引用本文: 沈彬. 發育性髖關節發育不良的保髖和置換手術——從兒童、青少年到成人的標準化階梯治療. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(12): 1509-1512. doi: 10.7507/1002-1892.202109057 復制
髖關節發育不良,又稱為發育性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)或發育性髖關節脫位(developmental dislocation of the hip),是1992年北美小兒矯形外科學會將先天性髖關節脫位(congenital dislocation of the hip)改名而來。國外文獻報道其發病率較高,新生兒發病率約為8/1000[1]。國內對25 767名18歲青少年進行調查,結果顯示DDH發病率為1.52%,其中高齡、女性和地處農村是DDH好發因素,按國內人口基數計算將會影響1600萬人[2]。
DDH是骨科少有的、在患者生命周期不同階段都有“標準化”手術治療策略的疾病[3]。總體而言,DDH手術治療策略大致分為保髖手術和置換手術。其中,保髖手術是以盡可能恢復髖關節正常解剖形態、延長髖關節使用壽命為目的的治療方式,根據患者年齡階段和骨骼發育程度選擇不同截骨策略;置換手術是終末期治療手段,可根據患者髖周畸形程度選擇不同置換策略和截骨方案(圖1)。由于解剖結構變異明顯,無論是哪一種手術類型,均具有手術技術要求高、術后并發癥多的特點,且學習曲線較長,屬于骨科手術中較為困難的一種類型,值得我們深入研究。

a. 兒童時期Salter截骨手術;b. 成年后Ganz截骨手術;c. 終末期置換手術
Figure1. Standardized stepwise approach for managing DDHa. Salter osteotomy in childhood; b. Ganz osteotomy in adulthood; c. Arthroplasty in the final phase
1 嬰幼兒和兒童時期的保髖手術
隨著我國衛生健康水平的提高,越來越多的DDH在嬰幼兒及兒童時期被確診。由于骨盆髖臼尚未完全成形,新生兒及嬰幼兒DDH一般不需要手術,往往采取保守治療。6個月以內的DDH以支具矯形為主,如經典的Pavlik支具;6~18個月的DDH以閉合復位+人類位石膏固定為主。
由于骨骼發育逐漸成熟,DDH如錯過嬰幼兒時期的最佳治療時機,在兒童時期往往需要接受保髖手術治療,恢復股骨頭與髖臼之間的同心圓關系,從而增加髖臼覆蓋,避免后期繼發骨關節炎。保髖手術前可進行適當牽引,以降低髖周軟組織張力和脫位程度,便于術中復位,但臨床效果尚無定論[4]。保髖手術入路包括前方入路和內側入路,其中前方入路使用范圍更廣,醫生熟悉程度更高,以Smith-Petersen入路或Bikini入路為主。兒童時期的保髖手術方式主要包括切開復位和截骨手術,前者主要是松解髖周緊張的軟組織,部分切開盂唇,避免髖周韌帶緊張;后者是通過截骨手段恢復股骨頭和髖臼的正常對合關系,使髖周骨骼組織獲得正常的生物力學刺激。除非是非常早期的DDH患兒,兒童時期保髖手術均建議將切開復位和截骨手術相結合[5]。
與切開復位相比,截骨手術更復雜,一般而言可分為髖臼方向重塑手術(代表術式:Salter截骨)和髖臼容積改變手術(代表術式:Pemberton截骨和Dega截骨)兩種類型。不同的截骨方式其截骨塊旋轉時依靠的支點亦不同,Salter、Pemberton和Dega 3種經典截骨方式分別以恥骨聯合、Y形軟骨和Y形軟骨上方不全性骨折的髂骨作為支點。Salter截骨作為最經典的截骨方式,其適應證主要為1歲半至6歲的患兒。該年齡段患兒恥骨聯合尚未骨化,術中以髂前下棘到坐骨大切跡進行截骨,以恥骨聯合為支點將髖臼向前、向外進行翻轉,可以有效增加對股骨頭的包容性。然而,既往文獻報道Salter截骨的支點部位在恥骨聯合,可糾正的髖臼指數較小(一般不超過15°),因此不適用于髖臼指數較大的DDH患兒[6]。
