全髋关节表面置换术治疗髋关节发育不良并发骨性关节炎的初步体会

2010-11-25 文章来源:骨科在线 点击量:2019   我要说

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王健 史占军


  为探讨针对髋关节发育不良(Developmental Dysplasia of Hip,DDH)患者实施全髋关节表面置换术(Total Hip Resurfacing Arthroplasty,THRA)的可行性,2006~2009年,我们对一组髋关节发育不良并发骨性关节炎的患者实施了髋关节表面置换术,本文将根据临床研究结果以及少量经验阐述一下我们对髋关节发育不良患者行全髋表面置换的初步体会。

资料与方法

一、一般资料

  自2006年~2009年,我科完成针对11人13侧髋DDH的全髋关节表面置换术,男性4人4髋,女性7人9髋;左侧髋5例次,右侧髋8例次;年龄19~54岁(平均43.0±11.6岁);髋关节疼痛病史时间6~324个月(平均73.1±103.0个月)。术前Harris评分56.9±17.8分。按照Karl Perner法分度,13髋中I度发育不良7髋,II度发育不良3髋,III度发育不良3髋;术前患肢短缩5mm以上3人3髋。

二、影像学测量                       

  术前、术后均拍摄标准骨盆正位片,单侧髋关节正侧位片,摄片时双足内旋15度。通过南方医科大学研发的PACS系统测量术前髋臼Sharp角与术后髋臼外展角、术前头颈比例、术前颈干角与术后柄干角、术前CE角以及术后髋臼杯假体外露情况(具体测量方法详见图1~2)。按照髋臼3区和股骨柄正位7区、侧位7区描述透亮带。

三、关节假体

  假体采用金属对金属表面置换假体,分别为Depuy ASR系统(假体为钴铬钼合金,髋臼杯带有羟基磷灰石涂层)和Zimmer Durom系统(材料采用锻造钴铬钼合金,髋臼杯表面为纯钛),股骨侧采用骨水泥固定、髋臼侧采用生物型固定。

四、手术要点:

1. 术中患者侧卧位,采用后外侧入路显露髋关节。

2. 髋臼的处理原则同普通全髋关节置换术治疗DDH的方法一致。另外,髋臼外展角尽量放置在45度以下,前倾角10~20度,如果髋臼外缘外露过多,可适当增加外展角并内陷假体,以达到足够骨质覆盖,实现早期稳定。

3. 股骨头成形:定位针的方向十分重要,对于颈干角小于130度的患者,尽量对柄干角外翻放置5~10度,而对于一些颈干角大于140度的患者,可维持其原始角度。

五、术后处理与随访

  术后给予抗生素等常规治疗;大于40岁的患者术后常规使用抗凝药物预防深静脉栓塞。24~48小时拔除引流管,术后早期可在完全负重下进行康复训练。分别于出院前、术后3个月、术后6个月、术后1年随访,计算Harris评分并摄X线片,此后每隔1年随访一次。以我院门诊随访为主,个别患者采取上门随访或者电话随访。

六、统计学分析

  采用SPSS 13.0软件进行统计学处理,对手术前后及随访时Harris评分进行配对t检验,对两组样本均数比较采用独立样本t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

   

一、手术相关结果

  手术时间40~135min(平均107.0±23.6min),初期实施手术时间较长,后随着手术技术熟练程度的增加而减少,符合学习曲线的规律。术中出血100~1200ml(平均496.1±332.0ml),术中出血同手术时间呈正相关性(t=-4.304,P=0.001)。术后引流112~600ml(平均296.2±183.4ml)(其中1例术后于手术室到病房转运时引流管脱出,此例患者未进行术后出血统计)。

二、临床评价

  术后2周出院时Harris评分87.0±5.48分,同入院前比较有显著性差异(t=-7.563,P=0.000);术后所有患者均获得近期随访(半年~2年),其中门诊面见随访8人10髋,电话随访3人3髋,末次随访时Harris评分为92.3±3.47分(电话随访时Harris评分中关节活动度由医师电话教导患者自主测量,所得数据为估计值,但因数据与系数相乘后在Harris总分中所占比重较小,因此可忽略其误差),与术前比较有显著性差异(t=-6.032,P=0.000)。

