作者：山东第一医科大学附属肿瘤医院     王相迎

膝关节骨关节炎（KOA）是老年人的常见病、多发病，目前全球KOA患者已经超过2．5亿，60岁以上的患者占比高达40％，而在肥胖人群中这一比例高达60．5％。在中国，有症状的KOA患者占8．1％，其中女性的比例约为10．3％，男性的比例约为5．7％，其引起的疼痛、肿胀、活动受限、关节畸形严重影响了老年人的日常活动，降低了老年人的生活质量。在导致KOA发病的众多因素中，年龄是其中重要的因素。随着中国逐渐迈入老龄化社会，老年人的数量逐渐增多，患有KOA的患者也会越来越多，给社会带来的负担越来越重。因此，积极研究KOA的防治至关重要。

膝关节包括内侧间室、外侧间室以及髌股间室3个间室，KOA早期往往累及单一间室，且以前内侧间室为主。对于晚期单间室KOA，关节置换术是常用的治疗方式。关节置换术包括全膝关节置换术（TKA）和膝关节单髁置换术（UKA）。与TKA相比，UKA只对病变间室进行置换，具有手术切口小、术中出血少、并发症少、术后康复快、膝关节运动学更加接近自然膝关节等优点，受到了越来越多临床医生的青睐，手术量也逐渐增多。但是与TKA相比，UKA假体的远期生存率明显低于TKA。导致假体生存率低的原因主要与假体的磨损、松动、下沉、不明原因的疼痛、对侧间室进展性关节炎、衬垫脱位等并发症有关。在导致这些并发症的因素中，假体的位置是非常重要的因素。因此，术中选择理想的假体位置至关重要。本研究通过搜集近些年来关于活动平台单髁膝关节置换术（MB－UKA）假体位置的相关文献，总结MB－UKA术中假体的理想位置，期望能够给临床医生手术过程中假体合适位置的选择提供参考，从而提高假体的远期生存率。

股骨假体的位置

在UKA中，与胫骨假体相比，股骨假体位置的相关研究相对较少。股骨假体的位置主要涉及三个维度：冠状面上的内外翻、矢状面上的屈伸以及横断面上的内外旋。

股骨假体冠状面位置     目前对于股骨假体在冠状面上理想位置的研究相对较少。Polat等分析了影响牛津3代MB－UKA翻修率的因素，对49例52侧MB－UKA的患者进行了48个月的随访，发现术后股骨假体存在内外翻畸形且角度＞10°的2例患者进行了翻修手术，而股骨假体在冠状面上内外翻角度＜10°时并没有患者进行翻修手术，因此认为股骨假体在冠状面上内外翻的角度应该＜10°。Gulati等研究了MB－UKA股骨假体放置在内翻10°至外翻10°之间以2．5°为间隔进行分组时，发现各组之间的牛津膝关节评分（OKS）以及射线透射率（RL）比较差异无统计学意义，因此认为在MB－UKA中股骨假体可以放置在内外翻10°之间。赵鸣昕等进一步细化分析了股骨假体在不同冠状面位置时对于膝关节应力的影响，通过有限元分析的方法建立股骨假体中立位、内翻3°、内翻6°、外翻3°、外翻6°的模型，在股骨顶端垂直加载1000n的作用力，发现在内翻3°时胫骨内侧以及胫骨内侧平台的应力峰值最小，外翻6°时胫骨内侧以及胫骨内侧平台的应力峰值最大，应力最为集中，认为在MB－UKA中股骨假体在冠状面上可以适当内翻，但角度不宜超过3°，否则会增加胫骨内侧平台应力及假体脱位风险。而王弢等的研究得出了不同的结论，他建立了股骨假体在冠状面上位于股骨髁中心位置、内移5mm、外移5mm的有限元模型，发现当胫骨假体的胫骨平台后倾角（PTS）为0°～7°时，与股骨假体放置在内移5mm的位置相比，股骨髁中心位置以及外移5mm时的聚乙烯衬垫和胫骨平台的应力值低，聚乙烯衬垫以及胫骨平台的应力分布更均匀。因此，他认为当胫骨PTS在0°～7°之间变化时，股骨假体应该放置在股骨髁中心或者外移5mm位置。通过上述研究发现，目前对于股骨假体在冠状面上位置的研究相对较少且结论不一，尚不能得出有效的结论，需要更多的研究加以证实（见图1）。

