引用本文: 張世民, 胡孫君, 杜守超, 張立智. 股骨轉子間骨折的穩定性重建概念演化與研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2019, 33(10): 1203-1209. doi: 10.7507/1002-1892.201904148 復制
隨著老齡化社會的到來,股骨轉子間骨折已成為骨科醫生面臨的最嚴重公共衛生課題之一,是當今創傷骨科的研究熱點。股骨轉子間骨折以手術內固定治療為主,但術后失敗和效果不佳的發生率并不低。骨折治療的三大原則是復位、固定與功能鍛煉,其中充分可靠的骨折復位是采取一切后續治療措施的前提。近年來在股骨轉子間骨折的穩定性重建方面有不少新認識和新進展,本文將對此作一概括總結與分析評論。
1 股骨轉子間骨折的穩定性重建
股骨轉子間骨折的穩定性重建,是指骨折在充足復位和使用現代內固定器械(特指固定角度的滑動加壓內固定系統)可靠把持之后,具有承擔生理負荷(即下肢負重)而不會失敗的能力。1980 年 Kaufer[1]提出,股骨轉子間骨折經復位內固定之后,骨與內植物的整體穩定性由下列 5 個因素決定:骨折類型(粉碎程度),骨骼質量(骨質疏松程度),骨折復位質量,內固定方式選擇(髓內、髓外,滑動、鎖定),內固定物安放位置(股骨頭內植物尖頂距或股距尖頂距)。其中前 2 個因素是損傷和患者本身條件決定的,醫生無法改變;而后 3 個因素是醫生能夠掌控且應努力追求完美的,直接與術后穩定性重建的質量相關。
穩定性的理念貫穿于股骨轉子間骨折治療的全過程,是防止內固定失敗、獲得優良功能效果的關鍵[2]。在術前準備階段,從影像學上區別出骨折的穩定和不穩定類型,是決定采取何種內固定方法的前提條件。手術過程中,應盡力獲得骨折的穩定性復位,包括解剖復位和可接受的功能性復位(充足復位)。術中將內固定物安放在優良的位置,通過器械的收緊加壓,獲得骨折內固定后的即刻初始穩定。術后通過頭頸骨塊沿著拉力螺釘或螺旋刀片軸向的有限滑動(稱為望遠鏡效應),進一步達到頭頸骨塊與股骨干的接觸嵌壓,獲得骨折內固定后的二次穩定。通過術中初始穩定和術后二次穩定,經股骨頭傳導的體質量負荷分布在患者自身骨皮質和金屬內植物之間,二者共同維持著骨折內固定后的整體結構穩定性,以達到使患者早期離床、下地負重的目的[3]。
2 股骨轉子間的結構特點與力學特性
股骨轉子間在解剖上屬于股骨頸干骺端的交匯轉換區,近側起自髖關節囊外的股骨頸基底,遠側至小轉子下緣股骨干髓腔起始處。其解剖特點包括:① 近側的股骨頸較細小,全部是堅硬的皮質骨;遠側的轉子部較粗大,皮質骨薄弱而松質骨豐富。即骨折的遠近兩端粗細不對等、軟硬不對等。② 由于頸干角、前傾角和扭轉角的存在,導致重力負荷偏心傳導,使股骨近端具有天然的內翻不穩定傾向。③ 小轉子是后內側一個大塊的圓錐形松質骨突起,有髂腰肌附著,小轉子本身不承擔負重功能,單純的小轉子骨折分離不影響骨折復位后的載荷穩定性。④ 股骨距位于頸干交界處,是轉子部髓腔松質骨內的密集垂直骨板,上極與股骨頸的后外側皮質相連續,下極與小轉子下方的股骨干后外側皮質相銜接。股骨距的存在彌補了轉子部由于小轉子向后內側突起所造成的應力傳導缺陷,形成了完整的管狀皮質骨負重結構[4]。轉子間骨折中股骨距是否被破壞,決定了骨折是否具有內在穩定性。⑤ 在不穩定型股骨轉子間骨折,后內側的小轉子往往連帶股骨距一起分離移位,形成小轉子股骨距骨塊,致使轉子間骨折失去了后內側皮質對位和相互砥住的基礎[5]。⑥ 大轉子屬于松質骨結構,主要為髖外展肌群提供附著點,不參與負重功能。大轉子骨折移位主要影響外展肌的著力點及其力臂,并不影響轉子間骨折內側負重弓的重建與內固定后的穩定性。⑦ 股骨轉子區的前內側皮質相對厚實,且多為簡單的骨折線,很少粉碎,該部分皮質骨對位之后相互砥住,具有傳導負荷的能力。⑧ 外側壁或股骨近端外側皮質是 Gotfried[6]于 2004 年提出的外科概念,位于大轉子與股骨干之間,是頭頸骨塊內植物打入部位的股骨近端外側皮質。外側壁完全骨折,意味著同時伴有延伸至前側皮質的損害(前壁骨折),即股骨干近端的前壁和外側壁同時喪失了對頭頸骨塊的支持作用。外側壁反映了前壁的狀況,外側壁首先通過前壁(更重要)發揮力學作用。在打入滑動型內固定物之后,在頭頸骨塊向外滑動的過程中,首先應該獲得前內側皮質的支撐砥住;如果前內側皮質沒有砥住,則頭頸骨塊將繼續后退,獲得髓腔中金屬主桿的阻擋支撐(髓內固定),或繼續向外直至獲得外側壁的皮質支撐(髓外固定);如果采用滑動髖螺釘固定且伴發外側壁破裂,則頭頸骨塊將完全喪失股骨干的皮質支撐,術后出現過度滑動而失敗的風險將顯著增加。⑨ 后方的轉子間嵴是突出于負重力線之外的松質骨突起,上連大轉子,下接小轉子,中部有股方肌附著。轉子間嵴骨塊的分離移位并不影響負重力線的重建,對內固定的穩定性沒有影響。⑩ 髖股部肌肉強大,靜息狀態下的收縮力量也十分可觀。比如,臥床狀態下的直腿抬高,髖部的受力達到體質量的 1.5 倍。因此,無論從結構的幾何學特點還是力學的傳導機制上看,股骨轉子間骨折均具有先天的不穩定性,包括軸向不穩定(滑動)、橫向不穩定(剪切)和旋轉不穩定,最容易發生的畸形是股骨頸短縮和頸干角減小(內翻)。
