引用本文: 宋朝暉, 楊敏之, 郭人文, 吳東, 張卓, 陳繼營, 孔祥朋, 柴偉. 成人單側發育性髖關節發育不良患者下肢長度測量與分析. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(5): 533-538. doi: 10.7507/1002-1892.202010033 復制
發育性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是髖關節先天性發育缺陷導致股骨頭半脫位或脫位,晚期可繼發關節軟骨破壞、軟骨下骨囊性變、骨質增生、關節間隙狹窄或消失,進而導致關節疼痛明顯、活動受限,嚴重影響患者生活質量,全髖關節置換術(total hip arthroplasty,THA)作為治療終末期 DDH 的主要手段,其療效已為臨床所證實[1]。成人單側 DDH 往往因下肢長度差異(leg length discrepancy,LLD)引起骨盆傾斜、脊柱側彎及膝關節變化,使得 THA 治療 DDH 更具挑戰性[2-4]。臨床實踐中我們發現,單側 DDH 患者患側下肢長度較健側明顯延長,且術后患側下肢延長也是患者對療效不滿意的重要原因[5]。隨著醫生和患者觀念的轉變及假體設計的進步,DDH 患者手術時年齡不斷減小,但對術后恢復要求不斷提高,這就要求手術醫師在術前對患者下肢長度有精準認識。LLD 在術中未完全糾正會造成術后 LLD,進而導致假體脫位[6],影響術后髖關節功能和患者滿意度,是 THA 重要并發癥之一[6-10]。
LLD 術前評估通常基于骨盆正位 X 線片,以淚滴間線或坐骨間線作為骨盆參考點,以大轉子或小轉子作為股骨參考點進行測量比較;術中評估則比較雙側髂前上棘到大轉子頂點距離或比較雙側髕韌帶是否在同一水平。這些測量均以患側轉子區或髕韌帶以下長度與健側相等為前提[11],未考慮健患側下肢遠端差異,因此基于上述測量結果進行 THA 有可能進一步加重 LLD。既往研究報道了單側 DDH 患者下肢長度、股骨和脛骨長度等指標的測量結果,但樣本量較小,結果也不盡相同,且對差異原因未進一步分析[5, 12-14]。本研究擬通過測量單側 DDH 患者站立位下肢全長 X 線片,比較 LLD 并分析導致差異原因,為 THA 術中達到雙下肢等長提供理論依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① 年齡>18 歲;② 單側 DDH;③ 健側髖關節中心邊緣角、髖臼指數正常或接近正常,無髖關節炎;④ 接受初次 THA。排除標準:① 扁平髖畸形(Perthes 病);② 創傷后髖關節脫位;③ 有骨盆、下肢手術史;④ 繼發于中樞神經疾病的髖關節脫位;⑤ 腫瘤、感染、風濕性疾病所致髖關節異常;⑥ 影像資料不全或拍攝體位不佳。2016 年 1 月—2018 年 6 月共 112 例符合選擇標準納入研究。
1.2 一般資料
本組男 16 例,女 96 例;年齡 20~76 歲,平均 42.9 歲。身高 138~183 cm,平均 160.5 cm;體質量 36~91 kg,平均 59.7 kg;體質量指數 16.4~33.4 kg/m2,平均 23.1 kg/m2。左側 62 例,右側 50 例。DDH 根據 Crowe 分型[15],Ⅰ型 25 髖、Ⅱ型 26 髖、Ⅲ型 15 髖、Ⅳ型 46 髖(其中無繼發臼形成的ⅣA 型 26 髖、有繼發臼形成的ⅣB 型 20 髖)。
1.3 影像學測量方法及評價指標
