引用本文： 郝朋, 杨柳, 何锐, 陈昊, 孙茂淋, 梁帅楠. 人工单髁关节置换术后步态及临床疗效分析. 中国修复重建外科杂志, 2020, 34(11): 1369-1375. doi: 10.7507/1002-1892.202004076 复制
人工单髁关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）与人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）起步于同一时期，单一胫股内侧原发或继发骨关节炎是 UKA 理想的手术指征。与 TKA 相比，UKA 具有保留前后交叉韧带、术后本体感觉好、手术切口小、失血量少、术后康复快速且容易翻修等优点[1-3]。由于 TKA 术后假体生存率更高的传统观念，或外科医生个人偏好、手术经验等原因，TKA 手术数量远远大于 UKA[4-5]。但部分研究表明，UKA 术后患者可获得满意近期疗效，且随着手术器械改进和外科技术发展，UKA 的远期疗效越来越好[6]。关于哪种手术方式可取得更佳临床效果一直存在争议，UKA 与 TKA 术后近期步态轨迹特点尚不明确，综合临床疗效对比研究仍旧缺乏[7-8]。且大多文献较为关注术侧下肢的步态指标而忽略了双下肢步态的对称性，未考虑双下肢相互的代偿作用。骨关节炎患者因患肢疼痛、屈曲挛缩及力线改变等原因，倾向于通过增加健侧肢体负荷、缩短患肢支撑相时间等方式，从而减轻患肢负荷与疼痛[9-11]。因此评估双下肢步态对称性有利于全面了解 UKA 与 TKA 术后骨关节炎患者步态特征。为此，我们进行了回顾性对比研究，通过比较 UKA 与 TKA 术后多项临床指标、步态参数及其绝对对称指数（absolute symmetry index，ASI），分析术后近期患者步态特点及疗效。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
UKA 组纳入标准：① 患肢内翻畸形≤15°，且为可复性膝内翻；② 膝关节活动度≥90°，屈曲挛缩≤10°；③ 患肢膝关节前内侧间室退变 Kellgren-Lawrence 分级为Ⅲ、Ⅳ级，外侧间室关节间隙高度正常，无退变或轻度退变，Kellgren-Lawrence 分级为Ⅰ、Ⅱ级；④ 外侧副韧带及软组织张力正常；⑤ 术前体格检查及 MRI 检查提示前后交叉韧带形态、功能良好；⑥ 无关节外畸形；⑦ 患者基础状况良好，可耐受手术；⑧ 采用 UKA 治疗，手术由同组医师使用相同手术器械完成，选择美国捷迈公司的牛津单髁假体（Oxford）。排除感染性、免疫性骨关节炎患者。2017 年 1 月—2018 年 12 月，我院收治前内侧间室骨关节炎患者 45 例，其中 30 例（30 膝）符合选择标准纳入研究。
对照组为 TKA 组，按照年龄、性别及术肢侧别进行 1∶1 配对。纳入标准：① 患肢内翻畸形≤15°；② 患肢膝关节骨关节炎 Kellgren-Lawrence 分级为Ⅲ、Ⅳ级，术前影像学检查显示膝关节内侧间室重度骨关节炎，明显骨赘形成，髌股关节退化；③ 无关节外畸形；④ 患者基础状况良好，可耐受手术；⑤ 采用 TKA 治疗，手术由同一组医师使用相同手术器械完成，选择美国施乐辉公司 LEGION 假体。排除感染指标异常、周围软组织功能不全及神经系统病变者。从 2017 年 1 月—2018 年 12 月我院收治的 677 例骨关节炎患者中选择 30 例（30 膝）符合标准者纳入研究。
1.2 一般资料
UKA 组：男 9 例，女 21 例；年龄 44～79 岁，平均 61.1 岁。病程 3～19 年，平均 9.7 年。左侧 15 例，右侧 15 例。内侧间室退变 Kellgren-Lawrence 分级：Ⅲ级 12 例，Ⅳ级 18 例。体质量指数为（27.1±5.4）kg/m2。TKA 组：男 9 例，女 21 例；年龄 44～77 岁，平均 60.5 岁。病程 2～23 年，平均 10.9 年。左侧 15 例，右侧 15 例。骨关节炎 Kellgren-Lawrence 分级：Ⅲ级 4 例，Ⅳ级 26 例。体质量指数为（29.3±7.0）kg/m2。
两组患者除术前膝关节活动度（range of motion，ROM）比较差异有统计学意义（t=4.25，P=0.00）外，性别、年龄、病程、侧别、体质量指数及术前髋-膝-踝角（hip-knee-ankle angle，HKA）、美国西部 Ontario 与 McMaster 大学骨关节炎指数评分（WOMAC）等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1、2。
表1
两组患者围术期相关指标比较（n=30，
）
Table1.