2 青少年和成人時期的保髖手術
對于年齡較大、兒童時期未及時行保髖治療的青少年或成人患者,由于骨盆已經逐漸成熟,如選擇兒童時期保髖手術,效果并不理想。為此,臨床逐漸發展出其他姑息性治療方案,包括Steel三聯截骨、髖臼加蓋成形術和Bernese髖臼周圍截骨術等,其中以Bernese截骨最為出名。該手術方式是1988年瑞士伯爾尼小島醫院的Reinhold Ganz和Jeffrey Mast教授提出,近年來也逐漸將其稱之為Ganz截骨。Bernese截骨通常采用Smith-Petersen手術入路,在髖臼周圍進行多邊形截骨,在保證骨盆連續性前提下分離髖臼,大幅度移動使得股骨頭前、后覆蓋得以增加,獲得良好的頭臼包容度,從而將股骨頭局部的高應力狀態轉變為均勻應力狀態,避免了骨關節炎過早出現[7]。由于該術式未進行髖臼后柱截骨,因此保證了骨盆環的連續性,術后患者可早期下地負重,尤其適用于年齡<45歲、骨骺線已閉合、出現或未出現髖部疼痛癥狀的患者。該類患者在髖關節外展時股骨頭基本在髖臼內活動,術前關節活動度良好。而對于關節嚴重畸形、年齡>50歲且關節活動度不佳的患者,則不建議使用Bernese截骨。文獻報道,Bernese截骨可以很好地達到“保髖”目的,以患者接受人工全髖關節置換術(total hip arthroplasty,THA)為終點,18年成功率可以達到74%[8]。
3 成人和老年時期的置換手術
DDH患者如未獲得及時治療,后期往往繼發嚴重骨關節炎,造成關節疼痛和下肢短縮,影響關節功能和生活質量,最終需要接受THA。由于解剖結構明顯變異,該類患者髖臼和股骨的形態、結構均異于正常人,置換手術難度較大,術后并發癥較多,屬于初次THA中較困難的一種類型。
臨床常以脫位高度將DDH進行Crowe分型,共分為Ⅰ~Ⅳ型。其中Ⅰ、Ⅱ型屬于低位脫位,手術難度相對較低;Ⅲ型屬于中度脫位,置換術中往往需行髖臼結構性植骨或金屬墊塊支撐。而手術難度最大、最有爭議的是Ⅳ型,也被稱為高位脫位,其股骨頭完全脫出于髖臼,患側肢體往往短縮超過5 cm。
對于Crowe Ⅳ型患者,目前主流手術方式是原位造臼+短縮截骨。髖臼側選擇真臼位造臼,聯合小直徑非骨水泥型臼杯[9];股骨側由于肢體延長,往往需要短縮截骨。目前臨床使用的截骨方式多種多樣,主要包括股骨轉子下短縮截骨和大轉子滑移截骨兩種類型,孰優孰劣存在一定爭議。本期“發育性髖關節發育不良修復重建”專欄中,上海交通大學附屬第六人民醫院陳云蘇教授團隊和解放軍總醫院第四醫學中心骨科醫學部柴偉教授團隊分別對Crowe Ⅳ型THA術中不同股骨截骨手段和固定方式進行了研究,前者發現THA術中采用大轉子滑移截骨可獲得令人滿意的近中期隨訪結果;后者支持采用自體骨移植物輔以線纜捆扎方式固定截骨端。筆者所在的四川大學華西醫院骨科主要采用股骨轉子下橫形截骨+組配式假體方式,也獲得了較為滿意的遠期臨床療效[10]。
DDH患者接受THA時年齡往往偏小,尤其是Crowe Ⅳ型患者,多數為20~40歲。術后假體生存率是需要廣大醫生考慮的重要問題。摩擦界面的選擇是影響假體生存率的重要因素,由磨損碎屑導致的骨溶解是翻修手術主要原因。由于陶瓷界面具有良好的耐磨性,且可用于臼杯直徑較小的DDH患者,故目前部分學者推薦在該類患者中使用陶瓷對陶瓷界面假體,尤其是Crowe Ⅳ型患者。Caylak等 [11]對50例(67髖)Crowe Ⅳ型DDH患者的陶瓷對陶瓷界面進行長達10年以上的隨訪,結果顯示股骨和髖臼假體生存率分別為94%和98.5%,且僅有1例翻修是因為假體無菌性松動。