三、影像学评价

  随访复查影像学评价由三位高年资主治医师分别独立阅片测量,取平均值。术前髋臼角(Sharp角)33.8~56.4度(平均47.7±6.5度),头颈比例1.29~1.64(平均1.47±0.11),颈干角126.7~162.2度(平均141.2±9.7度),CE角-7.5~28.8度(平均12.3±12.3度);术后臼杯外展角22.4~69.3度(平均46.8±12.9度),假体柄干角126.8~159.1度(平均143.0±9.2度);髋臼假体完全被骨床覆盖6髋,外上缘外露小于0.5cm的 2髋,外上缘外露超过0.5cm的5髋。1例患者于术后2年复查时摄片发现髋臼松动,臼杯边缘骨质出现透亮带,且臼杯外展角由原来的69度变化为71度(详见图3~5),但患者无明显临床不适。其余各例影像学检查随访未见关节脱位、骨折、松动、异位骨化等现象。

   

1. DDHTHRA良好适应症

  在临床应用中,许多学者对THRA所表现出的良好的近期效果表现出极大的兴奋,认为THRA的设计已经使其成为年轻患者初次置换最为理想的选择。在针对DDH的研究中,很多人也相信轻中度DDH是THRA良好适应症。然而,近期国外的大宗病例中长期随访结果却让我们认识到THRA治疗DDH并不如预期那样完美。对于普通骨性关节炎,THRA假体不良事件发生率高于THR,同时,DDH较普通骨性关节炎而言,THRA术后假体生存率将会更低。所以,有研究认为DDH是影响THRA术后假体生存的危险因素之一。

  一般情况下,髋臼角越大,按照理想髋臼外展角安置髋臼假体后,会使得假体外上缘无骨质覆盖的范围越大,可能造成臼杯不稳定,所以在允许的范围内我们可能会加大髋臼假体外展角以较少假体边缘外露。理论上,预期结果应当是,病例组平均髋臼角越大,术后平均髋臼外展角越大,二者之间应当有正相关性。但是本组病例数据的统计学分析结果却显示髋臼角和臼杯外展角之间无统计学相关性(t=0.269,P=0.793)。另外一个现象是,按照手术操作要点,柄干角的放置是较颈干角外翻5~10度,故病例组平均颈干角越大,术后平均柄干角也应当越大,二者之间也应当具有相关性,但统计结果也显示二者没有显著的相关性(t=-1.027,P=0.325)。还有,(臼杯外展角-髋臼角)的差值也应当和髋臼外露的程度有正相关性,但是统计结果同样为阴性(t=-0.722,P=0.484)。这些结果都没有符合预期的规律性。而且,从术后髋臼假体和股骨假体各项指标的测量来看,角度的弥散度很大,有些角度甚至远远超出我们的预期值,在理想的范围之外。我们认为,这与DDH的病理特点复杂以及手术操作难度大有关,具体来讲就是,虽然按照操作要点假体位置应当达到术前设计的角度和方向,但由于DDH病理结构复杂多变,进行THRA手术时,股骨头颈的保留又使得手术视野明显受阻,操作程度明显复杂,对假体预期位置、角度进行良好的控制并非易事,需要非常精湛的手术技术。

2. DDH髋臼的病理形态是引起髋臼松动的基础因素之一

  同骨性关节炎比较,DDH行THRA术后髋臼松动率明显高于前者。Mcbryde对85髋DDH和96髋骨性关节炎进行了对照研究,平均随访4年半,骨关节炎组无翻修病例,DDH组有5例进行翻修,其中4例髋臼假体松动。

  DDH术后髋臼的高松动率或许可以从DDH的解剖学特点和假体放置的生物力学要求得到解释。从稳定性角度来看,髋臼假体的骨性覆盖率须达到75%才能满足力学稳定性。从假体磨损角度来看,髋臼外展角在45度以下假体磨损较少。研究显示,髋臼外展角超过45度时,假体界面磨损将明显增加;而对于金属对金属界面的假体来说,髋臼外展角从45度增加到55度,界面磨损率增加到原有的5倍。虽然有研究认为外展角小于50度都是可以接受的,但在对THRA翻修病例研究后发现,外展45度和前倾20度是假体放置最佳角度,鉴于影像学判断和术中判断间的误差规律,可根据术中实际测量将其放置在外展40度和前倾20度。

  DDH患者的髋臼较浅,直径变大,平均髋臼Sharp角大于45度,髋臼外上缘骨质覆盖不足,在放置髋臼假体的时候就存在如下矛盾:如果将假体臼杯外展角放置为45度以下(小于Sharp角),虽然可以增加股骨头假体和髋臼假体的接触面积,但是假体边缘则外露过多,无法达到骨覆盖75%的要求,影响髋臼稳定性;如果为减少臼杯外上缘外露而将外展角放置在45度以上,虽可使骨性覆盖达到75%的标准,但同时减少股骨头假体和臼杯假体的接触面积,负重关键区域的面积减少,髋臼假体外上缘条带应力集中,磨损加快,松动风险同样会增加。从本研究的结果就可以验证这一现象。本组中某患者左髋为Karl III度发育不良(图3~5),术中角度、方向定位难度较大,虽然达到了较多的假体骨性覆盖,但使得术后髋臼外展角远远超过45度,造成髋臼顶部应力集中,为术后假体松动埋下了隐患。

