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这篇系统评价与荟萃分析聚焦膝关节冠状面角畸形治疗。对比经皮骨骺阻滞术(PETS)与张力带钢板(TBP),发现 PETS 在矫正率上更具优势,并发症相对更少,或为治疗儿童膝关节畸形更有效的选择。
引言
膝关节角畸形,像膝内翻(俗称 “罗圈腿”)和膝外翻(也就是 “X 型腿”),在儿童群体中并不罕见,大概有 0.2% 的孩子会受其困扰 。多数情况下,一些膝关节角畸形能自行恢复,或者通过保守治疗得到改善,但仍有部分病情严重的孩子需要接受手术治疗。
以往,矫正膝关节角畸形常采用截骨术和石膏固定的方法。截骨术,简单来说,就是通过手术重新调整骨头的位置,以纠正畸形。虽然这种方法效果显著,可它的创伤性很大,伴随着诸多风险,比如感染、愈合延迟、矫正过度或不足,还可能因为急性矫正引发骨筋膜室综合征或神经血管损伤 。
鉴于截骨术的种种弊端,带器械的引导生长技术应运而生。这种技术采用可逆的操作,暂时减缓骨骺过度生长一侧的生长速度,随着孩子的成长,畸形会逐渐得到矫正。影响骨骼生长的理念可以追溯到 19 世纪,当时 Hueter、Volkmann 和 Delpech 等外科医生就注意到压力对骨骺生长的作用。基于这一发现,1933 年 Phemister 首次提出开放性骨骺阻滞术,通过永久性阻止骨骺生长来矫正畸形 。后来,Haas 发明了一种器械,在达到预期矫正效果后可以取出,实现了可逆的生长抑制 。
从那以后,多种半骨骺阻滞植入物不断涌现。Blount 最早引入的 U 形钉是早期用于引导生长的植入物之一,但它的机械故障率很高。U 形钉作为刚性植入物,会对骨骺施加固定压力,导致生长板从 U 形钉尖端移位,常常引发 U 形钉脱出,限制了其长期有效性 。为了解决这个问题,张力带钢板(TBP)问世了。TBP 由两个非锁定螺钉和一块小钢板组成,这种设计增加了结构的灵活性,使其能够像动态张力带一样发挥作用,而不是刚性固定装置 。与 U 形钉不同,TBP 不会立即施加直接的压缩力,而是将支点置于骨外,改变了骨骺上压缩力的分布,提供了一种更符合生理的引导生长矫正机制,减少了与刚性植入物相关的并发症 。
1998 年 Métaizeau 提出的经皮骨骺阻滞术(PETS)也是引导生长的一种选择。从文献报道来看,PETS 有着不错的效果,不仅矫正速度快,而且手术创伤小 。尽管 TBP 和 PETS 在临床中应用广泛,但对它们进行直接比较的研究却不多。之前的荟萃分析主要关注这些植入物在治疗腿长差异方面的应用,而本次荟萃分析则首次全面评估了它们作为半骨骺阻滞术治疗膝关节角畸形时的角度矫正率、整体矫正效果以及相关并发症发生率。
研究方法
在开展研究之前,研究者们在 PROSPERO 平台(CRD42024612039)对本次系统评价和荟萃分析进行了注册,并严格遵循 PRISMA 指南以及 Cochrane 干预手册的要求 。由于这是一项对已有研究的综合分析,并非临床试验,所以没有临床试验编号。
2024 年 11 月,研究者们在 PubMed、Web of Science 核心合集和 Scopus 这三个数据库中展开全面检索,旨在找出比较 PETS 和 TBP 治疗膝关节冠状面角畸形的研究。他们使用的检索词很有讲究:(Genu OR Knee OR leg) AND (valgum OR varum OR valga OR varus OR knocking OR bow OR deformity OR deformities) AND (((8 OR eight OR tensions) AND (plate OR band)) OR (PETS OR percutaneous epiphysiodesis OR transphyseal screw*))。同时,他们还对相关领域的特定期刊进行了检索,并交叉参考了相关文献。