3 穩定型骨折與不穩定型骨折
轉子間骨折破壞了股骨近端壓力骨小梁與張力骨小梁的交匯區,導致轉子間薄弱的皮質骨和松質骨及其附著肌肉的分離移位。在骨折復位固定之后,這些骨塊將承受多平面的力量,但最主要的是頭頸骨塊與股骨干之間的重力傳導。
承受壓力的內側弓皮質完整與否,或是否能夠通過骨折復位而獲得重建,對股骨轉子間骨折內固定后的穩定性有重要影響。早在 1949 年,Evans[7]在其分類系統中就認識到內側皮質相互對合砥住的重要性。內側皮質相互對合砥住之后,即具有承受、傳導負荷的能力,能夠與內固定物一起,分擔經股骨頭傳導的負載。
穩定型骨折是指后內側皮質僅有 1 處骨折,并且在復位和固定之后,能夠承擔生理性壓力負荷而不再移位。穩定型骨折均為簡單的骨折,包括國際內固定研究協會/美國骨創傷協會(AO/OTA)2018 版分型中 A1 型骨折的 3 個亞型,其中 A1.2 型是二部分骨折,僅有頭頸骨塊和骨干骨塊(即 2007 版的 3 個 A1 亞型),A1.3 型為增加了小轉子骨塊的三部分骨折(即原 A2.1 型)[8]。如果股骨距(小轉子骨折塊)受累,則骨折至少在冠狀面上是不穩定的,此時特別強調通過復位技術使內側皮質相互砥住,重建骨骼本身的力學傳導能力,才能分擔內固定物所承受的負荷壓力。
不穩定型骨折是 AO/OTA 分型的 A2.2、A2.3 以及 A3 型骨折,包括大轉子移位骨折、轉子間多個骨折塊(粉碎)、前壁皮質粉碎、外側壁骨折(原發、繼發)、轉子間反斜骨折、轉子間橫向骨折、延伸至轉子下的骨折,以及內固定前復位失敗的骨折。這些骨折類型或者由于太過粉碎,或者破壞了主要負重力線,或者由于粗細差別太過懸殊而容易出現旋轉(頸基部骨折,亦稱高位轉子間骨折)[9]。盡管經過復位和固定,骨折依然會由于軸向負荷的作用導致前內側皮質失去接觸,喪失分擔壓力負荷的能力,進而產生移位塌陷和內翻,內固定整體結構穩定性下降,容易出現力學失敗。
4 穩定性復位與不穩定性復位
骨折的復位質量是影響內固定治療效果的最重要前提因素。骨折復位質量的優劣,往往決定了后續的內固定質量(內固定位置),甚至最終的治療結果。骨折復位不夠,將有可能導致一系列后續并發癥,從打入股骨頭內的拉力螺釘位置不正確,到內固定系統的力學穩定性失敗等。
對移位的股骨轉子間骨折,通過閉合手法操作,很少能夠獲得真正的解剖學復位。因此,描述轉子間骨折的復位質量,通常采用穩定復位、滿意復位、充分復位、可接受復位和不穩定復位、不滿意復位、復位不足、不可接受復位等概念。所謂穩定復位,就是骨折在復位和使用現代內固定器械(指固定角度的滑動加壓類器械)把持之后,能夠有承擔生理負荷(即負重)的能力,或承擔生理性壓力負荷而不再移位。也就是說,術后接受頭頸骨塊沿著內固定器械軸向的有限滑動(望遠鏡效應),即通過有限的可控的股骨頸短縮,使頭頸骨塊與股骨干相互接觸、嵌緊、坐實,促進骨折端的穩定和愈合,即接受非解剖的、通過滑動能夠獲得二次穩定的骨折功能復位[10]。
對正常的股骨近端而言,后內側的小轉子股骨距是最重要的壓力負荷傳導結構,是股骨轉子間力學穩定的最重要部分。在骨折情況下,后內側小轉子骨塊可以看成是近端頭頸骨塊與遠端股骨干在轉子區壓力側拐角交匯處的蝶形骨塊。Xiong 等[5]對 58 例不穩定型轉子間骨折(A2 型)的 3D-CT 影像學研究發現,后內側小轉子骨塊的縱徑長平均為 65.5 mm;橫徑寬平均為 52.5 mm,占小轉子中點平面股骨皮質周長的 39%;小轉子骨塊向內側壁延伸 19 mm,占內側壁寬度(正常 33.5 mm)的 56.5%(損傷比例);向后壁延伸 33.5 mm,占后壁寬度(正常 41.7 mm)的 81.1%。生物力學試驗研究特別強調后內側小轉子骨塊復位的重要性,但復位固定小轉子骨塊在臨床實踐中卻難以實現,主要有三大難點:① 當前的骨折復位技術很難使小轉子骨塊獲得真正的解剖復位,常用的捆扎固定技術僅是將其向缺損的部位收攏靠近,不能達到堅強固定(不像骨干的蝶形骨塊),因此固定之后也不具備傳導壓力負荷的能力,對術后的早期穩定性幫助不大。② 小轉子骨塊本身疏松,操作中容易碎裂,難以承受加壓內固定。③ 對于身體衰弱的老年患者,手術復位、固定后內側小轉子骨塊費力耗時、出血多、風險大,往往得不償失[11]。因此,在后內側股骨距小轉子骨塊分離移位且不再復位的情況下,我們提出前內側皮質升級為最重要的負重結構,在轉子間骨折的治療中承擔著主要的穩定性重建作用。實際上,此時也僅剩下前內側皮質可供復位利用,以獲得自身皮質骨的力學支撐。此時,承受壓力性負荷的前內側皮質能否通過骨折復位和內固定而獲得重建(即皮質接觸砥住,包括解剖對位和正性對位),就成為判斷股骨轉子間骨折復位后是否具有力學穩定性的最重要因素[12-13]。