  对于非发育不良的髋关节疾病,较少存在髋臼假体外露的问题,而DDH的患者上述矛盾十分明显。另外,如果采用THR治疗DDH,则可以通过将聚乙烯内衬的防脱位高边放置在外侧来部分弥补这一问题,而THRA的假体本身并没有衬垫的设计。因此,这些情况也同样印证了DDH非THRA良好适应症的观点。

如果要对DDH实施THRA,对于髋臼侧的处理我们的经验是:

(1)谨慎选择病例,对于髋臼角过大的病例予以排除。

(2)在髋臼上缘外露不显著的情况下,尽量将髋臼外展角放置在50度以下。

(3)在股骨头侧假体大小允许的情况下,选择小一号髋臼假体以实现外展角和边缘骨质覆盖。

(4)为了达到足够的髋臼覆盖率,有时需要内陷髋臼假体。

(4)采取多种措施后,理想的髋臼外展角仍无法实现时,果断放弃THRA而改用THR并使用带有高边的聚乙烯内衬,以弥补髋臼外展角过大的问题。

3. DDH头臼匹配和头颈比是影响术者判断的重要问题

  DDH行THRA术后,早期的翻修主要是因为股骨侧失败。该现象或许与DDH臼-头-颈三者之间的异常比例有关,也是在DDH术中判断假体大小时使术者感到两难抉择的问题。

(1)头和臼假体之间有时很难良好匹配

  DDH患者的髋臼发育不规律,头臼的匹配程度远远差于正常髋关节,而THRA的头臼假体间是一对一大小匹配,所以对于发育偏小的髋臼,按照髋臼侧决定THRA假体套件大小会出现股骨头过度磨锉,造成切迹;而按照股骨侧决定假体套件大小则会造成髋臼过度磨锉,大量骨质丢失,影响稳定性(图7、8所示即为以股骨侧决定假体大小时,髋臼侧出现过度磨锉,以致锉穿髋臼底部)。同样道理,对于发育偏大的髋臼,按照髋臼侧选择假体大小会造成人为的股骨颈缩窄(图9中所示病例以髋臼侧决定假体大小,导致股骨侧假体过大,反衬出股骨颈细小),而按照股骨侧决定假体型号则可能会出现髋臼软骨磨锉不充分,也可能影响髋臼假体稳定性(图10中所示病例以股骨侧选择假体大小,原始髋臼对于臼杯假体相对偏大,臼杯边缘的软骨尚未充分磨锉)。

(2)异常头颈比常导致术后人为股骨颈缩窄

  THRA的假体设计要求,头颈比为1.2:1的髋关节对于THRA手术最为适合,但是本组数据达到平均1.47(图11所示病例为典型头颈比增大),可能与DDH的病理特点有关。大头颈比情况下,股骨颈相比之下则显得纤细,造成术后股骨颈人为缩窄现象。目前认为股骨颈骨折主要与股骨颈上部切迹和股骨假体内翻放置有关,尚未有文献提及宿主头颈比、人为股骨颈缩窄对术后假体存活、股骨颈骨折的影响,二者间的联系尚待进一步证实。

4. 异常的颈干角影响股骨假体存活

  越来越多的研究证实,THRA的股骨头假体的角度对其生存时间有显著影响,同时满足以下两个条件可以获得最佳的生物力学效应,获得良好的临床预后:(1)柄干角安置在135~140度,临床结果证实,柄干角<130的病例假体失败的风险系数比柄干角>130度的要高。(2)柄干角应较颈干角大5~10度,生物力学测试告诉我们,在柄干角处于外翻位时,股骨颈上方皮质应变减少2倍,假体-界面应力减少3倍,而在髋臼假体外展角较大时减少柄干角,将可能会使磨损增加10倍以上。

DDH股骨近端的发育异常,颈干角波动幅度较大,在实际应用中,往往无法同时满足上述两个条件。对于合并髋内翻的DDH,即使柄干角较颈干角大5~10度也可能无法达到理想的柄干角(135~140度)。同样,对于颈干角本身就大于140度的患者,若坚持将柄干角再加大10度,则使得柄干角过大,头臼假体包容率减少,造成应力集中,磨损增加(图12所示即为大柄干角与头臼小包容率的关系)。因此,颈干角过大或者过小的DDH患者均不是THRA良好适应症,需要严格筛选。

