全膝膝關(guān)節(jié)置換基本理論

1、全膝關(guān)節(jié)置換初級基本理論全膝關(guān)節(jié)置換初級基本理論膝關(guān)節(jié)解剖膝關(guān)節(jié)解剖膝關(guān)節(jié)運(yùn)動模式膝關(guān)節(jié)運(yùn)動模式下肢對線下肢對線關(guān)節(jié)力學(xué)特點(diǎn)關(guān)節(jié)力學(xué)特點(diǎn)關(guān)節(jié)置換手術(shù)要點(diǎn)關(guān)節(jié)置換手術(shù)要點(diǎn)膝關(guān)節(jié)的輔助結(jié)構(gòu)（1）半月板：有加深關(guān)節(jié)窩，緩沖震動和保護(hù)膝關(guān)節(jié)的功能。（2）翼狀襞：增大關(guān)節(jié)穩(wěn)固性，有緩沖震動的功能。（3）髕上囊和髕下深囊：具有減少腱與骨面之間相互摩擦。（4）加固關(guān)節(jié)的韌帶：、前后交叉韌帶：防止股骨和脛骨前后移位。、腓側(cè)副韌帶：從外側(cè)加固和限制膝關(guān)節(jié)過伸。、脛側(cè)副韌帶：從內(nèi)側(cè)加固和限制膝關(guān)節(jié)過伸。、髕韌帶：從前方加固和限制膝關(guān)節(jié)過度屈。膝關(guān)節(jié)屈肌群1.股二頭肌，膝關(guān)節(jié)屈曲和外旋。2.半膜肌，使膝關(guān)節(jié)屈曲、內(nèi)

2、旋，并能緊張膝關(guān)節(jié)囊。3.股薄肌，膝關(guān)節(jié)屈曲內(nèi)旋。膝關(guān)節(jié)伸肌群股四頭肌，（股直肌、股外側(cè)肌、股中間肌、股內(nèi)側(cè)?。┥煜?膝關(guān)節(jié)運(yùn)動模式膝關(guān)節(jié)運(yùn)動模式屈伸內(nèi)外旋運(yùn)動內(nèi)外翻運(yùn)動前后位移內(nèi)外側(cè)位移縱向分離和擠壓1.1.膝關(guān)節(jié)矢狀面上的屈曲運(yùn)動膝關(guān)節(jié)矢狀面上的屈曲運(yùn)動 正常屈伸范圍0-145在矢狀面上膝關(guān)節(jié)屈伸圍繞多個瞬時旋轉(zhuǎn)中心，連續(xù)標(biāo)出每個旋轉(zhuǎn)中心，形成一個J形軌跡。 膝關(guān)節(jié)屈伸同時股骨髁和脛骨平臺見還伴有滑動和滾動。一般認(rèn)為，從伸直到屈膝20的運(yùn)動主要為滾動，屈膝20到完全屈曲主要是滑動，兼有少量滾動。膝關(guān)節(jié)軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動膝關(guān)節(jié)軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動在完全伸直前，膝關(guān)節(jié)有一定的旋轉(zhuǎn)自由度。完全伸膝時為0，在屈

3、曲90時最大達(dá)到40-60在水平面的旋轉(zhuǎn)是以內(nèi)側(cè)髁為中心。屈膝時股骨外旋20，伸膝時股骨內(nèi)旋20（相對于股骨，屈膝脛骨內(nèi)旋，伸膝脛骨外旋）從完全伸直到屈曲90，股骨內(nèi)外髁和脛骨平臺接觸點(diǎn)會從平臺前方向后方移動，內(nèi)外髁移動的距離不同，內(nèi)髁平均后移約2mm，外髁平均后移約21mm3.3.膝關(guān)節(jié)冠狀面的內(nèi)翻運(yùn)動膝關(guān)節(jié)冠狀面的內(nèi)翻運(yùn)動 作用于足部的力量可使膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生內(nèi)翻和外翻運(yùn)動，并可使脛骨和股骨之間發(fā)生內(nèi)外側(cè)移位。4.4.步態(tài)分析步態(tài)分析 正常行走時，每一個步態(tài)周期中，膝關(guān)節(jié)的屈伸范圍在70左右，同時伴有約20的內(nèi)外翻和15的內(nèi)外旋。1、重力線2、機(jī)械軸線3、解剖軸線 股骨:大轉(zhuǎn)子尖與股骨髁間窩中點(diǎn)

