引用本文: 陳濤, 楊春喜. 人工全髖關節置換術治療CroweⅣ型先天性髖關節發育不良截骨術的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(4): 444-447. doi: 10.7507/1002-1892.20150096 復制
先天性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是由遺傳與環境共同作用導致的疾病,Crowe等[1]根據髖關節脫位程度將其分為4型,其中CroweⅣ型病情最嚴重,治療復雜。目前,臨床對選擇人工全髖關節置換(total hip arthroplasty,THA)治療成人DDH已達成共識,但關于術中是否截骨尚存在爭議。本文就相關研究結果進行總結綜述,以期為臨床治療提供參考。
1 CroweⅣ型DDH病理改變
CroweⅣ型DDH通常伴較嚴重的髖關節病理改變,從而引起髖關節疼痛、下肢活動功能受限,影響患者日常生活。髖關節脫位是最具特征的病理變化。CroweⅣ型DDH真臼發育不良,表現為臼窩淺小,呈三角形,真臼內填充脂肪與纖維組織,同時髖臼周圍骨質疏松,前壁變薄,而后方坐骨壁變厚。這些病理變化使股骨頭完全脫出真臼水平,在真臼上方或后上方形成假臼。同時股骨頭縮小變形,呈扁平不規則形態,股骨皮質變薄,髓腔變窄,頸干角明顯增大,股骨前傾角變大。這些改變造成患者雙下肢不等長,呈跛行步態,從而造成骨盆傾斜,腰椎前凸、側凸,同側膝關節成角畸形等繼發病理改變[2]。
除了骨改變外,周圍軟組織亦發生變化。關節囊增生變長,呈“葫蘆樣”改變,假臼周圍的關節囊異常肥厚和致密。臀中肌、臀小肌、股直肌及闊筋膜張肌縮短,甚至大腿內、外、前、后側肌群均有不同程度短縮[3]。周圍血管神經攣縮,尤其是坐骨神經嚴重短縮。患髖周圍軟組織攣縮可加重真臼發育不良,使假體植入時與骨骼接觸面積不足,導致假體松動脫位[4]。周圍軟組織攣縮是造成THA股骨難以復位和術后跛行的主要因素。
2 截骨術研究進展
2.1 截骨術必要性
CroweⅣ型DDH患者雙下肢不等長,導致患肢代償性增長,普通THA術后易造成患肢較健肢長;同時髖關節周圍軟組織攣縮會導致THA術中股骨頭不能順利下移、神經損傷等問題,而截骨術可有效解決以上問題[5-6]。Kawai等[6]認為股骨延長應控制在4 cm以內,但患者身高、髖關節活動度以及既往手術史均會影響患肢可延長長度,目前尚無法確定選擇截骨術的股骨延長長度標準。
2.2 截骨術類型
股骨截骨有轉子間截骨、粗隆下截骨、小轉子水平截骨與遠端截骨4種方法。股骨干骺端是大腿肌肉的附著點,因此轉子間截骨與小轉子水平截骨均會影響肌肉功能,而粗隆下截骨有利于截骨端愈合。遠端截骨在臨床應用較少,不作分析。
2.2.1 粗隆下截骨
