膝关节骨性关节炎(kneeosteoarthritis,KOA)是一种常见的退行性关节疾病,晚期主要表现为膝关节疼痛､畸形及活动障碍,其致残率高,给患者及家庭､社会造成沉重负担｡KOA在全球范围内普遍存在,尤其在老龄人群中｡据报道,60岁及以上人群中KOA的发病率约为50%,75岁及以上人群中约为80%[1]｡全膝关节置换术(totalkneearthroplasty,TKA)是治疗终末期KOA效果最好的骨科手术之一[2]｡TKA通过纠正下肢畸形恢复机械承重轴,有效缓解膝关节疼痛,恢复膝关节正常功能[3]｡根据既往报告,TKA术后不满意率约为11%~25%[4],高于全髋关节置换术(totalhiparthroplasty,THA),术后约12%的患者会有新发或进展性踝关节疼痛[4]｡TKA术后踝关节疼痛的发生率在不同研究中有所不同,有一项研究指出在TKA术后6个月和12个月时,分别有32%和36%的患者报告足部或踝关节的疼痛[5]｡此外,另一项研究指出,约23.2%的TKA患者在术后出现了新的踝关节症状[6]｡这表明尽管TKA是针对膝关节病变的手术方式,但其对下肢其他关节,特别是踝关节的影响不容忽视,可能由于TKA术后下肢生物力学改变引起踝关节和后足生物力学显著变化,进而引起术后踝关节疼痛,导致术后患者满意度降低[7-8]｡

一、术前膝关节畸形对术后踝关节疼痛的影响

1.术前膝关节内翻畸形与术后踝关节疼痛的关系:由于人体结构和下肢力线的特殊性,KOA患者以膝关节内翻畸形居多,多数研究以内翻畸形患者为研究对象｡Kim等[4]研究发现TKA术后踝关节疼痛患者膝关节有残余内翻畸形,认为内翻畸形矫正不足与TKA术后踝关节疼痛有关｡为明确KOA内翻畸形矫正程度是否与术后踝关节症状增加有关,Graef等[9]对99例行TKA的KOA患者进行研究,平均随访57个月,发现TKA术后下肢力线矫正14.5°为临界值,若矫正程度越大于临界值,术后踝关节预后越差,可以可靠辨别TKA术后是否会发生踝关节疼痛｡其还发现距下关节活动度与踝关节预后相关,距下关节活动度越差,踝关节预后越差｡表明距下关节影响并代偿踝关节,距下关节活动度高,可代偿因急性矫正膝关节畸形而被影响的踝关节｡Shichman等[10]对123例患者进行研究,发现矫正≥10°的膝内翻畸形在术后可以显著影响踝关节的对齐｡Huang等[11]研究纳入213例膝关节内翻畸形并接受TKA的患者,发现严重的内翻膝畸形与踝关节的形态变化显著相关,包括后足外翻的程度增加以及拇外翻的发生率升高｡此外,严重内翻膝骨关节炎患者更容易出现内侧踝疼痛､后足疼痛和多部位疼痛｡Feng等[12]认为尽管在经过机械对齐的TKA后,严重内翻畸形的膝关节骨关节炎得到了矫正,踝关节的放射学错位有所改善,但仍有部分患者在手术后经历了踝关节疼痛加重,尤其是在存在残余膝关节内翻畸形､僵硬的内翻后足或踝关节炎的情况下｡Gursu等[13]对80例膝关节内翻畸形≥10°的患者进行研究,发现膝关节内翻畸形>15°患者行TKA后踝关节疼痛率增加,并建议将膝关节内翻畸形保留残余内翻状态,防止踝关节对线不良｡但有研究认为残余膝内翻畸形是TKA术后踝关节疼痛的原因之一,可能因为研究者们未考虑距下关节或个体下肢力线的差异性,应进行更严谨及全面的实验来明确膝关节内翻畸形TKA术后下肢力线是否应矫正至中性轴[4,12]｡