使用 Revolution XR656 數字 X 線攝影系統(GE Healthcare 公司,美國)和標準 X 線攝影程序拍攝站立位雙下肢全長 X 線片。拍攝時要求雙下肢內旋,以確保髕骨指向前方,球管方向與地面平行,自骨盆至腳踝拍攝 3~4 張 X 線片,系統拼接成 1 張下肢全長 X 線片[16-17]。所有參數均在照片歸檔和通信系統(PACS;UniWeb Viewer,版本 5.0)上進行測量,測量前對照標尺對圖形進行校準。測量雙下肢以下參數:① 大轉子下肢長度(greater trochanter leg length,GTLL):大轉子頂點至脛骨遠端踝穴中點的距離;② 大轉子股骨長度(greater trochanter femoral length,GTFL):大轉子頂點至股骨遠端髁間凹頂點的距離;③ 小轉子下肢長度(lesser trochanter leg length,LTLL):小轉子頂點至脛骨遠端踝穴中點的距離;④ 小轉子股骨長度(lesser trochanter femoral length,LTFL):小轉子頂點至股骨遠端髁間凹頂點的距離;⑤ 脛骨長度(tibial length,TL):脛骨平臺髁間棘中點至脛骨遠端踝穴中點的距離[5];⑥ 大小轉子間距離(intertrochanteric distance,ITD):大小轉子頂點向股骨解剖軸所作垂線間的距離[18]。見圖 1。

為了驗證測量的可重復性,分別由 2 名經培訓的獨立研究員進行測量;4 周后重復相同測量,以了解觀測者內差異。若 2 人或 2 次測量結果誤差超過 0.5 cm,則重新測量。組內相關系數(intraclass correlation coefficients,ICC)分析顯示,觀測者間和觀測者內均有較好一致性(ICC=0.965,P=0.002;ICC=0.986,P=0.001),有很好的可重復性。
評價指標:① 比較健患側上述參數,計算健患側差值。② 以健患側差值 5 mm 作為閾值[19],≤5 mm 認為雙下肢等長。分別統計上述參數健側較患側>5 mm(健側長)以及患側較健側>5 mm(患側長)的例數,并進行比較。③ 比較各影像學參數健患側差值在不同 Crowe 分型之間以及 Crowe ⅣA、ⅣB 型之間的差異。
1.4 統計學方法
采用 SPSS19.0 統計軟件進行分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示,健患側間比較采用配對 t 檢驗或方差分析;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
健患側 GTLL 和 LTFL 比較差異均無統計學意義(P>0.05);患側 LTLL 和 TL 長于健側,GTFL 和 ITD 短于健側,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表 1。TL、LTLL 患側長構成比大于健側長構成比,而 GTFL、ITD 健側長構成比大于患側長構成比,GTLL 和 LTFL 健側長或患側長構成比無明顯差異;見圖 2。不同 Crowe 分型間比較顯示,僅Ⅰ、Ⅳ型間 TL 健患側差值比較差異有統計學意義(P<0.05),其余各分型間各影像學參數健患側差值比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表 2。與 CroweⅣB 型比較,ⅣA 型 GTLL、TL 和 ITD 健患側差值較大,差異均有統計學意義(P<0.05);其余指標ⅣA、ⅣB型間差異均無統計學意義(P>0.05)。見表 3。










3 討論
3.1 髖關節脫位對雙下肢長度的影響
本研究表明,對于 GTLL 和 LTFL,患側長和健側長的患者例數相近;對于 GTFL 和 ITD,健側長患者例數多于患側長例數;而對于 LTLL 和 TL,患側長例數多于健側長例數。因 GTLL 大致可分解為 ITD、LTFL 及 TL 3 段,而 LTFL 患側僅比健側長平均 0.2 mm 且雙側差異無統計學意義,所以 LLD 主要與患側 ITD 短縮程度和 TL 增長程度有關。這與 Tamura 等[13]的研究結論相符,他們利用 CT 三維重建測量股骨長度,得出健患側股骨長度差異與 ITD 差異顯著相關。本研究 ITD 測量顯示患側比健側短平均 4.7 mm,雙側差異有統計學意義,并且此差異在 CroweⅣ型更為明顯、離散系數更大。這可能與出生及嬰幼兒時期股骨近端 3 個生長板(股骨頸縱向生長板、大粗隆生長板、股骨頸峽部)異常生長有關[20]。