Comparison of perioperative related indexes between the two groups (n=30, 
)
表2
两组患者手术前后疗效评价指标比较（n=30，
）
Table2.
Comparison of effectiveness evaluation indexes before and after operation between the two groups (n=30, 
)
1.3 手术方法
UKA 组：患者于持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉下，取垂腿位。髂前上棘定位标记，作髌旁内侧切口，暴露关节腔。吸除积液，清理脂肪垫、滑膜及骨赘，切除部分髌下脂肪垫、增生滑膜及内侧半月板。评估内、外侧副韧带完整性。先行内侧胫骨平台截骨，再完成股骨远端截骨及前髁截骨。测试间隙及软组织张力平衡。安装试模调试后，彻底冲洗并涂抹骨水泥。安装假体与衬垫。冲洗后放置引流管，逐层缝合，加压包扎。
TKA 组：患者于持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉下，取平卧位。作膝前正中切口，暴露关节腔。将髌腱适当剥离，髌骨翻向外侧，切除部分增生滑膜、前后交叉韧带及内外侧半月板，清理骨赘。适当松解内侧副韧带及半膜肌胫骨附着处，屈膝 90°；采取髓外定位法行胫骨近端截骨，髓内定位法行股骨远端截骨。测试间隙平衡及软组织张力平衡，适当成型髌骨软骨，测试髌骨轨迹。安装试模调试平衡后，彻底冲洗并涂抹骨水泥。安装假体与衬垫。冲洗后放置引流管，逐层缝合，加压包扎。
1.4 术后处理
术后两组患者均常规进行消肿、止痛、消炎及补液等治疗。根据手术时间、引流量及凝血功能决定是否使用抗凝药物。术后即刻开始进行股四头肌收缩及直腿抬高锻炼。24 h 后拔除引流管并下地行走锻炼，出院后继续功能锻炼并定期复查。
1.5 疗效评价指标
记录两组患者手术切口长度、术后 24 h 拔管时引流量；统计术前及术后 1 d 血红蛋白及白蛋白数值，计算其变化值。两组患者术前及术后 1 年摄站立位下肢全长 X 线片，计算 HKA 并测量 ROM。定期随访，记录两组患者术前及术后 1 年 WOMAC 评分。术后 1 年使用 Vicon 三维步态捕捉系统（Oxford Metrics 公司，英国）进行步态分析，测量两组患者步态参数，包括步速、步频、步幅、初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度。
为比较不同组间双下肢步态对称性，计算两组患者双下肢各项步态参数的 ASI[12-13]。计算公式：ASI=|Xipsi−Xcont|/［0.5×（Xipsi+Xcont）］×100%，其中 Xipsi 为术侧变量值，Xcont 为对侧变量值。ASI 为 0 时表示完全对称，值越大表示不对称越明显。
1.6 统计学方法
采用 SigmaPlot12.5 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组内手术前后比较采用配对 t 检验，组间比较采用独立样本 t 检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
两组患者术后切口均Ⅰ期愈合，无手术相关并发症发生。UKA 组手术切口长度与术后 24 h 引流量明显小于 TKA 组，差异有统计学意义（P<0.05）。两组术后 1 d 血红蛋白、白蛋白值均明显低于术前，差异有统计学意义（P<0.05）；组间比较血红蛋白、白蛋白手术前后变化值差异亦有统计学意义（P<0.05）。见表 1。
患者均获完整随访，UKA 组随访时间 13～20 个月，平均 18 个月；TKA 组 16～24 个月，平均 20 个月。影像学复查示，两组内翻畸形均得到矫正，下肢力线恢复至中立位，无假体位置不良、假体松动等并发症发生。见图 1、2。术后 1 年，两组 WOMAC 评分、ROM 及 HKA 均较术前显著改善，差异有统计学意义（P<0.05）；术后 1 年 UKA 组 WOMAC 评分及 ROM 明显优于 TKA 组，差异有统计学意义（P<0.05），HKA 组间比较差异无统计学意义（t=1.54，P=0.13）。见表 2。术后 1 年步态分析显示，UKA 组步速、步幅、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度与 TKA 组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；其余步态参数比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 3。组间比较，初始着地及承重反应期膝关节屈曲角度 ASI 差异有统计学意义（P<0.05）；其余步态参数 ASI 组间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 4。