2.术前膝关节外翻畸形与术后踝关节疼痛的关系:临床上外翻膝相对少见,占所有行TKA患者10%~15%[14]｡膝关节外翻畸形对踝关节影响研究较少,Gao等[15]纳入了149例计划进行全膝关节置换术的膝关节骨关节炎患者,发现膝关节外翻畸形会影响患者的踝关节对齐,并导致踝关节的倾斜,这可能进一步加速踝关节的退化｡Rühling等[6]对24例膝关节外翻畸形并接受TKA的患者进行研究,发现术后有踝关节症状的患者表现出病理性的外侧步态线｡Graef等[16]对36例膝关节外翻畸形≥15°患者与60例膝关节外翻畸形

二、术前踝关节因素对术后踝关节疼痛的影响

1.TKA术前踝关节畸形与术后踝关节疼痛的关系:Kazemi等[18]指出通过矫正膝内翻畸形可以改善伴随的膝关节和踝关节问题｡一项病例报告显示,在一名无症状的内翻膝患者中,通过矫正膝关节畸形成功治疗了该患者踝关节疼痛,取得了良好效果[19]｡这些研究得出了一个结论,即矫正内翻膝关节可能对踝关节产生有益影响｡然而,许多患者在接受全膝关节置换术后仍抱怨踝关节疼痛,并且大多数踝关节骨关节炎病例显示出内翻踝关节对齐,而非外翻[20]｡Gao等[21]发现术前踝关节倾斜在TKA后与膝关节重新对准时得到改善,TKA后膝关节和踝关节对位之间存在显著相关性｡研究者建议在踝关节手术之前进行膝关节手术或TKA,可以延缓某些患者踝关节OA发展[7,21]｡Chang等[22]认为术前踝关节内翻患者需被告知术后可能会加重踝关节症状,并在TKA前进行评估｡其对110例膝内翻畸形≥10°的患者进行研究,结果表明,膝关节畸形得到矫正,并恢复至中性轴,踝关节仍有内翻加重趋势,这可能与当前研究预期相反｡而Shih等[23]发现对于术前同时存在膝关节和踝关节内翻畸形的患者,TKA在很大程度上矫正了膝关节内翻畸形,并在较小程度上矫正踝关节内翻畸形,减少踝关节OA发生率｡这与Chang等[22]的研究结果相反,可能与二者的研究均忽略距下关节有关｡

2.TKA术前踝关节其他因素与术后踝关节疼痛的关系:原发性踝关节OA一般情况下罕见,但KOA伴畸形患者伴随踝关节OA并不罕见｡踝关节OA在TKA术后平均3年后发生或进展,在严重膝关节畸形情况下,踝关节OA变化发生得更早､更显著｡研究发现踝关节OA患者TKA后后足灵活性降低,导致踝关节疼痛,临床结局差[7,22,24]｡踝关节OA患者由于关节炎变化导致踝关节灵活性降低,对膝关节内外翻矫正更敏感｡踝关节负重线(weightbearingline,WBL)比率是影响关节生物力学和负荷分布的重要因素之一｡研究者发现TKA后踝关节WBL比发生侧向移位,认为TKA对膝关节内翻畸形患者可以改善踝关节内侧骨关节炎症状,但会加重踝关节外侧骨关节炎[23,25-26]｡可能就单纯影像学检查结果而言,下肢对线矫正对踝关节有积极影响｡但与踝关节影像学结果改善相反,一些患者TKA后出现踝关节疼痛加重｡术后下肢力线急性矫正可能对踝关节周围韧带产生不利影响｡Graef等[27]发现膝关节内翻和外翻畸形骨关节炎患者,下肢畸形严重程度与踝关节韧带稳定性无关,但胫骨远端骨形态影响踝关节矢状面稳定性｡因此,术后踝关节疼痛受踝关节韧带影响较小,主要受骨形态影响较大｡此研究未能发现到踝关节韧带不稳定的主要原因可能与距下关节的功能有关｡距下关节能够中和踝关节韧带的张力,从而可能掩盖了韧带的不稳定性｡