已有研究表明單側 DDH 患者下肢長度并不相等[5, 13-14],但具體差異有所不同。我們認為這是由兩方面因素引起,其一,不同研究選擇參考點不一致。Ergin 等[14]的研究中,單側 DDH 患者股骨長度(以股骨頭上關節面為起點)患側明顯短于健側[(435.8±31.0)mm vs.(439.4±29.0)mm]。而本研究顯示,患側 LTFL 與健側[(365.9±29.6)mm vs.(365.7±28.2)mm]比較差異無統計學意義,而患側 GTFL 明顯短于健側[(423.2±33.2)mm vs.(427.7±32.7)mm]。其二,可能因地域、民族等人群差異導致 LLD。Rai 等[21]研究表明,DDH 患者患側 TL 比健側短 1 cm,Ergin 等[14]的研究也顯示單側 DDH 患者患側 TL 較短;而 Zhang 等[5]研究結果顯示 76% 患者患側 TL 較長。本研究顯示患者患側 TL 較健側長(3.5±7.8)mm,與 Rai、Ergin 等的研究結論相左。綜上,單側 DDH 患者雙下肢長度存在差異,在術前規劃時需要注意比較以及參考點的選擇。
3.2 脫位程度及有無假臼形成對下肢長度的影響
本研究結果顯示,CroweⅠ~Ⅳ型間比較,僅Ⅰ型和Ⅳ型間 TL 差異有統計學意義,說明脫位程度不同對脛骨生長有顯著影響,對股骨干影響較小。在高脫位 DDH 患者中,與有繼發臼形成相比,無繼發臼形成的 TL、ITD 和 GTLL 會更大。徐海軍等[18]對 54 例 Hartofilakidis C 型患者 ITD 進行測量,發現 C1 型(有繼發臼)比 C2 型(無繼發臼)短 8 mm(P<0.001),本研究結果與之相似。無髖臼阻力的脫位側補償性生長可能是導致肢體延長的一種原因[5]。繼發臼的形成改變了脫位側受力狀態,從而影響了下肢長度變化以及股骨髓腔的發育[22]。了解這些形態學差異將有助于外科醫生對 DDH 患者行手術治療時,選擇最佳的截骨方式和股骨柄。
3.3 如何避免術后 LLD
利用模板測量或人工智能輔助 THA 三維規劃系統可使術前規劃更加合理;術中可采用斯氏針定位法、縫線定位法、滑動卡尺定位法等來評估下肢長度[23],高脫位 DDH 可采用轉子下或轉子間截骨術以最大限度減少 LL, 并避免坐骨神經損傷[12]。而利用機器人輔助 THA 可大幅提高關節置換的精確性[24]。此外,對每例患者進行仔細的術前宣教,告知因受骨盆傾斜、腰椎側凸影響,術后短期內重新平衡的下肢會使患者感到不適。
綜上述,成年單側 DDH 患者雙下肢長度明顯不對稱。GTFL、ITD 健側明顯長于患側,LTLL、TL 患側明顯長于健側,患側 TL 增加和 ITD 縮短是導致 LLD 的主要因素。當單側 DDH 患者行 THA 時,應使用雙下肢全長 X 線片來評估實際 LLD。但本研究尚存在以下局限性:由于采用回顧性研究設計,本研究未對影像學 LLD 與患者感知的 LLD 之間相關性進行評估,仍需要前瞻性試驗進一步論證;攝雙下肢全長 X 線片時雖經過刻度尺校正,但與 CT 測量相比誤差仍較大;未設健康對照組。本研究團隊正在進行基于 CT 三維重建、設有健康對照組的下肢測量研究,以指導術前規劃,進一步提高手術效果。
作者貢獻:宋朝暉負責實驗設計及實施、數據收集整理及統計分析、起草文章;楊敏之負責實驗設計及實施;郭人文、吳東負責影像學測量;陳繼營、張卓對文章的知識性內容作批評性審閱;孔祥朋、柴偉對文章的知識性內容作批評性審閱及給予支持性貢獻。
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。
