成人发育性髋关节发育不良的髋臼骨贮备与髋臼重建

2010-11-25 文章来源:骨科在线 点击量:1743   我要说

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王坤正
西安交通大学医学院第二附属医院骨科


 


    髋臼假体的完全骨包容及良好的空间位置,是其获得良好的生物力学环境及维持其稳定性的前提。在发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)的全髋关节置换术中,髋关节旋转中心上移,髋臼存在不同程度的骨缺损,重建髋臼异常困难。深入认识DDH髋臼的骨性结构学特征及其变化规律,是制定科学的髋臼重建方案及指导术中重建技术的依据。

    既往的研究表明该类患者的髋臼变浅,髋臼形态趋向于扁椭圆形,在重建髋臼的过程中,为了获得正常的髋关节生物力学及获得尽可能多的骨包容,建议髋臼重建在真臼的位置。多种方法应用于在真臼位置重建髋臼:通过可控性的髋臼内壁骨折,内移重建的髋臼中心;或通过髋臼内侧壁截骨内移髋臼;或通过使用特制的髋臼假体来重建髋臼在真臼位置。或通过髋臼外上方的植骨来达到髋臼的理想重建。尽管方法不尽相同,但是这些技术无一不涉及到对髋臼内侧壁的打磨重建。

    髋臼内侧壁的骨贮备对于DDH髋臼重建至关重要,内侧壁的骨贮备决定了髋臼内侧壁可被打磨和加深的程度,髋臼向内侧的移位程度直接关系到髋臼假体骨包容的改善及髋臼旋转中心的恢复。此外,髋臼内侧壁毗邻着重要的神经,血管组织,有可能在打磨髋臼的过程中被损伤。因此,深入认识髋臼内侧壁的骨贮备对DDH全髋关节置换术中髋臼重建方案的制定至关重要。

    不同严重程度的DDH髋臼骨缺损程度不一,在重建过程中对内侧壁的要求不一。DDH因其严重程度的不同,髋臼结构存在很大的差异,不同程度DDH的髋臼骨贮备是否存在差异,对其制定个性化的方案至关重要,以及避免在术中损伤髋臼内侧壁毗邻的重要组织结构都是尤为关键的。尽管既往的研究提示成年DDH髋臼内侧壁存在一定量的骨贮备,但是未对骨贮备的量和变化规律进行研究,而该类患者的不同严重程度的骨缺损是不同的。然而,髋关节发育不良的髋臼内侧壁的骨贮备以及评估其量化的指标却鲜有文献报道。

    本研究通过对成人DDH髋臼内侧壁骨贮备的研究,探讨髋臼内侧壁的骨贮备在不同严重程度DDH的变异及其变化的规律,为成人DDH全髋关节置换术中髋臼重建提供结构学的基础。

    1研究对象和方法

    1.1研究对象

    该研究得到西安交通大学医学院第二附属医院伦理委员会的批准。研究纳入的每位成员均进行知情谈话并签署知情同意书。本组病例共21例(27髋)发育性髋关节发育不良患者。其中男3例,女18例;双侧6例,单侧15例;年龄35~61岁,平均47岁。结合病史、体格检查和骨盆平片确诊发育性髋关节发育不良,患髋均不合并其它先天性畸形或后天性损伤,患髋未曾接受任何矫形手术。按照发育性髋关节发育不良的Crowe[32]分型,本组病例CroweⅠ型11髋,Ⅱ型9髋,Ⅲ型7髋。Crowe IV发育性髋关节发育不良患者被排除在研究队列之外。脱位的程度按照Crowe的评判方法(从泪点到股骨头下缘的距离与骨盆高度的1/5的比值)从6.2%到95%。

    平均的年龄为47岁(从35岁到61岁),平均的体重为55千克(从50到69千克)平均的身高为157厘米(从155到170厘米)。两组病例在年龄、体重和身高方面无显著性差异(见表1)。

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    1.2研究方法

    1)螺旋CT扫描条件和范围

    使用Philips MX 8000螺旋扫描机(Philips公司,美国)。患者取仰卧位在扫描台上,双下肢伸直,双脚并拢于台面。扫描的条件为:电压120kV,电流量150mA,扫描间隔时间为0.5秒。轴位扫描,扫描范围从髂前上棘至坐骨结节以下。扫描参数为层厚2 mm,间隔2 mm。所有图像的操作和分析均在CT工作站进行。

