全膝关节置换术

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1、全膝关节置换术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

2、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 Replaceme nt)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 replaceme nt, TKR)已经具 有了相同的词义，而成为了通用的术语。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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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.

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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。

16、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 510cm 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