全膝关节置换术中胫骨髓外导向装置错位对潜在腿部轴线变化的量化分析：计算机模拟研究

《BMC Musculoskeletal Disorders》：Quantifying potential leg axis alteration from extramedullary tibial guide malalignment in total knee arthroplasty: a computer simulation

　　

摘要

背景

尽管技术不断进步，导航辅助的全膝关节置换术的额外优势近来受到了质疑，传统手术工具仍被广泛使用。

在全膝关节置换术中，胫骨截骨时的旋转误差可能会影响术后关节的对齐情况。虽然先前的研究已表明在这种条件下冠状面投影会发生变化，但轴向旋转与实际胫骨后倾角度之间的几何关系仍未得到充分明确。

本研究的目的是量化胫骨截骨面的轴向错位如何与不同的胫骨后倾角度目标相互作用，以及这些相互作用如何影响冠状面投影的对齐情况及实际矢状面倾斜度。

方法

根据计算机断层扫描数据，为20名不同患者的下肢建立了三维表面模型。首先以垂直于胫骨力学轴的截骨平面作为基准，模拟胫骨截骨过程。对于每一种预设的胫骨后倾角度（3°、5°和7°），系统地改变胫骨截骨面的轴向错位程度（±5°、±10°、±20°、±40°），并记录由此产生的冠状面投影对齐情况及实际胫骨后倾角度的变化。

结果

冠状面偏差与轴向旋转的程度以及预设的胫骨后倾角度成正比增加。在5°的后倾角度下，±10°的轴向错位会导致0.9° ± 0.01的冠状面偏差，而在±20°的错位情况下，这一数值上升至±1.7° ± 0.01。在7°的后倾角度下，±20°的轴向错位会导致2.4° ± 0.03的冠状面偏差。相比之下，实际胫骨后倾角度几乎不受轴向旋转的影响，即使在±20°的错位情况下，其变化幅度也仅为≤0.3°。

结论

本研究表明，倾斜截骨面的轴向错位主要会影响冠状面的机械对齐情况，而实际胫骨后倾角度则基本保持不变。冠状面偏差的大小会随着预设后倾角度的增大而增加。在标准机械对齐的情况下，这种几何效应似乎较为有限；但在对后倾角度敏感或需要个性化对齐策略的情况下，旋转误差可能会导致可测量的冠状面投影变化。