2CT图像分析处理及参数测量
    在CT工作站,采用表面遮盖法(Surface Shaded Display,SSD)对髋关节进行重建,观察髋关节髋臼和股骨头的关系,髋臼骨缺损的位置。结合应用多平面重建技术(multiplanar reconstruction,MPR),确定骨缺损的具体位置。
    测量髋臼的相关参数:首先,通过双侧髂前上棘和耻骨结节三点来确定骨盆的额状面,然后通过该平面来进一步确定骨盆的水平面。在内侧髋臼壁上约1/10骨盆高度(相当于正常髋臼高度的1/2),垂直于额状面的水平轴面被确定。在该平面进行髋臼的以下参数测量(测量的示意图见图1),髋臼的开口(从髋臼的前缘至后缘的距离)、髋臼的深度(从髋臼的底至髋臼开口的最短的垂直距离)和髋臼内侧壁的最小厚度均在该平面进行测量。所有的参数测量均使用CT工作站刻度标尺Phillips MxLite View1.0(Marconi Medical Systems Inc. Cleveland, Ohio, USA)。
    测量工作由两个独立的观察者进行,第一个测量者对参数进行两次测量,间隔时间为3周,另外一个测量者对所有参数只进行一次测量。参数测量的观察者内和观察者之间的重复性采用Bland and Altman方法评估。
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    2统计学分析

    每组参数的正态性分布采用Kolmogorov-Smirnov 检验,对非正态性分布的参数,两组之间的差异性采用Mann-Whitney U 检验,髋臼内侧壁的最小厚度,髋关节脱位的程度以及髋臼的深度之间采用相关系数来评估它们之间的相关性。p<0.05为有显著性差异。所有的资料分析采用SPSS13.0(SPSS, Chicago, Illinosis, USA)。

    3结果

    患侧髋关节关系失常(见图2),髋关节脱位程度按照Crowe等的方法(股骨颈内侧缘和股骨头交界点与两侧泪点连线之间的垂直距离和骨盆高度的1/5的百分比),为6.2%~95%。所有患髋臼均存在不同程度骨缺损(见图2和图3-a),7个在髋臼前上方,15个在髋臼外上方,5个在髋臼后上方。MPR冠状面和轴面成像示髋臼内侧壁有一定量的骨贮备(见图3)。
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    在15例单侧DDH,髋臼内侧壁的最小厚度在患侧与健侧之差为0-10.1mm,在一些轻度DDH,没有观察到健侧与患侧髋臼内侧壁的最小厚度在数值上有差异。单侧DDH患侧与健侧髋臼比较,患侧髋臼较健侧变小变浅(见图2和图3)。

    髋臼的形态学参数测量结果见表2。
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    与Crowe-ⅠDDH的髋臼相比,Crowe-II/III DDH的髋臼开口,髋臼深度显著小于前者,二者之间存在显著性差异(popening<0.05, pdepth<0.05)(见图4)。然而,髋臼内侧壁的最小厚度在Crowe-II/III DDH的髋臼明显多于Crowe-ⅠDDH的髋臼,二者之间有显著性差异(p<0.05)(见图4-a显示髋臼内侧壁的最小厚度在水平面,见图4-b显示髋臼内侧壁的最小厚度在冠状面)。

    进一步的研究发现,髋臼内侧壁的最小厚度与DDH髋关节的脱位程度呈正相关关系(Spearman coefficient r=0.69, p<0.01)(图5a),与髋臼深度之间存在负性相关关系(Spearman coefficient r=-0.71, p<0.01)(图5b)。
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讨论

    1)髋臼内侧壁骨贮备的变化

    对DDH髋关节髋臼的形态学和空间位置的变化,及髋臼的退行性改变,已经进行了深入的研究。通过观察髋臼可植入的最大假体,既往的研究揭示了髋臼内侧壁具有一定量的骨贮备。然而,不同脱位程度的DDH髋臼内侧壁的骨贮备是否存在差异,及其与髋关节脱位程度和髋臼深度之间的关系,却未见文献报告。而这些信息是制定科学的髋臼重建方案的依据。

    髋臼内侧壁是一个不规则的立体结构,内侧壁骨量的体积虽然能准确量化内侧壁的骨贮备,但是其对于髋臼重建时内侧壁对加深的可耐受程度评估意义有限,甚至会产生误导。髋臼内侧壁的最小厚度直接决定了内侧壁可被打磨的程度,因此本研究以髋臼内侧壁的最小厚度作为评估髋臼内侧壁骨贮备的指标,对内侧壁的打磨或内移的程度需要结合患侧髋臼固有的深度,因此,髋臼固有的深度及其与髋臼内侧壁的厚度关系也同时被研究,髋臼的深度影响到术后关节的活动范围。

    本研究发现DDH髋臼内侧壁存在一定量的骨贮备,与CroweⅠ型DDH髋臼相比,CroweII/III型DDH髋臼内侧壁存在较多的骨贮备。通过打磨髋臼内侧壁,在重建髋臼的过程中,更多的髋臼深度可以在CroweII/III 型DDH髋臼获得。但是与之相对应的是,在CroweII/III型DDH,髋臼骨缺损往往较CroweⅠ型DDH更加严重。随着髋臼中心的内移,可以不同程度的改善髋臼假体植入后骨包容不足。

