X线研究大转子顶点与股骨头中心的关系

2017-02-07   文章来源:中华关节外科杂志(电子版)   作者:西安交通大学医学部附属红会医院关节病医院骨坏死与关节重建病区 路玉峰 刘林 许鹏;中日友好医院骨关节外科 郭万首 孙伟 张启栋 点击量:76 我要说

一个合格的髋关节置换,不仅臼杯与股骨假体固定牢固,关节稳定,假体的外展角及前倾角度在正常范围内,而且双下肢长度差异不应超过1cm。双下肢不等长在髋关节置换术后非常常见,它可以导致假体髋关节的生物力学和运动学改变,致使患者发生步态异常,大转子区域疼痛,甚至坐骨神经麻痹,加速臼杯内衬磨损以及骨盆倾斜导致髋腰综合征。也是医患纠纷的常见原因之一。尽管髋臼假体的位置决定了髋关节旋转中心的位置,在恢复双下肢等长具有一定的作用,但在股骨侧假体重建时恢复双下肢等长仍然具有十分重要的作用。

虽然多数作者研究认为使用大转子顶点恢复双下肢等长并不可靠,因为正常人的双侧大转子顶点与同侧的股骨头旋转中心并不平齐,而且差距不恒定;但是目前在临床上髋关节置换时使用大转子顶点作为参考重建双下肢等长仍然十分常用。具体方法是在重建股骨时人工股骨头的旋转中心与大转子顶点平齐。本研究则是通过对正常人的双侧髋关节正位X线进行测量,了解大转子顶点与同侧股骨头旋转中心的水平位置关系,使用统计学方法计算两者差距的正常变异范围,探讨该关系与同侧颈干角、股骨偏心距的关系。并由此推测其在髋关节置换时在调节双下肢等长的可靠性。

资料与方法

一、临床资料

选择中日友好医院2013年6月至12月骨科门诊拍摄的骨盆正位X线片,X线拍摄是按照标准的拍摄方案。患者平卧位,双足内旋15°,X线放射源距离胶片1m,中心对准耻骨联合上缘2~3cm。纳入标准:(1)年龄在18~80岁;(2)双侧髋关节无明显病变,股骨头及髋臼X线形态无异常,关节间隙无狭窄;(3)骨盆X线尾骨尖对准耻骨联合中点,骶尾关节距离耻骨联合上缘中点男1~4cm,女4~6cm[13-14],小转子大小,小转子与内侧皮质重叠程度左右一致,大转子前后缘重叠。满足上述条件的骨盆正位X线共450例,男性210例,年龄18~80岁,平均(47±15)岁;女性240例,年龄18~80岁,平均(48±14)岁。

二、标记方法(图1)

在骨盆正位X线上使用中日友好医院影像归档和通信系统(picturearchivingandcommunications System,PACS)(CarestreamHealth.inc.Canada)工具作如下标记:(1)确定股骨头中心;(2)作股骨近端的解剖轴线,从股骨头中心引出直线垂直于解剖轴线,其长度为股骨的偏心距;(3)从大转子顶点作股骨近端解剖轴线的垂线,该垂线与股骨偏心距线平行;(4)经股骨头中心作股骨颈的轴线,与股骨近端轴线交于D点;(5)测量两平行线之间的距离,偏心距及颈干角。如图1,AB的长度是大转子顶点至股骨头中心的垂直距离或称为大转子高度(greater trochanterheight,GTH),大转子顶点位于股骨头中心上方为正值,在股骨头中心下方为负值。

图1 骨盆正位X线片,AE为股骨的解剖轴线,C为大转子顶点,从C点作AE的垂线,交点为A;O为股骨头旋转中心,从O点作AE的垂线,交点为B;OD为股骨颈的轴线。AB的长度是大转子顶点至股骨头中心的垂直距离或称为大转子高度(GTH),大转子顶点位于股骨头中心上方为正值,在股骨头中心下方为负值(OB为偏心距,角ODE为颈干角)

两个观察者(Ⅰ、Ⅱ)分别对上述指标作测量,3周后两个相同的观察者对上述指标作再次测量,计算上述指标时考虑15%的放大率。随机抽取30个使用同类相关系数(intraclasscorrelationcoefficient,ICC)方法来计算观察者间和观察者内测量结果的可靠性程度。ICC>0.8认为一致性优,0.6<ICC<0.8认为一致性可,ICC<0.60认为一致性差。

三、统计学分析

使用PASW Statistics18.0(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)软件包进行统计学运算。所测GTH数据均以(±s)表示。使用配对t检验比较左右侧GTH值,以及散点图和Pearson相关系数(r)说明GTH值与颈干角和偏心距的关系强度,r值在0~0.20之间相关性差,0.21~0.40之间相关性可,0.41~0.60之间相关性中等,0.61~0.80之间相关性良,0.81~1.00之间相关性优。使用GraphPadPrism5作图。取显著性水准α=0.05。

结 果

一、所测数据正态检验结果

各种测量数据经Kolmogorov Smirnov法正态性检验,结果显示GTH值(男右、男左、女右、女左)的P值均大于0.05;颈干角(男右、男左、女右、女左)的P值均大于0.05;偏心距(男右、男左、女右、女左)的P值均大于0.05,说明各组数据均符合正态分布。