根據切口不同,粗隆下截骨分為階梯狀截骨、橫形截骨、斜形截骨與V形截骨。截骨后髖關節穩定性受以下兩個因素影響,一是截骨端愈合,二是截骨位置。截骨面越復雜,截骨斷面接觸越多,旋轉穩定性越高,也更利于術后骨連接,但操作也較復雜。階梯狀截骨、斜形截骨和V形截骨術后截骨處旋轉穩定性較好,但是不利于股骨頸前傾角的糾正,對術前測量和術中操作要求較高,一旦截骨就不能進一步調整股骨頸前傾角。Reikeraas等[7]認為,階梯狀截骨會減少股骨柄假體與骨皮質的接觸,使假體在股骨干內固定不穩,易形成假體內翻。橫形截骨后因接合處接觸面積小而不易愈合,據報道非骨水泥型THA伴橫形截骨不愈合率為0~13%[8],這將導致截骨后股骨旋轉應力差,甚至早期假體松動。但橫形截骨的優勢在于能調整旋轉畸形,且可進行多次截骨[8]。橫形截骨的截骨處應處于小轉子下2~3 cm,以保證股骨柄能插入股骨遠端足夠長度。研究發現,股骨柄假體末端離截骨線7 cm時有利于增加術后股骨假體穩定性[6]。另外,環扎固定術也能增加術后股骨假體穩定性。
截骨長短會影響術后療效,有學者認為股骨截骨長度等于股骨頭脫位長度減去3~4 cm[6],但該標準未考慮不同患者軟組織攣縮的差異。對于髖關節屈曲攣縮患者,因患肢代償性增長較多,所以截骨長度需相應增長。術前可通過X線片了解髖關節脫位程度,體檢了解腘繩肌與股四頭肌緊張度,以預測患肢短縮程度及截骨長度。最終截骨長度應根據術中牽拉復位股骨頭時軟組織張力決定。具體方法為,在完成髖骨與股骨準備后植入假體,復位遠端股骨,遠、近端股骨重疊部分即為遠端股骨切除部分。通常先行保守性粗隆下切除,再評估軟組織緊張度,如有需要再次行粗隆下截骨[5]。需注意由于旋轉中心下移較多,復位后軟組織張力較高,常導致骨盆傾斜,患肢發生假性過長,因此術中截骨長度應相應減少,以預防該并發癥的發生[9]。
粗隆下截骨能使置換后的股骨頭下降至真臼水平,使縮短的外展肌群恢復正常長度與角度,縮短因代償而增長的患肢,避免股骨頭復位后患肢長于健側。同時還能糾正股骨旋轉角度,避免術后神經損傷,減輕術后患肢膝關節外翻并發癥[10]。雖然轉子間截骨通過切除股骨頸也可調節患肢長度,糾正前傾角,但其調節能力有限。此外,轉子間截骨影響術后外展肌功能,從而影響髖關節功能。因此對于轉子間截骨無法糾正的CroweⅣ型DDH,粗隆下截骨是首選方法[6, 11]。
出現以下情況時,通常需粗隆下截骨:① 術前已接受粗隆下截骨術,截骨處愈合過程中骨形成,導致成角畸形,以致假體股骨端無法順利插入股骨干;② 由于多次手術造成髖關節周圍軟組織硬化,股骨頭下降困難者[5]。此外,粗隆下截骨還可緩解因下肢長度不等長而導致的脊柱前凸、側凸,以及骨盆傾斜等問題。Hasegawa等[12]發現,伴下背部疼痛的患者經THA聯合粗隆下截骨后疼痛明顯緩解。但其機制尚未明確,可能與脊柱前凸緩解有關。但粗隆下截骨存在骨折、截骨端不愈合、術后髖關節脫位等并發癥。報道稱,術中骨折發生率為5%~22%,截骨端不愈合發生率為8%~29%[13]。研究表明,松解軟組織后牽引,再行粗隆下截骨可減少神經麻痹、截骨端不愈合等并發癥,其原因是可縮短截骨的長度[4],但相關文獻報道較少。
2.2.2 轉子間截骨
雖然粗隆下截骨近期療效良好,但尚缺乏遠期隨訪結果,10年以上的療效有待進一步研究。而對于轉子間截骨的遠期隨訪表明,以任何原因進行二次手術為終點,轉子間截骨THA的10年假體存活率為96.3%[14],20年假體存活率為78%[2]。轉子間截骨經過周圍軟組織松解后,大轉子與近端股骨下移;斜行的臀中肌可拉長變垂直方向,同時可適當調節患肢長度,糾正前傾角[15]。但是轉子間截骨對外展肌功能的損傷較粗隆下截骨顯著增大[16],這將影響患者術后髖關節功能。同時,該截骨方法需先切除大粗隆,待股骨復位后再用鋼纜固定復位大轉子,由此存在截骨線不愈合可能。對于髖關節高位脫位的CroweⅣ型DDH患者,患肢有不同程度代償性增長,為了抵消這種增長以保證術后雙下肢等長,需在小轉子水平進行更多切除,這將影響大轉子愈合。同時使用固定鋼纜也可能影響大轉子的重新接合。
