裴福兴：膝关节翻修术的现状与未来

作者：裴福兴 谢锦伟

来源：中华骨科杂志2024年2月底44卷第4期

全膝关节置换术（TKA）是二十世纪最成功的手术之一。TKA可有效缓解终末期膝关节疾病所致的疼痛，重建患者关节功能、改善生活质量；现代人工膝关节置换术经过近半个世纪的发展，目前已在全世界范围内得到广泛应用。随着人口老龄化以及对改善活动能力、生活质量需求的日益增长，TKA数量呈逐年增加趋势。据文献报道预计到2040年美国TKA数量将达到122.3万例，到2060年将达到291.8万例。据不完全统计，2019年我国TKA已近38万台，年均增长率达27.4%。近十多年来，先进的加速康复围手术期管理理念、科学的膝关节假体设计及规范的手术操作技术使手术效果和假体生存率得到提高。

随着TKA数量、新开展TKA医院数量增加及部分医院对患者术后延伸服务能力不健全，导致了膝关节翻修手术数量的增加，关节外科医生面临的形势并不乐观。根据国内2013至2018年医院质量控制系统中的登记，膝关节年均翻修数量占初次置换的2.4%。膝关节置换翻修早期主要在大型医疗中心开展，随着TKA的普及和数量增加，经济实力强的中型医疗中心也相继开展了膝关节翻修手术。未来10年膝关节翻修手术数量将显著增加，我们该如何提高初次TKA失败的诊断水平、提高膝关节翻修术的技术与疗效以及提高翻修术后患者的生活质量是关节外科医生面临的挑战。

一、膝关节翻修术的原因

TKA失败翻修的常见原因为感染、松动、不稳定、内植物损毁、假体周围骨折及无明显原因的僵硬或疼痛。由于研究中患者群体不同、初次TKA术后失败的时间不同，导致各种翻修原因的比例不同。如按初次TKA术后失败的时间统计，早期（2年内）失败的病例中感染占比达37.6%、其次为松动（22.8%），而中晚期（2年以后）主要为假体松动（51.4%）。近十多年来，随着围手术期加速康复理念的完善、手术操作技术的规范及假体材料的改进，术后不稳定、假体排列紊乱及术后功能障碍等并发症的发生率已显著降低。

在膝关节翻修原因中，假体周围感染（PJI）的比例仍然居高不下，且其后果是灾难性的。PJI常给患者带来巨大的创伤打击和痛苦，增加致残率和死亡率，造成沉重的经济负担，加剧医患关系紧张。PJI的诊断是临床难题，尚无一种检查可以做到绝对准确的诊断。PJI的诊断需综合临床表现、实验室检查及影像学检查，关节周围局部发红、皮温升高、肿胀或静息痛，往往提示PJI的可能。一些学术组织提出过不同的PJI诊断标准，目前最常用的是2011年由美国肌肉骨骼感染协会制定并于2013年第一届人工关节感染国际共识会议修订的标准。近年来PJI的病原学诊断越来越受到重视，严格执行关节穿刺培养技术，必要时于超声引导下穿刺或采用超声碎裂技术等，可提高阳性率，为临床诊治PJI 提供证据。随着对TKA术后早期PJI的认识与诊断能力明显提高，部分PJI病例已可以在感染早期诊断，并及时采用清创、灌洗技术而保留假体。但清创、灌洗保留假体的成功率仅为80%，仍有待提高。

在TKA失败翻修的其他原因方面，关节不稳、假体排列紊乱或功能障碍的诊断水平同样有待提高。提高诊断效能，将有利于及时处理和翻修。

二、膝关节翻修术的技术

（一）全身健康状况评估

需行膝关节翻修的患者年龄大多>70岁，常合并如贫血、低蛋白血症、免疫功能低下等基础疾病，导致对翻修术的创伤打击耐受性降低。特别是对PJI患者，全身健康评估更需要多学科协作。加速康复外科的理念指：由多学科团队对患者合并的基础疾病进行评估与控制，对患者围手术期可能出现的并发症进行提前干预与预测，调整患者心理、加强营养、提高患者免疫力和手术耐受力，同时早期进行康复锻炼。其目的是提高手术安全性、加速患者康复，逐步减少应激、减少并发症及降低风险。目前，加速康复外科理念已经在关节外科得到很好的推广和应用，使术后并发症下降、患者康复加快。