二、所测数据可靠性

观察者Ⅰ所测数据的GTH、颈干角、偏心距数值组内ICC值分别为0.98、0.91、0.95;观察者Ⅱ所测数据的GTH、颈干角、偏心距数值组内ICC值分别为0.98、0.95、0.95。观察者Ⅰ与观察者Ⅱ的组间ICC值分别为0.91、0.90、0.94。两个观察者所测量GTH、颈干角、偏心距数值组内及组间ICC值均大于0.9,说明观察者间及观察者内一致性优。所选择210例男性患者及240例女性患者各个年龄段男女分布情况无明显差异,P值均>0.05,说明选择男女及各年龄段患者分布均匀合理。

三、GTH测量结果

所测900例大转子顶点与股骨头旋转中心的相对位置,双侧总的GTH为(7.36±3.81)mm。有13例两者在同一水平线上,77%的差值在0~10mm范围内,21%在10~15mm之间,仅有2%位于15~20mm之间。其中男、女及总的右、左侧GTH值双侧并不相等,且有明显差异,P均<0.01(表1)。

表1 不同性别左右侧GTH值差异比较


四、GTH与颈干角和偏心距的关系

GTH值与同侧颈干角呈负相关,其相关性良(r=-0.685,P<0.01=(图2),与同侧偏心距呈正相关,其相关性差(r=0.285,P<0.01=(图3)说明GTH值与股骨颈干角呈高度相关,颈干角越大,其垂直距离越小,当颈干角大于126°时,其垂直距离小于10mm,而小于126°时,该距离大于10mm。

图2 大转子顶点高度(GTH值)与同侧颈干角散点图,反应大转子顶点高度(GTH值)与同侧颈干角呈负相关(r=-0.685,P<0.01)

图3 大转子顶点高度(GTH值)与同侧股骨偏心距散点图,反应了大转子顶点高度(GTH值)与同侧股骨偏心距呈正相关,其相关性差(r=0.285,P<0.01)

讨 论

目前在髋关节置换中调整双下肢长度的方法有很多种,使用大转子顶点与股骨头旋转中心平齐的方法在临床上仍然十分常用。但是多个研究认为,使用大转子顶点来指导术中调整双下肢等长并不可靠。Antapur等使用骨盆正位片测量了150例行全髋关节置换的术前病人患侧大转子顶点与股骨头旋转中心的垂直距离,发现仅有6髋(4%)两者在同一水平上,123髋(82%)的大转子顶点高于股骨头中心,而21髋(14%)低于股骨头中心。Krishnan等使用100例正常成人标准的骨盆正位片测量双侧大转子顶点至股骨头旋转中心的水平距离,指出95%的大转子顶点高于股骨头中心,3%低于股骨头中心,仅有2%与股骨头中心平齐,其中大于5mm占83%,超过47%的髋关节大于10mm。Unnanuntana等选择了200个尸体股骨标本,使用数码相机进行标准化拍摄后在计算机上进行测量。测量结果则为-12~22mm,69%的大转子顶点高于股骨头中心,24%低于股骨头中心,7%与股骨头中心平齐。其中左侧平均为3.38mm,右侧为3.21mm,其中56%小于3mm,23%位于股骨头上3~5mm,21%大于5mm。Omero glu等用手工方法在骨盆正位片上测量了土耳其当地100个正常儿童200个髋关节和300个正常成年人600个髋关节大转子顶点与股骨头中心的垂直距离,测量结果为儿童组-17~7mm成人组-13~25mm,作者把儿童组-10~0mm和成人组-1~11mm认为是正常值,Antapur及Krishnan所研究的人群是英国的白种人,Unnanuntana所研究的人群则是美国1912至1938年间死亡的当地人群,Omero glu所研究的人群是土耳其白种人。目前除了本研究外并没有亚洲黄种人的同类研究数据。

尽管如此,大转子顶点与股骨头旋转中心的关系一直在临床上应用来指导髋关节置换调节双下肢的等长。研究认为,髋关节置换术后双下肢长度小于1cm对临床结果并没有影响。杨勇等研究认为全髋关节置换术后双下肢等长组与患肢延长小于10mm组步态分析无差异(P>0.05),而与患肢延长11~20mm组有统计学差异(P<0.05)。本研究结果指出,该垂直距离与股骨颈干角呈高度相关,颈干角越大,其垂直距离越小,当颈干角大于126°时,其垂直距离小于10mm,而小于126°时,该距离大于10mm。也就是说,在髋关节置换患髋的颈干角小于126°时,使用大转子顶点与股骨头旋转中心平齐的关系重建股骨侧不适宜。否则,其结果可能导致患肢的延长。虽然左右侧股骨头旋转中心与大转子顶点之间的垂直距离差异明显,但其平均小于1mm,差距小,无明显临床意义。

与前述研究比较,本研究样本量大,且使用PACS系统对数字化的标准骨盆正位片进行测量,测量过程中可以随意放大X线片图像,而且其长度单位与图像大小保持恒定,使得测量具有较高的准确性。本研究的缺点是只关注了股骨侧解剖长度的重建,如果髋臼侧假体的安放使髋臼的旋转中心明显上移或下移,该研究结果则无意义。因此本研究假定了全髋关节置换髋臼假体恢复了生理性的髋关节旋转中心。

因此,笔者认为,单纯人工股骨头置换,以及全髋关节置换髋臼重建恢复了生理性髋臼的旋转中心的前提下,当患肢股骨颈干角大于126°时,参照股骨大转子顶点与股骨头旋转中心的水平位置关系来调整双下肢等长具有较大的可靠性。

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