5. THRA不能有效延长肢体

  THRA另外一个先天不足就是,从假体本身的设计来看,THRA假体本身不存在延长肢体长度的功能。普通THR的股骨侧假体可通过使用加长头、组配式股骨颈等设计来延长肢体长度,而THRA置换股骨头后,股骨头颈的长度没有明显变化。因此,只能从改变髋臼位置来使得股骨头中心下移,达到部分恢复肢体长度的目的。但是,对于DDH来讲,存在多个不利于肢体长度恢复的因素。首先,DDH假臼形成或者原始髋臼非常浅,加之表面置换不切除头颈情况下阻碍术者视野,想要定位真正的髋臼旋转中心有时比较困难,髋臼下移不一定能够完全实现;其次,即使找到并定位了真臼的旋转中心,但因软组织挛缩严重,术中股骨侧无法充分下移,可能出现无法复位的问题(图6);另外,还有一些患者患侧股骨颈本身就发育短缩或者存在髋内翻(颈干角变小),即使恢复了真臼的旋转中心,股骨侧也可以顺利复位,但是患侧肢体仍旧较对侧短缩(如图13所示左侧股骨颈短缩且内翻,采用THRA无法恢复肢体长度)。

  综上所述,全髋关节表面置换术可以作为轻中度髋关节发育不良并发骨性关节炎THR前的过渡性治疗,具有损伤小、切骨少、脱位风险低等优点,但是,鉴于DDH髋臼侧、股骨侧存在多种病理结构并不利于假体理想位置的实现,所以我们认为,DDH并非是THRA良好的适应症,即使是轻中度DDH也是如此。要想对DDH实施THRA并降低术后假体失败率,要求术者具备非常丰富的髋关节置换临床经验与良好的操作技术。当然,DDH合并骨性关节炎患者进行THRA的失败率降低到多少的情况下值得进行表面置换手术,也是可以商榷的。

 

 

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①髋臼角:AB与BD的夹角(A 、B为双侧泪滴投影点,D为髋臼外上缘投影点);

②CE角:CO和OE的夹角(O为股骨头中心点,CO为经过O点的垂线,OE为自股骨头中线点至髋臼外上缘的连线);

③颈干角:GF与OF的夹角(GF为股骨轴线,OF为股骨颈轴线);

④头颈比:M/N的数值(M线为股骨头直径,N线为股骨颈直径);

⑤髋臼外展角:AB和BH的夹角(AB为双侧泪滴连线,BH为髋臼边缘投影);

⑥柄干角:PI与SI的夹角(PI为股骨头中心杆轴线,SI为股骨轴线)。

 

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患者毕××,女,54岁,因“反复左髋部疼痛5年余,加重伴跛行半年”于2008年3月27日入院。术前骨盆正位(图3)显示双侧髋关节发育不良,Karl Perner分类右侧II度、左侧III度。术前Harris评分62分,2008年3月31日行左侧髋关节表面置换术(Depuy ASR系统),因畸形较重,影响术中判断假体放置位置,导致髋臼外展角度放置为69度(图4),出院时Harris评分90分。术后2年随访Harris评分91分,患者虽无临床不适症状,但复查骨盆X线发现髋臼松动(图5),臼杯边缘透亮线产生,此时髋臼外展角变化为71度。

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原位表面置换对右侧VI度发育不良延长肢体毫无用处,因股骨头及粗隆部上移过多,右侧肢体短缩缩严重,可能需要转子下截骨才能复位关节,不适合行THRA手术。

 

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图中所示右侧髋臼发育较小,股骨头发育扁宽,按照股骨侧决定假体大小,则髋臼侧假体相对偏大,造成髋臼过度磨挫。

 

 

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图中所示,按照髋臼侧决定假体大小原则,匹配的股骨侧假体较股骨头颈来说偏大,造成人为股骨颈缩窄现象。

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图中所示,按照股骨侧决定假体大小原则,匹配的髋臼假体较原始臼来说过小,髋臼磨挫不充分,假体与髋臼匹配不良。

 

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DDH患者股骨头往往变扁增宽,图中股骨头直径与股骨颈直径的比例(M/N)远远超过1.2:1。

[[wysiwyg_imageupload:461:]]图中所示,颈干角过大导致柄干角相应增大,间接导致头臼覆盖率下降。

[[wysiwyg_imageupload:462:]]

 

图中所示左侧股骨颈短缩明显,进行THRA后因股骨颈长度不能延长,因此肢体长度不能得到恢复。

 

 
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