双侧全膝关节置换术(bilateral total knee arthroplasty,BTKA)可以作为治疗那些对保守治疗无反应的双侧膝关节骨性关节炎患者的最终方案。早在1970年代,就有关于BTKA的早期病例报告发表,其中许多集中在影响双膝关节的严重类风湿性关节炎患者身上。现在,BTKA被用于治疗各种患者群体的双侧膝关节骨性关节炎(osteoarthritis,OA)(图1)。
一名65岁男性在接受双侧膝关节骨性关节炎的同期双侧全膝关节置换术前(图1-A)和术后(图1-B)的X光影像。
BTKA可以作为同期手术或分期手术进行。同期BTKA是指在一次麻醉情况下进行的两个TKA,而分期BTKA通常指的是在不同的日子进行的两个初次TKA,但间隔不超过一年。随着择期TKA适应证的扩大,1990年到2004年期间,同期BTKA的手术量增加了两倍以上。这一显著的增长引发了关于同期BTKA安全性及适宜患者人群的问题。
了解当前关于双膝关节骨性关节炎的证据对于明智的临床决策至关重要。同期BTKA的支持者指出,在单一麻醉情况下进行两个膝关节置换术的优势包括更短的住院时间、只有一个恢复期,以及在术后并发症或功能结果上没有实质性牺牲的情况下更高的性价比。另一些人则认为同期BTKA与更高的发病率和死亡率有关。本文目的是呈现当前关于同期和分期BTKA的概念和争议。
在美国,约有1400万人受到膝关节骨性关节炎症状的困扰,2017年进行了超过754,000例膝关节置换手术。目前的估计预测,到2030年,TKA的手术量将达到每年约935,000例。在接受单侧TKA的患者中,大约30%在10年内会在两个膝关节上出现疼痛和功能受限,需要进行对侧TKA。根据估计,2016年进行了约29,475例同期BTKA,占当年所有TKA手术的4%。
传统上,进行BTKA主要有三种选择:(1)在一次麻醉情况下进行同期BTKA,(2)在一次住院期间间隔几天进行分期BTKA,以及(3)间隔几周到几个月的分期BTKA。在这三种选择中,近年来分期BTKA的手术量有所减少。与分期BTKA相比,分期BTKA的并发症发生率更高。与同期BTKA相比,分期BTKA通常需要更长的住院时间和更高的费用,但并没有显著降低并发症的风险。因为这些结果,分期BTKA的手术量下降,目前同期BTKA和分期BTKA成为最常见的BTKA选择。
同期与分期双侧全膝关节置换术的优缺点。
B. DeClaire等人(2018 1. BMI低于34 2. 最小活动度达到屈曲100° 3. 屈曲挛缩小于10° 4. 外翻或内翻对位小于10° 5. 无心血管疾病病史 6. 年龄小于70岁 |
C. Vulcano等人(2013) 1. 患者的年龄。多项研究支持在极端年龄患者中应避免同期BTRK手术。 2. 患者的美国麻醉学会(ASA)分类。多位作者的研究支持排除有显著脏器功能障碍的患者(即ASA≥3)。 3. 患者的合并症。有潜在肺循环动力学和右心功能障碍风险的患者(即病态肥胖、睡眠呼吸暂停、慢性阻塞性肺病、既往肺栓塞)应进行心肺评估,并通过超声心动图排除肺动脉压力显著升高。除了肺动脉高压、充血性心力衰竭外,其他合并症也应作为排除标准,包括冠状动脉疾病、肾功能不全、神经系统疾病、肝功能障碍和凝血功能障碍。 |
Memtsoudis等人(A)、DeClaire等人(B)和Vulcano等人(C)提出的同期双侧全膝关节置换术患者选择标准。
另外还有两份关于BTKA患者选择的已发表指南,分别是Vulcano等人在2013年和DeClaire等人在2018年所推荐的。这些都是机构指南,并没有被标准化为正式的患者选择标准。未来的工作可能会集中在创建一套基于年龄、合并症、社会因素(如工作状态和家庭支持)以及膝关节对位参数的全国标准化指导方针,以选择同期BTKA患者。
BTKA的一个主要关注点是手术中出血和术后贫血导致需要输血,这可能会延长住院时间,增加输血相关的过敏或免疫反应,并增加成本。为减少出血,研究了多种干预措施,包括麻醉选择、引流使用、氨甲环酸(tranexamic acid,TXA)和止血带释放的时机。
麻醉技术的选择可能影响BTKA中的出血情况;Stundner等人在一项针对大量BTKA患者的研究中发现,接受神经轴麻醉的患者在围手术期输血产品的发生率和几率较接受全身麻醉的患者要低。此外,Zhu等人对513名接受同期BTKA的患者进行了研究,这些患者接受了全身麻醉或局部麻醉(脊髓-硬膜外联合麻醉)。他们发现,局部麻醉与明显减少的出血量和显著更少的30天并发症相关。在对221例连续接受同期BTKA的患者进行的回顾性分析中,接受硬膜外麻醉的患者需要更多的输血和更多的晶体液量,相比之下,接受股神经-坐骨神经阻滞的患者则不然。
