引用本文： 王景, 徐瑞, 康學文, 張海鴻. 智能手機在人工全髖關節置換術中測量髖臼假體植入角度的應用. 中國修復重建外科雜志, 2016, 30(9): 1061-1064. doi: 10.7507/1002-1892.20160216 復制
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）中對髖臼假體前傾角及外展角的精確把握是手術成功的關鍵之一。目前，絕大部分THA術中髖臼假體植入角度由術者主觀評估判斷，與術者自身手術技巧及熟練程度有密切關系。隨著智能手機的廣泛普及，利用手機角度測量軟件，通過手機攝像頭可在術中快速測量髖臼假體植入角度。2012年6月－2015年9月，我們在50例THA術中利用手機角度測量軟件測定髖臼假體植入角度，通過與術后X線片測量角度進行比較，探討該方法的準確性以及應用價值。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
本組男24例，女26例；年齡37～83歲，平均71歲。左髖22例，右髖28例。關節置換原因：股骨頸骨折34例，受傷至入院時間1～11 d，平均3 d。股骨頭缺血性壞死16例，發病至入院時間3～36個月，平均14個月。均排除髖臼發育異常。
1.2 手術方法
本組手術均由同一組醫師完成，除髖臼假體植入角度評估外，其余操作均與常規THA一致。患者于蛛網膜下腔阻滯麻醉或全麻下，取側臥位，手術床完全水平。采用后外側入路顯露髖臼，磨銼髖臼及髖臼假體植入過程中使用手機角度測量軟件測量髖臼假體前傾角、外展角。通過手機自帶的水平感應功能確定角度測量軟件中的一條紅線與手術室地面水平參考線平行或垂直，另一條紅線與髖臼銼及髖臼假體安裝桿長軸重合，兩條紅線所成角度即為髖臼假體植入角度（圖 1）。同時結合髖臼假體與髖臼橫韌帶間關系判斷髖臼假體植入位置[1]，盡量達外展角（40±10）°、前傾角（15±10）°的安全區范圍內[2]。
圖1
術中手機角度測量軟件測量髖臼假體植入角度示意圖?髖臼假體外展角于患者背側測量，兩條紅線夾角為髖臼假體外展角?髖臼假體前傾角于患者頭側測量，兩條紅線夾角為髖臼假體前傾角??圖 2骨盆正位X線片測量髖臼假體植入角度示意圖?髖臼假體外展角（∠BAO）?髖臼假體前傾角
Figure1.
Diagram of smartphone measurement for the angle of acetabular component in THA ? Measurement of the abduction angle Smartphone was located on the patient's back side, the included angle between the two red lines was the abduction angle of acetabular component ? Measurement of the anteversion angle Smartphone was located on the patient's head side, the included angle between the two red lines was the anteversion angle of acetabular component ??Fig. 2 Diagram of measurement for the angle of acetabular component on anteroposterior radiographs of pelvic ? The abduction angle of acetabular component (∠BAO) ? The anteversion angle of acetabular component
1.3 髖臼假體植入角度影像學測量方法
術后1周復查骨盆正位X線片，由同一名醫師采用PACS系統（東軟集團）測量髖臼假體外展角、前傾角。X線片上髖臼假體顯示為橢圓形，橢圓形長徑延長線與兩側淚滴下緣連線相交所成角度，即為外展角。假體口徑的橢圓形投影長徑（AB）與短徑（CD）垂直相交，按照以下公式計算前傾角：前傾角=sin-1 (CD/AB) [3]（圖 2）。為降低觀察者自身測量偏差，每間隔2周測量1次，共測量3次，取均值作為最終結果。