4、的連線，縱貫股骨髓腔中心。脛骨：平臺關(guān)節(jié)面中心與距骨踝關(guān)節(jié)面中心連線4、關(guān)節(jié)線：股骨內(nèi)外髁遠(yuǎn)端連線或者脛骨內(nèi)外平臺高點(diǎn)的連線。重力線和機(jī)械軸線呈3的夾角。脛骨的機(jī)械軸線和解剖軸線平行，而股骨的機(jī)械軸線和解剖軸線有約6的夾角。下肢的對線下肢的對線 如果下肢力線通過膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)的內(nèi)側(cè)，我們稱其為內(nèi)翻畸形如果通過膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)的外側(cè)，我們稱其為外翻畸形。一、冠狀面對線一、冠狀面對線1.下肢力線（機(jī)械軸），為站立位股骨頭中心與踝關(guān)節(jié)中心連線。2.下肢負(fù)重軸（重力軸線） 該軸與地面垂直，雙足站立時，下肢力線與負(fù)重軸存在3外翻。 由于脛骨平臺關(guān)節(jié)面存在解剖學(xué)3內(nèi)翻，因此，正常雙足站立時，平臺關(guān)節(jié)面與地面平行

5、，受力均勻。3.遠(yuǎn)端股骨角 股骨解剖軸與機(jī)械軸的夾角平均為6膝關(guān)節(jié)術(shù)中假體關(guān)節(jié)面與機(jī)械軸(力線）垂直4.Q角 股四頭肌的力線與髕腱縱軸之間存在一個外翻的角，正常10-20。測量：髂前上棘與髕骨中心連線與髕骨中心與脛骨結(jié)節(jié)中心的連線夾角。Q角的存在使得髕骨存在向外移位的傾向。關(guān)節(jié)置換時，需重建髕骨滑車軌跡非常重要。5.脛股角股骨解剖軸線與脛骨解剖軸線在膝關(guān)節(jié)中心形成的向外側(cè)的夾角，平均為174 其為膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后前計(jì)劃和術(shù)后評價中重要參考數(shù)據(jù)。6.脛骨平臺解剖軸及內(nèi)傾角 在冠狀面上脛骨平臺的關(guān)節(jié)面與脛骨解剖軸的垂直線的夾角，平均3由于膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)通常將脛骨假體與脛骨縱軸（力線）垂直，為保證獲得

6、矩形的伸直間隙和內(nèi)外側(cè)韌帶張力平衡，要求股骨假體關(guān)節(jié)面與下肢力線垂直，因此正常股骨遠(yuǎn)端截骨線相對于脛骨解剖軸應(yīng)外翻67.關(guān)節(jié)線為股骨內(nèi)外髁遠(yuǎn)端連線或者脛骨內(nèi)外平臺高點(diǎn)的連線。關(guān)節(jié)線在冠狀面上的升高或降低將影響髕骨和滑車的相對位置，導(dǎo)致高位或低位髕骨。二、矢狀面對線二、矢狀面對線在矢狀面上，下肢力線與脛骨關(guān)節(jié)面有平均10的后傾，內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面后傾平均12，外側(cè)平均后傾7三、旋轉(zhuǎn)對線三、旋轉(zhuǎn)對線正常脛骨平臺有3-5的內(nèi)翻。通常脛骨假體與脛骨解剖軸垂直，忽略了解剖上存在的內(nèi)翻。這樣當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲時，股骨假體也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)外翻3-5安放，即多切除一些股骨內(nèi)髁后方的的骨質(zhì)，以保證獲得矩形的屈曲間隙和內(nèi)外側(cè)韌帶相等