關于轉子間截骨的神經損傷并發癥,Ker boull 等[2]認為,患肢延長超過4 cm不一定損傷坐骨神經,是否損傷關鍵在于術中評估坐骨神經緊張度,同時術中出血量以及手術時間均對術后神經損傷有一定影響。Kerboull等[2]對于30例患肢延長超過4 cm的轉子間截骨THA中,通過保持周圍肌肉張力與術中評估神經緊張度,術后僅1例出現腓總神經麻痹。一項包括508例患者的隨訪研究表明,THA術后坐骨神經損傷可能與患者手術史、嚴重股骨屈曲攣縮等因素有關[15]。另外多項研究均表明,術后保持屈髖、屈膝位可避免坐骨神經因過度緊張而損傷[15, 17-18]。Kawai等[14]進行的轉子間截骨THA中,患肢平均增長3.2 cm,術后患者經屈髖、屈膝位固定均未出現腓總神經麻痹。保留關節周圍肌肉組織可以保護血管神經組織,明顯改善髖關節功能。Ker boull等[2]研究發現,轉子間截骨THA術中保留主要肌肉后患肢仍然可延長7 cm。其進行的118例轉子間截骨THA中,經153個月隨訪,僅1例出現腓總神經麻痹,Harris評分平均從32分升高至91分。因此術中注意保護周圍軟組織,術后采取屈髖、屈膝固定等措施后,可有效避免轉子間截骨后神經損傷的發生。
2.2.3 小轉子水平截骨
為了避免截骨處不愈合,有學者主張不切除大轉子,僅在小轉子處截骨[18]。相對于其他截骨法,小轉子水平截骨具有以下優勢:由于不切除大轉子,假體放置后無需再固定大轉子,避免了截骨處不愈合而導致的假體松動;與轉子間截骨相比,小轉子水平截骨操作簡便,可避免過度截骨而加重跛行、腰椎側凸、骨盆歪斜等缺陷。但小轉子水平截骨破壞了股骨近端結構,嚴重影響了外展肌功能,術中骨折發生率高,髖關節功能改善較粗隆下截骨差,且術后神經損傷增多。
3 不同截骨方法的選擇
粗隆下截骨能有效調整患肢長度,糾正前傾角,避免神經損傷;但存在骨折、截骨處不愈合等并發癥。相對于其他粗隆下截骨法,橫形截骨操作簡便,對調節患肢長度及糾正前傾角效果好。雖然存在術后旋轉穩定性差的缺陷,但可通過采用具有旋轉穩定性的股骨假體和環扎固定術等方法解決。轉子間截骨也可在一定程度上調節患肢長度、糾正前傾角,但其對患肢長度的調節作用不如粗隆下截骨。轉子間截骨易發生術中及術后骨折,對外展肌損傷較大,會影響術后髖關節功能恢復。因此對于股骨脫位嚴重且伴周圍軟組織嚴重攣縮的CroweⅣ型DDH患者,建議采用粗隆下截骨。小轉子水平截骨術后效果較差,且并發癥較多,不建議使用。遠端截骨中的股骨髁上截骨主要用于伴膝關節畸形患者,糾正膝關節外翻、內翻或屈曲畸形,配合THA恢復患者正常下肢力線,有利于患肢功能恢復,提高患者術后滿意度和假體生存率[19]。
4 展望
隨著技術與材料的不斷發展,CroweⅣ型DDH的治療已取得較好療效,但仍存在不少問題。第一,鑒于CroweⅣ型DDH的特點,臨床需要研發有利于截骨后固定和骨折愈合的新型股骨假體。第二,對于截骨處不愈合,有待研發新的生物材料,如添加有BMSCs的生物粘合劑,或內表面移植成骨細胞、干細胞和生長因子的固定材料,以提高截骨處愈合率。第三,對轉子間截骨與粗隆下截骨的療效比較還不確定,具體截骨技術還有待發展完善。
