全踝关节置换术（使用全距骨假体）术后早期的体内运动学研究：采用迭代最近点算法进行的三维分析

《Journal of Joint Surgery and Research》：Early post-operative in vivo kinematics after total ankle arthroplasty using a total talar prosthesis: Three-dimensional analysis using the iterative closest point algorithm

本研究比较了联合TAA和标准TAA术后踝关节三维运动学差异，发现联合TAA组在跖屈时出现显著内侧平移，恢复更解剖的关节运动。

　　本研究探讨了在总踝关节置换术（Total Ankle Arthroplasty, TAA）后，踝关节的三维运动学特征，特别关注了两种不同的手术方式——联合式TAA（Combined TAA）与标准式TAA（Standard TAA）对踝关节运动模式的影响。联合式TAA指的是在手术过程中不仅替换踝关节的滑车部分，还对整个距骨进行置换，而标准式TAA则仅替换滑车表面。随着TAA在临床中的应用逐渐增多，其术后效果和长期稳定性成为关注的焦点。尽管TAA的临床效果在某些方面有所提升，但其并发症率仍高于全膝关节置换术和全髋关节置换术，其中最常见的是距骨假体的无菌松动。为了改善这一问题，联合式TAA被引入，但其是否能够保持踝关节的正常运动模式仍缺乏系统研究。

本研究的主要目的是通过使用CT影像结合迭代最近点（Iterative Closest Point, ICP）算法，评估联合式TAA与标准式TAA在术后早期踝关节运动中的三维运动学差异。研究对象为22名接受TAA治疗的患者，共计24个踝关节，其中联合式TAA组包括17个踝关节，标准式TAA组为9个踝关节。研究通过分析患者在主动背屈和跖屈状态下的踝关节运动，比较两种手术方式对距骨假体运动的影响。研究发现，联合式TAA组的距骨假体在非负重背屈到负重跖屈的过程中，表现出显著的内侧位移，而标准式TAA组则未观察到这种变化。此外，x轴旋转（内翻）与z轴位移（外侧位移）之间存在负相关关系，这表明在跖屈状态下，联合式TAA组的踝关节内翻程度更大，且更接近正常的解剖运动模式。

在研究方法方面，首先对患者的临床资料和影像学参数进行了评估。研究发现，两组患者在年龄、体重指数等基础信息上无显著差异，但在随访时间上存在差异，联合式TAA组的平均随访时间为26个月，而标准式TAA组为45个月。影像学参数方面，联合式TAA组和标准式TAA组在术前和术后踝关节角度上均无显著差异。然而，在术后踝关节运动分析中，联合式TAA组的距骨假体在x轴和z轴上的运动存在明显变化。这些变化提示，联合式TAA可能在一定程度上影响了踝关节的运动模式，尤其是在内翻和外侧位移方面。

在临床评估中，研究使用了自我管理足部评估问卷（Self-Administered Foot Evaluation Questionnaire, SAFE-Q）来衡量患者术前和术后一年的足部功能和生活质量。结果显示，两组患者在各个子项上的评分均无显著差异，表明无论是联合式TAA还是标准式TAA，术后患者的足部功能和生活质量均得到了显著改善。这一结果可能与两种手术方式均能够有效缓解疼痛、恢复踝关节活动度有关。

本研究的影像学分析采用了CT扫描结合ICP算法，这种方法能够精确地评估踝关节的三维运动学特征。ICP算法通过匹配术前和术后CT图像，计算距骨假体与胫骨假体之间的相对运动。这种方法相较于传统的二维荧光透视或皮肤标记法，具有更高的准确性，因为它能够独立分析距骨关节和距下关节的运动，而这些传统方法在评估复杂运动模式时存在局限性。通过CT图像，研究人员能够更直观地观察到踝关节在不同运动状态下的结构变化，从而更准确地判断手术对踝关节运动的影响。

研究的局限性在于，仅评估了背屈和跖屈两个位置的运动，未能全面分析整个踝关节运动范围。此外，联合式TAA组和标准式TAA组的术后CT扫描时间存在差异，联合式TAA组在术后3个月内进行扫描，而标准式TAA组则在术后至少1年进行。这种时间差异可能影响对术后早期运动模式的全面评估。尽管如此，研究仍认为其结果具有重要的临床意义，尤其是在联合式TAA逐渐成为主流手术方式的背景下，能够为术后康复和长期管理提供依据。

本研究的结果表明，联合式TAA在术后早期能够恢复更接近正常解剖的踝关节运动模式，尤其是在内翻和外侧位移方面。尽管联合式TAA涉及对所有与距骨相连的韧带进行切断，但研究并未观察到明显的外侧不稳定性，这可能与距骨假体的结构设计有关。此外，联合式TAA组的距骨假体在术后3个月内即表现出良好的运动学特征，提示术后康复可以在较短时间内启动，而无需过度担心韧带功能的恢复问题。

综上所述，本研究通过CT图像和ICP算法，首次系统地评估了联合式TAA与标准式TAA在术后早期踝关节运动中的三维运动学差异。研究发现，联合式TAA在术后早期能够更接近正常解剖运动模式，尤其是在内翻和外侧位移方面。这一结果对于指导术后康复和改善假体长期稳定性具有重要意义。未来的研究可以进一步探讨联合式TAA在不同患者群体中的应用效果，以及如何优化手术技术以减少对韧带的影响，从而进一步提高术后踝关节功能和假体寿命。