初次全膝关节置换术或翻修术中应用股四头肌V-Y成形术暴露僵硬膝关节的临床疗效*

陈乐源 陶可 李虎 李儒军 柯岩 侯云飞 王锴 陈照宇 林剑浩**

（1.北京大学人民医院骨关节科，关节病诊疗中心，北京 100044；2.北京大学医学部，北京 100891）

全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）是解决骨关节炎（osteoarthritis,OA）及类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis,RA）的最终手段，也是骨科常规手术之一。TKA最常用的手术入路是内侧髌旁入路，于股直肌及股内侧肌之间沿髌骨内侧缘向下延伸至胫骨结节内侧，此入路可保持伸肌结构的完整，髌骨的外翻也易于实现。少数情况下，如关节活动度（range of motion,ROM）＜50°的膝关节[1,2]，由于软组织粘连或挛缩，髌骨外翻难以完成，继而给膝关节显露带来很大困难[3]，如强行外翻髌骨可能导致髌腱从胫骨结节上撕脱[1-4]。

Coonse等[5]最早于1943年提出股四头肌V-Y成形术可作为显露膝关节的一种手术方法。近年来，多数研究证实股四头肌V-Y成形术能充分且更加便利地显露存在僵硬膝关节，同时能够有效保证伸膝装置的完整性[6-8]。国内关于股四头肌V-Y成形术的研究报道甚少，本研究回顾性分析存在僵硬膝关节的患者行TKA及膝关节翻修术时采用股四头肌V-Y成形术来显露膝关节，并对患者进行了登记随访和膝关节功能调查分析，以期为临床诊疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：行TKA及翻修手术时常规入路暴露膝关节困难进而采取股四头肌V-Y成形术的患者。

排除标准：①术前资料不完整，无KSS评分和膝关节活动度等评价指标者；②无需行股四头肌V-Y成形术者；③失随访者。

1.2 一般资料

共纳入2013年11月至2018年9月收治的8例9膝因行TKA及翻修术时显露膝关节困难而采取股四头肌V-Y成形术的患者。年龄41～79岁，平均（59.9±12.9）岁；男1例1膝，女7例8膝；左膝4例，右膝5例。术前诊断包括OA 2例2膝，RA 2例3膝，前交叉带重建（anterior cruciate ligament,ACL）术后骨性融合1例1膝，血友病性关节炎1例1膝及初次TKA术后僵硬膝关节2例2膝；初次TKA 7膝，膝关节翻修2膝；患者性别、年龄、患侧、术前诊断、手术方式见表1。

表1 患者一般资料

1.3 手术方法

全身麻醉下，患者取仰卧位，均采用气囊止血带止血。初次TKA采用正中切口，膝关节翻修采用原切口，所有手术均由同一主刀医师完成。由股四头肌肌腱根部两侧切开，呈倒V形纵行向上延伸，形成包括髌骨的三角形肌瓣，向下翻转髌骨，使膝关节得到充分显露。术毕缝合时，将倒V形肌瓣缝合成倒Y形，延长股四头肌肌腱，以增加膝关节活动范围，且缝合的张力使膝关节可在重力作用下垂膝60°～70°（图1）。

1.4 围手术期处理

术前对患者进行疾病及手术相关的健康宣教。术前对患者进行认真评估，确定适应证，排除禁忌证。通过充分的查体和影像学检查（包括膝关节负重正侧位、双下肢全长等）评估患者膝关节活动状况。老年患者充分评估心肺功能、有无高血压、有无糖尿病、有无双下肢静脉血栓等基础疾病，并进行相应处理。

术后常规静脉应用抗生素预防感染，弹力袜预防下肢深静脉血栓，应用静脉镇痛泵和非甾体抗炎药缓解疼痛。术后进行膝关节被动屈伸运动，由0～30°开始，在患者可耐受的情况下以每天10°增加被动活动范围，以术中确定的最大屈膝角度作为活动范围的上限，避免股四头肌的过度紧张。术后第2天开始被动伸展膝关节及主动屈曲膝关节，并部分持续负重6周，让软组织充分愈合。夜间使用膝关节固定装置或支具限制膝关节过度屈曲，避免术后早期出现股四头肌腱损伤。