判斷股骨轉子間骨折的復位質量,強調的是力學對線(Garden 指數)和皮質對位(4 ~ 5 mm 或 1 個皮質厚度),避免股骨干和/或頭頸骨塊出現大的旋轉畸形[14-15]。由于頸干角的存在,頭頸骨塊的滑動方向是斜向外下方的,因此獲得頭頸骨塊與股骨干的皮質接觸砥住,就必須強調皮質對位的方向性(正位影像的內外,側位影像的前后)。2014 年張世民等[12]提出內側皮質對位的 3 個類型:① 正性對位:在正位影像上,頭頸骨塊內側皮質居于股骨干內側皮質的內上方(髓腔外,皮質外嵌)1 個皮質厚度之內(4~5 mm),頭頸骨塊滑動后能夠獲得股骨干內側皮質的支撐砥著。② 中性對位:頭頸骨塊與股骨干內側皮質平齊。③ 負性對位:頭頸骨塊內側皮質居于股骨干內側皮質外上方(髓腔內,皮質內嵌),或沿內固定軸向(頭髓釘多為 130°)滑動后有陷落入髓腔內趨勢;負性對位實際上是失去了股骨干內側皮質的支撐砥著,屬復位不良。見表 1。需特別強調的是,術中透視下的內側皮質平滑、中性對位并非真正的解剖對位,還包括了輕微的正性對位和負性對位,只是由于透視影像的分辨率不高而混雜在一起(2 mm 的皮質臺階辨別不清)[13]。在術后頭頸骨塊滑動獲得二次穩定的過程中,由于殘存骨折間隙、頭頸骨塊滑動特點(阻力、方向、旋轉、擺動、傾斜)和股骨干外旋等因素的影響,輕微的負性對位(透視影像看起來是平滑的中性對位)很容易演變為真正的負性對位,這就是病例對照研究中中性對位組術后股骨頸長度和頸干角的改變較正性對位組丟失多的原因[16-18]。

2018 年張世民等進一步研究發現[19-20],內側皮質的支撐砥住需要前側皮質的平滑對位(中性)為其提供基礎。側位上如果股骨頸前側皮質陷落在股骨干前側皮質的后方(髓腔內,后傾下沉),則意味著其內側皮質的對位范圍最多不足 1 cm(內側皮質前后寬度平均為 33 mm,減去小轉子骨塊在內側壁的延伸 19 mm,再減去前側皮質厚度 4 mm)[5]。側位的前側皮質負性對位,不論正位的內側皮質如何,均預示著最終的皮質支撐有極高的丟失率(6/7,85.7%)。因此,臨床應追求前側皮質的中性對位、內側皮質的正性或中性對位,不接受正側位任何一面的負性對位關系,滑動后才能最終獲得前內側皮質的可靠支撐[20]。由于髂股韌帶的束縛,前側皮質很少能獲得正性對位,側位影像出現的正性皮質關系,往往是頭頸骨塊屈曲位旋轉、前側皮質上翹的結果。
正位的輕度外展復位(頸干角 135~145°),首先使頭頸骨塊與股骨干的內側皮質相互牽開,內固定完成后再沿 130° 軸線向外滑動,有以下三大優點:① 有利于內側皮質獲得解剖或正性支撐對位而相互坐實;② 通過減小負重偏距而縮小橫向剪切分力,增加縱軸壓縮分力,更有利于保護內固定;③ 外展使頭頸骨塊更加直立,能夠彌補轉子間骨折導致的下肢短縮。
臨床上最不能接受的是骨折端的橫向不穩定(皮質負性對位,即失去皮質骨的相互支撐),因為橫向不穩定往往預示著骨折端的剪切,后果就是頭頸骨塊內翻、骨折不愈合、拉力螺釘切出、內固定物斷裂、手術治療失敗。因此,重建穩定性,防止骨折愈合過程中的再次移位,尤其是橫向剪切移位,對轉子間骨折治療的成功至關重要。
5 術中加壓初始穩定與術后滑動二次穩定
股骨轉子間骨折的手術內固定治療已有近百年歷史,固定角度的滑動加壓仍是最基本的共識。可以說,沒有滑動,就沒有骨折端的接觸嵌緊,就沒有骨折的最終愈合,這也是鎖定型內固定器械失敗率較高的原因。
骨塊間的密切接觸加壓是骨折復位后穩定和加速愈合的前提。如何既保留骨塊間的滑動加壓,又限制其過度滑動,是防止內固定治療失敗的關鍵。頭頸骨塊與股骨干的密切接觸,可通過頭頸骨塊沿著內植物所提供的軸線向外滑動來獲得[21]。滑動可通過兩個途徑來實現:一是術中利用器械進行骨塊間收緊,屬靜態加壓,獲得即刻的初始穩定;二是術后通過大腿的肌肉收縮或負重擠壓骨塊,屬動態加壓,獲得二次穩定。適當的、可控的滑動,有利于粉碎骨折塊沿拉力螺釘(或螺旋刀片)的軸向(大多數側板系統器械滑動軸為 135°,髓內釘系統為 130°)相互坐實,頭頸骨塊與股骨干前內側皮質相互接觸、砥住,達到前內側皮質的支撐復位(平滑解剖對位或非解剖正性對位),最終獲得骨折的“二次穩定”。
骨折復位后前內側皮質的接觸砥住越完善,頭頸骨塊達到支撐坐實的滑動距離就越短,骨折端的位置變化也就越輕微,二次穩定就能越早形成;同時,前內側皮質支撐砥住分擔了經股骨頭傳導的負荷力量,使內固定物承受的載荷負擔減少,保護了內固定器械,降低失敗率。