（二）膝关节翻修技术评估

膝关节翻修术的技术目标是恢复一个力线、两个间隙平衡（伸、屈间隙）、三个骨面匹配（胫、股、髌）、四面稳定（伸、屈、内翻、外翻）的膝关节，获得良好的膝关节功能。膝关节翻修技术复杂、难度高，需要手术经验丰富的医生实施。对翻修术进行全面的术前规划、做好充分的术前技术准备、对术中可能出现的技术问题都应做好应对措施，保障手术顺利进行、提高手术成功率。

1.膝关节翻修术前皮肤软组织评估及处理

膝关节翻修术患者皮肤存在切口瘢痕或窦道瘢痕，需要谨慎规划膝前皮肤切口。术前认真检查侧副韧带张力，以便选择不同限制性的假体。侧副韧带因骨面的不规则或骨赘阻挡而导致松弛无法检测到，易出现漏诊。侧副韧带即便有轻微松弛或骨缺损也应准备髁限制型假体。对僵硬或伸膝装置挛缩需进行股四头肌腱斜切（Quad Snip）或“V-Y”成形，大多可获得较好的显露。个别胫骨近端骨质量好者可通过胫骨结节截骨而获得充分显露。

2.膝关节翻修术前骨缺损评估及处理

TKA失败后需翻修的患者均存在不同程度的骨缺损，骨缺损是膝关节翻修术的主要问题。术前根据影像学资料准确判断骨缺损程度和状况对制定手术方式、假体选择、假体固定、术后康复及远期效果均至关重要。膝关节翻修术中骨缺损的分类方法较多，临床多采用美国德克萨斯大学安德森骨科研究所（AORI）分型，依据骨缺损位置和假体固定稳定性将股骨和胫骨骨缺损分为三型。AORI分型是一种主观、非定量分型，临床应用时还需评估：（1）单侧股骨髁或胫骨缺损面积是否>50%，缺损深度为5~10mm还是10~20 mm；（2）双侧股骨髁或胫骨缺损深度是否>20 mm；（3）包容性或非包容性骨缺损。临床可依据AORI分型与三种缺损程度选择重建方式。

骨缺损重建方法很多，包括植骨术、骨水泥填充、组配式金属垫块或中心性垫块（Cone）、干骺端袖套、结构性植骨或3D打印垫块、定制型假体或铰链型假体。重建方法的确定应根据AORI分型与上述三种缺损程度，并遵循因繁就简的原则：可采用植骨术或骨水泥者，不用组配式垫块或中心性垫块;可采用组配式垫块或中心性垫块者，不用定制型假体;可采用骨骺端袖套者，不用定制型假体;可采用定制型假体者，不用铰链型假体。这些选择供在膝关节翻修术时参考，应用骨重建技术时还应考虑假体的易获取性，常由多种因素决定。无论采用何种重建方法，最重要的是恢复下肢力线和膝关节线，才能获得更好的膝关节功能。

3.膝关节翻修术的假体选择

膝关节翻修术的假体选择及骨缺损的重建技术是翻修术的关键。首先需重建胫骨平台高度、恢复膝关节线，再根据侧副韧带损伤程度确定假体的限制类型。侧副韧带部分（不全）损伤者，通常选择髁限制型假体（Plus垫片），根据胫骨、股骨侧干骺端或骨干固定部位选择延长杆，起到髓内固定的作用;侧副韧带单侧或双侧全部（完全）损伤者，可选择旋转铰链式假体或铰链式假体。