先天性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是由遺傳與環境共同作用導致的疾病,Crowe等[1]根據髖關節脫位程度將其分為4型,其中CroweⅣ型病情最嚴重,治療復雜。目前,臨床對選擇人工全髖關節置換(total hip arthroplasty,THA)治療成人DDH已達成共識,但關于術中是否截骨尚存在爭議。本文就相關研究結果進行總結綜述,以期為臨床治療提供參考。
1 CroweⅣ型DDH病理改變
CroweⅣ型DDH通常伴較嚴重的髖關節病理改變,從而引起髖關節疼痛、下肢活動功能受限,影響患者日常生活。髖關節脫位是最具特征的病理變化。CroweⅣ型DDH真臼發育不良,表現為臼窩淺小,呈三角形,真臼內填充脂肪與纖維組織,同時髖臼周圍骨質疏松,前壁變薄,而后方坐骨壁變厚。這些病理變化使股骨頭完全脫出真臼水平,在真臼上方或后上方形成假臼。同時股骨頭縮小變形,呈扁平不規則形態,股骨皮質變薄,髓腔變窄,頸干角明顯增大,股骨前傾角變大。這些改變造成患者雙下肢不等長,呈跛行步態,從而造成骨盆傾斜,腰椎前凸、側凸,同側膝關節成角畸形等繼發病理改變[2]。
除了骨改變外,周圍軟組織亦發生變化。關節囊增生變長,呈“葫蘆樣”改變,假臼周圍的關節囊異常肥厚和致密。臀中肌、臀小肌、股直肌及闊筋膜張肌縮短,甚至大腿內、外、前、后側肌群均有不同程度短縮[3]。周圍血管神經攣縮,尤其是坐骨神經嚴重短縮。患髖周圍軟組織攣縮可加重真臼發育不良,使假體植入時與骨骼接觸面積不足,導致假體松動脫位[4]。周圍軟組織攣縮是造成THA股骨難以復位和術后跛行的主要因素。
2 截骨術研究進展
2.1 截骨術必要性
CroweⅣ型DDH患者雙下肢不等長,導致患肢代償性增長,普通THA術后易造成患肢較健肢長;同時髖關節周圍軟組織攣縮會導致THA術中股骨頭不能順利下移、神經損傷等問題,而截骨術可有效解決以上問題[5-6]。Kawai等[6]認為股骨延長應控制在4 cm以內,但患者身高、髖關節活動度以及既往手術史均會影響患肢可延長長度,目前尚無法確定選擇截骨術的股骨延長長度標準。
2.2 截骨術類型
股骨截骨有轉子間截骨、粗隆下截骨、小轉子水平截骨與遠端截骨4種方法。股骨干骺端是大腿肌肉的附著點,因此轉子間截骨與小轉子水平截骨均會影響肌肉功能,而粗隆下截骨有利于截骨端愈合。遠端截骨在臨床應用較少,不作分析。
2.2.1 粗隆下截骨
根據切口不同,粗隆下截骨分為階梯狀截骨、橫形截骨、斜形截骨與V形截骨。截骨后髖關節穩定性受以下兩個因素影響,一是截骨端愈合,二是截骨位置。截骨面越復雜,截骨斷面接觸越多,旋轉穩定性越高,也更利于術后骨連接,但操作也較復雜。階梯狀截骨、斜形截骨和V形截骨術后截骨處旋轉穩定性較好,但是不利于股骨頸前傾角的糾正,對術前測量和術中操作要求較高,一旦截骨就不能進一步調整股骨頸前傾角。Reikeraas等[7]認為,階梯狀截骨會減少股骨柄假體與骨皮質的接觸,使假體在股骨干內固定不穩,易形成假體內翻。橫形截骨后因接合處接觸面積小而不易愈合,據報道非骨水泥型THA伴橫形截骨不愈合率為0~13%[8],這將導致截骨后股骨旋轉應力差,甚至早期假體松動。但橫形截骨的優勢在于能調整旋轉畸形,且可進行多次截骨[8]。橫形截骨的截骨處應處于小轉子下2~3 cm,以保證股骨柄能插入股骨遠端足夠長度。研究發現,股骨柄假體末端離截骨線7 cm時有利于增加術后股骨假體穩定性[6]。另外,環扎固定術也能增加術后股骨假體穩定性。