如果頭頸骨塊沿內植物器械軸向的滑動啟動之后,沒有獲得前內側皮質的相互接觸,則頭頸骨塊將繼續向外,直至受到髓內釘主桿或股骨外側壁(側板系統內固定)的阻擋。超過 10 mm 或股骨干直徑 1/3 的過度滑動,將導致不可控的向外退縮或股骨干相對內移,骨折發生外移塌陷,意味著骨折有效復位的丟失[22]。此時如果能早期發現,患者臥床休息、肢體制動、避免負重,骨折有可能最終愈合,但將顯著延長其康復周期。由于頸干角與股骨頸長度減少,遠側的股骨干相對內移,造成肢體縮短和髖關節外展力矩縮短、骨盆平衡力喪失,最終的功能效果也顯著為差。如果未能及時發現而繼續負重活動,將導致拉力螺釘從股骨頭內切出,或是側板固定系統的鋼板螺釘從股骨干上拔出斷裂而治療失敗,需要再次進行翻修手術。頭髓釘系統屬中心固定,雖然對負重應力的抵抗較偏心固定的側板系統為強,但如果骨折不能愈合,也終將導致器械的疲勞斷裂。
如果器械的滑動機制在術后由于各種原因導致嵌塞而未能啟動,或使用非滑動的鎖定機制內固定,則在骨折端吸收、出現間隙之后,兩側皮質骨無相互接觸而不能分擔傳導負荷,股骨頭的載荷力量完全由內固定器械承擔,發生器械并發癥的風險將顯著增加。
6 內固定術后的穩定性判斷
轉子間骨折經復位和內固定器械連接之后,由股骨頭承載的負荷力量通過骨與骨的直接皮質接觸和骨與器械的間接接觸,主要經 3 個著力點傳導至股骨干[23]:① 股骨頭內的拉力螺釘或螺旋刀片與骨小梁的錨合,這與骨小梁的密度和器械的打入部位有關;② 前內下角的前內側皮質接觸支撐,這與骨折的復位質量有關;③ 外上角的頭頸骨塊與外側壁接觸,這與入釘點和外側壁的損傷程度有關。遠側的交鎖螺釘(螺栓)往往僅起抗旋轉穩定的作用,很少直接承擔軸向負荷力量[24]。
Lee 等[25]在 2013 年提出了股骨轉子間骨折髓內釘術后的穩定性評分方法,包括 3 類 7 個項目共 8 分,作者特別給“后內側皮質接觸”這一指標賦予 2 分,其他 6 項指標均為 1 分。這在目前常規不作后內側小轉子骨塊復位固定的情況下,并不合適。我們提出新的術后穩定性評分標準[26],包括復位質量(4 分)、手術技術(2 分)、內固定選擇(髓內釘,1 分),術后外側壁完整性(1 分)。該標準特別強調了前內側皮質對位(2 分)的重要性,術后評分達到 6 分及以上者,穩定性均屬優良。其實,在取得良好力線的基礎上,只要獲得了前內側皮質的相互砥住和支撐,并用內固定器械將其維持住,骨折就獲得了術后穩定性,就有承擔體質量、傳遞載荷的能力。
7 早期下地站立與負重行走
老年股骨轉子間骨折手術治療的最重要目的之一就是早期離床,避免臥床帶來的一系列并發癥。股骨轉子間骨折經充分復位和內固定器材牢靠把持之后,整體穩定性中最薄弱的仍是患者的骨骼,而不是金屬內固定器械。患者的骨質疏松骨骼在骨折后并無明顯的質量改變,理論上應與骨折前一樣,是能夠承擔體質量負荷的[27]。因此,如果骨折獲得了充足的復位和高質量的內固定,術后穩定性評分達到優秀等級,早期下地負重、站立行走,并不會增加內固定的失敗率。
股骨轉子間骨折內固定失效或失敗的發生率在早期曾高達 16.5%,目前多在 1%~5% 之間,通常是內植物從股骨頭切出、穿透、疲勞斷裂等,其中拉力螺釘從股骨頭切出約占全部并發癥的 3/4,失敗原因常為多種機制并存。目前,內植物的制備均有嚴格質控,而失敗原因往往都是骨折太過粉碎(如 A2.3 型)、骨骼質量太差(對內植物的把持力弱)、手術質量不高(骨折復位、內植物位置)等導致骨折不愈合[28]。
我國患者的內植物失敗率似乎低于國外報道,分析其原因并不是我們的手術技術高超、使用器材優越,而是歸功于中國傳統文化對傷病的治療理念,即“三分治七分養”,患者內固定術后臥床時間較長、下地負重較晚。這種術后極度保守、追求絕對安全的觀點,與現代醫學強調的內固定術后早期活動,“今天手術,明天下地”的強化康復理念并不相符,實際上是延誤了患者的康復進程。
我國的文化理念、醫患關系、醫療水平、孝心關愛等與歐美發達國家不同,我們不應該直接照搬國外的經驗,而需要與我國現實的具體情況相結合,“安全與效率”并重,走中國特色的醫療道路。針對老年股骨轉子間骨折,我們可以將內固定術后穩定性評分、患者的身體條件及其自身意愿結合起來,首先對術后穩定性評分達到優秀等級(7~8 分)、身體條件較好(體力、智力)、患者本人愿意、有家屬陪同的老年人納入強化康復流程,爭取在術后 1 周甚或 3~5 d 內起床下地,站立行走,快速恢復到術前功能狀態,取得更好的治療效果。
綜上述,老年股骨轉子間骨折的內固定治療在近 20 年來取得了明顯的進步,尖頂距、外側壁、皮質支撐等理念的提出,加深了對骨折穩定性重建的認識;頭髓釘器械的改進及廣泛使用,提高了取得骨折穩定性重建的技術能力。在不久的將來,股骨轉子間骨折的內固定治療效果必將邁上新的臺階。