并非所有研究都能纳入本次分析,只有那些符合特定标准的才行。研究必须是对比性的,设置两个治疗组,分别使用 TBP 或 PETS 治疗骨骼未成熟儿童的膝关节冠状面畸形,而且要一直跟踪随访,直到畸形得到适当矫正。那些只涉及单一治疗组、病例报告或者二次分析的研究都被排除在外。
检索到的文献首先通过 Sciwheel 软件去除重复记录,然后导入 Rayyan 网络工具进行筛选。两名作者先独立筛选标题和摘要,之后收集全文,在 Rayyan 中进行二次盲法筛选。
对于纳入研究的数据,作者们收集了定量和定性信息,并记录在两个标准化电子表格中。第一个表格记录研究和人口统计学特征,比如研究编号、研究设计、患者年龄和性别等;第二个表格专门记录主要和次要结局,包括机械轴偏差(MAD)矫正率、内侧近端胫骨角(MPTA)矫正率、外侧远端股骨角(LDFA)矫正率以及并发症发生率。如果需要从图表中提取数据,就会用到 Web-PlotDigitizer 工具。
两名独立作者依据非随机研究方法学指数(MINORS)标准对纳入研究进行质量评估 。该标准从 12 个方法学领域对研究进行评价,涵盖研究目的报告、终点评估、随访、统计分析等方面。每个领域的评分从 0 到 2 分,0 分表示未报告,1 分表示报告不充分,2 分表示报告充分。
统计分析使用 RevMan 5.4 软件 。对于 MAD 和角度矫正率的均值差(MD)进行汇总,分别标准化为每月毫米数(mm/month)和每月度数(°/month),并按照 MPTA、LDFA 和非特异性矫正率三个亚组进行分析。对于有一项研究未报告标准差的情况,采用 Wan 氏公式进行处理,以便进行荟萃分析 。通过
C h i 2 检验和
I 2 统计量评估异质性,
值 被认为具有统计学意义。
I 2 < 25% 表示低异质性,25 - 75% 为中度异质性,
> 75% 为高度异质性。考虑到异质性,采用随机效应模型汇总 MD,并进行敏感性分析以评估结果的有效性。
研究结果
经过三个数据库的全面检索,最初共找到 2538 条记录。去除 1167 条重复记录后,剩下 1371 条记录进行筛选。其中,1364 条由于研究设计错误、植入物类型不符或者研究人群未涉及半骨骺阻滞术而被排除。对剩下的 7 篇全文进行资格评估后,又排除了 2 篇:一篇使用螺钉结合不可吸收缝线作为张力带,并非 TBP;另一篇只关注骨骺阻滞术,不符合纳入标准。最终,5 项研究被纳入本次综述 。
纳入的 5 项研究总共涉及 228 名患者(129 名男性,99 名女性),每项研究的患者数量在 30 - 57 人之间,患者平均年龄为 12 岁,年龄范围在 7 - 15 岁,平均体重指数在 21 - 23.6k g / m 2 。研究中纳入的骨骺总数在 55 - 150 个之间,本次综述共涉及 473 个骨骺。这些研究涵盖了股骨远端和胫骨近端的骨骺,不过 McGinley 等人的研究只使用了股骨骨骺 。这些研究在不同国家开展,包括德国、美国、韩国和以色列,时间跨度为 2016 - 2023 年。所有研究均采用回顾性队列设计,对比 TBP 和 PETS 治疗膝关节角畸形的效果。