三、后足及距下关节对术后踝关节疼痛的影响

1.术前后足内､外翻与术后踝关节疼痛的关系:肢体承重轴不单是到踝关节,应是从骨盆到地面,包括距下关节及后足｡Norton等[7]发现膝内翻畸形与后足外翻对线相关,而膝外翻畸形与后足内翻对线相关,且膝关节畸形较大患者中,这种相关性更强｡Jeong等[28]发现可通过踝关节和距下关节内翻对线以及与足部变化相关的胫骨-距骨-跟骨复合体轴线的外翻对线,对TKA下肢内翻畸形矫正进行补偿｡因此,补偿不仅发生在踝关节和距下关节,很大程度上也发生在足部｡Krähenbühl等[29]及Burssens等[30]对膝关节及后足进行的CT影像学研究也证实了膝关节畸形与后足内外翻对线的相关性｡Takenaka等[31]对71例膝关节内翻畸形接受TKA的患者进行研究,患者根据术前的内翻-外翻角(varusvalgusangle,VVA)被分为后足内翻组(VVA<76°)和后足外翻组(VVA≥76°),并在术后3周及1年进行随访,发现在膝关节内翻畸形后足外翻组中,术后3周和1年后VVA显著下降,表明其后足对齐能力得以维持;而在后足内翻组中,VVA未见显著变化,表明其对齐补偿能力已经丧失｡Cho等[32]的研究纳入了195个膝关节,通过对术前及术后6周､1年和2年的影像学参数进行评估,发现对于存在膝关节内翻畸形的患者,其后足外翻畸形在TKA后通常会得到改善｡对于在手术后6周仍然存在的后足畸形和疼痛患者,建议进行积极治疗｡膝关节内翻畸形急性矫正导致下肢力线变化引起踝关节疼痛的患者,若术前其后足外翻则踝关节疼痛会逐渐改善｡这种情况的发生可能是因为距下关节能够在冠状面内移动,并且是唯一能代偿与膝关节畸形相关下肢负荷轴变化的关节｡而后足内翻被认为是距下关节失去这种代偿能力的结果｡因而,对于后足内翻患者,TKA术后可能引起踝关节疼痛或原有疼痛加重｡

2.术前距下关节灵活度与术后踝关节疼痛的关系:TKA矫正膝内翻时,大多数患者后足对线和足底压力可得到恢复[33-34],但仍有些患者存在后足疼痛和外翻,特别是术前膝内翻畸形严重的患者,尽管其术后机械轴已经正常[35]｡Okamoto等[35]的研究将患者分为膝关节中度畸形组和重度畸形组两组｡结果显示,中度畸形组在术后疼痛和功能评分上显著改善,而重度畸形组则没有明显变化｡此外,中度畸形组的后足对齐指标在术后有所改善;而重度畸形组则术后仍然存在后足疼痛和外翻对齐｡所以术前膝关节畸形严重的患者,可能导致其距下关节变得僵硬,无法对膝关节畸形的矫正做出代偿｡Diao等[36]研究的结果表明,膝关节内翻畸形患者TKA后3个月,后足对齐(hindfootalignment,HFA)显著改善,同时美国骨科足踝学会足踝评分也有显著提升｡然而,这现象在老年患者中明显减少,可能是老年患者后足灵活性降低,导致TKA对后足对齐的改善没有明显效果｡对于存在明显后足畸形的老年患者,手术期间应给予更多的干预措施以实现后足调整,甚至考虑HKA角的不足矫正,以改善术后结果｡如果后足灵活,用TKA矫正膝关节畸形可能会减少后足畸形｡反之如果后足僵硬,TKA后后足畸形可能不会发生变化｡

3.术后后足畸形对TKA效果的影响:持续的后足外翻不仅会引起踝关节疼痛,还对TKA后负重轴线有非常大的影响｡Mullaji等[37]对125例接受TKA的患者情况进行了术前术后对比,发现尽管手术后膝关节的机械轴线能够恢复到接近中性,但29%的患者在术后仍出现了超过10mm的负重轴线偏移,主要是由于后足外翻的存在｡持久的后足外翻可能导致负重轴线向膝关节外侧偏移,从而对植入物的长期生存率产生影响,可能导致过度的外侧负荷｡需密切观察接受TKA的内翻膝关节骨关节炎伴后足外翻并距下关节僵硬患者是否残留膝关节内翻畸形,外翻膝关节伴后足内翻并距下关节僵硬患者是否过度矫正,以便地面机械轴最终穿过膝关节中心,并提供更正常步态[37]｡后足畸形可能导致术后承重轴移位,承重轴偏移导致膝关节载荷偏移,并致膝关节假体早期磨损､松动和失效[32]｡持续的后足外翻和载荷偏移可能导致TKA后踝关节疼痛,这也是术后致患者满意度降低的主要原因之一｡这两种情况在临床中均需避免｡后足对线变化的程度和时间尚无深入研究,既往传统对线方法没有考虑后足轴线｡在进行膝关节畸形矫正前,应详细检查后足对线,避免术后原有后足畸形增加,导致踝关节症状加重｡