截骨長短會影響術后療效,有學者認為股骨截骨長度等于股骨頭脫位長度減去3~4 cm[6],但該標準未考慮不同患者軟組織攣縮的差異。對于髖關節屈曲攣縮患者,因患肢代償性增長較多,所以截骨長度需相應增長。術前可通過X線片了解髖關節脫位程度,體檢了解腘繩肌與股四頭肌緊張度,以預測患肢短縮程度及截骨長度。最終截骨長度應根據術中牽拉復位股骨頭時軟組織張力決定。具體方法為,在完成髖骨與股骨準備后植入假體,復位遠端股骨,遠、近端股骨重疊部分即為遠端股骨切除部分。通常先行保守性粗隆下切除,再評估軟組織緊張度,如有需要再次行粗隆下截骨[5]。需注意由于旋轉中心下移較多,復位后軟組織張力較高,常導致骨盆傾斜,患肢發生假性過長,因此術中截骨長度應相應減少,以預防該并發癥的發生[9]。
粗隆下截骨能使置換后的股骨頭下降至真臼水平,使縮短的外展肌群恢復正常長度與角度,縮短因代償而增長的患肢,避免股骨頭復位后患肢長于健側。同時還能糾正股骨旋轉角度,避免術后神經損傷,減輕術后患肢膝關節外翻并發癥[10]。雖然轉子間截骨通過切除股骨頸也可調節患肢長度,糾正前傾角,但其調節能力有限。此外,轉子間截骨影響術后外展肌功能,從而影響髖關節功能。因此對于轉子間截骨無法糾正的CroweⅣ型DDH,粗隆下截骨是首選方法[6, 11]。
出現以下情況時,通常需粗隆下截骨:① 術前已接受粗隆下截骨術,截骨處愈合過程中骨形成,導致成角畸形,以致假體股骨端無法順利插入股骨干;② 由于多次手術造成髖關節周圍軟組織硬化,股骨頭下降困難者[5]。此外,粗隆下截骨還可緩解因下肢長度不等長而導致的脊柱前凸、側凸,以及骨盆傾斜等問題。Hasegawa等[12]發現,伴下背部疼痛的患者經THA聯合粗隆下截骨后疼痛明顯緩解。但其機制尚未明確,可能與脊柱前凸緩解有關。但粗隆下截骨存在骨折、截骨端不愈合、術后髖關節脫位等并發癥。報道稱,術中骨折發生率為5%~22%,截骨端不愈合發生率為8%~29%[13]。研究表明,松解軟組織后牽引,再行粗隆下截骨可減少神經麻痹、截骨端不愈合等并發癥,其原因是可縮短截骨的長度[4],但相關文獻報道較少。
2.2.2 轉子間截骨
雖然粗隆下截骨近期療效良好,但尚缺乏遠期隨訪結果,10年以上的療效有待進一步研究。而對于轉子間截骨的遠期隨訪表明,以任何原因進行二次手術為終點,轉子間截骨THA的10年假體存活率為96.3%[14],20年假體存活率為78%[2]。轉子間截骨經過周圍軟組織松解后,大轉子與近端股骨下移;斜行的臀中肌可拉長變垂直方向,同時可適當調節患肢長度,糾正前傾角[15]。但是轉子間截骨對外展肌功能的損傷較粗隆下截骨顯著增大[16],這將影響患者術后髖關節功能。同時,該截骨方法需先切除大粗隆,待股骨復位后再用鋼纜固定復位大轉子,由此存在截骨線不愈合可能。對于髖關節高位脫位的CroweⅣ型DDH患者,患肢有不同程度代償性增長,為了抵消這種增長以保證術后雙下肢等長,需在小轉子水平進行更多切除,這將影響大轉子愈合。同時使用固定鋼纜也可能影響大轉子的重新接合。