股骨假体矢状面位置      股骨假体在矢状面上的位置对MB－UKA术后膝关节的活动度（ROM）和假体的生存率起着重要的作用。目前对于股骨假体在矢状面上位置的研究较少，Gulati等探讨了股骨假体在矢状面上伸展10°至屈曲10°，以2．5°为间隔时各组间OKS以及RL方面的差异，发现各组间上述参数差异无统计学意义，所以认为当股骨假体在矢状面上10°伸展以及10°屈曲时是可以接受的。此外，尚无关于股骨假体在矢状面上合适位置的研究报道，关于股骨假体在矢状面上合适位置的选择需要更多研究才能得出有效的结论（见图2）。

股骨假体横断面位置     目前关于股骨假体在横断面上的位置研究相对较少，Ng等分析了67例83侧MB－UKA股骨假体的旋转位置对于膝关节临床功能的影响，发现术后股骨假体的平均旋转角度为外旋4．8°，当股骨假体的外旋角度在2°～6°时，术后膝关节的OKS、膝关节协会功能评分（KFS）、美国膝关节协会评分（KSS）更高，术后患者的膝关节功能更好，他认为在MB－UKA术中股骨假体的旋转位置应该放置在外旋2°～6°。目前，对于股骨假体的合适旋转位置研究较少，尚不能得出有效的结论，需要将来更多的研究支持。

胫骨假体的位置

对于MB－UKA来说，胫骨假体的位置比股骨假体的位置更加重要，目前对于胫骨假体位置的研究也较多。胫骨假体的位置主要包括冠状面上的内外翻、矢状面上的屈伸以及横断面上的内外旋。

胫骨假体冠状面位置      Gulati等研究了胫骨假体在冠状面上的位置对于OKS及RL的影响，发现术后胫骨假体冠状面的位置在内翻5°至外翻5°之间时，各组间的OKS以及RL差异无统计学意义，因此他认为胫骨假体在冠状面的位置为内翻5°至外翻5°时是可以接受的。Barbadoro等的研究也支持上述结论，他研究了胫骨假体在冠状面上的位置对于假体松动的影响，发现当胫骨假体在冠状面上内翻角度＞5°时胫骨假体发生松动的风险明显提高，建议术中胫骨假体内翻的角度应该＜5°。而其他的一些研究却得出了不同的结论。Simpson等运用尸体标本的胫骨建立了胫骨近端的有限元模型，分析了胫骨假体从内翻10°到外翻6°时胫骨近端的平均冯米塞斯应力以及冯米塞斯应力峰值，与中立位相比，当胫骨假体内翻2°时，胫骨近端的平均冯米塞斯应力增加了14％，冯米塞斯应力峰值增加了30％；当胫骨假体外翻2°时，胫骨近端的平均冯米塞斯应力增加了4％，冯米塞斯应力峰值并无明显变化；胫骨假体在其他位置时的平均冯米塞斯应力以及冯米塞斯应力峰值与胫骨假体外翻2°时相似。因此，他认为胫骨假体在冠状面上应该放置在中立位。Polat等分析了影响牛津3代MB－UKA翻修的因素，对49例52侧MB－UKA的患者进行了为期48个月的随访，发现术后胫骨假体存在内外翻畸形＞10°的2例患者进行了翻修手术，从而认为胫骨假体在冠状面上应该避免内外翻畸形＞10°。

Inoue等建立了胫骨近端的有限元模型，分析了胫骨假体在内翻6°到外翻6°时胫骨内侧干垢端皮质的冯米塞斯应力峰值，当外翻角度过大时胫骨内侧干垢端的冯米塞斯应力较大，增加了胫骨内侧髁骨折的风险，从而认为胫骨假体在冠状面上应该避免过度外翻。胫骨龙骨至胫骨皮质的距离是影响MB－UKA胫骨假体骨折的关键因素。Kamenaga等研究了无骨水泥型MB－UKA胫骨假体在冠状面上的不同位置对于胫骨龙骨到胫骨皮质距离的影响，胫骨龙骨到胫骨皮质的距离越长发生胫骨骨折的风险越低。当胫骨假体放置在内翻3°和内翻6°时，胫骨龙骨到胫骨皮质距离明显大于胫骨假体在中立位或者外翻3°时，而当胫骨假体外翻放置时，胫骨龙骨到胫骨皮质的距离明显缩短，胫骨平台发生骨折的风险明显增高，因此他认为胫骨假体在冠状面上应该避免外翻放置以降低胫骨平台骨折的风险。Suda等也研究了胫骨假体在冠状面上的位置对于胫骨龙骨到胫骨后皮质距离的影响，发现当胫骨假体在冠状面上轻微内翻放置时，胫骨龙骨到胫骨皮质的距离增加，胫骨平台发生骨折的风险明显降低。Kamenaga等研究了胫骨假体冠状面上的位置对于MB－UKA术后临床效果的影响，分析了MB－UKA术前、术后1年、术后2年的OKS，发现当胫骨假体外翻角度过大时，术后2年的膝关节OKS评分明显低于术前，因此作者认为胫骨假体在冠状面上应该避免过度外翻。Wu等研究了胫骨假体在冠状面上的突出对于膝关节术后临床结果以及假体翻修率的影响，根据胫骨假体在冠状面上的突出位置分为三组：突出不足组（－3～＜0mm）、轻微突出组（0～＜3mm）、过度突出组（≥3mm），对三组患者进行了平均（4．8±1．5）年的随访，分析了末次随访时患者的OKS、关节ROM、疼痛视觉模拟评分（VAS）、假体翻修率。发现在末次随访时过度突出组患者的OKS、VAS明显劣于其他两组，过度突出组的假体的翻修率明显高于其他两组，当胫骨假体在冠状面上明显向内侧突出时，增加了衬垫脱位、假体松动的风险，导致了术后OKS、VAS评分较低，他认为胫骨假体在冠状面上应该避免过度突出。通过上述研究可以发现，对于胫骨假体在冠状面上的位置可以放置在轻度内翻的位置，角度不应＞5°，尽量避免外翻放置以减少术后并发症的出现，提高假体的生存率（见图3）。