1.4 統計學方法
采用SPSS 23.0統計軟件進行分析。組內相關系數評估觀察者自身測量的可靠性。采用Mann-Whitney U檢驗比較術中手機測量及術后PACS系統測量髖臼假體外展角、前傾角。定義術后PACS系統測量髖臼假體角度大于術中手機測量值為+，反之為—，計算兩種方法測量誤差范圍。
2 結果
術中手機測量及術后PACS系統測量髖臼前傾角、外展角的組內相關系數為0.84。術中手機測量髖臼假體外展角為（44.02±1.33）°，95%可信區間（41.4°，46.6°）；前傾角為（17.62±2.20）°，95%可信區間（13.3°，21.9°）。術后PACS系統測量髖臼假體外展角為（44.74±4.05）°，95%可信區間（36.8°，52.7°）；前傾角為（17.22±5.57）°，95%可信區間（6.3°，28.1°）。兩種方法測量值比較，差異均無統計學意義（Z=—1.9 7 7，P=0.482；Z=—0.368，P=0.713）。
術后PACS系統測量結果顯示，本組44例髖臼假體角度在安全區范圍內[2]；6例前傾角超出安全區范圍1～5°，外展角超出安全區范圍1～3°。髖臼假體前傾角術中及術后測量偏差（—0.40±5.66）°（—21～+10°），外展角偏差（0.72±4.34）°（—10～+9°），提示與術后PACS系統測量值相比，術中手機測量的髖臼假體前傾角偏大、外展角偏小。
術后患者切口均Ⅰ期愈合，無感染等并發癥發生。患者均獲隨訪，隨訪時間6～33個月，平均22個月。髖關節活動范圍以前屈 > 110°、后伸 > 30°，屈髖90°位時內旋 > 30°、外旋 > 40°為標準[4]，無1例出現髖關節脫位。X線片復查示，隨訪期間假體無松動、移位、下沉等發生。
3 討論
THA術中髖臼假體能否準確植入涉及多個因素，與術者經驗、骨盆位置有直接關系[5]。對于髖臼假體植入安全區范圍也存在一定爭議[6]，目前常用安全區范圍標準為髖臼假體外展角（40±10）°、前傾角（15±10）°，或假體外展角45°、前傾角20°為最佳植入角度[7]。髖臼假體角度的術中判斷結果與術后影像學測量存在差異，且差異具有相關性[8]。髖臼杯假體術中定位主要有下列方法：①參照身體冠狀面，目測或用專用定位器，將臼杯定位于安全區范圍內。②參照髖臼骨性邊緣[9]，該方法適用于股骨頸骨折、髖臼增生變形小的股骨頭缺血性壞死等。③參照髖臼橫韌帶[10-11]。④聯合前傾角法[12-14]。⑤參考位于正常骨盆髖臼下緣的髖臼橫切跡，以及位于髖臼前緣的髖臼前切跡[15]。此外，為提高假體位置的精確性和一致性，計算機導航技術也逐漸應用于THA術中。有研究表明，THA術中徒手安置假體位置角度誤差為23°，計算機導航技術可將誤差減小至7°[7]。但該技術存在花費高、學習曲線長以及因使用導航技術增加手術時間等不足。
隨著智能手機的發展及普及，越來越多的醫療相關軟件應運而生，并應用于臨床。現已有角度測量軟件用于骨科領域的報道，使骨科手術中力線、角度測量更方便、可靠[16]。研究表明，術后影像學測量和術中直接觀察判斷的髖臼假體外展角和前傾角差值分別為5°和8°[13]。本組結果顯示，術中手機測量與術后PACS系統測量的前傾角偏差（—0.40±5.66）°、外展角偏差（0.72±4.34）°，與以上研究報道的誤差值類似，提示術中采用手機角度測量軟件確定髖臼假體植入角度安全可行，誤差在可接受范圍內，能為術中髖關節假體角度的控制提供良好、方便的輔助參考。
但利用手機應用軟件測量仍為徒手操作，受測量者視角、手持穩定性、操作熟練度等主觀因素影響，存在主觀讀數誤差。同時患者手術體位亦會影響測量的準確性。本研究中，兩種測量方法前傾角偏差最大達21°、外展角達10°，但尚不能確定這種偏差是源于測量方法還是術中體位擺放，亦或是兩種影響同時存在。下一步可利用具有簡單水平儀的相機三腳架進行穩定測量，使測量結果更準確。因此我們認為，采用手機測量髖臼假體角度僅可作為輔助參考指標，術中對髖臼假體植入角度的判斷仍需要結合術者經驗。本組6例患者假體角度超出安全區范圍，但經最長33個月隨訪，患者患肢功能良好，未見假體脫位，從一側面提示髖臼假體不是絕對要求以安全區角度植入[17-18]，但遠期療效有待進一步觀察。
