在膝关节置换术的术中导航评估过程中，与机械对齐方式相比，功能性对齐方式能够改变轴向旋转和屈曲情况

《Journal of Orthopaedics》：Functional Alignment Alters Axial Rotation and Flexion Compared With Mechanical Alignment During Intraoperative Navigation-Based Assessment in Total Knee Arthroplasty

本研究比较了计算机辅助手术下行功能对齐（FA）和机械对齐（MA）全膝关节置换术的术中 kinematics、 radiographic 特征及患者报告结局。经倾向得分匹配后纳入42例患者（21 FA, 21 MA），结果显示FA组最大屈曲角度（142° vs 132°）和胫骨内旋旋转显著更大（p<0.05），但WOMAC疼痛评分和VAS无显著差异。结论：FA在术中 kinematics 上优于MA，但短期临床效果相似，需长期随访验证。

　　

杉村奈月|浅添康二|和田宏之|池内雅彦

高知大学高知医学院骨科手术系，日本高知县南国市小草町185-1，邮编783-8505

摘要

目的

本研究比较了使用计算机辅助手术（CAS）进行的功能性对齐（FA）和机械性对齐（MA）全膝关节置换术（TKA）在术中运动学、放射学特征以及患者报告的结果方面的差异。

方法

这项回顾性研究包括了接受相同植入物和导航系统进行初次TKA的患者。经过按年龄、性别、术前活动范围（ROM）和WOMAC疼痛评分进行1:1倾向得分匹配后，分析了42名患者（21名FA组，21名MA组）。使用导航系统记录了术中ROM、胫骨旋转、股骨平移和冠状肢体对齐情况。放射学评估包括髋-膝-踝（HKA）角度、组件方向和髌骨倾斜角度（PTA）。患者报告的结果通过WOMAC和视觉模拟疼痛量表（VAS）进行评估。

结果

匹配后，基线特征具有可比性。双向混合方差分析显示组间在胫骨内旋方面存在显著差异（p < 0.001）。事后分析显示，在最大屈曲时两组之间存在显著差异（MA组 vs FA组 = ?3.4° ± 1.6°，p = 0.037）。FA组还表现出更明显的内翻冠状对齐（p = 0.002）。FA组的最大膝关节屈曲角度大于MA组（中位数分别为142° [135–145] vs 132° [125–141]，p = 0.011）。X光片显示FA组的胫骨组件更向内侧倾斜，PTA也更大，而HKA角度没有差异。WOMAC和VAS疼痛评分在两组之间相似。

结论

与机械性对齐相比，功能性对齐在术中屈曲度和胫骨内旋方面有更大优势；然而，两组的短期临床结果相似。

引言

全膝关节置换术（TKA）是一种普遍且成功的骨科手术，随着人口老龄化，其手术频率预计会增加（Shichman等人，2023年）。总体而言，TKA可显著缓解疼痛并提高生活质量（Skou等人，2018年）。尽管如此，尽管放射学检查未发现明显异常，仍有相当比例的患者报告术后不满意和持续疼痛（Wylde等人，2018年）。这种临床结果的不一致性表明，除了植入物存活率和整体对齐外，可能存在其他尚未探索的影响术后功能的机制，这需要重新评估TKA的对齐策略。

传统上，机械性对齐（MA）旨在实现中性的机械轴。然而，先前的研究表明，中性的机械对齐可能并不适用于所有个体，尤其是在那些具有所谓“先天性内翻”的患者中（Bellemans、Colyn、Vandenneucker和Victor，2012年）。作为回应，出现了诸如运动学对齐（KA）和功能性对齐（FA）等替代概念。KA旨在恢复患者术前的解剖结构，以提高满意度和功能结果（Howell、Howell、Kuznik、Cohen和Hull，2013年；Howell、Shelton和Hull，2018年）。最近引入了FA，通过根据每个患者的韧带张力和关节行为来调整对齐方式，以实现最佳的软组织平衡（Chang、Kayani、Wallace和Haddad，2021年；Choi、Kim、Yang、Ro和Han，2022年）。FA的概念基于证据，即内侧稳定性结合稍微宽松的外侧间隙可能增强功能和舒适度（Tsukiyama等人，2017年；Ueyama等人，2022年）。最近的研究越来越多地关注FA-TKA的运动学后果。多项研究表明，与MA相比，FA与胫股运动学的改变有关，特别是在膝关节屈曲时（Manara等人，2025年）。Kobayashi及其同事通过术后运动分析报告了FA和MA之间的旋转运动学差异（Kobayashi等人，2025年），而Kono等人通过评估功能性活动中的体内运动学进一步扩展了这些观察结果（Kono等人，2025年）。已知在屈曲过程中，股骨在胫骨外侧平台上的滚动程度大于内侧，导致内侧为旋转中心（Freeman和Pinskerova，2003年）。总的来说，这些研究表明FA会影响膝关节的旋转运动学，并可能反映膝关节的自然运动学特征。