作者貢獻:張世民參與本研究所有工作,包括科研設計、實施、數據收集整理及統計分析、文章撰寫等;胡孫君、杜守超、張立智參與科研實施、數據收集整理及統計分析。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。
隨著老齡化社會的到來,股骨轉子間骨折已成為骨科醫生面臨的最嚴重公共衛生課題之一,是當今創傷骨科的研究熱點。股骨轉子間骨折以手術內固定治療為主,但術后失敗和效果不佳的發生率并不低。骨折治療的三大原則是復位、固定與功能鍛煉,其中充分可靠的骨折復位是采取一切后續治療措施的前提。近年來在股骨轉子間骨折的穩定性重建方面有不少新認識和新進展,本文將對此作一概括總結與分析評論。
1 股骨轉子間骨折的穩定性重建
股骨轉子間骨折的穩定性重建,是指骨折在充足復位和使用現代內固定器械(特指固定角度的滑動加壓內固定系統)可靠把持之后,具有承擔生理負荷(即下肢負重)而不會失敗的能力。1980 年 Kaufer[1]提出,股骨轉子間骨折經復位內固定之后,骨與內植物的整體穩定性由下列 5 個因素決定:骨折類型(粉碎程度),骨骼質量(骨質疏松程度),骨折復位質量,內固定方式選擇(髓內、髓外,滑動、鎖定),內固定物安放位置(股骨頭內植物尖頂距或股距尖頂距)。其中前 2 個因素是損傷和患者本身條件決定的,醫生無法改變;而后 3 個因素是醫生能夠掌控且應努力追求完美的,直接與術后穩定性重建的質量相關。
穩定性的理念貫穿于股骨轉子間骨折治療的全過程,是防止內固定失敗、獲得優良功能效果的關鍵[2]。在術前準備階段,從影像學上區別出骨折的穩定和不穩定類型,是決定采取何種內固定方法的前提條件。手術過程中,應盡力獲得骨折的穩定性復位,包括解剖復位和可接受的功能性復位(充足復位)。術中將內固定物安放在優良的位置,通過器械的收緊加壓,獲得骨折內固定后的即刻初始穩定。術后通過頭頸骨塊沿著拉力螺釘或螺旋刀片軸向的有限滑動(稱為望遠鏡效應),進一步達到頭頸骨塊與股骨干的接觸嵌壓,獲得骨折內固定后的二次穩定。通過術中初始穩定和術后二次穩定,經股骨頭傳導的體質量負荷分布在患者自身骨皮質和金屬內植物之間,二者共同維持著骨折內固定后的整體結構穩定性,以達到使患者早期離床、下地負重的目的[3]。
2 股骨轉子間的結構特點與力學特性
股骨轉子間在解剖上屬于股骨頸干骺端的交匯轉換區,近側起自髖關節囊外的股骨頸基底,遠側至小轉子下緣股骨干髓腔起始處。其解剖特點包括:① 近側的股骨頸較細小,全部是堅硬的皮質骨;遠側的轉子部較粗大,皮質骨薄弱而松質骨豐富。即骨折的遠近兩端粗細不對等、軟硬不對等。② 由于頸干角、前傾角和扭轉角的存在,導致重力負荷偏心傳導,使股骨近端具有天然的內翻不穩定傾向。③ 小轉子是后內側一個大塊的圓錐形松質骨突起,有髂腰肌附著,小轉子本身不承擔負重功能,單純的小轉子骨折分離不影響骨折復位后的載荷穩定性。④ 股骨距位于頸干交界處,是轉子部髓腔松質骨內的密集垂直骨板,上極與股骨頸的后外側皮質相連續,下極與小轉子下方的股骨干后外側皮質相銜接。股骨距的存在彌補了轉子部由于小轉子向后內側突起所造成的應力傳導缺陷,形成了完整的管狀皮質骨負重結構[4]。轉子間骨折中股骨距是否被破壞,決定了骨折是否具有內在穩定性。⑤ 在不穩定型股骨轉子間骨折,后內側的小轉子往往連帶股骨距一起分離移位,形成小轉子股骨距骨塊,致使轉子間骨折失去了后內側皮質對位和相互砥住的基礎[5]。⑥ 大轉子屬于松質骨結構,主要為髖外展肌群提供附著點,不參與負重功能。大轉子骨折移位主要影響外展肌的著力點及其力臂,并不影響轉子間骨折內側負重弓的重建與內固定后的穩定性。⑦ 股骨轉子區的前內側皮質相對厚實,且多為簡單的骨折線,很少粉碎,該部分皮質骨對位之后相互砥住,具有傳導負荷的能力。⑧ 外側壁或股骨近端外側皮質是 Gotfried[6]于 2004 年提出的外科概念,位于大轉子與股骨干之間,是頭頸骨塊內植物打入部位的股骨近端外側皮質。外側壁完全骨折,意味著同時伴有延伸至前側皮質的損害(前壁骨折),即股骨干近端的前壁和外側壁同時喪失了對頭頸骨塊的支持作用。外側壁反映了前壁的狀況,外側壁首先通過前壁(更重要)發揮力學作用。在打入滑動型內固定物之后,在頭頸骨塊向外滑動的過程中,首先應該獲得前內側皮質的支撐砥住;如果前內側皮質沒有砥住,則頭頸骨塊將繼續后退,獲得髓腔中金屬主桿的阻擋支撐(髓內固定),或繼續向外直至獲得外側壁的皮質支撐(髓外固定);如果采用滑動髖螺釘固定且伴發外側壁破裂,則頭頸骨塊將完全喪失股骨干的皮質支撐,術后出現過度滑動而失敗的風險將顯著增加。⑨ 后方的轉子間嵴是突出于負重力線之外的松質骨突起,上連大轉子,下接小轉子,中部有股方肌附著。轉子間嵴骨塊的分離移位并不影響負重力線的重建,對內固定的穩定性沒有影響。⑩ 髖股部肌肉強大,靜息狀態下的收縮力量也十分可觀。比如,臥床狀態下的直腿抬高,髖部的受力達到體質量的 1.5 倍。因此,無論從結構的幾何學特點還是力學的傳導機制上看,股骨轉子間骨折均具有先天的不穩定性,包括軸向不穩定(滑動)、橫向不穩定(剪切)和旋轉不穩定,最容易發生的畸形是股骨頸短縮和頸干角減小(內翻)。