在手术中,骨科医生的决定也可能影响出血。手术技术的选择,包括使用患者特定仪器(patient-specific instrumentation,PSI)、计算机辅助外科(computer-assisted surgery,CAS)或手术入路,都已被研究。手术入路似乎对出血没有影响,因为一项比较在BTKA患者中使用股四头肌下入路和内侧膝关节旁路的前瞻性随机试验发现,两组患者之间的出血没有显著差异。PSI和CAS都可以避免破坏股骨的髓腔,这可能导致出血减少。Rathod等人回顾性地比较了使用PSI与标准器械进行BTKA的患者出血情况。他们发现PSI组的出血量和输血单位数量呈下降趋势,尽管这些结果没有达到统计显著性。在一项比较CAS与传统BTKA出血的前瞻性随机研究中,Singla等发现两组患者之间的总出血量没有显著差异。然而,在一项结果相反的研究中,Merz等人表明,接受计算机辅助BTKA的患者需要的输血显著更少,术后血红蛋白水平显著更好。
PSI和CAS还被证明可以降低短期死亡率,与在传统TKA中插入髓内杆时生成的脂肪栓塞减少相关。事实上,一些研究使用术中超声证实,与传统器械相比,计算机导航减少了栓塞。
内植物的选择也可能影响出血,因为与保留交叉韧带内植物相比,后稳定内植物的出血量要高;不过,输血率没有显著差异。在伤口闭合时使用引流通常被认为可以防止血肿形成,这有助于伤口愈合并减少感染机会。然而,在评估BTKA中闭合吸引引流效果的唯一前瞻性随机研究中,术后血红蛋白水平、出血量以及术后并发症、输血、再入院和死亡率等方面没有观察到显著差异。气动止血带是减少围手术期出血和改善全膝关节置换手术视野的有效工具,然而,关于止血带放松的时机是否可以优化止血效果仍然存在争议。在一项前瞻性随机研究中,将伤口闭合前释放止血带与伤口闭合后及施加压力敷料时释放止血带进行了比较,结果显示两种技术的总失血量相当。然而,在随后的随机对照试验的荟萃分析中,Zan等人显示,在伤口闭合前释放止血带显著增加了总失血量,但降低了轻微和重大并发症的风险。
减少单侧TKA出血的一个最有效的方法是术中使用TXA,这是一种抗纤溶剂,可以防止纤溶酶与纤维蛋白原结合,从而抑制纤溶和血块溶解。在针对BTKA中TXA使用的系统评价和荟萃分析中,He等人显示静脉使用TXA显著减少出血和输血风险,同时没有改变如深静脉血栓(deep vein thrombosis,DVT)或肺栓塞等不良反应的发生率。许多其他研究也支持在BTKA中使用TXA以减少出血。
对接受BTKA的患者进行适当的术后治疗可以减少住院时间和发病率,包括DVT和肺栓塞的发生率。尤其是,术后使用阿司匹林进行血栓预防已被证明比华法林在防止同期BTKA后的DVT和肺栓塞方面更有效。另外,增强恢复方案,包括术前患者优化、减少阿片类药物使用的多模式麻醉以及早期活动等干预措施,已被证明在一期初次双膝TKA中可以缩短住院时间,同时不增加并发症的发生率。
疼痛控制也是患者和骨科医生关注的重要问题。当前TKA术后的疼痛治疗主要采取多模式方案,包括预防性镇痛、神经轴麻醉、外周神经阻滞、患者自控镇痛以及口服阿片类和非阿片类药物。此外,关节周围注射已被证明可以显著改善术后早期的疼痛和恶心。这些镇痛方式能够提供更好的疼痛缓解、加快膝关节恢复,并减少阿片类药物的使用及相关不良反应。
短期并发症和不良事件
尽管同期BTKA是一种对健康患者风险较低的安全手术,但目前的证据表明,几乎所有患者群体中,术后不良事件的风险在同期BTKA中仍然高于分期BTKA。在一项早期的系统性综述中,Restrepo等人对1998年至2005年间发表的18项研究进行了荟萃分析,发现接受同期BTKA的患者术后发生肺栓塞、心脏并发症和死亡的几率分别比接受分期BTKA的患者高1.8倍、25倍和2.2倍。