骨缺损重建是根据缺损程度选择不同积木和搭建积木，将延长杆、关节面与积木和股骨远端干骺端或胫骨近端干骺端牢固固定在一起，再固定至股骨远端干骺端和胫骨近端干骺端，即可恢复膝关节的稳定性与活动性。近年来骨缺损重建的垫块技术取得了很大创新和改进，3D打印技术已成熟应用于不同形态的垫块或定制假体的快速制造，为临床上处理骨缺损提供了便利。术前根据影像学资料制定的手术方案仅为术前准备，骨缺损与侧副韧带的损伤程度则需根据术中判断，从而最终确定骨缺损重建的方法和假体的选择。临床医生应加强手术经验的积累和研究成果的推进，进一步提高术前评估的准确性。

三、PJI一期与二期翻修

文献报道PJI一期翻修成功率为80%~93%，平均为87.3%。目前一期翻修仍存在争议，治疗效果取决于对患者的选择、病原学证据及敏感抗生素的应用。一期翻修适用于免疫功能正常、无全身脓毒血症、骨缺损较小、软组织条件较好且单一病原菌及药敏结果明确者。对有大块骨缺损需要植骨、清创不彻底、非骨水泥固定型假体或革兰阴性菌感染的PJI不宜采用。同时对体量较小或辅助科室力量较弱的机构，一期翻修并非是很好的选择。

二期翻修是慢性PJI的标准治疗方案，可在有效控制感染的前提下为重建关节功能创造条件，对预防感染复发有效，缺点是需要两次手术。适用于长期慢性感染、关节活动障碍、伴或不伴窦道形成或软组织缺损，且身体条件良好的患者，成功率为85%~95%。二期翻修中Spacer的种类也是学者关注的焦点。有学者提出为了让患者再次植入膝关节假体前获得相对较好的关节功能，可选择将原有假体取出、彻底消毒后再次植入，使用含敏感抗生素的骨水泥进行固定。但这存在因原假体表面生物膜形成导致无法彻底控制感染的风险。近年来，有学者提出在一期彻底扩创的同时根据术前药敏结果植入全新的聚乙烯内衬及骨水泥柄，使用含敏感抗生素的骨水泥固定，称为1.5期翻修。待感染控制后，如再次出现松动则再进行二期翻修。一项纳入123例髋关节PJI患者的队列研究随访平均2.5年，结果显示1.5期翻修组感染控制率与二期翻修组相当（94%和83%，P=0.048）。该研究中的1.5期翻修实际为一期清创，只是延长了Space应用与二期翻修的间隔时间。

四、膝关节翻修技术存在的问题与展望

随着关节外科医生TKA技术的提高和围手术期加速康复措施的实施，手术并发症明显减少。一些大型医疗中心TKA术后的翻修率不高，但随着TKA数量的增多TKA术后失败需要翻修的总数量仍呈上升趋势。膝关节翻修技术还存在诸多问题，解决这些问题，才能迎接未来的挑战。

（一）技术团队的匮乏。TKA的技术团队比髋关节置换术的技术团队落后5~10年，膝关节翻修术的技术团队则更加匮乏落后。膝关节翻修术主要集中在大型医疗中心，而中型医疗中心尚处于起步阶段。这就要求我们加强TKA失败的诊断能力、术前评估与手术方案规划、手术操作技能和围手术期加速康复措施等方面的知识培训，编写培训大纲、教材以及建立培训基地，加快手术技术团队的建立，有序、规范地开展膝关节翻修术。