7、的張力，使關(guān)節(jié)穩(wěn)定。另外，適當(dāng)旋轉(zhuǎn)股骨假體，可使髕骨滑車溝向前外側(cè)旋轉(zhuǎn)，減少Q(mào)角及髕骨向外脫位的傾向。股骨假體安放的外旋角可以參照下面幾條線1.骨旋轉(zhuǎn)軸線2.PC線（股骨后髁連線）3.EP線（股骨內(nèi)外上髁連線）4.Whiteside線（股骨髁前后軸線）膝關(guān)節(jié)的力學(xué)特點(diǎn)膝關(guān)節(jié)的力學(xué)特點(diǎn)一、脛股關(guān)節(jié) 正常脛股關(guān)節(jié)間力的傳遞與應(yīng)力的帆布與半月板和關(guān)節(jié)軟骨的功能密切相關(guān)。半月板可傳遞至少50%的負(fù)荷。1.半月板可以減少關(guān)節(jié)軟骨的總體變形。2.半月板增加關(guān)節(jié)接觸面積，從而減小應(yīng)力，提高關(guān)節(jié)吻合度。 目前的人工假體還不能模仿半月板的以上特性。髕骨關(guān)節(jié)1.髕骨關(guān)節(jié)的受力，髕骨是伸膝裝置的重要結(jié)構(gòu)，可以改變力

8、的作用方向和力臂的結(jié)構(gòu)，對增加股四頭肌的力矩和做功具有重要意義。在膝關(guān)節(jié)運(yùn)動過程中，伸膝力臂位置和長度不斷變化，屈膝20時股四頭肌力臂最大髕股關(guān)節(jié)接觸區(qū)伸膝位時，髕骨位于股骨髁關(guān)節(jié)面的上方。膝關(guān)節(jié)屈曲20時，髕骨下部首先接觸股骨滑車。屈曲60時，髕骨中部接觸滑車。屈曲90時，髕骨上部接觸滑車。屈曲90-120時，髕股關(guān)節(jié)接觸面積最大。屈曲120，僅髕骨上部內(nèi)外側(cè)接觸股骨內(nèi)外髁Q角的意義 股四頭肌力線與髕腱縱軸之間的外翻角，即Q角。Q角的存在使髕骨有外移傾向。Q角越大，髕骨外移可能性越大。 屈膝過程中，脛骨發(fā)生內(nèi)旋，Q角逐漸變小。 伸膝過程中，脛骨發(fā)生外旋，Q角逐漸變大。 膝關(guān)節(jié)的力學(xué)穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)

9、的力學(xué)穩(wěn)定 膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性除依賴其骨性結(jié)構(gòu)外，主要是依賴韌帶和周圍軟組織的制約。在關(guān)節(jié)內(nèi)，半月板和交叉韌帶提供靜態(tài)穩(wěn)定。關(guān)節(jié)外，側(cè)副韌帶和肌肉提供靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性。一、鎖扣機(jī)制二、內(nèi)側(cè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)三、外側(cè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)1.1.鎖扣機(jī)制鎖扣機(jī)制 膝關(guān)節(jié)伸展至最后20，股骨髁相對于脛骨平臺發(fā)生內(nèi)旋，每伸直1，約有0.5股骨髁內(nèi)旋。當(dāng)膝關(guān)節(jié)完全伸直時，這一旋轉(zhuǎn)活動也最終完成。將膝關(guān)節(jié)緊緊地扣鎖在最穩(wěn)定的0體位，如同旋緊的螺絲釘2.2.內(nèi)側(cè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)副韌帶，為最重要的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。其分為兩束，關(guān)節(jié)伸直-后束拉緊，關(guān)節(jié)屈曲-前束拉緊。后內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)囊，伸膝-拉緊，屈曲-松弛。后斜韌帶3.3.外側(cè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)外側(cè)

