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膝关节置换手术的操作步骤

膝关节置换 膝关节置换的手术步骤
主讲专家
王健
王健 副主任医师

南方医科大学南方医院 关节与骨病外科

简介:骨关节炎和股骨头坏死的阶梯治疗,在微创髋膝关节置换手术方面经验丰富。
视频内容

刚才讲每个人有不同的习惯,我的习惯是这样的。一般来讲,进去后会首先把中间的半月板、前交叉后交叉的韧带切除,但是今天做的手术叫后稳定性假体,稳定性假体是目前几乎所有大部分医生比较熟悉。这是两根韧带,大家可以看到这一段,这是外侧护韧带,这是内侧护韧带。两根韧带不能损伤,一旦断了以后,用现在常规关节工具箱是做不了手术的,要用特殊的几箱工具,要做限制性的关节或者旋转铰链膝的关节。

不同的病人做手术选用的关节不一样,就像买车一样,买车的时候,买来是干嘛的,买的是拉货的、休闲的、跑高原的,还是买来偶尔代步用的,那选用车的功能和排量就不一样,或者品牌不一样,就跟关节置换一样,选用的都不太一样。

韧带是怎么保护呢?这个叫Homman拉钩,Homman是德国人的名字,这个医生发明的工具,所以就把它叫Homman拉钩。把这两个拉钩会放在这个位置保护韧带,操作时会有助手来做,因为今天这助手有限,还要做工具的操作,除了作为助手,还要作台上护士等很多角色,所以很多步骤都省了,但手术中必须是有这些工具,才能保证手术安全。

我的习惯是先做股骨,就是把股骨远端的切除。股骨远端如果做切除靠的什么呢?不是乱切的,不是想怎么切就怎么切。大家可以看一下假体,内表面是什么样的呢?有这样的形态,最后切出来也必须切出这个形态,形态很复杂,不是一步就能切掉的,要分很多步,每一步要保证切除的骨头里面复杂形态,就需要很多工具辅助。首先要把远端部分的平面切掉,怎么去切除,必须有定位。定位分为髓內定位和髓外定位,股骨侧一般用髓內定位 什么叫髓內定位,就是要把髓腔打通,髓腔里插一根棍子,这根棍子做引导的方式,因为要做到跟下肢的力线垂直,所以这根棍子在髓腔里非常重要。

首先要钻孔,因为骨头肯定是不通的,要转一个孔。大家这时可以看到电动工具开始上场了,这叫电钻,手术中经常用到的电钻,电钻原理上和木工用的没区别,但生产工艺和材料肯定跟普通木工完全不一样,因为它是能够用于人体的无害的,符合消毒标准又能够消毒的材料。首先在这个位置,两侧股股骨中间,这侧叫做骨骼的外髁,这侧叫做骨骼的内髁,股骨分两部分,把这两部分的中间打穿,在转的过程中会出现骨屑,正常手术也会出现(骨屑)。当然,因为不存在血液问题,所以看起来全是白的,手术中肯定不是白的,手术中会掺杂红色,即使都使用了止血带,但是髓腔里还是会有些血。钻掉的骨髓碎末还是挺多的,就是这样的一个状态,打开了一个口,这个口算是打开了。

打开这个口用什么呢?这样的工具,刚才介绍工具时候没有介绍这个工具,这就是定位杆,我给大家看一下,定位杆它不是完全垂直的,有外翻的角度,不是完全垂直的。杆和切面其实是有角度的,一般的角度有5度、6度、7度,平均是6度。每个人解剖不一样,术前会进行X光片测量,测量以后再进行选择,患者到底适合多少,就是面和整个下肢力线的角度。

给大家看一下,这个骨头,这个面跟骨头不是垂直的,这个面和骨头之间是有角度的,这个角度就用工具上,刚才看到的那个斜面角度去替代,这样才能让远端板和远端的骨面能够贴平,然后又能顺着杆进去,这样就好了。

这个时候从专业的角度来讲,要去定位。这个角度是怎么定呢?不可能随便定,也不可能这样随便定,必须通过叫做同髁线的位置,就是骨头两端比较高的位置摸一摸,判断这条线到底是什么样,通过这样的一条线把这个固定起来,固定完了,等会把东西全拆掉,就知道固定是什么目的了。

大家看这个手术,现在看好像是很松的样子,其实在实际的手术中没那么松,包括很多软组织的阻挡,它还是很紧的,基本上不会这样划来划去,会固定一个位置。要调整到比较好的位置上,调整到带同髁线的位置,两个最高点和面要平齐,就这条底边的面要平齐,使用螺钉固定。

