课题背景:单髁关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty,UKA）与全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）几乎起步与发展于同个时期。后者一直被认为是治疗膝关节骨关节炎（Osteoarthritis,OA）的最为可靠的办法。而对于孤立性单间室骨关节炎（Anteromedial osteoarthritis,AMOA）UKA手术策略更为常用,大量的文献证据均证实UKA的临床疗效,包括更接近正常人的运动动力学、更大的运动范围以及更快的恢复。UKA与TKA相比具有一系列优点,例如手术切口创伤较小、出血量更少、术后康复快速,术后膝关节功能接近正常。从远期来看UKA更容易翻修。由于手术经验、假体生存率等原因,在全球范围内TKA每年的手术量明显高于UKA。大量相关研究表明,UKA术后患者可获得满意近期疗效,且随着技术进步UKA的假体生存率与远期疗效也逐渐得到提升。学术界一直存在两种手术方式临床效果的争议,UKA与TKA术后近期运动力学与步态特征尚无统一的结论,缺乏更为系统全面的临床效果评估。且大多文献更为关注单一或单侧下肢的步态参数指标,鲜有对活动中双侧下肢功能代偿与对称性的探索。目的:本研究结合步态测试参数与综合临床指标,通过比较两种手术后患者多项临床指标对比两者的临床效果。通过对比UKA与TKA手术患者步态参数（时空参数、运动学参数与动力学参数）对比两种手术术后步态特点。通过比较两种手术术后患者双下肢步态参数的绝对对称指数（（Absolute symmetry index,ASI））,研究二者术后步态协调性,评估双下肢步态对称性,研究UKA与TKA术后骨关节炎患者的下肢运动功能协调性与代偿,分析髋、膝、踝关节在行走过程中的力矩研究步态动力学机制。方法:1.UKA与TKA术后患者临床效果研究选择符合纳入标准的前内侧间室骨关节炎经UKA手术后患者30例纳入研究。依据性别、年龄及肢体侧别配比,从骨关节炎患者中选择30例符合标准者纳入研究设置为对照组（TKA组）。分别统计UKA组与TKA组患者手术切口长度、术后24h引流量。统计术前血红蛋白及白蛋白数值,分析术后第1天血红蛋白及白蛋白数值,计算其两者之间差值。于术前、术后1年两个时间节点均测量膝关节活动度（range of motion,ROM）。定期随访术后患者情况,测试记录UKA与TKA组术前、术后1年患者WOMAC评分。2.UKA与TKA术后患者步态特征对比研究选择符合纳入标准的前内侧间室骨关节炎经UKA手术后患者30例纳入研究。依据性别、年龄及肢体侧别配比,从骨关节炎患者中选择30例符合标准者纳入研究设置为对照组（TKA组）。术后1年使用Vicon三维步态分析系统（Oxford Metrics公司,英国）开展步态测试,测量UKA组与TKA组患者步态参数,包括步幅、步频、步速、初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度。统计指标计算绝对对称指数（Absolute symmetry index,ASI）。3.UKA与TKA术后患者动力学研究从“UKA组”与“TKA组”患者的基础上筛选,共筛选出23名70岁及以下术后患者。UKA2组:男3例,女20例;年龄53～70岁,平均62.0岁。左侧12例,右侧11例。体质量指数为（26.4±4.8）kg/m2。TKA2组:男8例,女15例;年龄44～65岁,平均57.2岁。左侧10例,右侧13例。体质量指数为（26.1±3.1）kg/m2。两组患者BMI（体质量指数）比较差异无统计学意义（t=0.291,P=0.772）。