10、穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 外側(cè)副韌帶、弓狀韌帶、后外側(cè)關(guān)節(jié)囊、腘肌腱、股二頭肌和髂脛束。 髂脛束在屈膝20最緊張，伸直時相對松弛。 外側(cè)副韌帶在膝伸直時最緊張，屈膝20時相對松弛。 兩者在0-20范圍內(nèi)相互協(xié)調(diào)，共同維持膝關(guān)節(jié)外側(cè)的穩(wěn)定。4.4.前后方穩(wěn)定結(jié)構(gòu)前后方穩(wěn)定結(jié)構(gòu)前方：主要由股四頭肌、前交叉韌帶、關(guān)節(jié)囊維持穩(wěn)定后方：主要由后交叉韌帶后關(guān)節(jié)囊維持穩(wěn)定。人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的關(guān)節(jié)穩(wěn)定，主要依賴于關(guān)節(jié)周圍結(jié)構(gòu)，特別是內(nèi)外側(cè)副韌帶的平衡。全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)手術(shù)適應(yīng)癥：膝關(guān)節(jié)置換主要目的是緩解疼痛、糾正畸形、改善功能，獲得長期穩(wěn)定1.骨性關(guān)節(jié)炎終末期；2.其他非感染性關(guān)節(jié)炎終末期：類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、

11、強(qiáng)直性關(guān)節(jié)炎、青少年類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、大骨節(jié)病、血友病性關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎；3.感染性關(guān)節(jié)炎后遺的關(guān)節(jié)破壞，在確認(rèn)無活動性感染的情況下4.大面積的膝關(guān)節(jié)骨軟骨壞死；5.涉及膝關(guān)節(jié)面的腫瘤切除后無法獲得良好的關(guān)節(jié)功能重建的病例6.關(guān)節(jié)損壞的放射學(xué)證據(jù)；持續(xù)性的中度至重度疼痛且經(jīng)相當(dāng)時間的非手術(shù)治療無緩解；臨床顯示關(guān)節(jié)功能明確受限，且因此影響生活質(zhì)量。手術(shù)禁忌癥術(shù)前評估，合并其他疾病，不能耐受手術(shù)者；膝關(guān)節(jié)周圍或全身存在活動性感染病灶；膝關(guān)節(jié)肌肉癱瘓或神經(jīng)關(guān)節(jié)病變；周圍軟組織覆蓋不良；明顯的韌帶功能不全或者伸膝裝置功能不全；肥胖會增加傷口延遲愈合、圍手術(shù)期感染的危險（相對禁忌癥）嚴(yán)重的外周血管疾

12、?。ㄏ鄬砂Y）術(shù)前計(jì)劃術(shù)前計(jì)劃一、下肢對線一、下肢對線冠狀面的對線冠狀面的對線1.下肢機(jī)械軸2.股骨機(jī)械軸3.股骨解剖軸4.脛骨機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)對線旋轉(zhuǎn)對線確定股骨假體安放的外旋角度 （正常脛骨平臺有3-5的內(nèi)翻，脛骨假體與脛骨解剖軸垂直，因此股假體也應(yīng)相應(yīng)的外旋3-5安放，即需多切除一些股骨內(nèi)髁后方的骨質(zhì)，一保證獲得矩形的屈曲間隙和內(nèi)外側(cè)韌帶相等的張力）二、截骨角度的確定二、截骨角度的確定1.股骨截骨角度 遠(yuǎn)端股骨角平均為6，因關(guān)節(jié)假體關(guān)節(jié)面與機(jī)械軸垂直，因此股遠(yuǎn)端外翻6截骨。 脛骨截骨角度 平臺假體與機(jī)械軸垂直并后傾3-5截骨 膝關(guān)節(jié)假體的選擇膝關(guān)節(jié)假體的選擇單髁假體非限制性假體 部分限制性假