Makaram等人近期进行的一项荟萃分析纳入了2001年至2020年间发表的29篇文章,显示同期BTKA与神经系统并发症、肺栓塞、DVT和死亡的几率增加相关。而分期BTKA则与表浅和深部伤口感染的几率增加相关。值得注意的是,在Makaram等人的荟萃分析中,报告的分期BTKA并发症发生率是通过将两次单侧TKA后的并发症进行累加计算得出的。总体来看,报告的最常见术后并发症为DVT(同期BTKA为2.53%,分期BTKA为1.79%)、心脏并发症(同期BTKA为1.71%,分期BTKA为1.58%)和肺栓塞(同期BTKA为1.04%,分期BTKA为0.72%)。而深部感染的趋势则相反,同期BTKA为0.86%,分期BTKA为1.39%。在一年翻修手术率方面没有发现差异。最后,与同期BTKA相比,荟萃分析显示分期BTKA的住院总时间更长(8天对6天)。不过,由于近期门诊关节置换手术和现代门诊TKA方案的发展,这一结果可能已过时。
同期BTKA术后并发症风险较分期BTKA更高,一般认为是由于全身麻醉或脊椎麻醉下的时间更长、器械托盘在手术台上开放的时间更长、单次麻醉情况下的手术创伤增加以及可能更复杂的恢复期等因素造成的。同期BTKA在术后增加血栓栓塞并发症的风险,被认为主要是因为来自两次膝关节置换手术的术后行动受限更严重。另一方面,分期BTKA患者面临的表浅和深部伤口感染风险增加,可能是与进行两次独立手术所需的额外铺巾、穿衣和戴手套带来的污染风险有关。
最后,在术后短期内,研究表明同期BTKA相比分期BTKA具有更少的僵硬和更好的功能。Meehan等人利用加州患者出院数据库的数据发现,术后90天进行麻醉下手法松解(manipulation under Anesthesia,MUA)以缓解僵硬的发生率分别为单侧TKA的2.14%、分期BTKA的2.11%和同期BTKA的1.62%。术后180天,MUA发生率分别为单侧TKA的3.07%、分期BTKA的2.89%和同期BTKA的2.29%。与接受分期BTKA的患者相比,接受同期BTKA的患者在术后90天和180天的MUA发生率显著较低。年轻患者、非肥胖的非裔美国人以及合并症较轻的患者在术后MUA的风险更高。对这些发现的一个假设是,接受分期BTKA的患者在进行TKA之前,健侧膝关节仍然存在疼痛和活动度受限。这将阻碍全面康复,直到两次TKA都完成,这可能导致第一台TKA后的僵硬。然而,值得注意的是,这些结果可能受到选择偏倚的影响,因为具有更复杂畸形(如严重的外翻畸形或屈曲挛缩)的患者由于同期进行这些病例的技术难度较大,往往不容易被考虑进行同期BTKA。这些复杂患者本身就有较高的MUA风险,因此很可能导致分期BTKA中MUA发生率的增加。
患者报告结果
接受同期BTKA的患者满意度和功能结果很高,患者报告的结果指标显示了这一点。Leonard等人报告称,在三年随访中,95%的同期BTKA患者表示会再次选择相同的手术。总体而言,现有文献表明,接受同期BTKA的患者在术后关节活动度、僵硬、牛津膝关节评分(Oxford Knee Score,OKS)、膝关节学会评分、安大略西部和麦克马斯特大学关节炎指数(Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)、7年和10年生存率以及36项和12项简表健康调查等方面的功能结果和患者报告的结果均与接受分期BTKA或单侧BTKA的患者相当或更好。
手术治疗经济学
鉴于目前国家对基于价值的治疗的关注,评估手术治疗的成本效益以及预计的使用增长变得至关重要。与分期BTKA相比,同期BTKA已被证明能够节省18%到60%的成本,这主要归因于减少了总手术时间、恢复室时间、住院时间、门诊访问、实验室检查以及麻醉、手术和物理治疗服务的专业和设施费用。Odum等人在2013年进行的一项成本效用分析显示,平均而言,同期BTKA的费用不仅低了40%($43,406对比$72,277),而且在术后最多15年内也带来了更高的质量调整生命年收益(9.30对比9.27),这表明从成本效用的角度来看,同期BTKA是更优的治疗策略。
由于同期BTKA所带来的效率,尤其是准备、铺巾和术后随访所需的时间大约减少了一半,医疗保险和其他支付方将第二次TKA的骨科医生支付减少了50%。实际上,手术的付款不仅包括手术费用,还包括所有这些其他时间因素,因此将付款减半是有其合理性的。然而,许多骨科医生可能会认为这降低了第二次TKA的工作价值,因此将同期BTKA视为相较于分期BTKA在经济上不合理。
作为美国打包支付模式扩展的一部分,关节置换综合护理(Comprehensive Care for Joint