图1
UKA 组患者，女，54 岁，右侧膝关节前内侧间室骨关节炎（Kellgren-Lawrence Ⅲ级）X 线片
a. 术前下肢全长片；b. 术前膝关节正位片；c. 术前膝关节侧位片；d. 术后 1 年下肢全长片；e. 术后 1 年膝关节正位片；f. 术后 1 年膝关节侧位片
Figure1. X-ray films of a 54-year-old female patient with anterior medial compartment osteoarthritis of right knee (Kellgren-Lawrence Ⅲ level) in the UKA groupa. Preoperative view of the full-length lower extremity; b. Preoperative anteroposterior view of the knee; c. Preoperative lateral view of the knee; d. The full-length lower extremity view at 1 year after operation; e. Anteroposterior view of the knee at 1 year after operation; f. Lateral view of the knee at 1 year after operation
图2
TKA 组患者，女，74 岁，右侧膝关节骨关节炎（Kellgren-Lawrence Ⅳ级）X 线片
a. 术前下肢全长片；b. 术前膝关节正位片；c. 术前膝关节侧位片；d. 术后 1 年下肢全长片；e. 术后 1 年膝关节正位片；f. 术后 1 年膝关节侧位片
Figure2. X-ray films of a 74-year-old female patient with osteoarthritis of right knee (Kellgren-Lawrence Ⅳ level) in the control groupa. Preoperative view of the full-length lower extremity; b. Preoperative anteroposterior view of the knee; c. Preoperative lateral view of the knee; d. The full-length lower extremity view at 1 year after operation; e. Anteroposterior view of the knee at 1 year after operation; f. Lateral view of the knee at 1 year after operation
表3
两组术侧下肢步态参数比较（n=30，
）
Table3.
Comparison of gait parameters between the surgical side of two groups (n=30, 
)
表4
两组 ASI 比较（n=30，
，%）
Table4.
Comparison of ASI between the two groups (n=30, 
, %)
3 讨论
近年来，随着手术器械与外科技术的进步，UKA 的临床疗效越来越好。与 TKA“置换”的手术理念不同，UKA 是基于“重建”理念，主要目的在于填充软骨缺损，恢复原有力线与生物力学，阻止因关节不稳定导致对侧间室的磨损加速。UKA 术中保留膝关节前后交叉韧带[14]，相关研究表明，UKA 术后患膝从生物力学上更接近健康人群，患者可从事的体育运动较 TKA 更为广泛[15]。研究表明，UKA 术后 10 年与 15 年生存率分别达到 93% 与 89%[16]，且将各类原因（不仅是翻修）导致的二次手术均纳入对比时，UKA 失败率也低于 TKA。因此部分学者认为，UKA 无论从临床疗效还是生物力学角度分析，均优于 TKA，是“膝关节骨关节炎空窗期”的重要治疗手段[17]。