胫骨假体矢状面位置      胫骨假体在矢状面上的位置对于膝关节的生物力学以及术后临床效果有着重要的影响。Gulati等分析了胫骨假体在矢状面上以7°为目标值上下5°范围内变化时，即PTS为2°～12°时，各组间的OKS以及RL差异无统计学意义。翟凯等进一步研究了PTS的变化对于MB－UKA术后关节功能及假体生存率的影响，根据手术前后PTS的差值将194例206膝分为三组，a组：PTS增大＞2°；b组：PTS变化≤2°；Ｃ组：PTS减小＞2°。比较了三组末次随访时美国特种外科医院（HSS）评分、OKS评分、ROM。结果发现末次随访时b组HSS评分明显高于A、C两组，因此他认为手术前后PTS的变化≤2°时患者可以获得更好的膝关节功能和临床疗效。刘焱杰等的研究进一步支持了上述结论，他们将MB－UKA手术前后PTS差值的绝对值进行分组：Ⅰ组代表着PTS差值的绝对值＜2°，Ⅱ组代表PTS差值的绝对值＞2°，分别在术后6个月、术后1年以及末次随访时对两组患者的ROM、西安大略和麦克马斯特大学（WOMAC）膝关节评分及KSS评分进行比较，发现i组WOMAC评分、KSS评分明显优于Ⅱ组。因此，他认为手术前后PTS的差值在2°以内时，MB－UKA术后膝关节将会获得更好的功能。吴浩等研究了胫骨假体在矢状面上的位置对于MB－UKA术后膝关节功能的影响，按照术后患者PTS分为标准组（3°≤PTS＜8°）和异常组（PTS＜3°或者PTS≥8°），比较了两组患者术后的膝关节协会临床评分（KSS－C）、膝关节协会功能评分（KSS－F）、ROM，发现两组KSS－F、ROM虽差异无统计学意义，但是PTS标准组的KSS－Ｃ明显优于PTS异常组，认为MB－UKA术中PTS应该选择为3°～8°。

潘立伟等对74例MB－UKA的患者进行了回顾性分析，根据术后患者PTS的不同分为＜3°组、3°～7°组、＞7°组，分析了末次随访时三组HSS评分、lysholm膝关节评分、ROM、KSS－C，发现3°～7°组的KSS－C明显优于其他两组，而HSS评分、lysholm评分以及ROM的差异无统计学意义，因此他建议术中PTS应该选择为3°～7°以获得更好的临床效果。吴坤能等建立了PTS为3°和7°的有限元模型，在股骨内外侧髁的中心加载1000n的载荷，分析了两种PTS下膝关节屈曲0°、30°、60°、90°以及120°时单髁假体以及关节软骨的最大应力以及内外侧间室载荷分布，发现在所有膝关节屈曲角度下，PTS3°时半月板衬垫的最大应力明显高于PTS7°的最大应力，因此认为MB－UKA合适的PTS为7°。Weber等建立了负重状态下的多体动力学有限元模型，分析了在不同PTS下膝关节屈曲14°～73°时对于髌股间室韧带应变、膝关节运动学、衬垫活动以及载荷分布的影响，发现随着PTS的增大，胫骨的外旋增加，进一步改变了股胫关节运动学、髌后运动学以及韧带的应变。他认为在MB－UKA中，每个患者理想的PTS都是不同的，应该根据患者术前的运动学、术后所期望达到的运动学以及韧带的不同状态共同决定。Weber等还研究了MB－UKA术中不同PTS对于衬垫背部磨损的影响，分析了PTS为－4°、0°、4°、8°时衬垫背部的磨损率，发现随着PTS的增大，衬垫与假体之间的平移减小，衬垫背部磨损明显降低，因此他认为在MB－UKA中为了减小衬垫背部的磨损，建议PTS的取值为4°～8°。

