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大多数使用机械力学对线技术（MA）的全膝关节置换术（TKA）患者没有达到自然关节的状态。五分之一的患者对术后结果不满意，一半的患者残留术后症状，四分之一的患者表示不会再接受同样的手术。步态分析研究表明，TKA后，患者行走时膝关节活动范围缩小，运动学差异显著。历史上，TKA植入精度缺乏，技术错误频繁，外科医生主要关注植入物的存活率，而不是重建正常的膝关节功能。为了确保令人满意的假体存活率，引入了机械对线（MA）技术。垂直于下肢力线的股骨和胫骨截骨，调整股骨旋转和韧带松解，以产生相等的屈曲和伸展间隙，是这种简单的膝关节对线方法的基础。这种“一刀切”的哲学，尽管可以重复，但并没有包括正常膝盖解剖的全部内涵。 尽管平均髋膝踝关节角（HKA）接近自然，但在一项对4884名计划行TKA的患者进行下肢CT扫描的研究中，我们发现只有0.1%的患者同时具有90°的机械性胫骨近端角（mPTA）和机械性股骨远端角（mDFA）。在应用MA技术后，这种骨骼解剖结构的改变将影响软组织松弛和膝关节平衡（图1）。
图1 MA-TKA技术中的截骨面要求 在1000例膝关节CT扫描模型中应用MA技术截骨，我们发现在许多情况下会出现间隙不平衡。膝内翻和膝外翻患者在MA技术截骨后，出现内外侧间隙不平衡的比例分别为25%和54%。部分患者间隙不平衡可能无法通过手术纠正，并可能导致膝关节置换患者的残余不稳定和不良结果。 为了更好地理解正常膝关节功能解剖学，引入运动学对线（KA）技术，以改善膝关节置换术后的临床结果。它旨在恢复患者患关节炎前的下肢结构和关节面的方向。KA-TKA技术很少需要软组织松解。但是，人们仍然担心恢复“异常”或“病理”解剖结构，这可能与目前的TKA假体和固定方法不兼容。 人类膝盖的解剖结构是高度可变的，病理变化进一步增加了这种变化。在4884例TKA患者的下肢CT扫描中：40%患者HKA>3◦，19%患者HKA>5◦，3%患者HKA>10◦。当然，一些极端的解剖结构可能是病理原因造成的，病理解剖结构的存在可以通过某些患者的单侧发生或双侧不对称来证明（图2、3）。外科医生不应盲目复制异常患者的相同解剖结构，因为这可能会对TKA生物力学产生负面影响并增加磨损。另一方面，这些极端病例受MA技术的影响最大，因为它显著改变了它们的解剖结构，并可能导致软组织失衡、股骨屈曲轴变化、关节线方向变化和膝关节运动学改变。
图2下肢全长DR显示膝关节严重畸形，应用KA技术将复制病理性的解剖结构
图3下肢全长DR显示极端的解剖学角度，在现有假体基础上，对该患者应用KA技术是不恰当的 一项比较MA或KA对单侧TKA模型影响的计算机模拟研究表明，KA-TKA产生了接近正常的膝关节运动学，包括更大的股骨后滚和股骨假体的外旋。然而，它显示出假体压应力的增加，这使得学术界对长期结果提出了质疑。一项对178例MA-TKA翻修的研究发现，总体力线内翻较大的TKA对聚乙烯沉淀的损伤更大。其他临床和模拟研究发现聚乙烯沉淀磨损和力线内翻之间存在关联，这些研究表明，使用目前的材料和固定方法，无限制的复制所有患者的解剖结构，甚至是病理性结构可能不适合TKA的生存。 由于无限制KA存在上述问题，限制性KA（rKA）为Howell所提出，用于膝关节解剖异常或非典型的患者。rKA的概念旨在在安全范围内复制患者的膝关节解剖结构，同时避免复制已经证明存在的极端或病理解剖结构。该理论包含了下列的五大原则。  从历史上看，髋-膝-踝（HKA）角度可作为膝关节对线的参考。MA-TKA数据表明，如果HKA值保持在3°以内，植入物的存活率不会受到影响。研究表明，在4884名等待TKA的患者中，共有40%的患者HKA>3°，3%的患者具有极限解剖结构（HKA内翻或外翻>10°，图4）。rKA的第一个原则，旨在复制个体下肢解剖结构，同时将HKA保持在±3以内。