通过步态分析我们发现，UKA 组步幅、步速明显优于 TKA 组，而步频无明显差异。从理论上讲，交叉韧带在本体感受性关节控制中起主要作用，而 UKA 保留了交叉韧带，患者术后理应获得更接近健康人群的步频、步速与步幅。步频是评估 UKA 与 TKA 术后功能最重要的参数之一[18-19]，两组步频无明显差异，进一步说明了本研究中 UKA 组的步速优势主要来源于步幅。这可能与以下两个方面有关：一是不对称的下肢负荷[20]，术前膝关节骨关节炎患者因关节畸形、疼痛等原因，在步行过程中会增加躯干、髋关节的倾斜与缩短单侧下肢支撑时间来实现减轻患肢疼痛与负荷的目的，长此以往形成病理性步态，即使手术较为成功，也可能因疼痛残留、膝关节屈伸功能受限及心理因素等原因，不能完全纠正不良步态习惯与双侧下肢负荷不对称，无法获取接近正常的步频。这与 TKA 患者术后步态异常原因相同[21]，因此两组步频无明显差异。二是前交叉韧带功能退化或进行性松弛，UKA 患者术后因肥胖、过度活动及年龄增长等原因，前交叉韧带功能继续退化也存在较大可能。而前交叉韧带起着保持膝关节稳定、防止股骨过度前移与过度内旋的重要作用，其功能退化必然影响步频。本研究表明，UKA 组步幅明显优于 TKA 组，这可能与 TKA 后残留的膝关节屈曲畸形与股四头肌功能受损相关[22]。已有研究显示[1]，无论是 UKA 或者 TKA，部分患者在术后 1 年仍会残留一定的屈曲畸形（TKA 屈曲畸形更为明显），残留的屈曲畸形会减少步行过程中膝关节活动。步幅很大程度上取决于摆动相的持续时间，因此一侧肢体的摆动相持续时间缩短通常会降低该侧的步幅。TKA 术后患者因股四头肌功能受损与残留屈曲畸形，支撑相中期膝关节伸直角度不足，膝关节无法提供正常的前进推动力。摆动相伸直角度不足，足跟提前着地终止摆动阶段，无法获得足够的移动距离，从而进一步减小步幅。因此 TKA 组步幅明显小于 UKA 组。这一解释与本研究中运动学分析结果也相符。另外，TKA 组膝关节支撑相中期膝关节伸直角度及摆动相膝关节屈曲角度均明显低于 UKA 组（P<0.05），这也部分解释了 UKA 步幅较 TKA 更大的原因。
两组双下肢步速、步幅、步频、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度 ASI 差异均无统计学意义（P>0.05）；而 UKA 组初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度 ASI 明显大于 TKA 组，差异有统计学意义（P<0.05）。这表明 UKA 组与 TKA 组在步态周期中，ASI 差异主要来源于初始着地与承重反应期（主要功能为震荡吸收与维持稳定[12-13，23]）。两组患者对侧下肢均罹患不同程度的骨关节炎，而从表 3 可发现，UKA 组术侧下肢在这两个阶段膝关节屈曲角度大于对侧下肢。这间接说明 UKA 组术侧下肢较对侧在初始着地与承重反应期通过增加膝关节屈曲角度承担了更多的震荡吸收与稳定任务，从而减轻对侧下肢负担，因此导致这两个阶段 ASI 比 TKA 组更大。
本研究表明，UKA 组手术切口长度、术后 24 h 引流量明显小于 TKA 组，且围术期血红蛋白、白蛋白变化值明显低于 TKA 组，均说明 UKA 较 TKA 具有创伤小、出血少的优势。术后 1 年随访时，UKA 组 WOMAC 评分及 ROM 明显优于对照组，差异均有统计学意义。分析原因主要有以下几点：① UKA 手术创伤较小，术中使用止血带时间短，对股四头肌等肌肉功能损伤较小；② UKA 患者术中侧副韧带松解较少，保留了前后交叉韧带，步行过程中膝关节更为稳定，本体感觉更佳[24]；③ UKA 术前患者筛选要求可复性膝内翻和 10° 以内的屈曲挛缩，术后伸直锻炼张力较小，因此各项指标恢复更快；④ 本研究中 TKA 组植入假体为后交叉韧带替代型假体，相对后交叉韧带保留型假体限制性更高，因此对 WOMAC 评分与 ROM 有一定影响[25]。
本研究存在以下不足：首先，TKA 组仅纳入了后交叉韧带替代型假体，由于 TKA 假体类型、设计原理、限制性不同，对术后步态有较大影响[26]。其次，未考虑性别与年龄对步态的影响[27]。同时，本研究仅观察了术后 1 年步态，且未纳入健康人群进行对比。最后，本研究所采取的临床疗效及步态指标仍不够全面，存在一定局限性。
综上述，UKA 与 TKA 均可获得满意近期疗效。与 TKA 相比，UKA 除具有创伤小、出血少、膝关节功能评分高等优势，步幅、步频、膝关节屈伸角度等诸多步态参数也优于 TKA。
作者贡献：郝朋负责研究实施及文章撰写；杨柳、何锐、陈昊负责科研设计；孙茂淋、梁帅楠负责数据收集整理及统计分析。
利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。课题经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。