4 保髖手術失敗后的關節置換
保髖手術后約70%患者會因為髖關節過度磨損而最終接受THA。與未接受保髖手術而直接行關節置換的DDH患者不同,該類患者THA手術風險更高,主要表現為:① 瘢痕增生多,且往往與神經血管包裹,容易導致術后神經癥狀;② 手術創傷明顯增加,手術時間延長,出血增加;③ 術后并發癥多,如切口延遲愈合、假體周圍骨折以及感染[12]。盡管手術難度和并發癥風險增加,但相關研究顯示有保髖手術史的DDH患者,其在THA術后關節功能、假體翻修率等方面,與直接關節置換治療患者相比無顯著降低。本期專欄中,筆者所在的四川大學華西醫院骨科對25例該類患者進行了早中期隨訪,除1例患者出現股骨假體周圍骨折接受翻修手術外,其他患者均獲得了較好臨床療效。因此,對于該類患者,術者手術技巧尤其重要,在保證圍術期安全性前提下,THA仍是治療保髖手術失敗后繼發重度骨關節炎DDH患者的“金標準”。
5 DDH治療展望
盡管我國在兒童保健管理、衛生健康水平等方面都有了顯著提高,但DDH發病率并不低。保髖治療、姑息性治療和置換治療是患者在不同年齡階段需要選擇的標準化治療方案。然而,標準化治療方案并不意味著一成不變。相反,隨著計算機輔助技術的快速發展,DDH的治療在未來將會高速發展。最新的計算機輔助技術,如三維數字化術前計劃、個性化截骨導板、3D打印技術、導航技術、機器人輔助手術和人工智能技術,為DDH的治療提供了有力的工具,提高了手術準確性和安全性。
對于保髖手術而言,本期專欄中,上海交通大學醫學院附屬新華醫院陳曉東教授團隊提到了3D打印技術和機器人輔助技術在髖臼周圍截骨術(peracetabular osteotomy,PAO)中的應用。前者可以在術前通過三維CT重建DDH患者的髖關節三維模型,綜合評估患者骨盆的三維幾何特征和截骨后骨塊擺放位置,在此基礎上設計的PAO截骨導板可以完全模擬術前計劃,達到個性化截骨的目的;后者通過計算機導航結合機器人手臂輔助,使髖周截骨更準確[13]。
對于髖關節置換而言,也不乏計算機輔助技術的應用。本期專欄中,上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院王燎教授團隊使用自行開發設計的一款半自動測量軟件,對無癥狀人群和DDH患者的髖臼特點進行了分析,發現DDH患者髖臼外展角更大,解剖前傾角更小,這也為THA提供了理論依據。除此以外,3D打印技術和人工智能技術也廣泛用于DDH患者治療中。其中,3D打印技術可在術前基于CT掃描數據獲得髖關節1∶1實物模型,還原了人體骨骼真實結構和髖關節發育情況;進一步將假體模型植入到3D打印骨骼中,模擬手術中骨性結構重建和骨缺損修復,為制定合理的手術方案提供了最直觀依據[14]。解放軍總醫院吳東等[15]利用最新的人工智能技術(AIHIP)進行THA術前計劃,證明了AI技術在術前計劃方面具有更高的準確性和有效性。
希望未來能夠通過廣大醫護人員的努力,盡可能降低DDH發病率,減少該疾病對國人健康、社會衛生事業所造成的影響。骨科醫生應該精進自己手術技術,盡可能降低手術并發癥,造福DDH患者。
利益沖突:作者聲明在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。
髖關節發育不良,又稱為發育性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)或發育性髖關節脫位(developmental dislocation of the hip),是1992年北美小兒矯形外科學會將先天性髖關節脫位(congenital dislocation of the hip)改名而來。國外文獻報道其發病率較高,新生兒發病率約為8/1000[1]。國內對25 767名18歲青少年進行調查,結果顯示DDH發病率為1.52%,其中高齡、女性和地處農村是DDH好發因素,按國內人口基數計算將會影響1600萬人[2]。