機構倫理問題:本研究經中國人民解放軍總醫院醫學倫理委員會批準(倫審第S2018-087-02號)。受試者均知情同意并簽署知情同意書。
發育性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是髖關節先天性發育缺陷導致股骨頭半脫位或脫位,晚期可繼發關節軟骨破壞、軟骨下骨囊性變、骨質增生、關節間隙狹窄或消失,進而導致關節疼痛明顯、活動受限,嚴重影響患者生活質量,全髖關節置換術(total hip arthroplasty,THA)作為治療終末期 DDH 的主要手段,其療效已為臨床所證實[1]。成人單側 DDH 往往因下肢長度差異(leg length discrepancy,LLD)引起骨盆傾斜、脊柱側彎及膝關節變化,使得 THA 治療 DDH 更具挑戰性[2-4]。臨床實踐中我們發現,單側 DDH 患者患側下肢長度較健側明顯延長,且術后患側下肢延長也是患者對療效不滿意的重要原因[5]。隨著醫生和患者觀念的轉變及假體設計的進步,DDH 患者手術時年齡不斷減小,但對術后恢復要求不斷提高,這就要求手術醫師在術前對患者下肢長度有精準認識。LLD 在術中未完全糾正會造成術后 LLD,進而導致假體脫位[6],影響術后髖關節功能和患者滿意度,是 THA 重要并發癥之一[6-10]。
LLD 術前評估通常基于骨盆正位 X 線片,以淚滴間線或坐骨間線作為骨盆參考點,以大轉子或小轉子作為股骨參考點進行測量比較;術中評估則比較雙側髂前上棘到大轉子頂點距離或比較雙側髕韌帶是否在同一水平。這些測量均以患側轉子區或髕韌帶以下長度與健側相等為前提[11],未考慮健患側下肢遠端差異,因此基于上述測量結果進行 THA 有可能進一步加重 LLD。既往研究報道了單側 DDH 患者下肢長度、股骨和脛骨長度等指標的測量結果,但樣本量較小,結果也不盡相同,且對差異原因未進一步分析[5, 12-14]。本研究擬通過測量單側 DDH 患者站立位下肢全長 X 線片,比較 LLD 并分析導致差異原因,為 THA 術中達到雙下肢等長提供理論依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① 年齡>18 歲;② 單側 DDH;③ 健側髖關節中心邊緣角、髖臼指數正常或接近正常,無髖關節炎;④ 接受初次 THA。排除標準:① 扁平髖畸形(Perthes 病);② 創傷后髖關節脫位;③ 有骨盆、下肢手術史;④ 繼發于中樞神經疾病的髖關節脫位;⑤ 腫瘤、感染、風濕性疾病所致髖關節異常;⑥ 影像資料不全或拍攝體位不佳。2016 年 1 月—2018 年 6 月共 112 例符合選擇標準納入研究。
1.2 一般資料
本組男 16 例,女 96 例;年齡 20~76 歲,平均 42.9 歲。身高 138~183 cm,平均 160.5 cm;體質量 36~91 kg,平均 59.7 kg;體質量指數 16.4~33.4 kg/m2,平均 23.1 kg/m2。左側 62 例,右側 50 例。DDH 根據 Crowe 分型[15],Ⅰ型 25 髖、Ⅱ型 26 髖、Ⅲ型 15 髖、Ⅳ型 46 髖(其中無繼發臼形成的ⅣA 型 26 髖、有繼發臼形成的ⅣB 型 20 髖)。
1.3 影像學測量方法及評價指標
使用 Revolution XR656 數字 X 線攝影系統(GE Healthcare 公司,美國)和標準 X 線攝影程序拍攝站立位雙下肢全長 X 線片。拍攝時要求雙下肢內旋,以確保髕骨指向前方,球管方向與地面平行,自骨盆至腳踝拍攝 3~4 張 X 線片,系統拼接成 1 張下肢全長 X 線片[16-17]。所有參數均在照片歸檔和通信系統(PACS;UniWeb Viewer,版本 5.0)上進行測量,測量前對照標尺對圖形進行校準。