这时有助手会帮忙,这个螺钉是可以旋转的螺钉,打在零这里,一般最少两颗才能够稳定住,三颗是最好的,但一般来讲先钉两颗,因为可能还会涉及到调整的问题。这个时候先不要取,先用镰刀,用片量一量,切的骨头够不够,有没有到韧带,比如特别厚,切到韧带了,那肯定不行,韧带就会断掉。这时两边都要检查够不够,先来看一下,刚才检查了一下,感觉还不太够,只切掉了薄薄的一层,这样就会有问题,这时取出来,大家看这杆,这个导向杆不要了,然后髓内定位杆也取出来。这些工业设计都很巧妙,一环套一环取出来。

觉得不够怎么办?不可能把钉子拔下来重新打,那就会很麻烦。可以看到这上面也是很精巧的设计,它会每隔两个毫米又多出些孔,如果去调节孔,在零这里觉得不够就要往后挪,稍微挪一下,挪两个毫米,相当于(钉子)往后移动。大家看到,刚(钉子)比较靠前,现在往后挪动两个毫米,就会多切掉一点,这样不至于到时候伸直、屈膝不平衡的问题,这样是不稳定的,如果锯掉就会有问题。这时会在打一颗斜钉,斜钉起到固定的作用,三个钉钉在上面就稳了,走都走不掉。

下面做远端切骨,远端切骨是人工关节置换的第一步,这一步也很重要。采用这样的方法,这时候其实有2~3位助手帮助维持体位,大概演示一下,会用拉钩保护一下韧带。因为有时候锯片过去以后有可能会伤到韧带,助手会保护一下,外侧内侧都有保护。因为今天演示,人手有限。也是在外侧,这时候用电锯把这个,反过来,因为有时候钉子会有遮挡,这一步算完成了,大家可以看到已经被截掉了一部分,内部红色的部分就是松质骨,外面白色就是皮质骨,截骨面不知道能不能看到。给大家看一下,是这样的一个状态,会截出蝴蝶型,很形象的蝴蝶,两个翅膀,蝴蝶的形状,这就是中间的联通,中间开髓的洞,这样相当于把远端的骨头切掉了,(远端的骨头)切掉以后,下一步就是把上面的截骨块,这个截骨块已经完成了它的使命,需要把它取掉。我的习惯是把患者的腿伸直。伸直的目的是什么呢?要检查截骨截的面对不对,就是下肢力线,截骨面和胫骨的平面是否合适,两侧韧带的松紧度合不合适,来判断截骨是否基本正确。如果不正确还要做修正,两边韧带松紧都不一样,还要做韧带的松紧度调整,这都是非常复杂的事情,术中这叫现场临时应变,根据经验来进行调整,所以手术的复杂就是复杂在这里。

胫骨手术,刚才讲的股骨叫髓内定位,就是打一个孔把棍子插进去,给大家演示一下髓内定位,通过这根棍子做方向的定位,再加上特殊器械的维持。刚才还讲到髓外定位,髓外定位是什么?髓是骨髓的意思,髓外就是骨髓以外,骨头外面定位。

下肢的胫骨我们采用髓外定位,髓内定位也可以,但这套器械中没有准备髓内定位的器械。也可以在这里钻孔,一直钻到骨腔里,就是骨头中间管子的孔里,大部分医生习惯做髓外定位,髓外定位就是这样的工具,套在腿上,定位前面有个钉,钉放在髁间窝里,这个就叫髁间嵴。胫骨外侧平台,内侧平台,内外侧平台中间有个高起的部分叫嵴,这两个叫平台,平台是股骨上磨损的界面。在这样的位置上把钉子打下去,每个医生打之前还是要做调整的。

胫骨的轴线要和胫骨的轴线完全垂直,一般来讲胫骨平台和胫骨轴线不是垂直的,有3度左右的倾斜,所以要做成和它完全垂直的平面,就会出现什么情况?外侧部分截的厚一点,内侧部分截的少一点,这就是它的特点。在做定位的时候就会考虑到,做这样的定位,首先拿锤子把它锁定在这个位置,大概锁定一下,因为这不是真正的人体,有些很多结构也发生了变化。然后继续调整,这个跟刚才上面做远端截骨模块是一样的,放在这里。

这时镰刀又出场了,镰刀出场看截掉骨头的厚度有多少,骨头大概需要截多少,有这样的测量,一般来讲8mm左右就足够了。大部分的情况下,大家可以看到外侧部分、内侧部分,一般来讲,截掉2mm左右就足够了。大概量一下是否合适,如果合适的就把截骨块固定在这里,把关节都锁死。

