引用本文： 孫紅, 方淑鶯, 楊子波, 張志奇, 康焱, 張紫機, 廖威明, 傅明, 鄔培慧. 成人發育性髖關節發育不良人工全髖關節置換術后臼杯位置的影像學分析. 中國修復重建外科雜志, 2016, 30(11): 1349-1353. doi: 10.7507/1002-1892.20160276 復制
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）是治療發育性髖關節發育不良（developmental dysplasia of hip，DDH）繼發嚴重骨關節炎的主要手段[1]。但由于DDH的原發性及繼發性關節解剖結構異常[2]，增加了手術難度，尤其是增加了髖臼假體安置不當的潛在風險。為探討髖臼畸形嚴重程度及手術學習曲線效應對臼杯安裝位置的影響，我們對行初次THA治療的成人DDH繼發嚴重骨關節炎患者手術前后骨盆正位X線片進行了比較分析。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：①患者存在髖部疼痛伴功能障礙達1年以上，且經正規保守治療無效；②影像學檢查確診為DDH繼發嚴重骨關節炎；③初次THA；④患髖無手術史；⑤手術前后標準骨盆正位X線片完整。
2008年1月-2015年12月，共130例（144髖）患者符合選擇標準納入研究；其中2012年之前收治53例（59髖），之后收治77例（85髖）。男32例，女98例；年齡31~83歲，平均61歲。單髖置換116例，左髖49例、右髖67例；雙髖置換14例。患髖畸形程度根據Crowe分型標準：Ⅰ型48髖，Ⅱ型57髖，Ⅲ型36髖，Ⅳ型3髖。
1.2 手術方法
全麻（27例）或持續硬膜外麻醉聯合蛛網膜下腔阻滯麻醉（103例）下，患者取健側臥位。經后外側入路，充分顯露髖臼周緣骨性結構。根據髖臼畸形程度及骨量分布情況，利用髖臼卵圓窩及橫韌帶作為解剖參照，選擇原位重建髖臼59髖，其中采用自體股骨頭結構性植骨原位重建9髖；旋轉中心上移重建髖臼85髖。患者均采用非骨水泥型臼杯，放置于真臼位置。
1.3 影像學評價指標
患者均于術后1周內復查骨盆標準前后位X線片。采用mediCAD軟件（Hectec公司，德國）測量髖臼假體前傾角、外展角，髖臼假體骨性覆蓋率；繪制Ranawat三角確定髖臼理想旋轉中心，計算髖臼實際旋轉中心、理想旋轉中心分別至淚滴連線的垂直距離之差（豎直距離）以及水平距離。符合以下標準者，臼杯位置定義為合格：①髖臼實際旋轉中心相對于理想旋轉中心上移（即豎直距離為正值）不超過15 mm[3]，且內移（向內方向的水平距離為正值）穿透內壁不超過臼杯假體水平方向上寬度的25%；②前傾角為（15±10）°，外展角為（40±10）°[4]；③髖臼假體骨性覆蓋率≥75% [5]。見圖 1。
圖1
X線片測量示意圖?a：MediCAD軟件基于橢圓形髖臼假體開口輪廓計算臼杯前傾角和外展角?b/c：臼杯假體骨性覆蓋率?d：豎直距離?e：水平距離?r：髖臼實際旋轉中心?p：髖臼理想旋轉中心
Figure1.
Schematic diagram of X-ray measurement a: Anteversion angle and abduction angle calculated by MediCAD software b/c: Bony coverage of acetabular cups d: Vertical distance e: Horizontal distance r: Acetabular true rotating center p: Acetabular optimal rotating center
1.4 統計學方法
采用SPSS20.0統計軟件進行分析。將患者根據收治時間分為2008年-2012年組及2013年-2015年組，各組再根據Crowe分型，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ/Ⅳ型亞組進行比較。計量資料以均數±標準差表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗。計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 同一分型患者比較
CroweⅠ型患者中，2008年-2012年組臼杯前傾角顯著小于2013年-2015年組，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年組，比較差異有統計學意義（t=4.779，P=0.000；χ2=7.442，P=0.006）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。
CroweⅡ型患者中，2008年-2012年組水平距離大于2013年-2015年組，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年組，比較差異有統計學意義（t=2.200，P=0.032；χ2=5.429，P=0.020）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。
CroweⅢ/Ⅳ型患者中，2008年-2012年組臼杯前傾角小于2013年-2015年組，水平距離大于2013年-2015年組，比較差異有統計學意義（t=2.770，P=0.009；t=2.275，P=0.023）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。見表 1。
表1
患者影像學測量指標比較
Table1.
