膝关节骨关节炎会导致下肢在冠状面上的畸形与力线异常。针对全膝关节置换术(TKA),目前已提出多种对线策略,其中传统的机械对线(mechanical alignment,MA)方法旨在恢复股骨和胫骨的中性力线。虽然该方法被广泛应用,但仍有15–20%的患者术后表达不满意,原因可能是其改变了患者原本存在的内翻型膝关节结构。相比之下,运动学对线(kinematic alignment,KA)是一种个体化策略,强调保留患者原有的膝关节对线及软组织平衡。然而,在实际应用中,如何界定“本体力线”与“个体正常”仍是一大挑战。

MacDessi等人提出的膝关节冠状面对线(Coronal Plane Alignment of the Knee, CPAK)分类基于算术髋-膝-踝角(aHKA)和关节线倾斜角(JLO),将膝关节表型划分为九类,旨在为TKA的个体化手术提供指导。Hirschmann等人提出的功能性膝关节表型(Functional Knee Phenotype,FKP进一步细化了冠状面对线的分类方法。该系统通过髋-膝-踝角(HKA)、股骨机械轴角(FMA)及胫骨机械轴角(TMA)以每3度为单位划分,识别膝内翻、外翻及中性对线。

目前,不同种族人群中骨关节炎患者下肢冠状面对线在CPAK和FKP分类系统下的分布情况仍缺乏足够数据。因此,本文旨在介绍以上两种分型,并探究泰国骨关节炎患者中CPAK和FKP表型的分布情况,并与其他亚洲人群进行比较。


材料与方法



本研究为回顾性队列研究,纳入2023年1月至2024年1月在某大型学术医疗中心接受TKA或UKA手术的55岁及以上骨关节炎患者。最终共509例纳入放射学分析,主要终点为基于CPAK和FKP分类的放射学对线评估。次要终点旨在收集所有TKA与UKA患者的CPAK表型。

所有纳入者均接受长轴下肢X线片检查,图像评估标准包括:图像质量合格、患者旋转位置适当、髌骨居中、双侧小转子形态对称以及胫腓近端重叠一致。所测量的参数包括髋-膝-踝角(HKA)、股骨远端外侧角(LDFA)及胫骨近端内侧角(MPTA)。(图1)

图1

01
CPAK分类

算术髋-膝-踝角(aHKA)通过公式计算:aHKA=MPTA−LDFA;关节线倾斜角(JLO)为:JLO=MPTA LDFA。所有测量均遵循标准化方法。

CPAK分类系统通过aHKA和JLO的组合将膝关节表型分为九类。中性aHKA定义为0°±2°,小于−2°为内翻,大于 2°为外翻。中性JLO定义为180°±3°,小于177°为远端尖角,大于183°为近端尖角。

图2

02
FKP分类

FKP分类系统包含三部分:下肢整体表型(HKA)及骨性表型(FMA和TMA),以每3°为一个单位,±1.5°为界定标准。分类由三个维度组成:

特征类型:VAR(内翻)、NEU(中性)、VAL(外翻)

部位:HKA、FMA、TMA

角度等级:0°、3°、6°


研究结果



最常见的CPAK类型为Ⅰ型(49.3%)、Ⅱ型(20.6%)Ⅳ型(11.0%)(见图3)。在男性中,最常见的CPAK类型为Ⅰ型(58.8%)和Ⅱ型(14.1%),与女性中的分布趋势相似。但男性中Ⅰ型的比例显著高于女性(58.8% vs. 46.5%)。

图3

膝关节置换对线策略:详解最近很火的CPAK和FKP分类及其临床应用

在FKP分类中,最常见的表型为VARHKA6°VARFMA3°VARTMA3°,男性患者中占12.9%,女性患者中占9.4%(见图4)。

图4

在TKA和UKA患者之间,CPAK分布无显著差异,其中Ⅰ型最为常见(TKA中为48.9%,UKA中为47.3%)。

然而,TKA患者的aHKA显示出更显著的内翻(−4.3° ± 6.3 vs. −2.7°± 4.1),LDFA也显著更高(89.0° ± 3.6 vs. 88.1° ± 2.6)(见图5)。

图5

表1和表2分别展示了不同族群中CPAK与FKP的地理差异。

表1


讨论:CPAK分类于FKP分类在人群中的表现



本研究的主要发现如下:

1.泰国人群中膝关节骨关节炎以内翻对线为主,最常见CPAK类型为Ⅰ型(49.3%),这一发现与日本、印度、韩国和中国的研究结果一致;

2.FKP表现出高度表型多样性,男性更倾向于内翻对线;

3.泰国与日本、中国之间的FKP分布表现出地理相似性。

01
表型差异

MacDessi等人的研究指出,CPAK分类中白人骨关节炎人群中最常见表型为Ⅱ型(32.2%),而亚洲人群则以Ⅰ型为主,显示出更强的内翻倾向。本研究中Ⅰ型占比高达49.3%,明显高于MacDessi报告的19.4%。值得注意的是,Ⅱ型在健康人群中是最常见的表型,该趋势在印度、韩国和中国的研究中也得到支持,提示在骨关节炎进展过程中表型可能从Ⅱ型转变为Ⅰ型。相比之下,白人群体在健康与骨关节炎状态下,各CPAK类型的分布相对一致。但CPAK系统仍存在一定局限性,特别是在矢状面、旋转变异以及关节外冠状面畸形的评估方面,这些因素可能导致在前内侧型骨关节炎中产生显著的表型差异。因此,CPAK分类可能不足以全面用于人群学研究。

本研究共识别出81种不同的FKP表型,其中排名前10的表型占据了53.6%的样本,在男性中比例更高为61.2%,而女性为54.7%。最常见的表型为VARHKA6°VARFMA3°VARTMA3°,在男性中占12.9%,女性中为9.4%。在FKP的地理分布上,日本和中国与泰国表现出相似性,日本最常见的表型为VARHKA3°NEUFMA0°VARTMA(11.4%),该表型在泰国也有分布但频率较低;而中国人群则展现出更强的内翻倾向,最常见表型为VARHKA12°VARFMA3°VARTMA3°(4.8%)(见表2)。

表2

02
性别差异

在CPAK与FKP分类中均可观察到性别差异,男性更常表现为内翻对线,而女性则呈现更为中性和平衡的对线分布。已有研究指出,男性群体更易出现股骨内翻及更高的关节线会聚角。本研究也发现,男性中CPAK Ⅰ型显著多于女性,这与前人结果一致,进一步说明性别因素在膝关节对线类型分布中的影响,这一差异在膝关节置换术的术前计划中具有参考价值。

03
临床应用

采用MA术式进行TKA时,若患者为aHKA内翻表型,则术后临床效果更差,包括膝关节评分(KSS)、Oxford膝关节评分(OKS)与“遗忘关节评分”(FJS)等结果均不佳。进一步研究还发现,FKP表型为VARHKA174°VARFMA87°VARTMA84°的患者,若采用MA策略,容易导致胫骨与股骨的错配、软组织张力失衡和内侧广泛松解。相比之下,限制性KA策略能够保持关节线倾斜角,避免过度松解,可能更适合亚洲人群。

其他研究也显示,在CPAKⅠ型患者中采用KA术式,可显著改善功能效果与满意度,术后2年随访其FJS、活动范围、OKS与KOOS JR评分均明显更优。

围绕“本体对线究竟是正常还是病理状态”的争论仍在继续。有研究指出,应将偏离正常范围的表型视为“病理状态”,术中应避免还原这类结构。标准化分析发现,仅有15.4%的膝关节真正为中性对线,39.7%在正常范围内,27.7%为异常表型,17.2%为显著离群值。根据“安全区”概念,TKA中应优先恢复中性或接近中性的对线,对离群值进行适度调整。

04
TKA与UKA

UKA和TKA都是治疗内侧膝关节骨关节炎的有效手段,不同的CPAK(冠状位骨性轴线形态)类型会影响手术效果。Kim等人发现,在UKA中保持患者原有的CPAK排列,与术后一年临床评分显著较好相关。Clark等人指出,在有先天性膝内翻(constitutional varus)患者中,术后保持关节线倾斜角(JLO)和整体对线一致性,能够改善TKA术后两年的临床效果。

本研究中,最常见的CPAK类型为Ⅰ型(UKA 47.3%,TKA 48.9%)和Ⅱ型(UKA 26.8%,TKA 18.9%),其中膝内翻型占多数(UKA 56.2%,TKA 62.0%)。这些结果为外科医生考虑在膝关节置换术中是否保持CPAK排列提供了基础,但仍需更多研究来评估其对临床结局的影响。


  END

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