全膝关节置换术
【发展概况】
人工全膝置换术（total knee arthroplasty，TKA）最早开始于20世纪70年代，Insall和后来的学者成功地建立起了TKA的手术原则，如韧带平衡和假体置入的顺序。20世纪90年代初Repicci通过单髁假体置换在关节置换领域里引入了微创手术的概念。在微创单髁假体置换成功创立和不断发展的基础上，微创全膝置换术（minimally invasive total knee arthroplasty）的设想逐渐成为了现实。从2002年开始，美国Robert Wood Johnson医学院的Tria和他的同事在两年中施行了120例微创TKA。早期治疗结果显示与传统的TKA相比，微创手术方法在术后早期功能锻炼、减少术中失血、减少术后疼痛及减少住院时间上都具有明显的优势，而且在手术的精度上也没有任何影响。
在20世纪70年代，传统TKA技术不断地发展和优化。为了维持术后韧带平衡，Insall等引入了韧带松解的概念，Krackow等创立了韧带紧缩的方法。同时手术技术和手术器械的创新进一步推动了传统TKA的发展，并同时引入了髓内和髓外参照系统。与此同时，在20世纪70年代和80年代间膝关节假体的设计也得到了不断的改进，从全髁假体发展到Ⅱ型全髁假体接着演变为后稳定型膝关节假体。表面喷涂有孔材料的解剖性膝关节假体的出现引出了无骨水泥固定的概念，并使保留后交叉韧带的假体设计成为可能。负重可活动膝关节假体自从70年代出现就获得了巨大的成功。
单髁置换假体开始于20世纪70年代早期，但手术的早期失败使这种手术的热情受到了影响，因为这些失败被归因于假体设计和手术技术的不成熟。Marmor设计的负重固定型单髁膝关节假体和Oxford设计的负重可活动型单髁膝关节假体是同时发展的两种主要的假体。在80年代后期，Miller和Galante设计了他们的负重固定型单髁假体并为其假体改进了手术技术，他们避免对膝关节的矫枉过正，他们避免韧带的松解但又有意地使其韧带的松解度稍高于全膝置换术。他们的患者已有接近15年的随访，其中有＞90%的成功率。直到20世纪90年代，Repicci等开始在单髁置换的基础上施行微创手术（minimally invasive surgery，MIS），他们减小了手术切口并鼓励外科医师认清单髁置换术和全膝置换术之间的差别，通过微创单髁置换术的发展，外科医师开始去思考传统的全膝置换术的手术原则能否应用于微创全膝置换术。2003年，Tria和他的同事在美国第70届骨科年会（Annual Meeting of the American Academy of Orthopaedic Surgeons AAOS）上提出了微创全膝置换术（MIS/TKA）的概念，并简要介绍了微创TKA的手术过程。
【优势与风险】
1.优势 传统TKA的创立者最初主要考虑的是如何更好地维持韧带的平衡和创建膝关节假体间良好的排列，因此良好的术野暴露就是术中评估和正确确定假体位置的关键。而Tria强调MIS/TKA的核心是在不侵犯膝关节周围的肌肉和膝关节的力学结构的情况下完成假体的置换。因此微创TKA就能带来更快的恢复、更少的疼痛，以及更小的手术瘢痕，而这一切也是患者所渴望的。总的来说微创TKA与传统TKA相比有以下优势。
（1）能更快地恢复膝关节的功能，进行微创TKA的患者要比传统TKA的患者在肌肉的力量关节的控制方面要恢复得更快一些。因为股四头肌的肌肉部分和肌腱部分没有像传统TKA那样被分开，髌骨也没有如传统膝关节手术那样被翻过来。
（2）更小的切口，尽管这种手术目的远远不仅是为了美观，但事实上很多患者仍然喜欢小切口。传统的TKA需要12英寸长的切口，而微创TKA仅需要3～4英寸的切口。
（3）减少术后的疼痛，这可能是因为小切口的原因，但更重要的是手术没有侵犯股四头肌和其肌腱组成的系统。