Comparasion of measurement indexes on X-ray films
2.2 同一時間段患者比較
2008年-2012年收治患者中，隨著髖臼畸形程度的加重，豎直距離逐漸增加，各型組間比較差異有統計學意義（P < 0.05）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。見表 1。
2013年-2015年收治患者中，隨著髖臼畸形程度的加重，豎直距離亦逐漸增加，各型組間比較差異有統計學意義（P < 0.05）；臼杯位置合格率逐漸降低，但組間差異無統計學意義（χ2=3.211，P=0.201）。其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。見表 1。
3 討論
THA術中臼杯理想植入位置為盡可能恢復髖關節正常旋轉中心，并維持前傾角和外展角在安全范圍，同時獲得充分的宿主骨骨性覆蓋[3, 6-7]，以獲得良好的髖關節穩定性以及假體穩定性。成人DDH患者髖臼形態可呈現不同程度的原發性畸形合并繼發性病理改變。Crowe分型是臨床常用的評價成人DDH程度標準之一，其根據股骨頭上移程度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型[8]。研究發現，隨Crowe分型增加，髖臼前傾角逐漸加大，髖臼前、后覆蓋角逐漸減小，髖臼內壁寬度逐漸增大[9]。因此Crowe分型能反映髖臼發育不良解剖畸形的嚴重程度，為髖臼假體重建方案的設計提供參考依據。
CroweⅠ型髖臼畸形程度較輕，髖臼周圍骨量分布基本正常，通常臼杯定位于解剖旋轉中心并充分內移，即可獲得良好骨性覆蓋。本研究2008年-2012年收治患者中，CroweⅠ型術后臼杯影像學位置合格率為52.2%，其中10例為臼杯前傾角或外展角超出安全范圍，1例豎直距離 > 15 mm；2013年-2015年收治患者中，CroweⅠ型術后臼杯位置合格率為88.0%，3例均為臼杯前傾角或外展角超出安全范圍。提示CroweⅠ型患者臼杯安裝偏差潛在風險仍較高，通過手術經驗的積累，可提高臼杯植入合格率。
CroweⅡ、Ⅲ型患者髖關節呈明顯半脫位狀態，往往髖臼前上壁發育不良，臼窩淺平、陡峭，類似橢圓形，髖臼邊緣有大量骨贅分布。這類患者可選擇解剖旋轉中心位置植入臼杯，并配合植骨或使用金屬墊塊[10]；或者接近解剖中心位置充分內移并適當上移（≤15 mm）等方法重建髖臼[11]。本研究中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型患者實際旋轉中心上移距離（豎直距離）均較Ⅰ型患者顯著增大。本課題組前期研究發現，對于發育不良變異髖臼，適當上移（≤15 mm）放置髖臼假體對患者術后雙下肢長度恢復無明顯影響，且近中期療效滿意[11-12]。Nawabi等[13]經10年隨訪研究發現，將CroweⅡ、Ⅲ型患者臼杯旋轉中心內移、上移能有效減緩磨損，提供長期穩定性。另外本研究發現，2013年-2015年收治的CroweⅡ型患者臼杯位置合格率較2008年-2012年收治患者顯著提高，并且髖臼實際旋轉中心位置在水平方向上充分內移，在豎直方向與理想旋轉中心的上移距離縮短。表明隨著手術經驗的積累，術者能更好地把握臼杯內移距離，從而通過最小程度的上移距離即可獲得良好骨性覆蓋。然而前后時間段收治的CroweⅢ/Ⅳ型患者臼杯位置合格率無顯著差異，可能原因是嚴重異常的髖臼解剖結構導致術中髖臼充分顯露困難，缺乏正常解剖參考來辨別臼杯安裝角度，從而大大增加了髖臼假體安裝偏差的潛在風險。另一方面，對于髖臼畸形嚴重患者采用傳統徒手銼磨髖臼定位技術易偏離術前計劃，尤其是在髖臼前后方向定位，銼磨深度以及臼杯前傾角容易產生較大誤差，加之手術經驗不足，會導致髖臼杯內移不足或過度上移。Zhao等[14]報道對于CroweⅡ、Ⅲ型臼杯重建的術前計劃與實際位置相符率相對較低，尤其對于臼杯旋轉中心豎直方向上的位置。
綜上述，成人DDH繼發嚴重骨關節炎患者行THA時，需要加強對手術難點的認識，并不斷積累手術經驗，提高手術技術。另外，術前計劃對于髖臼重建尤為重要，傳統術前計劃常采用膠片模板法，因存在放大比例不準確及投照位置不標準等因素，常不能準確預測實際臼杯型號及位置[14-15]。因此，對于嚴重髖臼畸形患者，有必要進行3D術前模板分析，有助于術者在術前了解髖臼形態、骨質缺損程度及確定臼杯安裝位置，提高臼杯型號選擇和植入位置判斷準確性[16-17]。計算機輔助外科技術以及3D打印手術定位導板等技術的應用，為假體準確安放提供了新的輔助措施[18-19]。