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）中對髖臼假體前傾角及外展角的精確把握是手術成功的關鍵之一。目前，絕大部分THA術中髖臼假體植入角度由術者主觀評估判斷，與術者自身手術技巧及熟練程度有密切關系。隨著智能手機的廣泛普及，利用手機角度測量軟件，通過手機攝像頭可在術中快速測量髖臼假體植入角度。2012年6月－2015年9月，我們在50例THA術中利用手機角度測量軟件測定髖臼假體植入角度，通過與術后X線片測量角度進行比較，探討該方法的準確性以及應用價值。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
本組男24例，女26例；年齡37～83歲，平均71歲。左髖22例，右髖28例。關節置換原因：股骨頸骨折34例，受傷至入院時間1～11 d，平均3 d。股骨頭缺血性壞死16例，發病至入院時間3～36個月，平均14個月。均排除髖臼發育異常。
1.2 手術方法
本組手術均由同一組醫師完成，除髖臼假體植入角度評估外，其余操作均與常規THA一致。患者于蛛網膜下腔阻滯麻醉或全麻下，取側臥位，手術床完全水平。采用后外側入路顯露髖臼，磨銼髖臼及髖臼假體植入過程中使用手機角度測量軟件測量髖臼假體前傾角、外展角。通過手機自帶的水平感應功能確定角度測量軟件中的一條紅線與手術室地面水平參考線平行或垂直，另一條紅線與髖臼銼及髖臼假體安裝桿長軸重合，兩條紅線所成角度即為髖臼假體植入角度（圖 1）。同時結合髖臼假體與髖臼橫韌帶間關系判斷髖臼假體植入位置[1]，盡量達外展角（40±10）°、前傾角（15±10）°的安全區范圍內[2]。
圖1
術中手機角度測量軟件測量髖臼假體植入角度示意圖?髖臼假體外展角于患者背側測量，兩條紅線夾角為髖臼假體外展角?髖臼假體前傾角于患者頭側測量，兩條紅線夾角為髖臼假體前傾角??圖 2骨盆正位X線片測量髖臼假體植入角度示意圖?髖臼假體外展角（∠BAO）?髖臼假體前傾角
Figure1.
Diagram of smartphone measurement for the angle of acetabular component in THA ? Measurement of the abduction angle Smartphone was located on the patient's back side, the included angle between the two red lines was the abduction angle of acetabular component ? Measurement of the anteversion angle Smartphone was located on the patient's head side, the included angle between the two red lines was the anteversion angle of acetabular component ??Fig. 2 Diagram of measurement for the angle of acetabular component on anteroposterior radiographs of pelvic ? The abduction angle of acetabular component (∠BAO) ? The anteversion angle of acetabular component
1.3 髖臼假體植入角度影像學測量方法
術后1周復查骨盆正位X線片，由同一名醫師采用PACS系統（東軟集團）測量髖臼假體外展角、前傾角。X線片上髖臼假體顯示為橢圓形，橢圓形長徑延長線與兩側淚滴下緣連線相交所成角度，即為外展角。假體口徑的橢圓形投影長徑（AB）與短徑（CD）垂直相交，按照以下公式計算前傾角：前傾角=sin-1 (CD/AB) [3]（圖 2）。為降低觀察者自身測量偏差，每間隔2周測量1次，共測量3次，取均值作為最終結果。
