《Diagnostics》：Mechanical Versus Kinematic Alignment in Total Knee Arthroplasty: Relationship Between Postoperative Alignment and Short-Term Functional Outcomes
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背景/目的：机械对线（MA）传统上是全膝关节置换术（TKA）的参考对线策略，而运动学对线（KA）作为一种旨在接近患者特异性膝关节解剖的个体化替代策略已经出现。然而，术后机械轴对线与功能恢复之间的关系仍未完全阐明。本研究旨在比较初次TKA后MA与KA的短期功能结
背景/目的：机械对线（MA）传统上是全膝关节置换术（TKA）的参考对线策略，而运动学对线（KA）作为一种旨在接近患者特异性膝关节解剖的个体化替代策略已经出现。然而，术后机械轴对线与功能恢复之间的关系仍未完全阐明。本研究旨在比较初次TKA后MA与KA的短期功能结局和术后机械轴对线，并探讨测得的术后对线参数与功能结局之间的关系。方法：这项单中心回顾性比较队列研究纳入2022年1月至2024年12月因终末期膝骨关节炎（KOA）接受初次单侧TKA的120例患者；51例接受MA，69例接受KA。影像学评估包括髋-膝-踝（HKA）角、机械轴偏移（MAD）、残余内翻畸形和影像学膝伸直缺陷。功能结局采用膝关节损伤和骨关节炎结局评分（KOOS）、西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）和膝关节学会评分（KSS）评估。评估术前、术后及相对基线变化（Δ）的功能评分。采用协方差分析（ANCOVA）在校正基线功能评分和相关协变量后评估对线策略与术后功能结局之间的关联。另外评估术后影像学参数与功能结局之间的关联。结果：两个对线组均显示从术前到术后的显著功能改善。MA术后HKA对线比KA更接近中立机械轴（179.63 ± 1.23° vs. 178.24 ± 2.32°；p < 0.001；错误发现率（FDR）校正p < 0.001）。MA相对中立位的HKA绝对偏差更低（0.97 ± 0.83° vs. 2.42 ± 1.62°；FDR校正p < 0.001），术后绝对MAD也更低（5.19 ± 4.53 mm vs. 7.86 ± 6.76 mm；p = 0.011；FDR校正p = 0.018）。KA与MA相比，未校正术后KOOS评分更高（84.04 ± 12.33 vs. 77.12 ± 15.65；p = 0.010），而术后WOMAC（p = 0.206）和KSS（p = 0.843）在组间无显著差异。KOOS（p = 0.227）、WOMAC（p = 0.130）或KSS（p = 0.427）的基线变化组间差异均无统计学意义。经多变量校正后，术后KOOS（校正β = 2.42；95% CI，?0.93至5.77；p = 0.155）、WOMAC（校正β = ?2.80；95% CI，?6.73至1.14；p = 0.162）或KSS（校正β = 1.09；95% CI，?2.05至4.24；p = 0.492）均未观察到组间统计学显著关联。术后影像学参数与功能结局之间的关联可忽略至弱，FDR校正后均无统计学显著性。结论：MA和KA均与显著的短期功能改善相关，从基线改善幅度无显著组间差异。MA术后对线更接近中立机械轴，而KA观察到的较高未校正术后KOOS评分在校正基线特征和潜在混杂因素后无统计学显著性。WOMAC或KSS未观察到显著术后差异。测得的术后机械轴参数与功能结局之间总体较弱的关联提示，仅机械轴对线可能不足以充分解释短期功能恢复。由于未定量评估患者特异性冠状面对线参数和个体化KA目标的达成，本研究结果不能确定恢复患者特异性解剖是否与功能结局相关。
膝骨关节炎（KOA）是疼痛、残疾和生活质量下降的重要原因；在人口老龄化和肥胖患病率增加的背景下，其公共卫生负担持续上升。KOA被视为涉及机械、炎症、代谢和分子机制相互作用的全关节进展性疾病，软骨退变、软骨下骨重塑和滑膜炎症可导致疼痛、畸形、功能受限和活动能力下降。保守治疗不能充分缓解终末期患者症状时，全膝关节置换术（TKA）是公认可提供显著疼痛缓解、功能改善和持久假体生存的治疗方式。传统TKA采用机械对线（MA），目标是使股骨和胫骨假体垂直于各自机械轴，并恢复约180°的中立髋-膝-踝（HKA）角；MA长期被视为参考策略，因为中立机械轴被认为可优化假体负荷分布、减少聚乙烯磨损并支持假体寿命。然而，个体间肢体对线和关节线方向存在显著差异，使统一中立对线目标是否适合所有患者受到质疑，并促进了个体化对线策略的发展。