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）是治療發育性髖關節發育不良（developmental dysplasia of hip，DDH）繼發嚴重骨關節炎的主要手段[1]。但由于DDH的原發性及繼發性關節解剖結構異常[2]，增加了手術難度，尤其是增加了髖臼假體安置不當的潛在風險。為探討髖臼畸形嚴重程度及手術學習曲線效應對臼杯安裝位置的影響，我們對行初次THA治療的成人DDH繼發嚴重骨關節炎患者手術前后骨盆正位X線片進行了比較分析。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：①患者存在髖部疼痛伴功能障礙達1年以上，且經正規保守治療無效；②影像學檢查確診為DDH繼發嚴重骨關節炎；③初次THA；④患髖無手術史；⑤手術前后標準骨盆正位X線片完整。
2008年1月-2015年12月，共130例（144髖）患者符合選擇標準納入研究；其中2012年之前收治53例（59髖），之后收治77例（85髖）。男32例，女98例；年齡31~83歲，平均61歲。單髖置換116例，左髖49例、右髖67例；雙髖置換14例。患髖畸形程度根據Crowe分型標準：Ⅰ型48髖，Ⅱ型57髖，Ⅲ型36髖，Ⅳ型3髖。
1.2 手術方法
全麻（27例）或持續硬膜外麻醉聯合蛛網膜下腔阻滯麻醉（103例）下，患者取健側臥位。經后外側入路，充分顯露髖臼周緣骨性結構。根據髖臼畸形程度及骨量分布情況，利用髖臼卵圓窩及橫韌帶作為解剖參照，選擇原位重建髖臼59髖，其中采用自體股骨頭結構性植骨原位重建9髖；旋轉中心上移重建髖臼85髖。患者均采用非骨水泥型臼杯，放置于真臼位置。
1.3 影像學評價指標
患者均于術后1周內復查骨盆標準前后位X線片。采用mediCAD軟件（Hectec公司，德國）測量髖臼假體前傾角、外展角，髖臼假體骨性覆蓋率；繪制Ranawat三角確定髖臼理想旋轉中心，計算髖臼實際旋轉中心、理想旋轉中心分別至淚滴連線的垂直距離之差（豎直距離）以及水平距離。符合以下標準者，臼杯位置定義為合格：①髖臼實際旋轉中心相對于理想旋轉中心上移（即豎直距離為正值）不超過15 mm[3]，且內移（向內方向的水平距離為正值）穿透內壁不超過臼杯假體水平方向上寬度的25%；②前傾角為（15±10）°，外展角為（40±10）°[4]；③髖臼假體骨性覆蓋率≥75% [5]。見圖 1。
圖1
X線片測量示意圖?a：MediCAD軟件基于橢圓形髖臼假體開口輪廓計算臼杯前傾角和外展角?b/c：臼杯假體骨性覆蓋率?d：豎直距離?e：水平距離?r：髖臼實際旋轉中心?p：髖臼理想旋轉中心
Figure1.
Schematic diagram of X-ray measurement a: Anteversion angle and abduction angle calculated by MediCAD software b/c: Bony coverage of acetabular cups d: Vertical distance e: Horizontal distance r: Acetabular true rotating center p: Acetabular optimal rotating center
1.4 統計學方法
采用SPSS20.0統計軟件進行分析。將患者根據收治時間分為2008年-2012年組及2013年-2015年組，各組再根據Crowe分型，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ/Ⅳ型亞組進行比較。計量資料以均數±標準差表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗。計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 同一分型患者比較
CroweⅠ型患者中，2008年-2012年組臼杯前傾角顯著小于2013年-2015年組，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年組，比較差異有統計學意義（t=4.779，P=0.000；χ2=7.442，P=0.006）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。
CroweⅡ型患者中，2008年-2012年組水平距離大于2013年-2015年組，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年組，比較差異有統計學意義（t=2.200，P=0.032；χ2=5.429，P=0.020）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。
CroweⅢ/Ⅳ型患者中，2008年-2012年組臼杯前傾角小于2013年-2015年組，水平距離大于2013年-2015年組，比較差異有統計學意義（t=2.770，P=0.009；t=2.275，P=0.023）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。見表 1。
表1
患者影像學測量指標比較
Table1.