机构伦理问题：研究方案经陆军军医大学第一附属医院医学伦理委员会批准（KY201965）。
人工单髁关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）与人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）起步于同一时期，单一胫股内侧原发或继发骨关节炎是 UKA 理想的手术指征。与 TKA 相比，UKA 具有保留前后交叉韧带、术后本体感觉好、手术切口小、失血量少、术后康复快速且容易翻修等优点[1-3]。由于 TKA 术后假体生存率更高的传统观念，或外科医生个人偏好、手术经验等原因，TKA 手术数量远远大于 UKA[4-5]。但部分研究表明，UKA 术后患者可获得满意近期疗效，且随着手术器械改进和外科技术发展，UKA 的远期疗效越来越好[6]。关于哪种手术方式可取得更佳临床效果一直存在争议，UKA 与 TKA 术后近期步态轨迹特点尚不明确，综合临床疗效对比研究仍旧缺乏[7-8]。且大多文献较为关注术侧下肢的步态指标而忽略了双下肢步态的对称性，未考虑双下肢相互的代偿作用。骨关节炎患者因患肢疼痛、屈曲挛缩及力线改变等原因，倾向于通过增加健侧肢体负荷、缩短患肢支撑相时间等方式，从而减轻患肢负荷与疼痛[9-11]。因此评估双下肢步态对称性有利于全面了解 UKA 与 TKA 术后骨关节炎患者步态特征。为此，我们进行了回顾性对比研究，通过比较 UKA 与 TKA 术后多项临床指标、步态参数及其绝对对称指数（absolute symmetry index，ASI），分析术后近期患者步态特点及疗效。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
UKA 组纳入标准：① 患肢内翻畸形≤15°，且为可复性膝内翻；② 膝关节活动度≥90°，屈曲挛缩≤10°；③ 患肢膝关节前内侧间室退变 Kellgren-Lawrence 分级为Ⅲ、Ⅳ级，外侧间室关节间隙高度正常，无退变或轻度退变，Kellgren-Lawrence 分级为Ⅰ、Ⅱ级；④ 外侧副韧带及软组织张力正常；⑤ 术前体格检查及 MRI 检查提示前后交叉韧带形态、功能良好；⑥ 无关节外畸形；⑦ 患者基础状况良好，可耐受手术；⑧ 采用 UKA 治疗，手术由同组医师使用相同手术器械完成，选择美国捷迈公司的牛津单髁假体（Oxford）。排除感染性、免疫性骨关节炎患者。2017 年 1 月—2018 年 12 月，我院收治前内侧间室骨关节炎患者 45 例，其中 30 例（30 膝）符合选择标准纳入研究。
对照组为 TKA 组，按照年龄、性别及术肢侧别进行 1∶1 配对。纳入标准：① 患肢内翻畸形≤15°；② 患肢膝关节骨关节炎 Kellgren-Lawrence 分级为Ⅲ、Ⅳ级，术前影像学检查显示膝关节内侧间室重度骨关节炎，明显骨赘形成，髌股关节退化；③ 无关节外畸形；④ 患者基础状况良好，可耐受手术；⑤ 采用 TKA 治疗，手术由同一组医师使用相同手术器械完成，选择美国施乐辉公司 LEGION 假体。排除感染指标异常、周围软组织功能不全及神经系统病变者。从 2017 年 1 月—2018 年 12 月我院收治的 677 例骨关节炎患者中选择 30 例（30 膝）符合标准者纳入研究。
1.2 一般资料
UKA 组：男 9 例，女 21 例；年龄 44～79 岁，平均 61.1 岁。病程 3～19 年，平均 9.7 年。左侧 15 例，右侧 15 例。内侧间室退变 Kellgren-Lawrence 分级：Ⅲ级 12 例，Ⅳ级 18 例。体质量指数为（27.1±5.4）kg/m2。TKA 组：男 9 例，女 21 例；年龄 44～77 岁，平均 60.5 岁。病程 2～23 年，平均 10.9 年。左侧 15 例，右侧 15 例。骨关节炎 Kellgren-Lawrence 分级：Ⅲ级 4 例，Ⅳ级 26 例。体质量指数为（29.3±7.0）kg/m2。
两组患者除术前膝关节活动度（range of motion，ROM）比较差异有统计学意义（t=4.25，P=0.00）外，性别、年龄、病程、侧别、体质量指数及术前髋-膝-踝角（hip-knee-ankle angle，HKA）、美国西部 Ontario 与 McMaster 大学骨关节炎指数评分（WOMAC）等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1、2。
表1
两组患者围术期相关指标比较（n=30，）
Table1.