3 穩定型骨折與不穩定型骨折
轉子間骨折破壞了股骨近端壓力骨小梁與張力骨小梁的交匯區,導致轉子間薄弱的皮質骨和松質骨及其附著肌肉的分離移位。在骨折復位固定之后,這些骨塊將承受多平面的力量,但最主要的是頭頸骨塊與股骨干之間的重力傳導。
承受壓力的內側弓皮質完整與否,或是否能夠通過骨折復位而獲得重建,對股骨轉子間骨折內固定后的穩定性有重要影響。早在 1949 年,Evans[7]在其分類系統中就認識到內側皮質相互對合砥住的重要性。內側皮質相互對合砥住之后,即具有承受、傳導負荷的能力,能夠與內固定物一起,分擔經股骨頭傳導的負載。
穩定型骨折是指后內側皮質僅有 1 處骨折,并且在復位和固定之后,能夠承擔生理性壓力負荷而不再移位。穩定型骨折均為簡單的骨折,包括國際內固定研究協會/美國骨創傷協會(AO/OTA)2018 版分型中 A1 型骨折的 3 個亞型,其中 A1.2 型是二部分骨折,僅有頭頸骨塊和骨干骨塊(即 2007 版的 3 個 A1 亞型),A1.3 型為增加了小轉子骨塊的三部分骨折(即原 A2.1 型)[8]。如果股骨距(小轉子骨折塊)受累,則骨折至少在冠狀面上是不穩定的,此時特別強調通過復位技術使內側皮質相互砥住,重建骨骼本身的力學傳導能力,才能分擔內固定物所承受的負荷壓力。
不穩定型骨折是 AO/OTA 分型的 A2.2、A2.3 以及 A3 型骨折,包括大轉子移位骨折、轉子間多個骨折塊(粉碎)、前壁皮質粉碎、外側壁骨折(原發、繼發)、轉子間反斜骨折、轉子間橫向骨折、延伸至轉子下的骨折,以及內固定前復位失敗的骨折。這些骨折類型或者由于太過粉碎,或者破壞了主要負重力線,或者由于粗細差別太過懸殊而容易出現旋轉(頸基部骨折,亦稱高位轉子間骨折)[9]。盡管經過復位和固定,骨折依然會由于軸向負荷的作用導致前內側皮質失去接觸,喪失分擔壓力負荷的能力,進而產生移位塌陷和內翻,內固定整體結構穩定性下降,容易出現力學失敗。
4 穩定性復位與不穩定性復位
骨折的復位質量是影響內固定治療效果的最重要前提因素。骨折復位質量的優劣,往往決定了后續的內固定質量(內固定位置),甚至最終的治療結果。骨折復位不夠,將有可能導致一系列后續并發癥,從打入股骨頭內的拉力螺釘位置不正確,到內固定系統的力學穩定性失敗等。
對移位的股骨轉子間骨折,通過閉合手法操作,很少能夠獲得真正的解剖學復位。因此,描述轉子間骨折的復位質量,通常采用穩定復位、滿意復位、充分復位、可接受復位和不穩定復位、不滿意復位、復位不足、不可接受復位等概念。所謂穩定復位,就是骨折在復位和使用現代內固定器械(指固定角度的滑動加壓類器械)把持之后,能夠有承擔生理負荷(即負重)的能力,或承擔生理性壓力負荷而不再移位。也就是說,術后接受頭頸骨塊沿著內固定器械軸向的有限滑動(望遠鏡效應),即通過有限的可控的股骨頸短縮,使頭頸骨塊與股骨干相互接觸、嵌緊、坐實,促進骨折端的穩定和愈合,即接受非解剖的、通過滑動能夠獲得二次穩定的骨折功能復位[10]。
對正常的股骨近端而言,后內側的小轉子股骨距是最重要的壓力負荷傳導結構,是股骨轉子間力學穩定的最重要部分。在骨折情況下,后內側小轉子骨塊可以看成是近端頭頸骨塊與遠端股骨干在轉子區壓力側拐角交匯處的蝶形骨塊。Xiong 等[5]對 58 例不穩定型轉子間骨折(A2 型)的 3D-CT 影像學研究發現,后內側小轉子骨塊的縱徑長平均為 65.5 mm;橫徑寬平均為 52.5 mm,占小轉子中點平面股骨皮質周長的 39%;小轉子骨塊向內側壁延伸 19 mm,占內側壁寬度(正常 33.5 mm)的 56.5%(損傷比例);向后壁延伸 33.5 mm,占后壁寬度(正常 41.7 mm)的 81.1%。生物力學試驗研究特別強調后內側小轉子骨塊復位的重要性,但復位固定小轉子骨塊在臨床實踐中卻難以實現,主要有三大難點:① 當前的骨折復位技術很難使小轉子骨塊獲得真正的解剖復位,常用的捆扎固定技術僅是將其向缺損的部位收攏靠近,不能達到堅強固定(不像骨干的蝶形骨塊),因此固定之后也不具備傳導壓力負荷的能力,對術后的早期穩定性幫助不大。② 小轉子骨塊本身疏松,操作中容易碎裂,難以承受加壓內固定。③ 對于身體衰弱的老年患者,手術復位、固定后內側小轉子骨塊費力耗時、出血多、風險大,往往得不償失[11]。因此,在后內側股骨距小轉子骨塊分離移位且不再復位的情況下,我們提出前內側皮質升級為最重要的負重結構,在轉子間骨折的治療中承擔著主要的穩定性重建作用。實際上,此時也僅剩下前內側皮質可供復位利用,以獲得自身皮質骨的力學支撐。此時,承受壓力性負荷的前內側皮質能否通過骨折復位和內固定而獲得重建(即皮質接觸砥住,包括解剖對位和正性對位),就成為判斷股骨轉子間骨折復位后是否具有力學穩定性的最重要因素[12-13]。