根据 MINORS 标准,这 5 项研究的总评分在 18 - 19 分之间 。所有研究在研究目的、终点、随访期、统计分析以及对照组和同期组这 5 个领域的报告都比较充分。但由于这些研究都是回顾性的,在连续患者纳入、终点的无偏评估、前瞻性样本量计算和数据收集这 6 个领域的报告存在不足。在基线均衡性方面,除了 Heckel 等人的研究,其他研究都显示出组间基线均衡性良好。McGinley 等人采用了匹配研究设计,其余研究报告组间基线无显著差异。
本次荟萃分析评估了 PETS 和 TBP 两种治疗方法在 5 项研究(涉及 473 个骨骺)中的角度矫正率 。在 MPTA 亚组(包含两项研究,共 115 个胫骨骨骺),PETS 的平均差异为每月 0.1°(95% 置信区间: - 0.004 - 0.25;p = 0.16 ),虽有优势趋势,但未达到统计学意义。在 LDFA 亚组(包含三项研究,230 个股骨骨骺),PETS 的平均差异为每月 0.21°,具有统计学意义(95% 置信区间:0.04 - 0.37;p = 0.01 )。Park 等人 2022 年的研究在报告角度矫正时未区分 MPTA 和 LDFA,被纳入非特异性亚组,该亚组中 PETS 的平均差异为每月 0.20°,具有统计学意义(95% 置信区间:0.04 - 0.36;p = 0.02 )。综合所有角度矫正亚组,PETS 的总体平均差异为每月 0.17°(p < 0.0003 )。整体分析和各亚组的异质性均无统计学意义(I 2 = 48 ? 56% ,P > 0.05 ),敏感性分析表明,无论排除哪一项研究,结果都稳健,PETS 的优势依然显著。
在分析 MAD 矫正率时,纳入了三项研究(Shapiro 等人、Heckel 等人和 McGinley 等人的研究) 。结果显示,PETS 的平均差异为每月 1.02mm,具有统计学意义(95% 置信区间:0.29 - 1.76;p = 0.006 ),异质性无统计学意义。
在四项研究中报告了引导生长相关的并发症,但由于各研究报告的详细程度差异较大,无法进行汇总分析 。Park 等人 2016 年的研究未评估并发症;McGinley 等人指出 PETS 组并发症较少,但未明确并发症类型和发生频率;Heckel 等人报告有 5 例需要再次手术,其中 4 例最初接受 TBP 治疗。除了 Park 等人 2022 年报告 PETS 组有过度矫正情况外,在所有研究中,PETS 组的并发症发生率普遍较低 。TBP 组的并发症发生率在某些研究中比 PETS 组高出三到六倍,其中反弹现象是最常见的问题 。Shapiro 等人还报告了 TBP 组的植入物失败和切口相关并发症,主要是因为 TBP 手术切口较大 。
讨论
据研究者所知,之前的荟萃分析仅对引导生长装置在治疗腿长差异方面的疗效进行了统计比较 。本次荟萃分析首次对 PETS 和 TBP 矫正膝关节角畸形的疗效进行统计比较,并评估了它们在不同研究中的安全性。
研究表明,PETS 在角度矫正率和 MAD 矫正率上都比 TBP 更快,在整体矫正效果中始终保持优势 。PETS 矫正速度快,得益于其经骨骺的结构设计,能够直接对骨骺生长产生机械影响 。相比之下,TBP 矫正率较低,可能是因为它对生长板的压缩作用延迟。TBP 的作用机制是随着生长进展,螺钉上的张力逐渐增加,最终在骨骺周边产生类似铰链的效果,直到生长停止,这需要一定时间才能完全发挥作用 。
