综述：全膝关节置换术中的CPAK范式：对其理论依据和临床适用性的批判性回顾

《Journal of Orthopaedic Reports》：The CPAK paradigm in total knee arthroplasty: A critical review of its theoretical rationale and clinical applicability

膝关节置换术中机械对齐的局限性及功能对齐的临床争议，提出需整合三维骨-韧带表型与动态负荷评估。

　　在膝关节置换术（Total Knee Arthroplasty, TKA）领域，膝关节的对齐方式一直是手术成功与否的关键因素之一。尽管机械对齐（Mechanical Alignment, MA）在过去几十年中被广泛采用，并在长期疗效方面表现出良好的稳定性，但仍有相当比例的患者对术后结果感到不满意。因此，研究者们不断探索其他对齐策略，如运动学对齐（Kinematic Alignment, KA）、受限运动学对齐（Restricted Kinematic Alignment, RKA）、逆运动学对齐（Inverse Kinematic Alignment, IKA）以及功能对齐（Functional Alignment, FA）。这些方法试图恢复膝关节的原始解剖结构和关节线方向，以期在改善软组织平衡和患者报告结果（Patient-Reported Outcome Measures, PROMs）方面取得更好的效果。然而，随着研究的深入，人们逐渐意识到这些对齐策略在临床应用中仍存在诸多局限性，尤其是在面对复杂解剖结构和动态膝关节行为时。

### 1. 传统机械对齐的局限性

机械对齐的核心理念是恢复中立的髋-膝-踝（Hip-Knee-Ankle, HKA）轴线以及水平的关节线，以实现最佳的载荷分布和假体使用寿命。这一方法在临床实践中已取得了显著的成果，长期随访数据显示其能够有效减少假体松动和磨损的风险。然而，临床经验表明，仍有约15%至25%的患者对术后结果不满意，这促使研究者们重新审视传统对齐方法的适用性，并探索更具个性化和功能导向的替代方案。

功能对齐方法的出现，旨在通过恢复膝关节的天然对齐模式，来改善患者的术后功能和生活质量。这一方法强调在手术中根据患者自身的解剖特征和关节行为进行个性化调整，而不是依赖于标准的中立轴线。然而，尽管功能对齐在某些研究中显示出早期的改善效果，例如在患者报告结果（PROMs）方面的提升，但其在长期疗效和假体生存率方面的表现尚未得到充分验证。因此，功能对齐是否能够取代机械对齐，成为TKA的首选策略，仍是一个悬而未决的问题。

### 2. CPAK分类的不足

为了更好地指导TKA手术中的对齐决策，研究者们提出了基于冠状面的膝关节对齐分类（Coronal Plane Alignment of the Knee, CPAK）。CPAK通过将膝关节的冠状面角度（如HKA角度和关节线倾斜度）划分为九种表型，为医生提供了一种简化的对齐框架。这种方法的初衷是帮助外科医生在手术前快速识别患者的膝关节形态，并据此制定个性化的手术方案。

然而，CPAK方法的局限性也逐渐显现。首先，CPAK仅关注冠状面的对齐情况，忽略了膝关节在矢状面和轴向的复杂变化。例如，后侧胫骨斜度（Posterior Tibial Slope, PTS）是影响膝关节稳定性的重要因素，但CPAK并未将其纳入考虑范围。PTS的变化不仅影响前交叉韧带（Anterior Cruciate Ligament, ACL）和后交叉韧带（Posterior Cruciate Ligament, PCL）的张力，还可能影响膝关节的屈曲稳定性、胫股接触力学以及假体的下沉风险。因此，CPAK分类在指导PCL保留型与PCL切除型假体选择、股骨大小匹配以及髌股关节优化方面存在明显不足。

其次，CPAK依赖于二维的站立位X线影像，这种影像方式在测量过程中容易受到多种因素的影响。例如，胫骨的旋转、膝关节的屈曲角度以及成像技术本身的投影误差，都会导致关节线倾斜度（Joint Line Obliquity, JLO）的测量不准确。此外，站立位X线影像无法反映膝关节在动态负载下的真实表现，而动态负载下的膝关节行为与静态影像存在显著差异。因此，CPAK分类在指导手术决策时可能无法准确预测膝关节的功能状态，尤其是在处理严重骨关节炎（Osteoarthritis, OA）患者时。

再者，CPAK未能涵盖轴向旋转参数和髌股关节力学，而这些因素在膝关节置换术中同样至关重要。例如，股骨远端和胫骨近端的关节线方向往往并不平行，且旋转参数的变化不会简单地按照冠状面类型进行分类。这种现象被称为“三室表型”（three-compartment phenotype），意味着仅依靠冠状面分类难以全面评估膝关节的功能状态。因此，CPAK在指导手术时可能遗漏关键的旋转信息，从而影响假体的最终位置和术后稳定性。