判斷股骨轉子間骨折的復位質量,強調的是力學對線(Garden 指數)和皮質對位(4 ~ 5 mm 或 1 個皮質厚度),避免股骨干和/或頭頸骨塊出現大的旋轉畸形[14-15]。由于頸干角的存在,頭頸骨塊的滑動方向是斜向外下方的,因此獲得頭頸骨塊與股骨干的皮質接觸砥住,就必須強調皮質對位的方向性(正位影像的內外,側位影像的前后)。2014 年張世民等[12]提出內側皮質對位的 3 個類型:① 正性對位:在正位影像上,頭頸骨塊內側皮質居于股骨干內側皮質的內上方(髓腔外,皮質外嵌)1 個皮質厚度之內(4~5 mm),頭頸骨塊滑動后能夠獲得股骨干內側皮質的支撐砥著。② 中性對位:頭頸骨塊與股骨干內側皮質平齊。③ 負性對位:頭頸骨塊內側皮質居于股骨干內側皮質外上方(髓腔內,皮質內嵌),或沿內固定軸向(頭髓釘多為 130°)滑動后有陷落入髓腔內趨勢;負性對位實際上是失去了股骨干內側皮質的支撐砥著,屬復位不良。見表 1。需特別強調的是,術中透視下的內側皮質平滑、中性對位并非真正的解剖對位,還包括了輕微的正性對位和負性對位,只是由于透視影像的分辨率不高而混雜在一起(2 mm 的皮質臺階辨別不清)[13]。在術后頭頸骨塊滑動獲得二次穩定的過程中,由于殘存骨折間隙、頭頸骨塊滑動特點(阻力、方向、旋轉、擺動、傾斜)和股骨干外旋等因素的影響,輕微的負性對位(透視影像看起來是平滑的中性對位)很容易演變為真正的負性對位,這就是病例對照研究中中性對位組術后股骨頸長度和頸干角的改變較正性對位組丟失多的原因[16-18]。

2018 年張世民等進一步研究發現[19-20],內側皮質的支撐砥住需要前側皮質的平滑對位(中性)為其提供基礎。側位上如果股骨頸前側皮質陷落在股骨干前側皮質的后方(髓腔內,后傾下沉),則意味著其內側皮質的對位范圍最多不足 1 cm(內側皮質前后寬度平均為 33 mm,減去小轉子骨塊在內側壁的延伸 19 mm,再減去前側皮質厚度 4 mm)[5]。側位的前側皮質負性對位,不論正位的內側皮質如何,均預示著最終的皮質支撐有極高的丟失率(6/7,85.7%)。因此,臨床應追求前側皮質的中性對位、內側皮質的正性或中性對位,不接受正側位任何一面的負性對位關系,滑動后才能最終獲得前內側皮質的可靠支撐[20]。由于髂股韌帶的束縛,前側皮質很少能獲得正性對位,側位影像出現的正性皮質關系,往往是頭頸骨塊屈曲位旋轉、前側皮質上翹的結果。
正位的輕度外展復位(頸干角 135~145°),首先使頭頸骨塊與股骨干的內側皮質相互牽開,內固定完成后再沿 130° 軸線向外滑動,有以下三大優點:① 有利于內側皮質獲得解剖或正性支撐對位而相互坐實;② 通過減小負重偏距而縮小橫向剪切分力,增加縱軸壓縮分力,更有利于保護內固定;③ 外展使頭頸骨塊更加直立,能夠彌補轉子間骨折導致的下肢短縮。
臨床上最不能接受的是骨折端的橫向不穩定(皮質負性對位,即失去皮質骨的相互支撐),因為橫向不穩定往往預示著骨折端的剪切,后果就是頭頸骨塊內翻、骨折不愈合、拉力螺釘切出、內固定物斷裂、手術治療失敗。因此,重建穩定性,防止骨折愈合過程中的再次移位,尤其是橫向剪切移位,對轉子間骨折治療的成功至關重要。
5 術中加壓初始穩定與術后滑動二次穩定
股骨轉子間骨折的手術內固定治療已有近百年歷史,固定角度的滑動加壓仍是最基本的共識。可以說,沒有滑動,就沒有骨折端的接觸嵌緊,就沒有骨折的最終愈合,這也是鎖定型內固定器械失敗率較高的原因。
骨塊間的密切接觸加壓是骨折復位后穩定和加速愈合的前提。如何既保留骨塊間的滑動加壓,又限制其過度滑動,是防止內固定治療失敗的關鍵。頭頸骨塊與股骨干的密切接觸,可通過頭頸骨塊沿著內植物所提供的軸線向外滑動來獲得[21]。滑動可通過兩個途徑來實現:一是術中利用器械進行骨塊間收緊,屬靜態加壓,獲得即刻的初始穩定;二是術后通過大腿的肌肉收縮或負重擠壓骨塊,屬動態加壓,獲得二次穩定。適當的、可控的滑動,有利于粉碎骨折塊沿拉力螺釘(或螺旋刀片)的軸向(大多數側板系統器械滑動軸為 135°,髓內釘系統為 130°)相互坐實,頭頸骨塊與股骨干前內側皮質相互接觸、砥住,達到前內側皮質的支撐復位(平滑解剖對位或非解剖正性對位),最終獲得骨折的“二次穩定”。
骨折復位后前內側皮質的接觸砥住越完善,頭頸骨塊達到支撐坐實的滑動距離就越短,骨折端的位置變化也就越輕微,二次穩定就能越早形成;同時,前內側皮質支撐砥住分擔了經股骨頭傳導的負荷力量,使內固定物承受的載荷負擔減少,保護了內固定器械,降低失敗率。