Suzuki等分析了71例膝关节的伸直间隙、屈曲间隙、术后膝关节ROM与术中胫骨截骨角度的关系，发现术后膝关节的伸直间隙与屈曲角度与术中PTS的大小无明显相关性，术后膝关节的屈曲间隙与PTS的大小呈正相关；但是随着膝关节屈曲间隙的增加，术后发生衬垫脱位的风险也增加，综合分析后认为MB－UKA术中可以适当增加PTS来获得更大的屈曲间隙，但是术中PTS不应＞7°以避免衬垫脱位的发生。Koh等建立了不同PTS的有限元模型，分析了胫骨假体在矢状面上前倾1°、后倾1°、3°、5°、7°、9°、11°时聚乙烯衬垫上下表面的接触应力、外侧间室关节软骨的接触应力以及前交叉韧带上的力，发现随着PTS的增大聚乙烯衬垫上下表面的最大接触应力逐渐减小，外侧关节软骨最大接触应力以及作用于前交叉韧带上的力随着PTS的增加而增大，因此他认为PTS对于MB－UKA的生物力学作用有着复杂的影响，MB－UKA术中不应仅把7°当做手术目标，而应该综合考虑患者的初始韧带情况、年龄以及机械轴线等因素。通过上述的研究可以发现MB－UKA术中合适PTS的选择应该综合多种因素来考虑，多数研究认为术中PTS的选择为0°～7°，但也要将患者自身的解剖后倾角考虑在内，手术前后PTS的差值不宜＞2°（见图4）。

胫骨假体横断面位置      胫骨假体在横断面上的旋转位置对于TKA和UKA均非常重要。粟智远等建立了胫骨假体外旋9°到内旋9°的MB－UKA有限元模型，研究了胫骨假体不同旋转角度对于膝关节生物力学以及运动学的影响，发现胫骨假体外旋3°时聚乙烯衬垫上的接触应力最小，股骨假体在胫骨假体外旋3°时内移距离最小，胫骨假体外旋3°时对于膝关节运动学的影响最小，胫骨内侧骨皮质冯米塞斯应力峰值在胫骨假体旋转中立位时最小，当内外旋＞6°时内侧皮质骨冯米塞斯应力峰值明显增大，这将导致MB－UKA术后出现不明原因的疼痛和假体的无菌性松动，所以他们认为胫骨假体在横断面上的合适位置是中立位至外旋3°之间。Kamenaga等研究了120例进行无骨水泥型MB－UKA的患者，根据术后是否出现胫骨假体的下沉将患者分为两组，胫骨假体下沉组6例，非下沉组114例，发现当胫骨假体过度外旋时出现下沉的概率明显增加，因此他认为在无骨水泥型的MB－UKA术中应该避免胫骨假体的过度外旋。Kamenaga等进一步研究了胫骨假体在横断面上的位置对于膝关节功能的影响，发现术后胫骨假体的外旋角度过大时，术后2年的OKS明显偏低，所以他认为在MB－UKA术中应该避免胫骨假体过度外旋。

Ng等回顾性研究了67例83侧MB－UKA胫骨假体的旋转位置对于膝关节临床功能的影响，发现术后胫骨假体平均外旋7．5°，并且随着胫骨假体外旋角度的增加MB－UKA术后膝关节临床功能明显下降，当胫骨假体的外旋角度在1°～8°时，术后膝关节的OKS、KFS、KSS评分更高，所以他认为在MB－UKA中胫骨假体在横断面上的位置应该放置在外旋1°～8°。刘宁等根据术后CT上胫骨假体相对于akagi线的旋转角度将91例患者进行分组，A组内旋＞0°，B组外旋0°～5°，C组外旋＞5°，对比分析了末次随访时患者的膝关节ROM、OKS、人工关节遗忘指数，发现末次随访时b组患者的膝关节ROM以及人工关节遗忘指数明显高于A组和C组，所以他认为胫骨假体的合适旋转角度为外旋0°～5°。Zhou等的研究也证实了上述说法，根据胫骨假体相对于akagi线的旋转角度对患者进行分组，分为－5°～0°组、0°～3°组、3°～6°组、＞6°组，对比了术后2年各组之间的KSS－C、KSS－F、遗忘关节评分以及术后2年并发症出现情况，发现外旋0°～3°组患者的KSS－C、KSS－F、关节遗忘评分明显优于其他各组，术后出现膝关节疼痛的患者数量最少，所以他认为胫骨假体在横断面上应该放在外旋0°～3°之间以获得更好的关节功能。通过上述研究可以发现胫骨假体在横断面上的位置应该放置在轻度外旋位置，范围为0°～3°，但是要避免外旋角度过大。

