylar advancement osteotomy for flexion gap asymmetry after total knee replacement [J]. Acta Orthop Belg，2011，77（5）：680-683.
　　[14] Stern SH，Moeckel BH，Insall JN. Total knee arthroplasty in valgus knees [J]. Clin Orthop Relat Res，1991，（273）：5-8.
　　[15] Elkus M，Ranawat CS，Rasquinha VJ，et al. Total knee arthroplasty for severe valgus deformity： five to fourteen years follow-up [J]. J Bone Joint Surg Am，2004，86（12）：2671-2676. 　　[16] Ranawat AS，Ranawat CS，Elkus M，et al. Total knee arthroplasty for severe valgus deformity[J]. J Bone Joint Surg Am，2005， 87 Suppl 1（Pt 2）：271-284.
　　[17] Miyasaka KC，Ranawat CS，Mullaji A. 10-20-year follow-up of total knee arthroplasty for valgus deformities [J]. Clin Orthop Relat Res，1997，（345）：29-37.
　　[18] Mihalko WM，Saleh KJ，Krackow KA，et al. Soft tissue balancing during total knee arthroplasty in the varus knee [J]. J Am Acad Orthop Surg，2009，17（12）：766-774.
　　[19] Yagishita K，Muneta T，Ikeda H. Step-by-step measurements of soft tissue balancing during total knee arthroplasty for patient with varus knee [J]. J Arthroplasty，2003，18（3）：313-320.
　　[20] Luring C，Hufner T，Perlick MD，et al. The effectiveness of sequential medial soft tissuerelease on coronal alignment in total knee arthroplasty [J]. J Arthroplasty，2006，21（3）：428-434.
　　[21] Koh HS，In Y. Semimembranosus release as the second step if soft tissue balancing in varus total knee arthroplasty [J]. J Arthroplasty，2013，28（2）：273-278.
　　[22] Chen WJ，Nagamine R，Kondo K，et al. Effect of medial soft release during posterior-stabilized total knee arthroplasty [J]. J Orthop Surg （Hong Kong），2011，19（2）：230-233.
　　[23] Wyss T，Schuster AJ，Christen B，et al. Tension controlled ligament balanced total knee arthroplasty： a 5-year results of a soft tissue orientated surgical technique [J]. Arch Orthop Trauma Surg，2008，128（2）：129-135.
　　[24] Dragosloveanu S，Cristea S，Stoica C，et al. Outcome of iatrogenic collateral ligaments injuries during total knee arthroplasty [J]. Eur J Orthop Surg Traumatol，2014，24（8）：1499-1503.
　　[25] Heesterbeek PJ，Keijsers NL，Wymenga AB. Ligament releases do not lead to increased postoperative varus-valgus laxity in flexion and extension： a prospective clinical study in 49 TKR patients [J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2010，18（2）：187-193.
　　[26] Allum R. Complication of arthroscopy of knee [J]. J Bone Joint Surg Br，2002，84（7）：937-945.
　　[27] Agneskirchner JD，Lobenhoffer P. Arthroscopic meniscus surgery： technical operative methods [J]. Unfallchirurg，2004，107（9）：795-801.
　　[28] Fakioglu O，Ozsoy MH，Ozdemir HM，et al. Percutaneous medial collateral ligament release in arthroscopic medial meniscectomy in tight knees [J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2013，21（7）：1540-1545.
　　[29] Atoun E，Debbi R，Lubovsky O，et al. Arthroscopic Trans-portal deep medial collateral ligament Pie-crusting release [J]. Arthrosc Tech，2013，2（1）：e41-e43. 　　[30] Clarke HD，Fuchs R，Scuderi GR，et al. Clincal results in valgus in total knee arthroplasty with the “pie crust” technique of lateral tissue releases [J]. J Arthroplasty，2005，20（8）：1010-1014.
　　[31] Mihalko WM，Krackow KA. Anotomic and biomechanical aspects of pie crusting posterolateral structure for vagus deformity correction in total knee arthroplasty： A cadaveric study [J]. J Arthroplasty，2000，15（3）：347-353.
　　[32] Ranawat AS，Ranawat CS，ElkusM，et al. Total knee arthroplasty for severe valgus deformity [J]. J Bone Joint Surg Am，2005，87（Suppl 1 Pt 2）：271-284.
　　[33] Bellemans J. Multiple needle puncturing： balancing the varus knee [J]. Orthopedics，2011，34（9）：e510-e512.
　　[34] Bellemans J，Vandenneucker H，VanLauwe J，et al. A new surgical technique for medial collateral ligament balancing： multiple needle puncturing [J]. J Arthroplasty，2010，25（7）：1151-1156.
　　[35] Meftah M，Blum YC，Raja D，et al. Correcting fixed varus deformity with flexion contracture during total knee arthroplasty： the “inside-out” technique [J]. J Bone Joint Surg Am，2012，94（10）：e66.
　　[36] Verdonk PC，Pernin J，Pinaroli A，et al. Soft tissue balancing in varus total knee arthroplasty： an algorithmic approach [J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2009，17（6）：660-666.
　　[37] Meneghini RM，Daluga AT，Sturgis LA，et al. Is the pie-crusting technique safe for MCL release in varus deformity correction in total knee arthroplasty？ [J]. J Arthroplasty，2013，28（8）：1306-1309.
　　（收稿日期：2015-12-05 本文编辑：苏 畅）