图1 股四头肌V-Y成形术切口设计及术中操作

存在僵硬膝关节的患者常伴有股四头肌肌力减退，术后膝关节屈伸肌群乏力可造成膝关节主动活动范围小于实际活动范围，甚至导致关节腔内纤维粘连，可根据肌力情况制定个体化的肌力训练计划。术后当天可鼓励患者开始股四头肌等长收缩训练，术后第3天可在康复医师指导下进行膝关节主动屈伸训练：要求每天在床上主动行直腿抬高训练，每日5～6组，每组30次；术后6周后，鼓励患者使用助行器下地行走活动。

1.5 随访计划及评价标准

术后3个月、6个月、1年进行门诊随访，随访时进行常规膝关节查体，复查膝关节负重位正侧位X线片。评价指标包括：①美国膝关节协会评分（American knee society knee score,KSS）：膝关节评分包括对活动度、疼痛、前后方向和内外方向稳定性的评定，同时减去屈曲挛缩和伸展滞缺以及力线不良的分值。功能评分主要评价患者上下楼梯和行走的能力。膝评分和功能评分分别进行评价，分数在100～85分为优，84～70分为良，60～69分为可，60分以下为差。②ROM：包括最大屈膝角度、最大伸膝角度以及过伸角度，ROM＜50°视为僵硬膝关节。

1.6 统计学方法

采用Excel 2016和SPSS 23.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示，采用配对t检验比较手术前后的KSS评分及ROM，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组8例9膝患者的单膝手术时间平均1.6 h（1.2～2.1 h），住院时间平均（17.4±15.5）d（8～56 d）。全部患者术后恢复良好，住院期间无一例发生伤口感染、下肢静脉血栓及肺栓塞等并发症，出院时均可独立或扶拐行走超过200 m。

纳入病例全部获得随访，随访时间9～57个月，平均（32.7±20.7）个月。随访X线片均未见假体松动表现，2例膝关节活动度不足50°，膝关节仍存在强直：1例因初次TKA术后僵硬膝关节而行翻修术，术后膝关节活动范围为15°，KSS膝关节评分及功能评分分别为43分及50分，上下楼及行走时仍存在膝关节疼痛，疼痛不影响睡眠，患者行走需拄拐，最大距离约200 m；1例因血友病性关节炎行初次TKA，术后膝关节活动度为20°，KSS膝关节评分及功能评分为74分及60分，膝关节疼痛较前明显缓解，仅上下楼时偶感疼痛。典型病例详见图2。

图2 编号6患者，女，54岁，双膝类风湿性关节炎，左膝初次TKA采用股四头肌V-Y成形术

末次随访时的膝关节KSS评分和功能评分均较术前提高（t=-7.934,P＜0.001;t=-4.603,P=0.002；表2）。末次随访时的膝关节最大伸膝角度较术前降低（t=3.592,P=0.007；表2）、末次随访时的膝关节最大屈膝角度、最大活动范围均较术前提高（t=-4.736,P=0.001;t=-5.431,P=0.001; 表2）。每例患者术前与末次随访时的KSS评分及ROM详见表3。