四、机器人辅助TKA对术后疼痛的影响

传统的手动TKA手术在矫正对位､缓解疼痛和提高植入物存活率方面取得了成功,但仍存在一些不良后果｡手术中植入物的准确定位和下肢对齐的精确度被认为是影响患者满意度和临床结果的重要因素[38]｡因此,机器人辅助系统应运而生｡

MAKO手术机器人作为最新的机器人辅助关节置换技术,通过对患者三维CT扫描的术前分析,帮助外科医生更准确地进行骨切除和韧带张力平衡,从而实现更满意的手术结果[39]｡Ma等[39]研究比较了MAKO机器人辅助的全膝关节置换术与传统手动全膝关节置换术在治疗终末期KOA患者中的疗效和安全性;研究结果显示,有机器人辅助的TKA在术后早期表现出更好的临床疗效,能够实现更优的关节对齐规划,并且在安全性方面更好｡MAKO机器人辅助的全膝关节置换术在短期临床疗效､关节对齐规划及安全性方面均优于传统手动全膝关节置换术｡且Sires等[40]评估了MAKO机器人辅助的全膝关节置换术术中组件对齐的准确性,并通过术后计算机断层扫描进行验证｡研究结果显示,MAKO系统的术中测量与CT测量具有良好的相似性｡Batailler等[41]也发现MAKO机器人辅助TKA在术后疼痛､住院时间和植入物定位方面优于传统TKA,并且在功能改善上至少持平或略有优势｡Jin等[42]探讨了MAKO机器人辅助下的全膝关节置换术对膝关节内翻畸形矫正后踝关节对齐的影响｡尽管MAKO机器人辅助的全膝关节置换术在矫正膝关节内翻畸形的精确度上优于传统手动全膝关节置换术,但MA-TKA并未能有效减少术后踝关节内翻不协调的加重｡当膝关节内翻矫正度达到或超过10°时,踝关节的内翻不协调显著加重;而当内翻矫正度达到7.5°时,踝关节内翻不协调的加重概率增加了4.9倍｡Sousa等[43]对机器人辅助下的膝关节关节置换手术进行了综合评估,发现机器人辅助手术在TKA中能够显著改善植入体的位置和对齐｡然而,现有研究尚未提供充足的证据表明机器人辅助的TKA能够显著改善临床结果或减少修复率｡但Vermue等[44]认为每种机器人系统都应根据其独特特性进行独立评估,而不能一概而论｡未来仍需要进一步研究,以确认改善的假体位置和对齐是否能够转化为更好的临床结果｡

综上所述,在TKA之前,应对踝关节､距下关节､足部以及膝关节进行全面检查｡这将使骨科医生能够在术前检测踝关节和后足的畸形,并模拟如果进行TKA,踝关节､距下关节几何形状和关节线将如何改变｡另外,还应仔细评估后足,并采取相应的手术措施使地面机械轴尽可能接近肢体的机械轴｡其次,在进行TKA之后,应定期对踝关节和后足进行临床检查,以评估术后的恢复情况并及时发现可能的并发症｡在未来的研究中,可以对比各种类型机器人辅助TKA技术与传统TKA技术来阐述术后踝关节疼痛的机制,从而为优化手术方案和改善患者预后提供重要依据,并在关节置换领域取得更好的临床效果和患者满意度｡

参考文献:

[14]齐岩松,吴海贺,徐永胜,等.外翻膝患者全膝关节置换术中股骨远端外翻截骨应用的研究进展[J].中华临床医师杂志(电子版),2021,15(7):552-555.

[24]姜士刚.全膝关节置换术对踝关节力线及疼痛的影响[D].河北医科大学,2021.

基金资助:国家自然科学基金(82172444);内蒙古自治区科技计划项目(2023YFSH0019); 内蒙古医科大学2023年度校级联合项目(YKD2023LH084);

文章来源:王白力嘎,齐岩松,王一帆,等.全膝关节置换术后踝关节疼痛影响因素的研究进展[J].骨科临床与研究杂志,2025,10(02):115-119.