Comparasion of measurement indexes on X-ray films
2.2 同一時間段患者比較
2008年-2012年收治患者中，隨著髖臼畸形程度的加重，豎直距離逐漸增加，各型組間比較差異有統計學意義（P < 0.05）；其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。見表 1。
2013年-2015年收治患者中，隨著髖臼畸形程度的加重，豎直距離亦逐漸增加，各型組間比較差異有統計學意義（P < 0.05）；臼杯位置合格率逐漸降低，但組間差異無統計學意義（χ2=3.211，P=0.201）。其余指標比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。見表 1。
3 討論
THA術中臼杯理想植入位置為盡可能恢復髖關節正常旋轉中心，并維持前傾角和外展角在安全范圍，同時獲得充分的宿主骨骨性覆蓋[3, 6-7]，以獲得良好的髖關節穩定性以及假體穩定性。成人DDH患者髖臼形態可呈現不同程度的原發性畸形合并繼發性病理改變。Crowe分型是臨床常用的評價成人DDH程度標準之一，其根據股骨頭上移程度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型[8]。研究發現，隨Crowe分型增加，髖臼前傾角逐漸加大，髖臼前、后覆蓋角逐漸減小，髖臼內壁寬度逐漸增大[9]。因此Crowe分型能反映髖臼發育不良解剖畸形的嚴重程度，為髖臼假體重建方案的設計提供參考依據。
CroweⅠ型髖臼畸形程度較輕，髖臼周圍骨量分布基本正常，通常臼杯定位于解剖旋轉中心并充分內移，即可獲得良好骨性覆蓋。本研究2008年-2012年收治患者中，CroweⅠ型術后臼杯影像學位置合格率為52.2%，其中10例為臼杯前傾角或外展角超出安全范圍，1例豎直距離 > 15 mm；2013年-2015年收治患者中，CroweⅠ型術后臼杯位置合格率為88.0%，3例均為臼杯前傾角或外展角超出安全范圍。提示CroweⅠ型患者臼杯安裝偏差潛在風險仍較高，通過手術經驗的積累，可提高臼杯植入合格率。
CroweⅡ、Ⅲ型患者髖關節呈明顯半脫位狀態，往往髖臼前上壁發育不良，臼窩淺平、陡峭，類似橢圓形，髖臼邊緣有大量骨贅分布。這類患者可選擇解剖旋轉中心位置植入臼杯，并配合植骨或使用金屬墊塊[10]；或者接近解剖中心位置充分內移并適當上移（≤15 mm）等方法重建髖臼[11]。本研究中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型患者實際旋轉中心上移距離（豎直距離）均較Ⅰ型患者顯著增大。本課題組前期研究發現，對于發育不良變異髖臼，適當上移（≤15 mm）放置髖臼假體對患者術后雙下肢長度恢復無明顯影響，且近中期療效滿意[11-12]。Nawabi等[13]經10年隨訪研究發現，將CroweⅡ、Ⅲ型患者臼杯旋轉中心內移、上移能有效減緩磨損，提供長期穩定性。另外本研究發現，2013年-2015年收治的CroweⅡ型患者臼杯位置合格率較2008年-2012年收治患者顯著提高，并且髖臼實際旋轉中心位置在水平方向上充分內移，在豎直方向與理想旋轉中心的上移距離縮短。表明隨著手術經驗的積累，術者能更好地把握臼杯內移距離，從而通過最小程度的上移距離即可獲得良好骨性覆蓋。然而前后時間段收治的CroweⅢ/Ⅳ型患者臼杯位置合格率無顯著差異，可能原因是嚴重異常的髖臼解剖結構導致術中髖臼充分顯露困難，缺乏正常解剖參考來辨別臼杯安裝角度，從而大大增加了髖臼假體安裝偏差的潛在風險。另一方面，對于髖臼畸形嚴重患者采用傳統徒手銼磨髖臼定位技術易偏離術前計劃，尤其是在髖臼前后方向定位，銼磨深度以及臼杯前傾角容易產生較大誤差，加之手術經驗不足，會導致髖臼杯內移不足或過度上移。Zhao等[14]報道對于CroweⅡ、Ⅲ型臼杯重建的術前計劃與實際位置相符率相對較低，尤其對于臼杯旋轉中心豎直方向上的位置。
綜上述，成人DDH繼發嚴重骨關節炎患者行THA時，需要加強對手術難點的認識，并不斷積累手術經驗，提高手術技術。另外，術前計劃對于髖臼重建尤為重要，傳統術前計劃常采用膠片模板法，因存在放大比例不準確及投照位置不標準等因素，常不能準確預測實際臼杯型號及位置[14-15]。因此，對于嚴重髖臼畸形患者，有必要進行3D術前模板分析，有助于術者在術前了解髖臼形態、骨質缺損程度及確定臼杯安裝位置，提高臼杯型號選擇和植入位置判斷準確性[16-17]。計算機輔助外科技術以及3D打印手術定位導板等技術的應用，為假體準確安放提供了新的輔助措施[18-19]。