### 3. 三维影像技术的优势

为了克服CPAK分类的局限性，近年来越来越多的研究开始采用三维成像技术，如站立位CT扫描（Upright 3D CT），以提供更全面和精确的膝关节解剖信息。三维影像技术能够更准确地测量关节线的倾斜度和斜度，同时捕捉膝关节在不同平面内的复杂形态变化。这种技术不仅能够减少测量误差，还能反映膝关节在生理负载下的真实行为，从而为手术提供更可靠的依据。

此外，三维影像技术还能够整合轴向旋转参数和髌股关节力学，为手术中的旋转对齐提供指导。例如，股骨远端的前倾角（Anterior Tibial Angle, ATA）和后倾角（Posterior Tibial Angle, PCA）在三维影像中可以被准确测量，并用于评估髌股关节的动态行为。这些参数在二维影像中往往难以准确捕捉，因此三维影像技术的应用对于提高TKA手术的精准度和长期效果具有重要意义。

### 4. 软组织松弛度的重要性

除了骨性结构的评估，软组织松弛度（Soft-tissue Laxity）在TKA手术中同样不可忽视。CPAK分类未能将软组织松弛度纳入考虑范围，而这一因素在术后稳定性、关节活动度以及患者满意度方面起着关键作用。近年来的研究表明，软组织松弛度在不同屈曲角度下的表现存在显著差异，且这种差异与患者的临床结果密切相关。因此，整合软组织松弛度信息的对齐策略可能更有利于实现术后膝关节的稳定和功能优化。

一些研究已经尝试通过引入软组织松弛度分类系统（如REAL分类）来弥补CPAK的不足。REAL分类基于膝关节在不同屈曲角度下的软组织松弛模式，为手术中的软组织平衡提供了更细致的指导。然而，目前这些分类系统尚未被广泛应用于临床实践，主要原因是缺乏足够的长期数据支持，以及在手术操作中的实施难度。

### 5. 功能对齐的临床证据

尽管功能对齐在某些研究中显示出早期的临床优势，例如在患者报告结果（PROMs）方面的改善，但其在长期疗效和假体生存率方面的表现仍存在争议。一些随机对照试验（RCTs）和队列研究（cohort studies）表明，功能对齐与机械对齐在术后五年内的患者报告结果（如 Forgotten Joint Score, FJS 和 Knee Society Score, KSS）方面没有显著差异。这表明，功能对齐可能并不能带来长期的临床优势。

此外，一些研究还发现，功能对齐可能需要更多的软组织释放，而过多的软组织释放可能增加术后并发症的风险。因此，尽管功能对齐在某些情况下能够改善患者的早期症状，但其在长期疗效和假体寿命方面的表现仍需进一步验证。

### 6. 多维度对齐框架的必要性

鉴于CPAK分类和功能对齐方法在临床应用中的局限性，越来越多的研究者呼吁采用多维度的对齐框架，以整合冠状面、矢状面、轴向旋转参数以及动态负载下的膝关节行为。这种多维度的对齐框架不仅能够提供更全面的解剖信息，还能够指导更精准的手术操作，从而提高TKA的长期效果和患者满意度。

多维度对齐框架的实施需要依赖于先进的影像技术和术中测量手段。例如，三维CT扫描和术中传感器技术可以提供更精确的骨性结构和软组织松弛度数据，为手术提供更可靠的依据。此外，动态影像技术（如站立位CT和动态X线成像）能够更真实地反映膝关节在负载下的行为，从而指导更个性化的手术方案。

### 7. 未来研究方向

为了进一步提升TKA手术的效果，未来的研究应更加关注多维度对齐框架的建立和应用。这包括对三维骨性结构、软组织松弛度以及动态膝关节行为的全面评估。同时，研究者还应探索新的分类系统，以更准确地描述膝关节的复杂形态和功能状态。这些分类系统应能够涵盖冠状面、矢状面、轴向旋转参数以及动态负载下的表现，从而为手术提供更可靠的指导。

此外，研究者还应关注不同对齐策略对患者个体差异的影响。例如，患者的年龄、体重指数（BMI）、活动水平、合并症负担、骨质量、畸形严重程度、术中并发症（如感染和僵硬）以及术后康复依从性等因素，都可能影响TKA的长期效果。因此，未来的研究应更加注重这些因素的综合评估，以制定更全面的手术方案。

### 8. 结论

综上所述，尽管功能对齐和CPAK分类在某些研究中显示出早期的临床优势，但其在长期疗效和假体生存率方面的表现仍存在不确定性。因此，在缺乏充分证据支持的情况下，机械对齐仍然是TKA手术的可靠标准。未来的研究应更加关注多维度对齐框架的建立，以整合三维骨性结构、软组织松弛度以及动态膝关节行为，从而为手术提供更全面和精准的指导。只有在充分验证这些对齐策略的长期效果后，才能考虑其在临床中的广泛应用。