13、體 高限制性假體全限制性假體非限制性假體非限制性假體 以保留后交叉韌帶(CR)假體為代表，保留的PCL維持了假體植入后的后方穩(wěn)定性，因而允許脛骨關(guān)節(jié)面趨向于大曲率的低限制設(shè)計(jì)而獲得更大的關(guān)節(jié)活動度，但同時由于股骨髁與脛骨關(guān)節(jié)面的接觸面變小，易致磨損，PCL的保留還可能使屈曲攣縮畸形難以糾正。因此，新的設(shè)計(jì)摒棄了脛骨墊的近似平面的設(shè)計(jì)而增加了股骨與脛骨的匹配度以減少磨損但也獲得了一定的限制度。 對于年輕、關(guān)節(jié)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)完好的患者可選擇此類保留交叉韌帶的假體，可望獲得更大的關(guān)節(jié)活動度。部分限制性假體部分限制性假體 以后穩(wěn)定型(PS)或稱后交叉韌帶替代型(CS)為代表，是指那些界于非限制性和高限制性之

14、間的假體。它是通過脛骨墊中央的凸起和相應(yīng)的股骨髁間凹槽替代PCL的功能。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)證廣，對于PCL功能不全或因膝關(guān)節(jié)屈曲攣縮無法保留PCL的病例是最好的選擇。其缺點(diǎn)是比CR假體更多的切骨量以及過屈時可能導(dǎo)致股骨髁與脛骨假體后緣的撞擊而使關(guān)節(jié)活動度減小。全限制性膝關(guān)節(jié)假體全限制性膝關(guān)節(jié)假體 以鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié)為代表，此類假體的鉸鏈設(shè)計(jì)提供了足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，因而可應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)腫瘤截除術(shù)后以及膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性喪失的全膝翻修術(shù)。截骨順序截骨順序先行股骨遠(yuǎn)端截骨or先行脛骨遠(yuǎn)端截骨？股骨：擴(kuò)大工作窗為脛骨截骨提供更大的操作空間、避免損傷后側(cè)血管神經(jīng)，充分松解軟組織，縮短手術(shù)時間。脛骨：脛骨截骨后，以脛骨截骨

15、面參考股骨遠(yuǎn)端及后髁截骨量，減少再次截骨的可能。髓內(nèi)定位點(diǎn) 滑車溝中央，后交叉韌帶起點(diǎn)前0.5-1cm處股骨遠(yuǎn)端截骨股骨遠(yuǎn)端截骨股骨遠(yuǎn)端截骨截骨線，外翻6截骨股骨前后髁截骨 一般情況下，脛骨關(guān)節(jié)面有3內(nèi)翻，因脛骨切骨面與脛骨機(jī)械軸垂直，為獲得矩形的屈曲間隙，要求股骨后髁有3外旋脛骨平臺截骨脛骨平臺截骨髓外定位髓外定位近端：脛骨結(jié)節(jié)中內(nèi)1/3，外側(cè)髁間脊的內(nèi)緣。遠(yuǎn)端：距骨距骨中點(diǎn)(此軸在腳背延長線對應(yīng)第二跖骨）脛骨平臺后傾定位脛骨平臺后傾定位定位導(dǎo)向桿與脛骨前脊平行后傾3-5截骨脛骨假體旋轉(zhuǎn)對線脛骨假體旋轉(zhuǎn)對線假體前緣中央對準(zhǔn)脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)1/3（AP軸即脛骨結(jié)節(jié)中內(nèi)1/3與后交叉韌帶抵止部中點(diǎn)的連線）軟組織平衡軟組織平衡 軟組織平衡目的： 1.恢復(fù)關(guān)節(jié)活動度 2.伸膝位、90屈膝為，關(guān)節(jié)內(nèi)外穩(wěn)定性良好。 3.髕股關(guān)節(jié)對合正常。 4.下肢力線正常。內(nèi)側(cè)軟組織松解內(nèi)側(cè)軟組織松解 主要對于內(nèi)翻畸