尽管TKA有效且长期生存已确立，约15%–20%患者仍报告持续疼痛、功能受限或不满意；术后不满意为多因素，可能反映残余疼痛、僵硬、不稳、膝关节运动学改变、软组织失衡以及患者期望与术后功能之间的差异。运动学对线（KA）是研究最广泛的个体化替代策略之一，其不系统恢复中立机械轴，而是试图重现患者关节炎前关节线方向和体质性肢体对线，同时保留原生韧带平衡并尽量减少不必要的软组织松解；该策略被认为可能更接近生理性膝关节运动学，从而改善患者满意度和功能恢复，同时维持可接受的假体相关结局。然而，机械轴对线、假体生物力学和患者特异性功能恢复之间的最佳平衡仍有争议；术后相对中立机械轴的对线本身不能说明是否达到了预期的患者特异性对线目标。随机对照试验和系统评价比较MA与KA，但孰优仍不确定；部分研究报告KA后患者报告结局改善，包括KOOS、KSS和遗忘关节评分较高，另一些研究则发现尽管术后对线不同，临床结局相当。术后机械轴对线与功能恢复之间的关系仍未完全阐明；不同对线策略之间术后HKA或MAD差异不一定意味着患者报告或临床结局相应差异，且在同一队列中直接检验术后机械轴参数与功能结局关联的研究相对有限。明确该关系有助于判断术后相对中立机械轴的对线在多大程度上解释TKA后短期功能恢复变异。因此，本回顾性队列研究旨在比较初次TKA后MA与KA的短期功能结局和术后机械轴对线，并探讨测得的术后对线参数与功能结局之间的关系；主要临床结局为术后KOOS、WOMAC和KSS，次要分析评估术后影像学参数、功能结局相对基线变化及术后相对中立机械轴的偏差程度，但不将该偏差视为KA目标达成度的度量，并另外分析术后影像学参数与功能结局的关联。
研究人员开展的是单中心回顾性比较队列研究，队列来源于罗马尼亚Arad County Emergency Clinical Hospital骨科与创伤科，纳入2022年1月至2024年12月因终末期KOA行初次单侧TKA的120例患者，其中MA组51例、KA组69例。关键技术方法包括：采用标准化全下肢负重位前后位X线和膝关节侧位X线测量HKA角、MAD、残余内翻畸形和影像学膝伸直缺陷；采用KOOS、WOMAC和KSS评估术前及末次术后功能；采用ANCOVA校正相应术前功能评分、年龄、性别、体质指数（BMI）、Kellgren–Lawrence（KL）分级和术前HKA角，评估对线策略与术后功能结局的关联；采用Pearson相关分析术后影像学参数与功能结局的关系，并对次要和探索性分析应用Benjamini–Hochberg错误发现率（FDR）校正。
结果部分：3.1 研究人群与基线特征（Study Population and Baseline Characteristics）：共纳入120例，MA组51例、KA组69例；两组年龄、性别、BMI、手术膝侧别、KL分级、美国麻醉医师协会（ASA）身体状况、合并症、吸烟状态、术前对线参数和髌骨置换均无显著差异（p > 0.05），所有患者均植入骨水泥型假体。3.2 影像学测量可靠性（Reliability of Radiographic Measurements）：在30例患者子集中，观察者间组内相关系数（ICC）为0.879–0.965，观察者内ICC为0.901–0.939，测量可靠性良好至优秀。3.3 TKA后影像学对线变化（Changes in Radiographic Alignment Following TKA）：总体队列HKA角由术前171.19 ± 5.07°增至术后178.83 ± 2.05°（p < 0.001），MAD由?26.95 ± 17.66 mm变为?3.96 ± 8.14 mm（p < 0.001），残余内翻由9.75 ± 4.34°降至2.16 ± 1.47°（p < 0.001），影像学膝伸直缺陷由8.55 ± 4.48°降至4.00 ± 1.91°（p < 0.001）。3.4 TKA后功能结局（Functional Outcomes Following TKA）：总体KOOS由41.41 ± 11.67升至81.10 ± 14.20，WOMAC由62.03 ± 11.55降至23.32 ± 15.64，KSS由44.10 ± 12.16升至85.04 ± 13.22，均p < 0.001，配对效应量大。3.5 按对线策略比较功能与影像学结局（Functional and Radiographic Outcomes According to Alignment Strategy）：KA组未校正术后KOOS高于MA组（84.04 ± 12.33 vs. 77.12 ± 15.65，p = 0.010），但KA组术前KOOS也较高（p = 0.022）；术后WOMAC和KSS组间无显著差异；ΔKOOS、ΔWOMAC和ΔKSS组间均无显著差异；MA组术后HKA更接近180°、|HKA?180°|更小、|MAD|更小，且FDR校正后仍显著，残余内翻和影像学膝伸直缺陷组间无显著差异。