3 讨论

3.1 僵硬膝关节的原因及手术难点

僵硬膝关节如何界定尚不统一，本研究根据van Rensch等[1]和Hsu等[2]的研究将其定义为膝关节屈伸范围＜50°。僵硬膝关节通常表现为膝关节屈、伸功能同时受限，其原因大体上可归结为软组织挛缩、骨性机械阻挡，在关节强直的进程中，这两种因素常相互促进、互为因果。类风湿性关节炎患者在疾病早期为了缓解疼痛而常取屈膝位，长期处于该体位后关节囊后方隐窝与股骨髁、胫骨平台后方粘连，导致关节伸膝障碍；而髌腱挛缩、髌上囊和膝内、外侧沟的粘连则导致屈膝困难。因此，软组织粘连挛缩常是类风湿性关节炎僵硬膝关节的主要原因[9]。与类风湿性关节炎不同，骨赘增生常是OA僵硬膝关节的首要因素，增生的骨赘阻挡了关节的屈伸活动，在此基础上，关节周围软组织继发不同程度的挛缩，加剧了僵硬膝关节[10]。在僵硬膝关节TKA术中，粘连挛缩的软组织给关节显露、伸屈间隙平衡带来了很大的困难。手术过程中操作不当甚至可能造成髌腱、股四头肌腱撕裂等严重后果。

对于存在强直的膝关节，手术难点在于关节腔的显露、软组织松解、关节活动范围的重建。最初采用髌旁内侧入路接近膝关节，沿股四头肌肌腱向近端延伸支持带切口，于髌骨内侧沿髌腱内缘向下延长切口3～4 cm至胫骨前内侧面。关节囊及邻近纤维支持带均存在纤维化，导致伸膝装置的挛缩，通过多次运动膝关节来增加活动度；再通过内外侧软组织松解及胫骨近段骨膜下剥离的配合，使胫骨得以外旋转，以减少髌腱张力，从而在不撕脱髌腱止点的状况下外翻髌骨。如果这些软组织松解操作后髌骨外翻仍旧困难，多数学者推荐使用股四头肌V-Y成形、股四头肌腱近端斜切和胫骨结节截骨术[1,2,4,6-8]。相比胫骨结节截骨，股四头肌V-Y成形术更加安全，尤其是当患者存在骨质疏松时，胫骨结节重新固定以及后期的愈合存在一定困难与安全隐患。

3.2 股四头肌V-Y成形术的临床有效性及安全性评估

Aglietti等[11]报道了20例行TKA的僵硬膝关节，其中11例采用了股四头肌V-Y成形术。膝关节的屈曲挛缩从术前平均25°减少至术后平均7°，膝关节最大屈曲角度从术前平均60°改善至术后平均85°。近期，Motsis等[12]对7例严重僵硬膝关节采用改良股四头肌V-Y成形术，术后发现膝关节活动度从术前平均26°提高到术后平均75°。本研究中9例10膝在股四头肌V-Y成形术后经严格的康复指导与锻炼，膝关节KSS评分由术前平均（37.1±13.5）分提高至术后平均（78.1±15.0）分，功能评分由术前平均（39.0±22.2）分提高至术后平均（76.0±22.3）分，手术前后比较差异均有统计学意义，证实股四头肌V-Y成形术能有效改善僵硬膝关节患者的关节活动度。

表2 所有患者术前与末次随访时的KSS评分及ROM

表3 每例患者术前和末次随访时的KSS评分及ROM

Trousdale等[13]对14例16膝采用股四头肌V-Y成形术行初次TKA或翻修手术的患者采用术前、术后HSS评分及膝关节活动度进行评价，HSS评分从术前平均43分（16～63分）提高至术后平均73分（38～89分），膝关节活动度平均增加了12°。Winemaker等[15]在对134例僵硬膝关节与134例非僵硬膝关节进行匹配队列对照研究，结果TKA术后的最终ROM不受术前僵硬膝关节的限制或影响。而Polascik等[16]在评估了TKA治疗亚洲人严重僵硬膝关节的2年随访结果，认为术前屈曲角度是影响患者术后功能和满意度的重要因素。Hiyama等[17]发现TKA术后6个月的股四头肌肌力、疼痛评分及站立行走试验较术前水平明显改善。Christensen等[18]认为术前股四头肌无力可提前预测高屈伸活动需求的TKA患者术后异常运动模式，故术前早期宣教指导患者进行股四头肌锻炼可以提高术后膝关节ROM。

