摘要
目的： 假性低位髌骨是全膝关节置换术（TotalKneeArthroplasty，TKA）的并发症之一，但其对术后临床疗效及髌股关节的生物力学影响尚存在争议。本研究目的在于：①探讨TKA术后假性低位髌骨是否影响术后临床疗效；②研究TKA术后假性低位髌骨对髌股关节生物力学的影响。 材料和方法： 第一部分：收集2010年1月至2019年12月于四川大学华西医院骨科接受TKA治疗并符合纳入标准的患者的临床资料。使用Insall?Salvafi（IS）指数、Blackburne?Peel（BP）指数以及Caton?Deschamps（CD）指数评估患者术前、术后髌骨高度，并测量术前、术后关节线位置。根据术后BP指数将患者分为低位髌骨组、正常髌骨组和高位髌骨组，再根据IS指数将低位髌骨患者再次分为真性和假性低位髌骨组。以关节线变化幅度5mm为界将患者分为关节线变化幅度大于5mm组和小于5mm组。临床疗效评价指标包括：采用疼痛VAS评分、膝关节HSS评分和WOMAC评分对患者术前、术后膝关节疼痛和功能进行评估；采用EQ-5D-5L评分、FJS-12评分和患者满意度调查对患者术前、术后健康状况，术后假体感知度和满意度进行评估。比较不同髌骨高度组之间、不同关节线变化幅度组之间术后的临床疗效；分析关节线位置变化与髌骨高度的关系。 第二部分：根据两名健康志愿者的左侧膝关节CT和MRI扫描数据和全膝关节置换假体三维扫描数据，建立正常膝关节和全膝关节置换术后三维模型。根据IS指数和BP指数构建TKA术后假性低位髌骨、真性低位髌骨、正常髌骨和高位髌骨模型。沿股四头肌方向施加载荷，在膝关节屈曲30°、60°、90°和120°时比较TKA术后假性低位髌骨、真性低位髌骨、正常髌骨和高位髌骨之间髌股关节平均高接触应力值和接触面积的差异。 结果： 第一部分：①本研究共纳入462例（563膝）TKA患者，平均年龄为68.45±8.18岁，平均BMI为25.46±3.84Kg/m2，平均随访年限为2.24年（1~11年），随访期间患者均未出现TKA假体松动、断裂、假体周围骨折、感染等并发症。②患者术前、术后平均IS指数分别为1.06±0.11和1.01±0.13，平均BP指数分别为0.77±0.16和0.68±0.17，平均CD指数分别为0.89±0.16和0.80±0.17，三种方法术前与术后之间的差异均具有统计学意义（P＜0.05）；患者术前、术后正位侧位X线片平均关节线变化分别为1.80±2.93mm和1.48±3.16mm，术前与术后的差异均具有统计学意义（P＜0.05）。③TKA术后假性低位髌骨发生率为10.5%，TKA术后假性低位髌骨组和真性低位髌骨组在疼痛VAS评分、膝关节HSS评分、WOMAC评分、EQ-5D-5L评分、FJS-12评分和患者满意度方面均差于正常髌骨组（P＜0.05），且假性低位髌骨患者术后BP指数与FJS-12评分呈线性正相关性。④正位X线片关节线变化幅度大于5mm组术后疼痛VAS评分、膝关节HSS评分、WOMAC评分、FJS-12评分及患者满意度明显差于关节线变化幅度小于5mm组（P＜0.01），侧位X线片中两组的显著性差异仅表现在膝关节WOMAC评分和FJS-12评分上。⑤膝关节正、侧位X线片关节线变化值与IS指数、BP指数和CD指数变化值呈线性负相关。 第二部分：①膝关节屈伸活动时，vonMise应力主要集中在髌股关节面内侧，且接触点随着屈曲角度的增加逐渐上移。髌股关节面内、外侧vonMise应力随膝关节屈曲角度的增大而增大，达到峰值后有所下降，髌股关节面内、外侧vonMise应力随髌骨高度的增大而减小。②TKA术后假性低位髌骨模型在各屈曲角度的髌股关节平均高接触应力值均显著大于正常髌骨和高位髌骨模型（P＜0.01），膝关节屈曲90°时髌股关节平均高接触应力值最大，为6.770±01.250MPa，最小值则是膝关节屈曲30度°时，为2.527±0.043MPa。③在膝关节屈曲角度小于90°时，TKA术后假性低位髌骨模型的髌股关节平均高接触应力值明显低于真性低位髌骨模型，而膝关节屈曲角度大于90°时，假性低位髌骨和真性低位髌骨模型之间髌股关节平均高接触应力值的差异无统计学意义。④髌股关节接触面积随着膝关节屈曲角度的增大，呈增大趋势，在达到峰值后有所下降；随着髌骨高度的增高，髌股关节接触面积呈减小趋势，但髌股关节接触面积在不同屈曲角度之间、不同髌骨高度之间的差异均无统计学意义。 结论： TKA术后髌骨高度总体呈下降趋势、关节线位置总体呈抬高趋势，BP指数联合IS指数和CD指数联合IS指数更适合TKA术后低位髌骨和假性低位髌骨的诊断。TKA术后假性低位髌骨较常见，与正常髌骨组相比，假性低位髌骨组临床疗效明显更差。在一定范围内，膝关节关节线变化值与IS指数、BP指数和CD指数变化值呈线性负相关。关节线变化幅度大于5mm者，相对临床疗效更差。 TKA术后假性低位髌骨对髌股关节生物力学有显著影响，TKA术后假性低位髌骨会导致髌股关节接触应力显著增高，进而增大术后膝前疼痛等并发症的风险。 因此，TKA术中保持或恢复关节线位置，避免术后假性低位髌骨的发生可能有助于更好地缓解疼痛、改善预后和降低因髌骨关节应力增高而导致的膝前疼痛、髌骨关节炎等并发症的风险。
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