图4计划行TKA的4884例膝关节的HAK分布图 我们人体膝关节线处于中性的情况并不常见，其比例仅为0.1%。此外，我们发现80%的mDFA和mPTA低于5°（图5）。考虑到平均值，并旨在包括绝大多数患者，第二个rKA原则努力复制个体解剖结构，同时将mDFA和mPTA保持在±5以内°。 根据第二个原理，rKA将关节倾角限制为5◦。应用前两个rKA原则，51%的人群将在没有任何修改的情况下进行经典KA。另外30%的人群修正值小于1◦（胫骨平均0.5◦，股骨平均值0.3◦)，剩下的20%的患者需要更大的调整。
图5计划行TKA的4884例膝关节的mDFA和mPTA分布图 根据这一概念，MA或任何其他技术，包括旨在产生内侧和外侧结构的相等张力或间隙平衡的技术，都不能恢复膝关节的正确运动学。对于rKA，软组织释放仅应在原则1和原则2界限之外的情况下进行，应避免松解MCL深层。根据资深作者的经验，当rKA边界需要超过2-3°的解剖校正时，需要松解软组织。例如，在膝内翻中，mPTA由8°修改至5°时,需要足够的MCL深层松解才能够获得纠正。
图6 rKA技术流程图 此外，在使用rKA技术时，不设置股骨外旋。对于股骨后髁截骨，将后参考导向器设置为0°旋转，从而仅切除与每位患者的固有股骨方向相匹配的后髁植入物厚度（图7）。在胫骨解剖结构被修改的情况下，例如，mPTA为8◦减少到5◦,伸展和屈曲间隙都会受到影响（收紧），应进行MCL松解，以恢复伸展和屈曲时的内外侧间隙平衡。如上所述，rKA并不以MCL/LCL等距为目标，因为它会损害自然膝关节运动学，也不修改股骨切割以产生平衡间隙（如间隙平衡或功能对线技术）。
图7左：后参考截骨器中立位放置；右：测量器显示与假体厚度相等的9mm截骨量  当超出原则1和原则2中设定的界限时，外科医生需要决定修改应该在哪里；内侧、外侧或两侧平衡。截骨方向可以使用3个不同的枢轴点进行调整：内侧、中央或外侧。内侧枢轴点将使内侧间室置换，并改变外侧的截骨厚度（对于外侧枢轴，反之亦然），而中心枢轴将改变两个间室的切割厚度。rKA第五个原则建议对磨损较轻的膝关节间室选为中心枢轴（切除厚度等于植入物的厚度），并在磨损侧进行截骨厚度调整。这将改变磨损侧的截骨厚度：内翻膝调整内侧截骨厚度（图8），外翻膝调整外侧（图9）。
图8内翻膝患者mDFA外翻4°，mPTA内翻8◦，HKA内翻4◦：根据rKA原则，mPTA由8°调整为5◦,因此将HKA更改为内翻1◦。若使用外侧枢轴点（如左图所示），对完整的（外侧）隔室进行表面截骨，以适应植入物厚度（10mm），从而形成更紧的内侧间隙，这可能需要深层MCL松解。若内侧枢轴（中间图）将导致完整隔室的较厚骨切除，并扩大外侧间隙。右图显示了一个带有中心枢轴的平衡截骨。
图9外翻膝患者的rKA原则5示例图 遵循这一原理，通过切割与植入物厚度匹配的精确骨厚度来重建关节表面，从而保持关节线水平并保持骨量。与MA一样，这会留下一个更紧张的受损侧间室。然后，大多数外科医生会像应用MA技术一样，进行韧带松解。因此，以中心为枢轴的平衡截骨效果更优，但如果没有复杂的术前计划或术中自动化决策工具，难以实现。 为了便于决策，图6中给出了一个遵循五个rKA原则的rKA流程。 如上所述，51%的患者出现HKA<3◦mPTA和mDFA均≤5◦,这意味着这些膝关节置换术不需要调整。 如果mPTA和mDFA＜5◦，但是HKA＞3◦内翻（8%的病例）或>3◦外翻（7%的病例），然后，根据保留股骨解剖结构的第四个rKA原则，mPTA应纠正至使得HKA小于3◦。 mPTA和/或mDFA>5的膝内翻病例中，mPTA需要调整为5◦，当膝外翻时，mDFA应达到5◦。