（4）伴随着传统TKA的发展，膝关节假体的设计已经有了近40年的发展史，微创TKA由传统的TKA发展而来。而且其使用的是经过了时间检验了的关节假体。这就让人们对这种新的手术比较放心，虽然方法是新的，但假体本身经过长时间的验证。
2.风险 同微创全髋置换术一样，作为一种更新的微创手术技术，MIS/TKA的出现也受着一些质疑。核心仍然是新手术缺乏足够的资料来证明它对患者的有效性。他们认为这种手术只是一种对传统TKA装矫器的改进，而且还可能带来更多的并发症。Kristaps和Keggi就反对将MIS应用于TKA，他们认为现在的MIS应用的过于泛滥，而且他们认为过度的强调缩短住院时间也不一定是好事。Flatow（纽约市Mt.Sinai医疗中心的肩关节外科主任）也认为所谓的MIS已经在肩关节和踝关节应用得很成熟，尽可能减少手术对周围的组织的损伤是这类手术的一个基本要求，它跟传统的TKA没有显著的区别，而且很可能带来其他风险。
（1）毕竟是很新的手术，尽管外科医师已经开始学习这种技术，但这种新技术的学习也是刚刚开始，并只是被一小部分研究型医师重复操作过。这些手术的实施给了我们一个初步的印象——关节炎以及类似的患者最适合于这种手术。但随着这种相对较新的手术不断地开展，我们必将发现更多的关于这种手术潜在的风险和缺点。而且尽管这种手术成为一种比较成熟的手术，但是骨科医师做的传统膝关节置换术仍要多于这种手术。我们都知道，做得越多的手术技术越可靠。
（2）具有很强的挑战性：通过一个小得多的手术切口去做同样的工作。这种手术就有可能增加手术的时间。同时也增加了损伤肌腱和韧带的可能性，而使手术的效果大打折扣。同时也存在使假体放置紊乱的可能性，这将影响术后的功能和假体使用的持久度。尽管如此，前期的治疗结果的调查显示这些不利的因素还没有发生。
【适应证】
Tria认为，微创TKA手术成功的关键之一是选择合适的患者，微创MIS并不适合于所有患者，理想的患者是膝关节功能中等障碍，体重＜180磅，年纪＜80岁。
（1）首先是要有膝关节置换的手术适应证。
（2）膝关节结构较稳定，关节周围没有严重的骨缺损。
（3）以前膝关节没有进行过开放性手术。
（4）体重应该和身高成比例，不能过于肥胖。
（5）膝关节中度和以下畸形，没有严重的X形畸形。
【手术方法】
Thomas（美国加州整形外科医师）和Marlowe（犹他州）是微创TKA的两个最初的主要的研究者。Coon曾为微创单髁置换设计了髓外手术器械。这些器械依附于髓外胫骨截骨导引器，并帮助从膝关节的一边进行股骨末端截骨。尽管这种器械很新颖，但外科医师会发现并不难使用。设计者在使用这种器械的过程中，发现类似的器械和技术能用于全膝置换术的微创手术，Coon随后对这种髓外器械进行了改进。但Tria在实际操作中发现仅靠改进现有的器械还不能完全适应微创TKA的需要。因此Tria和他的团队又设计了全新的手术器械。
1.切口 采用长10cm切口。切口开始于髌骨的最上极的内侧，停止于胫骨粗隆顶部（图31-4-1A）。顺着皮肤切口线形切开关节（沿着髌韧带的内侧缘，止于髌韧带的附着处），仅仅是单纯切开关节囊，不能侵犯股四头肌肌腱或股内侧肌，皮肤切口还可以根据患者的高矮和胖瘦适当延长或缩短（图31-4-1B）。当然这个手术仅靠皮肤切口的长度是不能定义为微创手术的，微创的核心是在于对股四头肌肌腱和关节周围的肌肉和韧带的处理上。不翻转髌骨，切除髌骨周围的脂肪垫，以便获得更好的关节暴露（图31-4-1C）。同时髌骨关节面也将被置换。髌骨的置换既可以通过器械的使用而使操作更加精确，也可以通过髌骨表面相关的骨性标志徒手操作，术后髌骨表面的厚度将比最初的厚度减小大约2mm。而且髌骨表面的切除也有利于增加微创手术中关节内的可利用空间（图31-4-1D）。
图31-4-1 膝内侧切口