本研究中在入院前等待手术期间便指导患者进行股四头肌的肌力训练，术后由康复医师指导锻炼，定期复查。本研究中评估了术中安放好假体后的最大屈曲角度，平均为79.5°±16.1°（50°～100°），对术后康复过程的膝关节最大屈曲角度有一个预期值，从而可避免康复过程中股四头肌肌腱发生进一步损伤。患者随访时的膝关节最大屈曲角度与术中膝关节最大屈曲角度相近，多数患者术后可正常上下楼、从椅子上站立起来，仅有2例患者的日常功能得到改善，但关节活动度未得到提高。

Wolff等[14]的研究证实，23%的僵硬膝关节手术并发症主要归因于胫骨结节截骨术，其中4例在截骨部位附近有伤口坏死，3例有胫骨结节的移位，1例术后发生了髌腱断裂。Zhamilov等[6]在对92膝随访12～108个月后发现股四头肌V-Y成形术是一种优选方法，因其允许更广泛的关节切开，并不会对伸膝装置带来不利影像。理论上，股四头肌V-Y成形术会影响到髌骨及髌骨支持带的血供，但在对髌骨血供深入掌握的基础上（髌骨的血运由髌下动脉丛发出的髌骨下极动脉和由髌网发出的髌骨中央滋养动脉供应。前者从髌尖部稍后进入，滋养髌骨下部；后者由髌骨前面进入，滋养髌骨上中部），术中充分保护髌骨血供。本研究中所有患者术后伤口均愈合良好，术后和随访均未发生与股四头肌V-Y成形术相关的并发症（如髌腱断裂）。

3.3 本研究的局限性

①股四头肌V-Y成形术离断了股四头肌肌腱，术后对股四头肌肌力存在较大影响，并且延长术后早期康复时间，但术后早期未对股四头肌进行相关评估，且本研究大部分患者随访时间较长，末次随访时大部分患者的股四头肌肌力达到Ⅴ级，全部肌力均在Ⅳ级以上。②末次随访时未对股四头肌耐力及运动速度等方面进行评估。理论上，股四头肌V-Y成形术切开并延长了股四头肌肌腱，术后可能出现一定的伸展滞缺，Motsis等[12]的研究表明术后平均伸展滞缺为8°。Trousdale等[13]通过股四头肌在多种速度下的力量和耐力测试对术后股四头肌强度进行定量评价，虽然相较于对侧正常膝关节，股四头肌V-Y成形术后的股四头肌有显著的减弱，但是相较于采用标准内侧髌旁入路的患者，股四头肌强度并无统计学上的差异；14例患者术后伸展滞缺平均仅为4°（0°～20°），对日常功能并无太多影响。Strauss等[19]对41例50膝血友病性关节炎患者行TKA并进行（7.2±4.9）年的随访，发现股四头肌V-Y成形术后伸肌功能的滞后修复与术中增加术区显露相关。但本研究中患者经过长期规律的术后康复并未出现膝关节过伸及伸展滞缺。③本研究只表明在膝关节显露困难时，股四头肌V-Y成形术可作为安全而有效的选择，患者术后膝关节的活动度、膝关节功能及生活质量的改善主要取决于TKA手术顺利完成及术后规律正确的康复锻炼。本研究中2例患者，其中1例因TKA术后僵硬膝关节行翻修手术，1例因血友病性关节炎行初次TKA，虽然术中采用股四头肌V-Y成形术可以很好地暴露膝关节，术中得到满意的膝关节屈曲角度，术后也未出现相关并发症，但是患者膝关节活动度及生活质量并未得到明显改善，考虑与患者关节疾病程度有关。④本研究病例数有限且为单中心研究，但因符合股四头肌V-Y成形术的病例极少，故仍对关节外科医师提供了重要的临床诊疗思路。

综上，对于僵硬膝关节的患者，在TKA或翻修术中常规外翻髌骨困难时采用股四头肌V-Y成形术可以较好地暴露膝关节，术后辅以正确且长期的康复锻炼，定期随访，恢复不佳时采取适当措施，能够取得满意的临床疗效，患者的膝关节功能及生活质量均得到明显提高。