如果这些截骨使HKA≤3◦, rKA目标得以实现；如果结果HKA大于3◦,以前不变的参数应该校正，即内翻膝时调整mDFA，而外翻膝时调整mPTA，直到HKA≤3◦。 在极少数情况下，上述步骤不会导致所需HKA≤3◦,此时mPTA应进一步调整，韧带松解术在解剖学改变<3°的病例中很少需要。在畸形更严重的校正中，可以进行最小程度的软组织松解术（通常比MA中的松解程度小得多）。 在患者的解剖结构符合rKA边界的情况下（51%的病例），可以使用卡尺测量截骨块技术进行手术。这样做需要非常细致的术前放射学规划来保存患者的解剖结构。由于许多患者需要进行解剖修改以适应rKA边界，因此理想情况下，rKA是通过患者个体化手术器械（PSI）、术中计算机导航或机器人辅助进行的。 rKA技术旨在通过矫正畸形并提供与当前材料和固定方法兼容的假体位置。使用rKA技术进行手术的前100名骨水泥型TKA患者的临床队列研究在2.4年的随访中显示出令人满意的功能结果，只有5%的病例需要进行轻度的韧带松解。 另一项随访49个月的研究显示，使用rKA技术进行了100例无骨水泥TKA手术，未出现因无菌性松动而需要翻修的病例，在3名翻修患者的放射学评估和植入物的直接检查中，它还证明了植入物的良好骨整合：1名是在创伤导致胫骨植入物移位后，1名是由于TKA后21个月出现深部感染，另1名是因植入物型号过小而出现不稳定，WOMAC、KOOS和遗忘关节评分与骨水泥型KA-TKA的评分相似。 许多外科医生担心KA技术会导致内翻或外翻过多。Howell报道，在222例KA-TKA的队列中，10年随访的植入物存活率为97.5%，内翻较大的患者的失败率没有增加。 很少有关于KA-TKA的长期随访研究，而MA-TKA具有良好的生存率。已证实更好的功能结果。尽管最近的研究未能证明HKA<3◦的TKA相较于HKA>3°的TKA具有更好的生存率或功能结果，应注意，不要将这些研究的结果应用于KA。因为准确的KA（HKA超出3°范围）与失败的MA-TKA（HKA超出3°范围）本质上是不同的。 除冠状位对齐外，还有其他因素会影响膝关节假体的动态负荷。在对无残留症状的、保持运动量的TKA患者的研究中，尽管HKA在一定的范围内（并非绝对中立），但站立时关节线往往保持与地面平行，最终所获得的功能性关节线方向可能有利于膝关节假体的整体载荷分布。由于缺乏对KA-TKA的长期研究，一些作者建议不要广泛采用KA技术。我们认为rKA方案是一种有吸引力的折衷方案，在大多数情况下可以恢复正常的患者解剖结构。它避免了MA通常需要的过度矫正和韧带松解，但排除了在无限制KA技术中可以出现的极端膝关节假体位置。 一名62岁女性，患有双侧症状性膝内翻骨关节炎（图10A）。术前X线片显示左下肢mDFA为0◦，mPTA为内翻7◦，导致HKA为内翻7◦。根据流程图（图6），我们应该将mPTA由7◦调整至5◦（原则2）。此时HKA为5◦,大于3◦（原则1）。进一步调整胫骨内翻截骨（内翻3◦）会影响膝关节曲间隙的平衡。相反，根据流程图，我们建议添加2◦外翻至股骨远端截骨。无需对股骨旋转进行修改，保持股骨解剖结构的修改最小化（原则4）。总校正度数为4◦（股骨侧2°，胫骨侧2°）。我们再对外侧膝关节间室（外侧枢轴点，原则5）进行截骨，并减少了内侧间室截骨厚度。为了实现内外侧韧带的平衡，我们必须单独进行深层MCL松解。术后X片显示mDFA为2◦和mPTA内翻5◦（图10B）。
图10（A）患者术前双下肢全长DR显示左下肢mDFA为0°，mPTA为内翻7◦，导致HKA为内翻7◦；（B）在术后双下肢全长DR，根据rKA原则，mDFA为外翻2◦，mPTA为内翻5◦ 本文仅代表作者个人观点，不代表骨今中外官方立场。希望大家理性判断，有针对性地应用。 |
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