术后1年使用Vicon三维步态分析系统（Oxford Metrics公司,英国）进行步态分析,测量两组患者步态参数,包括常见时空参数指标（步幅、步频、步速、单下肢支撑时间、双下肢支撑时间、足跟离地时间、对侧足跟着地时间、对侧足跟离地时间）,运动学参数（初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度）,动力学参数（髋关节、膝关节、踝关节屈伸力矩）,计算双下肢相关步态参数的ASI,用于对比分析,统计UKA2组与TKA2组的动力学参数,包括髋关节（MH）、膝关节（MK）及踝关节（MA）矢状面的屈伸力矩,所有力矩参数均除以体重进行归一化处理,便于不同组别与受试者间的比较。结果:1.UKA与TKA术后患者临床效果研究两种手术术后患者都没有出现相关的手术并发症,手术切口I期愈合,无感染、脂肪液化及皮肤坏死等。UKA组手术切口长度与术后24h引流量明显小于TKA组,差异有统计学意义（P＜0.05）。UKA组与TKA组术后1 d血红蛋白、白蛋白值均明显低于术前（P＜0.05）;UKA组与TKA组组间比较,两组术前及术后1d数值血红蛋白、白蛋白值,差异均无统计学意义（P＞0.05）。UKA组与TKA组血红蛋白、白蛋白变化值,差异均有统计学意义（P＜0.05）。术后1年UKA组WOMAC评分及ROM明显优于对照组,差异有统计学意义（P＜0.05）。2.UKA与TKA术后患者步态特征对比研究术后1年步态分析显示,UKA组步幅、步速、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度与TKA组比较,差异均有统计学意义（P＜0.05）;其余步态参数比较差异无统计学意义（P＞0.05）。组间比较,初始着地及承重反应期膝关节屈曲角度ASI差异有统计学意义（P＜0.05）;其余步态参数ASI组间比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。3.UKA与TKA术后患者动力学研究术后1年步态测试结果显示,UKA2组与TKA2组两组术侧下肢髋关节（MH）、膝关节（MK）及踝关节（MA）矢状面的屈伸力矩比较无明显差异（P＜0.05）,其中UKA2组膝关节伸直力矩（MK）为（0.38±0.14）,TKA2组为（0.40±0.15）,两组膝关节（MK）力矩占下肢综合支撑力矩（Ms）比例均小于50%。时空参数方面,两组双下肢步速、步幅、步频、单下肢支撑时间、双下肢支撑时间、足跟离地时间占比ASI均无明显统计学差异（P＞0.05）。运动学参数方面,两组支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度ASI均无明显统计学差异（P＞0.05）,而UKA2组初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度ASI明显大于TKA组,差异有统计学意义（P＜0.05）。动力学参数方面,两组髋关节（MH）、膝关节（MK）及踝关节（MA）矢状面的屈伸力矩ASI比较均无明显差异（P＜0.05）。结论:1.相比TKA,UKA具有手术创伤小、切口小、出血量少、ROM更大及膝关节功能评分更高等临床优势。2.UKA步幅、步速、支撑相中期膝关节伸直角度、摆动相膝关节屈曲角度等步态参数优于TKA,相比TKA手术患者,UKA术后患者在初始着地与承重反应期更加依赖术侧肢体吸收震荡与缓冲。3.UKA与TKA手术术后患者在承重反应期的膝关节力矩占比均小于50%,说明两种手术患者虽能获得较好的运动功能,但膝关节运动学功能与正常人群有一定差距,膝关节功能损失部分需依托髋、踝关节进行功能代偿。4.UKA与TKA手术术后患者髋膝踝关节屈伸力矩占比无明显差异,UKA组虽然在运动学参数上优于TKA组,但其膝关节动力学功能差异不明显。5.除初始着地膝关节屈曲角度、承重反应期膝关节屈曲角度ASI外,UKA与TKA手术术后患者双下肢步态时空参数、运动学参数与动力学参数指标对称性指标ASI无明显差异,说明经过术后1年的适应训练与恢复,两组手术患者均可获得较为对称协调的步态。而相比TKA术后患者,UKA术后患者在水平行走步态周期中的初始着地与承重反应期,更倾向于依托术侧肢体吸收震荡冲击与缓冲。