Comparison of perioperative related indexes between the two groups (n=30, )
表2
两组患者手术前后疗效评价指标比较（n=30，）
Table2.
Comparison of effectiveness evaluation indexes before and after operation between the two groups (n=30, )
1.3 手术方法
UKA 组：患者于持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉下，取垂腿位。髂前上棘定位标记，作髌旁内侧切口，暴露关节腔。吸除积液，清理脂肪垫、滑膜及骨赘，切除部分髌下脂肪垫、增生滑膜及内侧半月板。评估内、外侧副韧带完整性。先行内侧胫骨平台截骨，再完成股骨远端截骨及前髁截骨。测试间隙及软组织张力平衡。安装试模调试后，彻底冲洗并涂抹骨水泥。安装假体与衬垫。冲洗后放置引流管，逐层缝合，加压包扎。
TKA 组：患者于持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉下，取平卧位。作膝前正中切口，暴露关节腔。将髌腱适当剥离，髌骨翻向外侧，切除部分增生滑膜、前后交叉韧带及内外侧半月板，清理骨赘。适当松解内侧副韧带及半膜肌胫骨附着处，屈膝 90°；采取髓外定位法行胫骨近端截骨，髓内定位法行股骨远端截骨。测试间隙平衡及软组织张力平衡，适当成型髌骨软骨，测试髌骨轨迹。安装试模调试平衡后，彻底冲洗并涂抹骨水泥。安装假体与衬垫。冲洗后放置引流管，逐层缝合，加压包扎。
1.4 术后处理
术后两组患者均常规进行消肿、止痛、消炎及补液等治疗。根据手术时间、引流量及凝血功能决定是否使用抗凝药物。术后即刻开始进行股四头肌收缩及直腿抬高锻炼。24 h 后拔除引流管并下地行走锻炼，出院后继续功能锻炼并定期复查。
1.5 疗效评价指标
记录两组患者手术切口长度、术后 24 h 拔管时引流量；统计术前及术后 1 d 血红蛋白及白蛋白数值，计算其变化值。两组患者术前及术后 1 年摄站立位下肢全长 X 线片，计算 HKA 并测量 ROM。定期随访，记录两组患者术前及术后 1 年 WOMAC 评分。术后 1 年使用 Vicon 三维步态捕捉系统（Oxford Metrics 公司，英国）进行步态分析，测量两组患者步态参数，包括步速、步频、步幅、初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度。
为比较不同组间双下肢步态对称性，计算两组患者双下肢各项步态参数的 ASI[12-13]。计算公式：ASI=|Xipsi−Xcont|/［0.5×（Xipsi+Xcont）］×100%，其中 Xipsi 为术侧变量值，Xcont 为对侧变量值。ASI 为 0 时表示完全对称，值越大表示不对称越明显。
1.6 统计学方法
采用 SigmaPlot12.5 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组内手术前后比较采用配对 t 检验，组间比较采用独立样本 t 检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
两组患者术后切口均Ⅰ期愈合，无手术相关并发症发生。UKA 组手术切口长度与术后 24 h 引流量明显小于 TKA 组，差异有统计学意义（P<0.05）。两组术后 1 d 血红蛋白、白蛋白值均明显低于术前，差异有统计学意义（P<0.05）；组间比较血红蛋白、白蛋白手术前后变化值差异亦有统计学意义（P<0.05）。见表 1。
患者均获完整随访，UKA 组随访时间 13～20 个月，平均 18 个月；TKA 组 16～24 个月，平均 20 个月。影像学复查示，两组内翻畸形均得到矫正，下肢力线恢复至中立位，无假体位置不良、假体松动等并发症发生。见图 1、2。术后 1 年，两组 WOMAC 评分、ROM 及 HKA 均较术前显著改善，差异有统计学意义（P<0.05）；术后 1 年 UKA 组 WOMAC 评分及 ROM 明显优于 TKA 组，差异有统计学意义（P<0.05），HKA 组间比较差异无统计学意义（t=1.54，P=0.13）。见表 2。术后 1 年步态分析显示，UKA 组步速、步幅、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度与 TKA 组比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；其余步态参数比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 3。组间比较，初始着地及承重反应期膝关节屈曲角度 ASI 差异有统计学意义（P<0.05）；其余步态参数 ASI 组间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 4。