測量雙下肢以下參數:① 大轉子下肢長度(greater trochanter leg length,GTLL):大轉子頂點至脛骨遠端踝穴中點的距離;② 大轉子股骨長度(greater trochanter femoral length,GTFL):大轉子頂點至股骨遠端髁間凹頂點的距離;③ 小轉子下肢長度(lesser trochanter leg length,LTLL):小轉子頂點至脛骨遠端踝穴中點的距離;④ 小轉子股骨長度(lesser trochanter femoral length,LTFL):小轉子頂點至股骨遠端髁間凹頂點的距離;⑤ 脛骨長度(tibial length,TL):脛骨平臺髁間棘中點至脛骨遠端踝穴中點的距離[5];⑥ 大小轉子間距離(intertrochanteric distance,ITD):大小轉子頂點向股骨解剖軸所作垂線間的距離[18]。見圖 1。

為了驗證測量的可重復性,分別由 2 名經培訓的獨立研究員進行測量;4 周后重復相同測量,以了解觀測者內差異。若 2 人或 2 次測量結果誤差超過 0.5 cm,則重新測量。組內相關系數(intraclass correlation coefficients,ICC)分析顯示,觀測者間和觀測者內均有較好一致性(ICC=0.965,P=0.002;ICC=0.986,P=0.001),有很好的可重復性。
評價指標:① 比較健患側上述參數,計算健患側差值。② 以健患側差值 5 mm 作為閾值[19],≤5 mm 認為雙下肢等長。分別統計上述參數健側較患側>5 mm(健側長)以及患側較健側>5 mm(患側長)的例數,并進行比較。③ 比較各影像學參數健患側差值在不同 Crowe 分型之間以及 Crowe ⅣA、ⅣB 型之間的差異。
1.4 統計學方法
采用 SPSS19.0 統計軟件進行分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示,健患側間比較采用配對 t 檢驗或方差分析;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
健患側 GTLL 和 LTFL 比較差異均無統計學意義(P>0.05);患側 LTLL 和 TL 長于健側,GTFL 和 ITD 短于健側,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表 1。TL、LTLL 患側長構成比大于健側長構成比,而 GTFL、ITD 健側長構成比大于患側長構成比,GTLL 和 LTFL 健側長或患側長構成比無明顯差異;見圖 2。不同 Crowe 分型間比較顯示,僅Ⅰ、Ⅳ型間 TL 健患側差值比較差異有統計學意義(P<0.05),其余各分型間各影像學參數健患側差值比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表 2。與 CroweⅣB 型比較,ⅣA 型 GTLL、TL 和 ITD 健患側差值較大,差異均有統計學意義(P<0.05);其余指標ⅣA、ⅣB型間差異均無統計學意義(P>0.05)。見表 3。










3 討論
3.1 髖關節脫位對雙下肢長度的影響
本研究表明,對于 GTLL 和 LTFL,患側長和健側長的患者例數相近;對于 GTFL 和 ITD,健側長患者例數多于患側長例數;而對于 LTLL 和 TL,患側長例數多于健側長例數。因 GTLL 大致可分解為 ITD、LTFL 及 TL 3 段,而 LTFL 患側僅比健側長平均 0.2 mm 且雙側差異無統計學意義,所以 LLD 主要與患側 ITD 短縮程度和 TL 增長程度有關。這與 Tamura 等[13]的研究結論相符,他們利用 CT 三維重建測量股骨長度,得出健患側股骨長度差異與 ITD 差異顯著相關。本研究 ITD 測量顯示患側比健側短平均 4.7 mm,雙側差異有統計學意義,并且此差異在 CroweⅣ型更為明顯、離散系數更大。這可能與出生及嬰幼兒時期股骨近端 3 個生長板(股骨頸縱向生長板、大粗隆生長板、股骨頸峽部)異常生長有關[20]。