Replacement,CJR)模型于2021年1月1日实施,旨在降低关节置换手术的全球费用。值得注意的是,同期BTKA被从CJR中排除,而分期BTKA需要至少90天的间隔才能被纳入该支付模式中。尽管如此,其他打包项目也相继出现。在美国的一所医疗机构中,90天的打包支付报销策略显著减少了双侧关节置换的索赔成本。增加该打包支付机制下90天索赔成本的独立因素包括较年长的年龄、心脏疾病和恶性肿瘤病史。打包支付模型对同期BTKA使用的影响值得未来进一步研究。值得注意的是,通过打包项目的对账支付可以克服第二次TKA支付减半的“非理性”问题。
真正的同期与序贯BTKA
对于合适的手术患者,同期BTKA可以以序贯的方式进行,也可以作为真正的同期手术。序贯进行的同期BTKA是指一位骨科医生在同一麻醉环境下先对一侧进行手术,然后再对对侧进行手术,这种方式更为常见。而“真正的”同期BTKA则需要两位骨科医生同期进行各自的TKA手术。与单一骨科医生的序贯BTKA相比,两位骨科医生的真正同期BTKA通常与更短的手术时间和较低的90天并发症风险相关,同时在OKS、WOMAC评分或视觉模拟评分上没有显著差异。关于序贯BTKA与真正同期BTKA的现有文献仍然较少,需要进一步研究。值得注意的是,真正的双骨科医生同期BTKA需要一个高效的骨科团队来治疗多个与侧别相关的额外器械托盘。然而,支付方通常不承认双骨科医生方法的两项全额手术费用,因此两位骨科医生的团队并不常见。
分期BTKA的最佳时机
尽管关于分期BTKA的最佳时间尚无定论,但普遍认为在第一次和第二次TKA之间至少需要间隔3个月,以减少术后并发症并促进恢复过程。另一个常见的手术间隔是两次手术之间间隔6周。若在第二次TKA之前没有给予充分的时间进行功能恢复,接受两次TKA会加重患者的手术负担,因为身体在短时间内需要从两次手术中恢复。给予患者足够的时间来恢复各种常见的手术后遗症,比如术后贫血或亚急性DVT,可以防止这些情况发展成为潜在的危及生命的并发症。在实际操作中,分期BTKA之间的时间间隔在很大程度上取决于患者的偏好、工作状态、家庭支持和何时预约上骨科医生。
风险因素调整
最近,Grace等人利用国家注册数据进行的一项调查发现,对于接受分期BTKA的患者,在第一次TKA后发生的并发症与对侧膝关节手术后相同并发症复发的风险较高。计划进行分期BTKA的患者如果在第一次TKA后出现并发症,应进行咨询和医学优化,以降低对侧TKA后出现类似并发症的风险。
机器人手术和PSI
机器人在关节置换手术中的应用正在快速扩展。进行机器人BTKA时需要考虑无菌铺巾以及将机器人从一侧移动到另一侧,以便更好地跟踪每侧膝关节。在一项前瞻性随机试验中,Song等人进行了28例BTKA,其中一侧为手动手术,另一侧在相同麻醉条件下使用机器人进行。影像学结果显示,与手动TKA侧相比,机器人TKA侧的术后下肢对位异常(机械轴、股骨假体的冠状倾斜和胫骨假体的矢状倾斜)显著减少。尽管机器人辅助TKA已被证明可以改善组件定位,但在患者报告的结果、满意度或内植物生存率方面尚未显示出明显的好处。未来的机器人TKA系统可能会为BTKA提供更好的临床结果和人机工程学改进。
PSI最近发展成为一种替代手术技术,旨在改善对位并通过避免侵犯股骨髓腔来降低脂肪栓塞的风险。PSI需要根据术前的计算机断层扫描或磁共振成像生成定制的切割块。使用PSI进行单侧TKA的结果一直不一致,在对位精度、手术时间、出血量和住院时间等方面结果各异。在一项回顾性研究中,Steimle等人比较了BTKA中PSI与传统器械的使用,发现两组在手术时间、出血量、血红蛋白变化、输血需求、止痛药使用、住院时间或出院情况方面没有统计学显著差异。未来的研究有必要进一步明确PSI在BTKA中的利弊。
概述
同期BTKA和分期BTKA都是治疗双膝关节骨性关节炎患者的成功手术选择。尽管已证明同期BTKA对特定患者是一种安全的治疗选项,但目前的证据表明,与分期BTKA相比,同期BTKA仍然存在更高的术后并发症风险。因此,仔细选择患者对于成功治疗至关重要,年龄、合并症、工作状态和家庭支持是考虑进行同期BTKA的患者需要关注的关键因素。需要进行长期随访的研究,以进一步评估接受同期或分期BTKA患者的长期结果。此外,未来的研究可能会寻求确定一套经验性标准指南,结合医学、骨科和患者特定因素,以帮助选择适合进行同期BTKA的患者。
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