下一步打入固定钉,跟刚才差不多的固定钉,助手会辅助一下固定钉,一颗、二颗。同样的两颗固定钉都做初步的固定,固定以后就把所谓的髓外定位给拆除,不可能放在这里,放这里会影响操作,要拆除、弄掉、拿走,然后下面的固定结构拿走。这时再用镰刀量一量,是不是符合要求,有时候固定过程中,有些位移与微动就造成了变化,变化时就要调整。一般来讲可能不会有大的问题。给大家看一下,可以看到这样的状态,待会就用锯片从这里锯进去,把胫骨近端的骨头切除,这样就可以达到植入假体的目的,就是造出人工平面。刚才说过两颗钉肯定不稳,在打第三颗钉。当然打四个钉更好,四颗钉更稳。

电动工具解决了很多骨科医生的问题,电动工具有什么好处呢?它可以用很小摆动的幅度把钉子植入,当然也可以用锤子砸。但大家想一想,在砸时的震动一定会造成器械有所位移,造成精度下降。

这个时候,在截胫骨的同时还要保护外侧韧带和内侧护韧带,用这两把拉钩挡在这里,为了大家看起来方便,这把拉钩就不放了,只放内侧的拉钩,还有一把拉钩放那里,还一把拉钩放后方,就是为了保护两侧组织。因为这后面是什么呢?是神经和血管,一定要挡开的状态。

下一步就要截这个胫骨面。大家可以看到,做手术时会有很多骨屑,真实做手术时也存在这个问题,它会形成所谓的飞沫、气溶胶。这次(新冠)肺炎,大家知道了气溶胶的概念,同样这也会形成气溶胶。所以医生为什么要带这么多口罩,做这么多防护,这就是原因,颗粒会通过呼吸、眼睛、毛孔进入人体内,如果血液方面有感染性的问题就会影响到医生,会造成医源性感染。现在给大家看一下,内侧稍微欠一点,因为有时候弧度特别大,不可能把内侧都切完,如果内侧都切完了,外侧切的特别厚,整个关节会特别松。因此是遵循宁少勿多,切得少可以修,但欠得多就补不了,这是原则。

大家可以看切完以后,胫骨平台表面的是皮质骨,内侧红色的部分叫松质骨,像海绵一样的结构。打开看看截完后的状态,这就形成了平面,平面可以放什么呢?就是放胫骨平台,但是中间要做孔洞以后把这些放进去,放平植入进去。后面会做到的,请助手帮忙取下平台。股骨截骨已做完,下一步就要试模。这种韧带不是真的韧带,是模拟的韧带,所以真实的松紧不是这样的。刚才测试了伸直位的间隙程度,现在做屈膝位的测试。因为后髁已经截掉了,这里是一个矩形,把矩形放进去看一下它的松紧度,左右松紧度怎么样,适不适合适,一般内翻外翻缝隙不要过大,两三毫米是属于可以接受的范围。还要看屈膝位紧张程度和伸直位紧张程度是否一样,如果一样 说明已经成功了。

结果完全符合标准,已成功一半,但不能说完全成功。股骨已经算切完了,可以把试膜假体放进去。大家可以看一下,现在挺合适的,刚放进去时摩擦力比较大的状态,不会很松 也不会很紧,打进去非常结实,打的时候稍微有点阻力,正常情况很容易打进去说明骨头切多了,大小不太合适。打开给大家看一下。把原有的坏掉骨头等都切掉了,变成了人工的摩擦面上去,状态非常好,前方也没有凸出来,两边边界也符合要求。

有些人习惯先做胫骨在做髁间,有一个动作,就是拉钩的动作,如果先做髁间,这里骨头会有缺损,做拉钩的时候容易拉断。所以有时候先做胫骨,按照习惯肯定是先做胫骨,试膜完后先做胫骨,髁间留到最后。

下一步做胫骨,大家可以看到这里有一排,有一排大小不一的工具,这工具和什么一样,和截掉的骨头在形态上的匹配。其实就是和这里做匹配,一般来讲,不是上面测量的四号下面就一定是四号,有时候有一定的误差,需要根据病人情况。打开胫骨,模型很软,正常情况下做手术不可能变成这样,它的大小选四号的,一般大概选合适的。比如四号,先拿四号,很多时候四号偏大 换三号,三号大就换二号,四号正好贴在边缘,换三号看看,三号一面贴好了另外一边漏的就特别多,还是选四号。

这个叫削骨器,这上面孔道、钉眼,待会要固定起来,按照合适的直径放在合适的位置,一般来讲助手会扶住腿,手术医生拿着这个,因为现在助手只有一个,手术最少要两个助手,这时会打入两颗固定钉,在这样的空间里用手打不太方便,正式的手术会用钳子夹住钉子,另一颗钉植入,两颗钉就是为了固定。