DDH是骨科少有的、在患者生命周期不同階段都有“標準化”手術治療策略的疾病[3]。總體而言,DDH手術治療策略大致分為保髖手術和置換手術。其中,保髖手術是以盡可能恢復髖關節正常解剖形態、延長髖關節使用壽命為目的的治療方式,根據患者年齡階段和骨骼發育程度選擇不同截骨策略;置換手術是終末期治療手段,可根據患者髖周畸形程度選擇不同置換策略和截骨方案(圖1)。由于解剖結構變異明顯,無論是哪一種手術類型,均具有手術技術要求高、術后并發癥多的特點,且學習曲線較長,屬于骨科手術中較為困難的一種類型,值得我們深入研究。

a. 兒童時期Salter截骨手術;b. 成年后Ganz截骨手術;c. 終末期置換手術
Figure1. Standardized stepwise approach for managing DDHa. Salter osteotomy in childhood; b. Ganz osteotomy in adulthood; c. Arthroplasty in the final phase
1 嬰幼兒和兒童時期的保髖手術
隨著我國衛生健康水平的提高,越來越多的DDH在嬰幼兒及兒童時期被確診。由于骨盆髖臼尚未完全成形,新生兒及嬰幼兒DDH一般不需要手術,往往采取保守治療。6個月以內的DDH以支具矯形為主,如經典的Pavlik支具;6~18個月的DDH以閉合復位+人類位石膏固定為主。
由于骨骼發育逐漸成熟,DDH如錯過嬰幼兒時期的最佳治療時機,在兒童時期往往需要接受保髖手術治療,恢復股骨頭與髖臼之間的同心圓關系,從而增加髖臼覆蓋,避免后期繼發骨關節炎。保髖手術前可進行適當牽引,以降低髖周軟組織張力和脫位程度,便于術中復位,但臨床效果尚無定論[4]。保髖手術入路包括前方入路和內側入路,其中前方入路使用范圍更廣,醫生熟悉程度更高,以Smith-Petersen入路或Bikini入路為主。兒童時期的保髖手術方式主要包括切開復位和截骨手術,前者主要是松解髖周緊張的軟組織,部分切開盂唇,避免髖周韌帶緊張;后者是通過截骨手段恢復股骨頭和髖臼的正常對合關系,使髖周骨骼組織獲得正常的生物力學刺激。除非是非常早期的DDH患兒,兒童時期保髖手術均建議將切開復位和截骨手術相結合[5]。
與切開復位相比,截骨手術更復雜,一般而言可分為髖臼方向重塑手術(代表術式:Salter截骨)和髖臼容積改變手術(代表術式:Pemberton截骨和Dega截骨)兩種類型。不同的截骨方式其截骨塊旋轉時依靠的支點亦不同,Salter、Pemberton和Dega 3種經典截骨方式分別以恥骨聯合、Y形軟骨和Y形軟骨上方不全性骨折的髂骨作為支點。Salter截骨作為最經典的截骨方式,其適應證主要為1歲半至6歲的患兒。該年齡段患兒恥骨聯合尚未骨化,術中以髂前下棘到坐骨大切跡進行截骨,以恥骨聯合為支點將髖臼向前、向外進行翻轉,可以有效增加對股骨頭的包容性。然而,既往文獻報道Salter截骨的支點部位在恥骨聯合,可糾正的髖臼指數較小(一般不超過15°),因此不適用于髖臼指數較大的DDH患兒[6]。
2 青少年和成人時期的保髖手術