（二）高质量实施初次TKA管理，减少初次TKA失败，降低膝关节翻修率。TKA不同于骨折内固定或脊柱融合内固定，关节既要稳定又要活动，且有一定的应用时限。初次TKA失败的原因很多，最常见的原因是感染，占翻修手术的1/3以上。PJI是由多因素导致的，与患者体质、手术室环境、手术操作技术和围手术期管理及术后定时随访等密切相关。做好PJI 的防控是降低翻修率至关重要的措施。首先应采取严格把握手术指征、认真评估全身健康状况、排除潜在感染灶、严格无菌操作、合理应用抗菌药物等措施，减少手术部位感染，降低PJI及其所带来的翻修。其次，提高手术操作技术、减少假体位置不良或对线不良带来的并发症，从而降低手术操作技术导致的翻修。最后，加强围手术期加速康复措施的实施，特别是功能锻炼，减少因术后膝关节功能障碍或僵硬导致的翻修。

（三）建立高质量的随访制度。瑞典、澳大利亚等国家建立了人工关节置换登记制度，通过登记系统可获得完整的流行病学资料，分析导致手术失败的原因，不断完善患者管理。我国地域大、人口多、流动性大，不易建立登记制度，因此应建立高质量的随访制度或术后延伸服务，借助数字化技术更好地管理术后康复、疼痛或感染预防，提高TKA疗效。

（四）假体周围骨折的防治有待进一步加强。假体周围骨折因宿主骨受损，同时可合并骨量下降、骨缺损及骨溶解，使骨折固定方式的选择、初始稳定性的维持、假体保留与否的确定都非常困难。如何有效预防假体周围骨折的发生而减少翻修，也是未来需要重点关注的方向。首先应高度重视骨质疏松症的全程管理，减少骨量丢失、促进假体骨界面的整合，预防因骨质疏松导致的脆性骨折;其次是初次TKA中避免截骨切迹的发生、减少应力集中，预防假体周围骨折。

（五）TKA术后PJI的早诊早治，尤其是早期判断能力有待提高。对TKA术后出现的持续性或夜间疼痛应尽早穿刺抽液进行细胞计数、细菌培养检查以排除感染;持续疼痛伴有肿胀或皮温升高应初步诊断为感染，多次穿刺抽液进行细胞计数和细菌培养检查，尽早明确诊断才能提高PJI的早诊早治、保留假体的可能性。PJI的细菌学检测需要重视，目前除规范关节穿刺抽液技术外，还需要提高细菌培养的技术水平。二代测序技术、多重病原菌的PCR技术，也有助于提高细菌学诊断。

综上所述，膝关节翻修手术数量的持续增长给临床工作带来很大挑战。临床医生需时刻谨记PJI发生的可能，术前全面检查排除感染，改善全身情况至最佳状态，全面评估软组织和骨性结构的条件，选择合适的手术入路、重建策略、假体选择，最终恢复膝关节的力线和关节线、稳定性与活动度。未来需要关注并持续探索膝关节翻修技术团队的建立，包括术前规划、3D打印、手术技术、加速康复围手术期管理;加强初次TKA的高质量管理，包括PJI的预防与早期诊断能力的提升、假体周围骨折的预防以及高质量随访制度的建立。

作者简介

裴福兴，主任医师，博士生导师，四川大学华西医院终身教授，四川省学术技术带头人，享受国务院政府特殊津贴，国家卫计委突出贡献专家。

作为骨科手术加速康复的倡导者和领导者，主持制定了骨科手术加速康复专家共识、指南7个，发表B级期刊文章3篇。主编专著9本，主译专著4本，获四川省科技进步一等奖2个，教育部科技进步一等奖一个，中华医学科技进步三等奖1个。主持申报科室成为教育部国家重点学科“骨科学”和卫计委“国家临床重点专科”。

历任中华医学会骨科学分会第七、八、九届副主任委员、关节外科学组组长，四川省医学会骨科学分会第六、七、八届主任委员。

谢锦伟，副主任医师，硕士研究生导师，骨科学博士，生物学博士后。

主持国家自然科学基金、四川省科技厅重点研发专项、国家博士后面上项目及校院基金共6 项，发表论文30余篇（SCI论文20余篇），参编专著2部，获四川省科技进步奖一等奖1项，担任中国修复重建外科杂志等多本期刊中青年编委。