图1
UKA 组患者，女，54 岁，右侧膝关节前内侧间室骨关节炎（Kellgren-Lawrence Ⅲ级）X 线片
a. 术前下肢全长片；b. 术前膝关节正位片；c. 术前膝关节侧位片；d. 术后 1 年下肢全长片；e. 术后 1 年膝关节正位片；f. 术后 1 年膝关节侧位片
Figure1. X-ray films of a 54-year-old female patient with anterior medial compartment osteoarthritis of right knee (Kellgren-Lawrence Ⅲ level) in the UKA groupa. Preoperative view of the full-length lower extremity; b. Preoperative anteroposterior view of the knee; c. Preoperative lateral view of the knee; d. The full-length lower extremity view at 1 year after operation; e. Anteroposterior view of the knee at 1 year after operation; f. Lateral view of the knee at 1 year after operation
图2
TKA 组患者，女，74 岁，右侧膝关节骨关节炎（Kellgren-Lawrence Ⅳ级）X 线片
a. 术前下肢全长片；b. 术前膝关节正位片；c. 术前膝关节侧位片；d. 术后 1 年下肢全长片；e. 术后 1 年膝关节正位片；f. 术后 1 年膝关节侧位片
Figure2. X-ray films of a 74-year-old female patient with osteoarthritis of right knee (Kellgren-Lawrence Ⅳ level) in the control groupa. Preoperative view of the full-length lower extremity; b. Preoperative anteroposterior view of the knee; c. Preoperative lateral view of the knee; d. The full-length lower extremity view at 1 year after operation; e. Anteroposterior view of the knee at 1 year after operation; f. Lateral view of the knee at 1 year after operation
表3
两组术侧下肢步态参数比较（n=30，）
Table3.
Comparison of gait parameters between the surgical side of two groups (n=30, )
表4
两组 ASI 比较（n=30，，%）
Table4.
Comparison of ASI between the two groups (n=30, , %)
3 讨论
近年来，随着手术器械与外科技术的进步，UKA 的临床疗效越来越好。与 TKA“置换”的手术理念不同，UKA 是基于“重建”理念，主要目的在于填充软骨缺损，恢复原有力线与生物力学，阻止因关节不稳定导致对侧间室的磨损加速。UKA 术中保留膝关节前后交叉韧带[14]，相关研究表明，UKA 术后患膝从生物力学上更接近健康人群，患者可从事的体育运动较 TKA 更为广泛[15]。研究表明，UKA 术后 10 年与 15 年生存率分别达到 93% 与 89%[16]，且将各类原因（不仅是翻修）导致的二次手术均纳入对比时，UKA 失败率也低于 TKA。因此部分学者认为，UKA 无论从临床疗效还是生物力学角度分析，均优于 TKA，是“膝关节骨关节炎空窗期”的重要治疗手段[17]。