關于轉子間截骨的神經損傷并發癥,Ker boull 等[2]認為,患肢延長超過4 cm不一定損傷坐骨神經,是否損傷關鍵在于術中評估坐骨神經緊張度,同時術中出血量以及手術時間均對術后神經損傷有一定影響。Kerboull等[2]對于30例患肢延長超過4 cm的轉子間截骨THA中,通過保持周圍肌肉張力與術中評估神經緊張度,術后僅1例出現腓總神經麻痹。一項包括508例患者的隨訪研究表明,THA術后坐骨神經損傷可能與患者手術史、嚴重股骨屈曲攣縮等因素有關[15]。另外多項研究均表明,術后保持屈髖、屈膝位可避免坐骨神經因過度緊張而損傷[15, 17-18]。Kawai等[14]進行的轉子間截骨THA中,患肢平均增長3.2 cm,術后患者經屈髖、屈膝位固定均未出現腓總神經麻痹。保留關節周圍肌肉組織可以保護血管神經組織,明顯改善髖關節功能。Ker boull等[2]研究發現,轉子間截骨THA術中保留主要肌肉后患肢仍然可延長7 cm。其進行的118例轉子間截骨THA中,經153個月隨訪,僅1例出現腓總神經麻痹,Harris評分平均從32分升高至91分。因此術中注意保護周圍軟組織,術后采取屈髖、屈膝固定等措施后,可有效避免轉子間截骨后神經損傷的發生。
2.2.3 小轉子水平截骨
為了避免截骨處不愈合,有學者主張不切除大轉子,僅在小轉子處截骨[18]。相對于其他截骨法,小轉子水平截骨具有以下優勢:由于不切除大轉子,假體放置后無需再固定大轉子,避免了截骨處不愈合而導致的假體松動;與轉子間截骨相比,小轉子水平截骨操作簡便,可避免過度截骨而加重跛行、腰椎側凸、骨盆歪斜等缺陷。但小轉子水平截骨破壞了股骨近端結構,嚴重影響了外展肌功能,術中骨折發生率高,髖關節功能改善較粗隆下截骨差,且術后神經損傷增多。
3 不同截骨方法的選擇
粗隆下截骨能有效調整患肢長度,糾正前傾角,避免神經損傷;但存在骨折、截骨處不愈合等并發癥。相對于其他粗隆下截骨法,橫形截骨操作簡便,對調節患肢長度及糾正前傾角效果好。雖然存在術后旋轉穩定性差的缺陷,但可通過采用具有旋轉穩定性的股骨假體和環扎固定術等方法解決。轉子間截骨也可在一定程度上調節患肢長度、糾正前傾角,但其對患肢長度的調節作用不如粗隆下截骨。轉子間截骨易發生術中及術后骨折,對外展肌損傷較大,會影響術后髖關節功能恢復。因此對于股骨脫位嚴重且伴周圍軟組織嚴重攣縮的CroweⅣ型DDH患者,建議采用粗隆下截骨。小轉子水平截骨術后效果較差,且并發癥較多,不建議使用。遠端截骨中的股骨髁上截骨主要用于伴膝關節畸形患者,糾正膝關節外翻、內翻或屈曲畸形,配合THA恢復患者正常下肢力線,有利于患肢功能恢復,提高患者術后滿意度和假體生存率[19]。
4 展望
隨著技術與材料的不斷發展,CroweⅣ型DDH的治療已取得較好療效,但仍存在不少問題。第一,鑒于CroweⅣ型DDH的特點,臨床需要研發有利于截骨后固定和骨折愈合的新型股骨假體。第二,對于截骨處不愈合,有待研發新的生物材料,如添加有BMSCs的生物粘合劑,或內表面移植成骨細胞、干細胞和生長因子的固定材料,以提高截骨處愈合率。第三,對轉子間截骨與粗隆下截骨的療效比較還不確定,具體截骨技術還有待發展完善。