3.6 术后功能结局的校正分析（Adjusted Analysis of Postoperative Functional Outcomes）：ANCOVA校正后，KA与术后KOOS（校正β = 2.42；95% CI，?0.93至5.77；p = 0.155）、WOMAC（校正β = ?2.80；95% CI，?6.73至1.14；p = 0.162）和KSS（校正β = 1.09；95% CI，?2.05至4.24；p = 0.492）均无统计学显著独立关联；各模型中相应术前功能评分均与术后评分显著相关（p < 0.001）。3.7 相对中立机械轴的术后对线（Postoperative Alignment Relative to the Neutral Mechanical Axis）：HKA在180° ± 3°内者MA组为50/51（98.0%）、KA组为51/69（73.9%）（FDR校正p < 0.001）；|MAD| < 5 mm者MA组27/51（52.9%）、KA组28/69（40.6%）（FDR校正p = 0.199）；HKA偏差 > 5°者MA组0/51（0.0%）、KA组4/69（5.8%）（FDR校正p = 0.199）。3.8 术后机械轴对线与功能结局的关系（Relationship Between Postoperative Mechanical-Axis Alignment and Functional Outcomes）：术后HKA、签名MAD、残余内翻和影像学膝伸直缺陷与KOOS、WOMAC、KSS的12项相关分析经FDR校正后均无统计学显著性；绝对HKA偏差和绝对MAD与术后功能结局及基线变化评分也无显著相关（FDR校正p > 0.05），分层分析中相关多可忽略或弱。3.9 随访、术后并发症与再手术（Follow-Up, Postoperative Complications, and Reoperations）：总体平均随访25.2 ± 8.1个月（范围12–43个月），MA组25.6 ± 8.3个月、KA组24.9 ± 8.0个月；假体周围感染（PJI）2例（1.7%），任何原因再手术3例（2.5%），无菌性松动1例（0.8%，KA组），翻修TKA 2例（1.7%）；因事件少且随访有限，仅作描述性总结，未进行组间推断性比较。
讨论部分总结：本研究主要发现包括：两种对线策略均与TKA后显著功能改善相关；MA术后对线更接近中立机械轴，KA在未校正比较中术后KOOS较高，但校正基线协变量后差异无统计学显著性，且两组相对基线改善幅度无显著差异；MA组98.0%、KA组73.9%患者术后HKA位于中立位±3°内，KA组超出该阈值者更常见；术后影像学对线参数与功能结局的关联总体较弱，FDR校正后均无统计学显著性，提示仅相对中立机械轴的机械轴对线可能不足以充分解释TKA后短期功能恢复。KA组偏离中立机械轴不应解释为技术失败，因为本研究未系统测量胫骨近端内侧角（mPTA）、股骨远端外侧角（LDFA）、关节线倾斜度（JLO）和膝关节冠状面对线表型（CPAK），也未定量评估个体化KA目标达成情况，故不能确定原生冠状面对线或预期患者特异性对线目标是否恢复。讨论还指出，功能恢复具有多因素性，可能还受软组织平衡、肌力、康复、心理因素、疼痛感知和患者期望等影响；本研究为单中心、回顾性、非随机分组，样本量非预先计算，随访以短期为主，存在选择偏倚、适应证混杂和残余混杂，且未量化各术者实施MA与KA的例数及技术实施一致性，无法评估术者特异性效应；术后并发症和再手术事件少，不能用于比较长期安全性、假体生存或翻修风险。研究结论（翻译）：MA和KA均与初次TKA后显著的短期功能改善相关。MA术后对线更接近中立机械轴，而KA在未校正比较中与统计学显著更高的术后KOOS评分相关，术后WOMAC或KSS无显著差异。然而，KOOS差异在校正基线协变量后无统计学显著性，且两种对线策略相对基线的改善程度无显著差异。因此，本研究未证明任一策略具有统计学显著的校正后功能优势或临床意义的短期优效性。测得的术后机械轴参数与功能结局之间的关联总体较弱或可忽略，且多重比较校正后无统计学显著性，提示仅机械轴对线可能不足以充分解释短期功能恢复变异。由于未定量评估患者特异性冠状面对线参数和个体化KA目标达成情况，本研究结果不能确定恢复患者特异性解剖是否与功能结局改善相关。需要更长随访、样本量充足且纳入全面患者特异性对线评估的前瞻性研究，以确定MA与KA之间的差异是否随时间持续并影响假体相关结局。