在所有研究中,TBP 组的并发症和再次手术需求都比 PETS 组更频繁 。TBP 组的反弹现象发生率较高,这可能是因为装置取出后,骨骺上的张力释放,导致受控制一侧的生长暂时加快 。高角度畸形和患者年龄较小等因素可能会增加反弹的风险 。一些医生主张在使用 TBP 时常规进行 5 度的过度矫正,以预防反弹,但 Leveille 等人则建议只对高风险患者进行过度矫正,因为对低风险患者进行不必要的过度矫正可能会引发新的畸形 。
此外,TBP 组的切口相关并发症也更多,这和它较大的切口尺寸有关。大切口容易引发手术部位感染、瘢痕增生和切口疼痛等问题。Shapiro 等人报告 TBP 组的并发症发生率为 18%,而 PETS 组仅为 3%,这很可能是由于 TBP 手术需要更大的切口,并且要切开肌肉和筋膜 。
有人担心 PETS 穿过骨骺可能会导致生长停滞,但在纳入的研究中,取出螺钉后均未出现骨骺停滞的情况 。多项研究证实,取出 PETS 螺钉后,骨骺能恢复正常生长 。不过,Park 等人 2022 年观察到 PETS 组在螺钉取出后畸形过度矫正的发生率较高,这可能是因为螺钉穿过的骨骺处形成了骨桥 。但这些情况都是暂时的,没有出现永久性生长停滞的病例 。为了降低永久性骨骺损伤的风险,在植入 PETS 时,精细的手术操作至关重要,钻孔时要避免穿透骨骺,螺钉植入要顺畅,避免用力过大,从一开始就保证操作精准,减少形成较大骨桥的风险,确保矫正过程安全可逆。
还有研究指出,干骺端钻孔与骨之间的间隙产生的三点弯曲应力可能导致 TBP 松动和螺钉断裂 。不过,在本次纳入的研究中,只有 Shapiro 等人报告了 1 例相关病例 。但在其他研究中,尤其是涉及 Blount 病的病例,TBP 的螺钉断裂和失败率明显更高 。
在使用 TBP 矫正角畸形时,需要区分生理性和病理性骨骺 。对于轻度特发性角畸形,TBP 的并发症发生率较低;但在病理性骨骺的情况下,TBP 的性能明显下降,失败率显著升高,比如在假性软骨发育不全患者中失败率可达 45%,在 Blount 病患者中为 36.8%,主要表现为干骺端螺钉断裂 。这种情况下,建议使用实心螺钉或改用 PETS,以降低失败风险,提高治疗效果。
从经济角度看,PETS 可能比 TBP 更具成本效益。PETS 植入物价格较低,而且由于并发症少,再次手术的需求也少,总体费用更低 。
研究局限性
本次研究存在一定的局限性。由于相关文献较少,纳入的 5 项研究均为回顾性研究,样本量较小,这限制了研究结果的普遍性 。此外,各研究在结局报告方面存在不一致的情况,导致并发症数据无法纳入荟萃分析。
虽然发现 Park 等人 2022 年和 2016 年的研究可能存在患者人群部分重叠的问题,但这对研究结果的可靠性影响不大 。首先,两项研究的数据没有同时出现在同一个森林图中,不会影响荟萃分析结果;其次,Park 等人 2016 年的研究未报告并发症发生率,所以安全性结果不受影响;最后,通过逐一排除研究进行敏感性分析,发现无论去掉哪一项研究,PETS 在角度矫正率上的优势依然显著,这也证明了研究结果的稳健性。
未来研究建议
未来的研究应侧重于开展前瞻性、匹配性的研究,进一步验证 PETS 和 TBP 的疗效 。为了便于进行更深入的统计分析,标准化的报告至关重要。每个研究都应详细记录患者数量、治疗肢体和骨骺的情况,以及具体的骨骺类型和治疗组等关键信息。此外,全面评估并发症也非常重要,因为安全性是半骨骺阻滞术区别于其他治疗方法的关键因素。
结论
综合来看,经皮骨骺阻滞术(PETS)在治疗膝关节角畸形时,矫正速度比张力带钢板(TBP)更快,治疗周期可能更短 。而且,PETS 的植入物成本较低,再次手术率也低,可能比 TBP 更具成本效益,安全性方面也更有优势。因此,PETS 或许是治疗膝关节角畸形的一个更优选择。