如果頭頸骨塊沿內植物器械軸向的滑動啟動之后,沒有獲得前內側皮質的相互接觸,則頭頸骨塊將繼續向外,直至受到髓內釘主桿或股骨外側壁(側板系統內固定)的阻擋。超過 10 mm 或股骨干直徑 1/3 的過度滑動,將導致不可控的向外退縮或股骨干相對內移,骨折發生外移塌陷,意味著骨折有效復位的丟失[22]。此時如果能早期發現,患者臥床休息、肢體制動、避免負重,骨折有可能最終愈合,但將顯著延長其康復周期。由于頸干角與股骨頸長度減少,遠側的股骨干相對內移,造成肢體縮短和髖關節外展力矩縮短、骨盆平衡力喪失,最終的功能效果也顯著為差。如果未能及時發現而繼續負重活動,將導致拉力螺釘從股骨頭內切出,或是側板固定系統的鋼板螺釘從股骨干上拔出斷裂而治療失敗,需要再次進行翻修手術。頭髓釘系統屬中心固定,雖然對負重應力的抵抗較偏心固定的側板系統為強,但如果骨折不能愈合,也終將導致器械的疲勞斷裂。
如果器械的滑動機制在術后由于各種原因導致嵌塞而未能啟動,或使用非滑動的鎖定機制內固定,則在骨折端吸收、出現間隙之后,兩側皮質骨無相互接觸而不能分擔傳導負荷,股骨頭的載荷力量完全由內固定器械承擔,發生器械并發癥的風險將顯著增加。
6 內固定術后的穩定性判斷
轉子間骨折經復位和內固定器械連接之后,由股骨頭承載的負荷力量通過骨與骨的直接皮質接觸和骨與器械的間接接觸,主要經 3 個著力點傳導至股骨干[23]:① 股骨頭內的拉力螺釘或螺旋刀片與骨小梁的錨合,這與骨小梁的密度和器械的打入部位有關;② 前內下角的前內側皮質接觸支撐,這與骨折的復位質量有關;③ 外上角的頭頸骨塊與外側壁接觸,這與入釘點和外側壁的損傷程度有關。遠側的交鎖螺釘(螺栓)往往僅起抗旋轉穩定的作用,很少直接承擔軸向負荷力量[24]。
Lee 等[25]在 2013 年提出了股骨轉子間骨折髓內釘術后的穩定性評分方法,包括 3 類 7 個項目共 8 分,作者特別給“后內側皮質接觸”這一指標賦予 2 分,其他 6 項指標均為 1 分。這在目前常規不作后內側小轉子骨塊復位固定的情況下,并不合適。我們提出新的術后穩定性評分標準[26],包括復位質量(4 分)、手術技術(2 分)、內固定選擇(髓內釘,1 分),術后外側壁完整性(1 分)。該標準特別強調了前內側皮質對位(2 分)的重要性,術后評分達到 6 分及以上者,穩定性均屬優良。其實,在取得良好力線的基礎上,只要獲得了前內側皮質的相互砥住和支撐,并用內固定器械將其維持住,骨折就獲得了術后穩定性,就有承擔體質量、傳遞載荷的能力。
7 早期下地站立與負重行走
老年股骨轉子間骨折手術治療的最重要目的之一就是早期離床,避免臥床帶來的一系列并發癥。股骨轉子間骨折經充分復位和內固定器材牢靠把持之后,整體穩定性中最薄弱的仍是患者的骨骼,而不是金屬內固定器械。患者的骨質疏松骨骼在骨折后并無明顯的質量改變,理論上應與骨折前一樣,是能夠承擔體質量負荷的[27]。因此,如果骨折獲得了充足的復位和高質量的內固定,術后穩定性評分達到優秀等級,早期下地負重、站立行走,并不會增加內固定的失敗率。
股骨轉子間骨折內固定失效或失敗的發生率在早期曾高達 16.5%,目前多在 1%~5% 之間,通常是內植物從股骨頭切出、穿透、疲勞斷裂等,其中拉力螺釘從股骨頭切出約占全部并發癥的 3/4,失敗原因常為多種機制并存。目前,內植物的制備均有嚴格質控,而失敗原因往往都是骨折太過粉碎(如 A2.3 型)、骨骼質量太差(對內植物的把持力弱)、手術質量不高(骨折復位、內植物位置)等導致骨折不愈合[28]。
我國患者的內植物失敗率似乎低于國外報道,分析其原因并不是我們的手術技術高超、使用器材優越,而是歸功于中國傳統文化對傷病的治療理念,即“三分治七分養”,患者內固定術后臥床時間較長、下地負重較晚。這種術后極度保守、追求絕對安全的觀點,與現代醫學強調的內固定術后早期活動,“今天手術,明天下地”的強化康復理念并不相符,實際上是延誤了患者的康復進程。
我國的文化理念、醫患關系、醫療水平、孝心關愛等與歐美發達國家不同,我們不應該直接照搬國外的經驗,而需要與我國現實的具體情況相結合,“安全與效率”并重,走中國特色的醫療道路。針對老年股骨轉子間骨折,我們可以將內固定術后穩定性評分、患者的身體條件及其自身意愿結合起來,首先對術后穩定性評分達到優秀等級(7~8 分)、身體條件較好(體力、智力)、患者本人愿意、有家屬陪同的老年人納入強化康復流程,爭取在術后 1 周甚或 3~5 d 內起床下地,站立行走,快速恢復到術前功能狀態,取得更好的治療效果。
綜上述,老年股骨轉子間骨折的內固定治療在近 20 年來取得了明顯的進步,尖頂距、外側壁、皮質支撐等理念的提出,加深了對骨折穩定性重建的認識;頭髓釘器械的改進及廣泛使用,提高了取得骨折穩定性重建的技術能力。在不久的將來,股骨轉子間骨折的內固定治療效果必將邁上新的臺階。
作者貢獻:張世民參與本研究所有工作,包括科研設計、實施、數據收集整理及統計分析、文章撰寫等;胡孫君、杜守超、張立智參與科研實施、數據收集整理及統計分析。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。