已有研究表明單側 DDH 患者下肢長度并不相等[5, 13-14],但具體差異有所不同。我們認為這是由兩方面因素引起,其一,不同研究選擇參考點不一致。Ergin 等[14]的研究中,單側 DDH 患者股骨長度(以股骨頭上關節面為起點)患側明顯短于健側[(435.8±31.0)mm vs.(439.4±29.0)mm]。而本研究顯示,患側 LTFL 與健側[(365.9±29.6)mm vs.(365.7±28.2)mm]比較差異無統計學意義,而患側 GTFL 明顯短于健側[(423.2±33.2)mm vs.(427.7±32.7)mm]。其二,可能因地域、民族等人群差異導致 LLD。Rai 等[21]研究表明,DDH 患者患側 TL 比健側短 1 cm,Ergin 等[14]的研究也顯示單側 DDH 患者患側 TL 較短;而 Zhang 等[5]研究結果顯示 76% 患者患側 TL 較長。本研究顯示患者患側 TL 較健側長(3.5±7.8)mm,與 Rai、Ergin 等的研究結論相左。綜上,單側 DDH 患者雙下肢長度存在差異,在術前規劃時需要注意比較以及參考點的選擇。
3.2 脫位程度及有無假臼形成對下肢長度的影響
本研究結果顯示,CroweⅠ~Ⅳ型間比較,僅Ⅰ型和Ⅳ型間 TL 差異有統計學意義,說明脫位程度不同對脛骨生長有顯著影響,對股骨干影響較小。在高脫位 DDH 患者中,與有繼發臼形成相比,無繼發臼形成的 TL、ITD 和 GTLL 會更大。徐海軍等[18]對 54 例 Hartofilakidis C 型患者 ITD 進行測量,發現 C1 型(有繼發臼)比 C2 型(無繼發臼)短 8 mm(P<0.001),本研究結果與之相似。無髖臼阻力的脫位側補償性生長可能是導致肢體延長的一種原因[5]。繼發臼的形成改變了脫位側受力狀態,從而影響了下肢長度變化以及股骨髓腔的發育[22]。了解這些形態學差異將有助于外科醫生對 DDH 患者行手術治療時,選擇最佳的截骨方式和股骨柄。
3.3 如何避免術后 LLD
利用模板測量或人工智能輔助 THA 三維規劃系統可使術前規劃更加合理;術中可采用斯氏針定位法、縫線定位法、滑動卡尺定位法等來評估下肢長度[23],高脫位 DDH 可采用轉子下或轉子間截骨術以最大限度減少 LL, 并避免坐骨神經損傷[12]。而利用機器人輔助 THA 可大幅提高關節置換的精確性[24]。此外,對每例患者進行仔細的術前宣教,告知因受骨盆傾斜、腰椎側凸影響,術后短期內重新平衡的下肢會使患者感到不適。
綜上述,成年單側 DDH 患者雙下肢長度明顯不對稱。GTFL、ITD 健側明顯長于患側,LTLL、TL 患側明顯長于健側,患側 TL 增加和 ITD 縮短是導致 LLD 的主要因素。當單側 DDH 患者行 THA 時,應使用雙下肢全長 X 線片來評估實際 LLD。但本研究尚存在以下局限性:由于采用回顧性研究設計,本研究未對影像學 LLD 與患者感知的 LLD 之間相關性進行評估,仍需要前瞻性試驗進一步論證;攝雙下肢全長 X 線片時雖經過刻度尺校正,但與 CT 測量相比誤差仍較大;未設健康對照組。本研究團隊正在進行基于 CT 三維重建、設有健康對照組的下肢測量研究,以指導術前規劃,進一步提高手術效果。
作者貢獻:宋朝暉負責實驗設計及實施、數據收集整理及統計分析、起草文章;楊敏之負責實驗設計及實施;郭人文、吳東負責影像學測量;陳繼營、張卓對文章的知識性內容作批評性審閱;孔祥朋、柴偉對文章的知識性內容作批評性審閱及給予支持性貢獻。
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。
機構倫理問題:本研究經中國人民解放軍總醫院醫學倫理委員會批準(倫審第S2018-087-02號)。受試者均知情同意并簽署知情同意書。