通过步态分析我们发现，UKA 组步幅、步速明显优于 TKA 组，而步频无明显差异。从理论上讲，交叉韧带在本体感受性关节控制中起主要作用，而 UKA 保留了交叉韧带，患者术后理应获得更接近健康人群的步频、步速与步幅。步频是评估 UKA 与 TKA 术后功能最重要的参数之一[18-19]，两组步频无明显差异，进一步说明了本研究中 UKA 组的步速优势主要来源于步幅。这可能与以下两个方面有关：一是不对称的下肢负荷[20]，术前膝关节骨关节炎患者因关节畸形、疼痛等原因，在步行过程中会增加躯干、髋关节的倾斜与缩短单侧下肢支撑时间来实现减轻患肢疼痛与负荷的目的，长此以往形成病理性步态，即使手术较为成功，也可能因疼痛残留、膝关节屈伸功能受限及心理因素等原因，不能完全纠正不良步态习惯与双侧下肢负荷不对称，无法获取接近正常的步频。这与 TKA 患者术后步态异常原因相同[21]，因此两组步频无明显差异。二是前交叉韧带功能退化或进行性松弛，UKA 患者术后因肥胖、过度活动及年龄增长等原因，前交叉韧带功能继续退化也存在较大可能。而前交叉韧带起着保持膝关节稳定、防止股骨过度前移与过度内旋的重要作用，其功能退化必然影响步频。本研究表明，UKA 组步幅明显优于 TKA 组，这可能与 TKA 后残留的膝关节屈曲畸形与股四头肌功能受损相关[22]。已有研究显示[1]，无论是 UKA 或者 TKA，部分患者在术后 1 年仍会残留一定的屈曲畸形（TKA 屈曲畸形更为明显），残留的屈曲畸形会减少步行过程中膝关节活动。步幅很大程度上取决于摆动相的持续时间，因此一侧肢体的摆动相持续时间缩短通常会降低该侧的步幅。TKA 术后患者因股四头肌功能受损与残留屈曲畸形，支撑相中期膝关节伸直角度不足，膝关节无法提供正常的前进推动力。摆动相伸直角度不足，足跟提前着地终止摆动阶段，无法获得足够的移动距离，从而进一步减小步幅。因此 TKA 组步幅明显小于 UKA 组。这一解释与本研究中运动学分析结果也相符。另外，TKA 组膝关节支撑相中期膝关节伸直角度及摆动相膝关节屈曲角度均明显低于 UKA 组（P<0.05），这也部分解释了 UKA 步幅较 TKA 更大的原因。
两组双下肢步速、步幅、步频、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度 ASI 差异均无统计学意义（P>0.05）；而 UKA 组初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度 ASI 明显大于 TKA 组，差异有统计学意义（P<0.05）。这表明 UKA 组与 TKA 组在步态周期中，ASI 差异主要来源于初始着地与承重反应期（主要功能为震荡吸收与维持稳定[12-13，23]）。两组患者对侧下肢均罹患不同程度的骨关节炎，而从表 3 可发现，UKA 组术侧下肢在这两个阶段膝关节屈曲角度大于对侧下肢。这间接说明 UKA 组术侧下肢较对侧在初始着地与承重反应期通过增加膝关节屈曲角度承担了更多的震荡吸收与稳定任务，从而减轻对侧下肢负担，因此导致这两个阶段 ASI 比 TKA 组更大。
本研究表明，UKA 组手术切口长度、术后 24 h 引流量明显小于 TKA 组，且围术期血红蛋白、白蛋白变化值明显低于 TKA 组，均说明 UKA 较 TKA 具有创伤小、出血少的优势。术后 1 年随访时，UKA 组 WOMAC 评分及 ROM 明显优于对照组，差异均有统计学意义。分析原因主要有以下几点：① UKA 手术创伤较小，术中使用止血带时间短，对股四头肌等肌肉功能损伤较小；② UKA 患者术中侧副韧带松解较少，保留了前后交叉韧带，步行过程中膝关节更为稳定，本体感觉更佳[24]；③ UKA 术前患者筛选要求可复性膝内翻和 10° 以内的屈曲挛缩，术后伸直锻炼张力较小，因此各项指标恢复更快；④ 本研究中 TKA 组植入假体为后交叉韧带替代型假体，相对后交叉韧带保留型假体限制性更高，因此对 WOMAC 评分与 ROM 有一定影响[25]。
本研究存在以下不足：首先，TKA 组仅纳入了后交叉韧带替代型假体，由于 TKA 假体类型、设计原理、限制性不同，对术后步态有较大影响[26]。其次，未考虑性别与年龄对步态的影响[27]。同时，本研究仅观察了术后 1 年步态，且未纳入健康人群进行对比。最后，本研究所采取的临床疗效及步态指标仍不够全面，存在一定局限性。
综上述，UKA 与 TKA 均可获得满意近期疗效。与 TKA 相比，UKA 除具有创伤小、出血少、膝关节功能评分高等优势，步幅、步频、膝关节屈伸角度等诸多步态参数也优于 TKA。
作者贡献：郝朋负责研究实施及文章撰写；杨柳、何锐、陈昊负责科研设计；孙茂淋、梁帅楠负责数据收集整理及统计分析。
利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。课题经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。
机构伦理问题：研究方案经陆军军医大学第一附属医院医学伦理委员会批准（KY201965）。