然而，现有证据在植入物设计、测量方法和运动学评估时间方面仍然存在异质性。大多数先前的研究依赖于术后荧光镜分析或基于传感器的测量，通常是在特定的植入物系统内进行的。使用交叉韧带替代植入物和术中导航评估的计算机辅助TKA是否具有相似的运动学特征尚未完全明确。此外，测量方式的差异可能会影响旋转行为和对齐策略相关运动模式的解释。

因此，本研究的目的是在标准化的导航测量下描述不同对齐策略相关的运动学特征，并探讨在不同植入物和评估背景下是否可以观察到先前报告的趋势。

章节摘录

患者选择

在获得机构审查委员会批准（IRB编号：ERB-110968；批准日期：2025年4月2日）后，我们回顾性地分析了2019年5月至2023年1月期间使用导航系统（PRECISION?，Stryker，美国密歇根州）接受初次全膝关节置换术（TKA）的连续患者，这些患者患有终末期原发性膝关节骨关节炎。由于研究的回顾性质，免除了知情同意的要求。

从2021年1月开始，引入了功能性对齐（FA）

结果

经过倾向得分匹配后，协变量平衡显著改善，所有基线变量的标准平均差异均小于0.2。倾向得分匹配显示两组在年龄、性别、BMI、术前ROM、放射学发现、CPAK类型或PROMs方面没有显著差异（表1）。

在术中运动学分析中，双向混合方差分析显示组间在胫骨内旋方面存在显著的主效应

讨论

本研究比较了使用CAS进行的FA-TKA和MA-TKA在术中运动学、放射学结果以及患者报告的测量结果方面的差异。FA-TKA在屈曲度和胫骨内旋方面与MA-TKA存在差异；然而，这些差异并未转化为更好的短期PROMs结果。

结论

与机械性对齐相比，功能性对齐在术中屈曲度和胫骨内旋方面有更大优势。然而，在短期疼痛或WOMAC评分方面没有观察到差异。需要进一步的纵向评估来确定这些运动学差异的临床意义。

监护人/患者同意

由于研究的回顾性质以及使用了匿名数据，因此免除了知情同意的要求。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

伦理批准和知情同意

本研究程序已获得我们医院的机构审查委员会批准（IRB编号：ERB-110968，2025年4月2日）。由于研究的回顾性质，免除了知情同意的要求。

数据可用性本研究使用和分析的数据集可应相应作者的要求提供。

利益声明

无利益声明。

伦理声明

本研究程序已获得我们医院的机构审查委员会批准（IRB编号：ERB-110968；批准日期：2025年4月2日）。本研究遵循《赫尔辛基宣言》的原则进行。

作者声明

杉村奈月：概念化、方法学、调查、正式分析、撰写——初稿。

浅添康二：调查、数据管理、撰写——审阅和编辑。

和田宏之：调查、数据管理、撰写——审阅和编辑。

池内雅彦：监督、方法学、撰写——审阅和编辑。

手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本作品时，作者使用了ChatGPT（OpenAI）进行语言编辑。作者审阅并编辑了内容，并对全文负责。

资金信息

本研究未从公共、商业或非营利部门的资助机构获得任何特定资助。

资助

本研究未从公共、商业或非营利部门的资助机构获得任何特定资助。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

不适用。