关节线高度的恢复      在TKA中，关节线高度的恢复对于TKA术后效果至关重要。而在UKA中关节线就是胫骨假体的厚度与胫骨截骨量的差值，目前对于UKA关节线的研究相对较少。Kang等运用有限元分析的方法研究了MB－UKA术中关节线高度的恢复对于聚乙烯衬垫上下表面、股骨软骨最大接触应力的影响，比较了±2mm、±4mm、±6mm与0mm的最大接触应力的不同。结果发现与0mm基准线相比，＋2mm、＋4mm、＋6mm时聚乙烯衬垫上的最大接触应力分别增加了14．2％、30．8％、49．3％；－2mm、－4mm、－6mm时聚乙烯衬垫上的最大接触应力分别下降了12．3％、22．3％、30．1％，而股骨软骨上的最大接触应力变化趋势与聚乙烯衬垫上的变化趋势相反。因此，他认为在MB－UKA手术中，关节线高度的保持和恢复对于手术效果至关重要，术中应注意胫骨的截骨量以及衬垫厚度的选择。张占丰等研究了MB－UKA内侧间室关节线高度的改变对于术后胫股角、临床功能的影响，发现术后内侧间室关节面抬高了（2．2±2．0）mm，胫股角改变（2．3±3．0）°，关节面的抬高与胫股角的改变有显著的相关性，而与术后HSS评分无明显相关性。Kamenaga等还探讨了胫骨假体在冠状面上相对于外侧间室高度的差异对于MB－UKA术后临床效果的影响，发现当胫骨假体的高度低于外侧间室时其术后2年的临床效果明显较差。以上研究显示在进行MB－UKA手术时，应特别注意胫骨截骨量与假体的厚度的选择，尽量恢复生理状态的平衡，以此取得良好的术后效果。

其他

除了股骨假体以及胫骨假体的位置外，衬垫的位置对于MB－UKA术后临床功能也会产生影响。Wahal等研究了MB－UKA衬垫的移动以及位置与术后OKS的关系，根据术后OKS评分将患者分为OKS≥34分组和OKS＜34分组，发现OKS＜34分组患者衬垫的平移明显小于OKS≥34分组，衬垫在胫骨上的位置比OKS≥34分组靠后1．7mm。因此，他认为在进行MB－UKA手术时，除了股骨假体、胫骨假体的位置外，也要将衬垫的位置考虑在内。

总结

MB－UKA目前已经成为治疗单间室KOA的重要手段，假体的位置是影响MB－UKA手术效果的重要因素。通过上述研究可以发现MB－UKA术中胫骨假体在冠状面上可以放置在轻度内翻位置，角度不宜超过5°；胫骨假体在矢状面上可以位于0°～7°之间，但需考虑患者术前解剖后倾角，手术前后的角度差异不应超过2°；胫骨假体在横断面上可以放置在外旋0°～3°范围内。目前股骨假体位置的研究较少，尚不能得出有效的结论，需要将来更多的研究加以证实。在关节线高度方面，应该注意胫骨截骨量与假体厚度的选择，尽量恢复生理状态下的平衡。

本研究发现，现有假体位置研究多针对单一因素（如仅分析胫骨假体位置对膝关节生物力学的影响时默认其他假体处于理想状态），这与实际生理状态存在显著差异。裴福兴教授团队已关注到这一问题，并对复杂假体位置对膝关节生物力学的影响进行了初步研究。未来研究将着重于实际临床中复杂体位下的假体位置分析。假体精准定位是影响假体生存率的关键因素，随着骨科手术机器人等技术的发展，实现假体精准定位已成为可能。有研究显示在骨科机器人工具的辅助下，已经可以将假体放置位置的误差控制在1°以内，也将提高假体的远期生存率。在这些研究以及技术的帮助下，假体位置的精确放置成为可能，假体的生存率也将会提高。

来源：实用骨科杂志2025年5月第31卷第5期

(本网站所有内容，凡注明来源为“医脉通”，版权均归医脉通所有，未经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任，授权转载时须注明“来源：医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载，转载仅作观点分享，版权归原作者所有，如有侵犯版权，请及时联系我们。)