第一步钻孔,同样是钻孔,钻孔的目的就是为了给假体制造孔道。在做手术时这里会有一把拉钩,有两把拉钩,把模型用钉子固定结实,这就钻了一个孔钻。下面用飞机翼,要制造假体两个翼的空间,实际操作中钉子不会跳起来,模型材质比较软,没有那么好固定,没打到位没关系,后面可以补充,钉子敲进去以后,有时候非常紧,要把钉子取出来,一般使用取钉器取钉,取钉要特别小心,别掉到骨头髓腔里,调进髓腔里很难找出来,要特别小心。给大家看一下,这里出现飞机翼的形态,就是刚才下去进行的状态,有时候深度不太够,需要补一补,在没有东西遮挡的情况下做补充,使用锤子稍微往下固定好,打一打就可以了,这时胫骨已经做好了。

做好以后就要放4号,把4号放进去,放进去以后使用打入器,使用专门的打入器。一般助手要对器械特别熟悉才能保证手术顺利进行。这相当于进口托,非常稳,(进口托)上去会非常稳定不会掉下来,后期还会再涂骨水泥,中间粘合就会更牢固。现在还有两条生物固定,骨层和骨头之间还没有水泥,也有这样的情况,胫骨手术已经做完了,反过头再做股骨。继续下一个,股骨侧刚才没做完,还有髁间窝的问题。为什么有髁间窝的问题,这是股骨的假体,可以看到这里中间有个槽,现在这里是有的。这个有什么作用呢?是用来卡住垫片里面立柱的,在里面活动的东西,如果不做 立柱和骨头之间会撞击,发生撞击时,病人会疼痛或者是关节根本弯不了,要做掉它。这个时候髓样膜要打固定钉,打上固定钉,请助手直接打两个固定钉,固定钉的目的是什么呢?就是保持截骨模块和骨头之间能够达到稳定,不会因为震动产生误差,因为膝关节置换的要求非常高,精准度最高的手术。

髁间弯有个特殊的设计,这是工程师自己想出来的。可以上下移动又不会到处跑,做髁间模骨,大家看髁间膜骨这一个钻,是一个球形的钻,中间是空的盒子,可以把骨屑磨到中间空槽立柱里去,这个钻就是可以在方形里面旋转,把上面的截掉,再把下面磨掉。大家看一下,里边充满了骨头的渣子,这些都是工程师巧妙的机械设计。方形的条就是创造矩形空间,刚才磨出来是圆形的,上下模两个八字形。但有些东西,要磨出矩形,还需要借助方形凿凿开,做出矩形的形状,这时候要用锤子,拔的时用打发器,然后移动到上方。这是八字形的结构,上下都切成正方形,加在一起就是矩形。给大家看一下效果,打开看一下中间凹槽,这是非常合适的空间。

这两个孔要不要打,这是没有孔的,这套器械叫PS和CR,它们共用一条立柱,但是这套不用,所以两孔留下。但有些厂家设计的是中间有卡槽,又有力度,双重稳定,一般来讲都是可以的。取这个东西这有特殊的工具,就是这个,一物多用,它取出来用中间的卡槽插进去,卡槽正好卡住,就这样完成了,这就扣住了,能把它打出来。

现在股骨也完全做完了。这时就可以把试模装上去了,应该有和假体一模一样的试模。这个试模今天没有带box,理论上是应该有带box,装上后就完成了,其实一模一样的,装上给大家看下。装完以后是不是一模一样,侧面看,后面看一模一样,装进去后再把股骨打进去,打好以后,股骨和髌骨做好了就可以放垫片。

垫片也是试膜,垫片的大小和谁匹配呢?上下都要匹配,但主要以胫骨为准,胫骨4号必须用4号,用真的假体装上,放上去后是这样的状态,大家可以看到它的运动,就是这样的匹配性运动。现在全部拿下来,这样这条腿就是直的。很多人以为腿直是股骨和胫骨成一条线,其实不是那么回事,我们下身的立先应该是这样的,由骨头方向下来,用这个杆量会清楚一点,从这里到骨头,这是一条线,这才是正常的腿。很多时候股骨和胫骨在一条线上,这个叫O型腿,这不是直的腿,真正的腿是股骨头和这个方向才是直的腿。

大家可以看一下,装完以后运动就是这样的。当然实际操作过程中不像这么随意,要考虑内外间隙的松紧度,要做内外翻实验,其实反动没有那么大,一般来讲翻动2mm就说明比较合适,超过2mm、3mm就说明韧带变松了,需要进行调整,两边起码要对称,屈伸的时候也要做内外侧翻的动作。

总体来讲,现在做完了,下一步干嘛呢?下一步就是把模取下来,全部取下来换成真的。整个一套上去全是真的,真的上去后整个运动其实完全一样,无论是垫片,股骨的测试试模,胫骨的测试试模,和真正的假体大小形态都是完全一样的。所以现在装成什么样,装上真正的假体就是什么样,它们的松紧度、厚度、间隙都是一样的。今天手术就到这里结束了。

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