1.4 統計學方法
采用SPSS 23.0統計軟件進行分析。組內相關系數評估觀察者自身測量的可靠性。采用Mann-Whitney U檢驗比較術中手機測量及術后PACS系統測量髖臼假體外展角、前傾角。定義術后PACS系統測量髖臼假體角度大于術中手機測量值為+，反之為—，計算兩種方法測量誤差范圍。
2 結果
術中手機測量及術后PACS系統測量髖臼前傾角、外展角的組內相關系數為0.84。術中手機測量髖臼假體外展角為（44.02±1.33）°，95%可信區間（41.4°，46.6°）；前傾角為（17.62±2.20）°，95%可信區間（13.3°，21.9°）。術后PACS系統測量髖臼假體外展角為（44.74±4.05）°，95%可信區間（36.8°，52.7°）；前傾角為（17.22±5.57）°，95%可信區間（6.3°，28.1°）。兩種方法測量值比較，差異均無統計學意義（Z=—1.9 7 7，P=0.482；Z=—0.368，P=0.713）。
術后PACS系統測量結果顯示，本組44例髖臼假體角度在安全區范圍內[2]；6例前傾角超出安全區范圍1～5°，外展角超出安全區范圍1～3°。髖臼假體前傾角術中及術后測量偏差（—0.40±5.66）°（—21～+10°），外展角偏差（0.72±4.34）°（—10～+9°），提示與術后PACS系統測量值相比，術中手機測量的髖臼假體前傾角偏大、外展角偏小。
術后患者切口均Ⅰ期愈合，無感染等并發癥發生。患者均獲隨訪，隨訪時間6～33個月，平均22個月。髖關節活動范圍以前屈 > 110°、后伸 > 30°，屈髖90°位時內旋 > 30°、外旋 > 40°為標準[4]，無1例出現髖關節脫位。X線片復查示，隨訪期間假體無松動、移位、下沉等發生。
3 討論
THA術中髖臼假體能否準確植入涉及多個因素，與術者經驗、骨盆位置有直接關系[5]。對于髖臼假體植入安全區范圍也存在一定爭議[6]，目前常用安全區范圍標準為髖臼假體外展角（40±10）°、前傾角（15±10）°，或假體外展角45°、前傾角20°為最佳植入角度[7]。髖臼假體角度的術中判斷結果與術后影像學測量存在差異，且差異具有相關性[8]。髖臼杯假體術中定位主要有下列方法：①參照身體冠狀面，目測或用專用定位器，將臼杯定位于安全區范圍內。②參照髖臼骨性邊緣[9]，該方法適用于股骨頸骨折、髖臼增生變形小的股骨頭缺血性壞死等。③參照髖臼橫韌帶[10-11]。④聯合前傾角法[12-14]。⑤參考位于正常骨盆髖臼下緣的髖臼橫切跡，以及位于髖臼前緣的髖臼前切跡[15]。此外，為提高假體位置的精確性和一致性，計算機導航技術也逐漸應用于THA術中。有研究表明，THA術中徒手安置假體位置角度誤差為23°，計算機導航技術可將誤差減小至7°[7]。但該技術存在花費高、學習曲線長以及因使用導航技術增加手術時間等不足。
隨著智能手機的發展及普及，越來越多的醫療相關軟件應運而生，并應用于臨床。現已有角度測量軟件用于骨科領域的報道，使骨科手術中力線、角度測量更方便、可靠[16]。研究表明，術后影像學測量和術中直接觀察判斷的髖臼假體外展角和前傾角差值分別為5°和8°[13]。本組結果顯示，術中手機測量與術后PACS系統測量的前傾角偏差（—0.40±5.66）°、外展角偏差（0.72±4.34）°，與以上研究報道的誤差值類似，提示術中采用手機角度測量軟件確定髖臼假體植入角度安全可行，誤差在可接受范圍內，能為術中髖關節假體角度的控制提供良好、方便的輔助參考。
但利用手機應用軟件測量仍為徒手操作，受測量者視角、手持穩定性、操作熟練度等主觀因素影響，存在主觀讀數誤差。同時患者手術體位亦會影響測量的準確性。本研究中，兩種測量方法前傾角偏差最大達21°、外展角達10°，但尚不能確定這種偏差是源于測量方法還是術中體位擺放，亦或是兩種影響同時存在。下一步可利用具有簡單水平儀的相機三腳架進行穩定測量，使測量結果更準確。因此我們認為，采用手機測量髖臼假體角度僅可作為輔助參考指標，術中對髖臼假體植入角度的判斷仍需要結合術者經驗。本組6例患者假體角度超出安全區范圍，但經最長33個月隨訪，患者患肢功能良好，未見假體脫位，從一側面提示髖臼假體不是絕對要求以安全區角度植入[17-18]，但遠期療效有待進一步觀察。