    既往有研究揭示了髋臼内侧壁具有一定量的骨贮备。然而,不同脱位程度的DDH髋臼内侧壁的骨贮备是否存在差异,及其与髋关节脱位程度和髋臼深度之间的关系,却未见报告。而这些信息是制定科学的髋臼重建方案的依据。

    DDH髋臼内侧壁的骨贮备为采用髋臼内移技术重建髋臼提供了一定的结构基础,但是,不同程度DDH髋臼内侧壁的骨贮备存在差异,在髋臼重建过程中,应对不同程度的DDH髋臼进行区别对待。不同髋臼对打磨的耐受程度不一致,应避免过度打磨对毗邻髋臼的一些结构造成损伤。

    除了内侧髋臼壁外,髋臼重建过程中尚需结合髋臼其它各部的骨贮备情况,综合考量髋臼骨缺损和髋臼各部的骨贮备进行髋臼重建。在轻度的CroweⅠ型DDH,髋臼壁骨缺损的程度较小,髋臼重建过程一般无需植骨,只需要对髋臼进行适度的打磨,选择合适型号的假体就可以达到髋臼假体的理想骨包容。在CroweII/III型DDH,尽管髋臼内侧壁存在较多量的骨贮备,但是髋臼整体形态变小,其它部位的骨缺损也较严重。

    Hartofilakidis等对229髋(168例DDH)行全髋关节置换术髋臼重建中,采用在髋臼内侧壁造成可控性的骨折,将髋臼内侧壁向内侧推移,并行打压植骨,使用水泥型的髋臼假体,或是在髋臼假体可以达到80%的骨包容情况下,采用非水泥的髋臼假体,假体的外径为40-42mm,未曾进行植骨。Zhang等通过髋臼内侧壁内移截骨,对26例(30髋)DDH在全髋关节置换术中进行髋臼重建,使用的髋臼假体的直径为44-56 mm,有2髋未达到理想的髋臼假体骨包容而进行结构植骨。

    Dorr等对24例DDH髋关节进行重建,其中6个通过植骨来改善髋臼假体外上方的20%的骨包容不足,其余均通过髋臼内侧壁内突来达到髋臼假体的骨包容。术后植骨6个植骨均有很大程度的吸收,但是假体的稳定性均未见异常。

    Koulouvaris等使用特制的髋臼假体对髋臼重建,并结合髋臼骨缺损部位的植骨,使用的髋臼假体直径在42-48mm。我们的研究也发现不同程度DDH的髋臼大小之间有差异。既往有研究通过对成人DDH髋臼横断面可最大包容的直径进行测量发现,髋臼的前后直径在不同脱位程度之间无显著性差异。但是其后的研究又推荐使用较小的髋臼假体在严重的DDH髋臼重建过程中,与我们的结论一致。

    2)髋臼内侧壁骨贮备差异的原因

    在本研究中,发现一个有趣的现象,随着DDH髋关节脱位程度的加重,髋臼内侧壁的最小厚度也呈增加的趋势,而髋臼深度变小。髋臼内侧壁的最小厚度与脱位程度呈正相关,与髋臼深度呈负相关。既往的研究观察到DDH髋臼变浅的现象,但是没有注意髋臼内侧壁的变化。

    不同程度脱位DDH髋臼内侧壁骨贮备差异的原因,可能有两方面的因素:一方面是髋臼先天性发育不良,受累髋臼没有获得良好的发育,髋臼较正常的髋臼浅平。二是按照Harris定律(股骨头和髋臼同心是髋关节发育的先决条件),在发育不良的基础上,髋臼和股骨头关系失衡,这种失衡的关系没有得到矫正,髋臼内侧壁在发育过程不能受到机械性的应力刺激,髋臼内侧壁没有扩展性生长,而是向外生长造成。

     综上所述,尽管DDH髋臼存在骨缺损,但是其髋臼内侧壁有一定量的骨贮备。CroweⅡ/ⅢDDH与Crowe-ⅠDDH髋臼内侧壁的骨贮备之间存在显著性差异,前者髋臼内侧壁有较多的骨贮备。在髋臼重建的过程中,应考虑到这种变化。DDH髋臼内侧壁的骨贮备与髋臼脱位的程度呈正相关,与髋臼内侧壁的厚度的呈负相关。我们认为,在髋关节发育不良的全髋关节置换术中,无论采用那种髋臼重建技术和髋臼重建方案,除了深入认识髋臼的骨缺损外,均应考虑到髋臼内侧壁的骨贮备,以及在不同程度髋关节发育不良患者髋臼内侧壁骨贮备之间的差异性。只有将髋臼的骨缺损和髋臼现有的骨贮备结合起来加以考量,才有助于制定更加科学的髋臼重建方案和采用最优的髋臼重建技术,增加髋臼假体的长期稳定性和寿命,提高髋关节发育不良的术后效果。

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已有 1 条评论
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张卫国 #1
好文章,注意到园韧带及髋臼横韧带没有,什么时候缺失
发表于:2011-04-26 15:04:37  IP:123.171.56.223