2.胫骨近端截骨 股骨末端截骨引导器需要髓内定位装置的辅助，并允许股骨末端外翻4°、6°或8°（图31-4-2A）。对没有此类经验的医师来说，从内侧同时对两个骨节截骨似乎有点困难，但随着经验的增加，这种操作将变得安全和准确（图31-4-2B、C）。胫骨的截骨引导器是髓外的，而且这个截骨模块被放置于胫骨内侧周围，以便能更准确和更轻松地截骨（图31-4-2D）。胫骨近端的截骨将是此类手术中最麻烦的一个步骤。控制好锯刃，使其在切过胫骨后方和侧方骨皮质时保护好周围的软组织非常得重要，Tria曾有一个教训，在膝关节屈曲时不慎切到了膝关节的后部，导致最终为控制出血而放弃了微创方法，尽管术后膝关节没有留下后遗症，但这毕竟是这种风险的一种警告。Goble曾经建议在此之前用关节镜手术松解胫骨的所有软组织，包括在股骨和胫骨处切除交叉韧带。
3.髁间矢状截骨 当胫骨水平截骨完成后，随后在髁间进行矢状截骨（图31-4-3A）。移除内侧的1/2胫骨后能获得更好的外侧结构的术野，当移除剩下的胫骨后，关节的伸直间隙便形成了。而且还平衡了侧副韧带。如果需要韧带松解，也变得容易得多。因为有近20mm的骨质被从股骨末端和胫骨近端移除，这样膝关节内侧和外侧的结构都变得容易可视（图31-4-3B）。
图31-4-2 胫骨近端截骨
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图31-4-3 髁间矢状截骨
4.股骨末端截骨 在开始可能比较困难，因为术者需要调整初始的截骨模块，这种手术器械经过特殊的设计，以便适应小的切口和内侧手术入路。这种新的截骨引导器以后髁为参照物伴3°向外旋转（图31-4-4A）。但如果其中的一个骨节萎缩了，截骨导引器必须通过移动导引器后部的衬垫到受影响的骨节来进行调节，定位杆滑到切割导引器的下方并外旋3°，当合适的切割模块被锁在定位杆上，前后的位置是预设的，在仔细确定伸直位关节内外侧的位置之后，所有的切割可以立即完成（图31-4-4B）。同时相互比较屈曲和伸直的关节间隙并做必要的调整，在最后一次确定韧带的平衡和关节的排列之后，在股骨施行前后斜面截骨（图31-4-4C）。此时，胫骨假体大小的确定和放置仍然有一些困难，因为胫骨外侧已经不容易看见（图30-4-4D）。插脚被加置于胫骨完成引导器的后部，同时前方手柄也作了变化以避免损伤髌韧带。引导器与胫骨结节，前后斜面截骨平面和踝平衡杆成线形排列，这同传统全膝置换术的胫骨假体类似。
图31-4-4 股骨末端截骨
5.测试临时假体 目的是确定关节是否获得了足够的活动范围，髌骨运动轨迹是否正中，屈伸关节间隙是否平衡，所有的外翻排列是否被恢复（图31-4-5A）。仔细清洗和清理创面，以获得良好的胶结面。接着假体的各个部分被分别黏合。胫骨垫片首先被嵌入，因为嵌入这个单独的有髓内杆的假体确实比较困难。而保留交叉韧带的假体设计因为只有较短的基础钉能被更容易地嵌入（图31-4-5B）。随后置换髌骨假体，并修饰外侧面，以便迎合外侧的股骨髁。股骨假体最后黏合，如果假体中的某个部件尺寸较大时，皮肤切口还可以轻微顺延。
6.其他处理 关闭切口前摆放两根引流管，创口的闭合采取标准方法而且内侧关节囊要缝合紧密。没有必要安装镇痛棒和用敷料大面积地包扎。术中还可以用细胞收集器收集血液，收集好的血液可以在术后，以1～2h的间隔回输给患者。
【术后处理】
患者2h内开始步行，因而手术麻醉（无论气管内麻醉还是硬膜外）在制定合适的麻醉计划必须考虑到这个要求。引流管一般在第2天拔除，之后患者在医院行住院治疗2～3d，然后再转到康复中心进行恢复治疗5d。而传统TKA则需要在术后的第1天开始物理治疗，术后住院4d，然后转到康复中心进行7d的康复治疗。静脉内的抗生素给药24h。尽管使用了微创手术技术，静脉血栓发生的风险仍然存在，如果不加以预防，全膝置换术后的静脉血栓生成率仍然很高。小腿的深静脉血栓的发生率为57%～71%，而大腿深静脉血栓的发生率为10%～23%。
图31-4-5 测试临时假体
（杨述华 郑东）
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