對于年齡較大、兒童時期未及時行保髖治療的青少年或成人患者,由于骨盆已經逐漸成熟,如選擇兒童時期保髖手術,效果并不理想。為此,臨床逐漸發展出其他姑息性治療方案,包括Steel三聯截骨、髖臼加蓋成形術和Bernese髖臼周圍截骨術等,其中以Bernese截骨最為出名。該手術方式是1988年瑞士伯爾尼小島醫院的Reinhold Ganz和Jeffrey Mast教授提出,近年來也逐漸將其稱之為Ganz截骨。Bernese截骨通常采用Smith-Petersen手術入路,在髖臼周圍進行多邊形截骨,在保證骨盆連續性前提下分離髖臼,大幅度移動使得股骨頭前、后覆蓋得以增加,獲得良好的頭臼包容度,從而將股骨頭局部的高應力狀態轉變為均勻應力狀態,避免了骨關節炎過早出現[7]。由于該術式未進行髖臼后柱截骨,因此保證了骨盆環的連續性,術后患者可早期下地負重,尤其適用于年齡<45歲、骨骺線已閉合、出現或未出現髖部疼痛癥狀的患者。該類患者在髖關節外展時股骨頭基本在髖臼內活動,術前關節活動度良好。而對于關節嚴重畸形、年齡>50歲且關節活動度不佳的患者,則不建議使用Bernese截骨。文獻報道,Bernese截骨可以很好地達到“保髖”目的,以患者接受人工全髖關節置換術(total hip arthroplasty,THA)為終點,18年成功率可以達到74%[8]。
3 成人和老年時期的置換手術
DDH患者如未獲得及時治療,后期往往繼發嚴重骨關節炎,造成關節疼痛和下肢短縮,影響關節功能和生活質量,最終需要接受THA。由于解剖結構明顯變異,該類患者髖臼和股骨的形態、結構均異于正常人,置換手術難度較大,術后并發癥較多,屬于初次THA中較困難的一種類型。
臨床常以脫位高度將DDH進行Crowe分型,共分為Ⅰ~Ⅳ型。其中Ⅰ、Ⅱ型屬于低位脫位,手術難度相對較低;Ⅲ型屬于中度脫位,置換術中往往需行髖臼結構性植骨或金屬墊塊支撐。而手術難度最大、最有爭議的是Ⅳ型,也被稱為高位脫位,其股骨頭完全脫出于髖臼,患側肢體往往短縮超過5 cm。
對于Crowe Ⅳ型患者,目前主流手術方式是原位造臼+短縮截骨。髖臼側選擇真臼位造臼,聯合小直徑非骨水泥型臼杯[9];股骨側由于肢體延長,往往需要短縮截骨。目前臨床使用的截骨方式多種多樣,主要包括股骨轉子下短縮截骨和大轉子滑移截骨兩種類型,孰優孰劣存在一定爭議。本期“發育性髖關節發育不良修復重建”專欄中,上海交通大學附屬第六人民醫院陳云蘇教授團隊和解放軍總醫院第四醫學中心骨科醫學部柴偉教授團隊分別對Crowe Ⅳ型THA術中不同股骨截骨手段和固定方式進行了研究,前者發現THA術中采用大轉子滑移截骨可獲得令人滿意的近中期隨訪結果;后者支持采用自體骨移植物輔以線纜捆扎方式固定截骨端。筆者所在的四川大學華西醫院骨科主要采用股骨轉子下橫形截骨+組配式假體方式,也獲得了較為滿意的遠期臨床療效[10]。
DDH患者接受THA時年齡往往偏小,尤其是Crowe Ⅳ型患者,多數為20~40歲。術后假體生存率是需要廣大醫生考慮的重要問題。摩擦界面的選擇是影響假體生存率的重要因素,由磨損碎屑導致的骨溶解是翻修手術主要原因。由于陶瓷界面具有良好的耐磨性,且可用于臼杯直徑較小的DDH患者,故目前部分學者推薦在該類患者中使用陶瓷對陶瓷界面假體,尤其是Crowe Ⅳ型患者。Caylak等 [11]對50例(67髖)Crowe Ⅳ型DDH患者的陶瓷對陶瓷界面進行長達10年以上的隨訪,結果顯示股骨和髖臼假體生存率分別為94%和98.5%,且僅有1例翻修是因為假體無菌性松動。
4 保髖手術失敗后的關節置換
保髖手術后約70%患者會因為髖關節過度磨損而最終接受THA。與未接受保髖手術而直接行關節置換的DDH患者不同,該類患者THA手術風險更高,主要表現為:① 瘢痕增生多,且往往與神經血管包裹,容易導致術后神經癥狀;② 手術創傷明顯增加,手術時間延長,出血增加;③ 術后并發癥多,如切口延遲愈合、假體周圍骨折以及感染[12]。盡管手術難度和并發癥風險增加,但相關研究顯示有保髖手術史的DDH患者,其在THA術后關節功能、假體翻修率等方面,與直接關節置換治療患者相比無顯著降低。本期專欄中,筆者所在的四川大學華西醫院骨科對25例該類患者進行了早中期隨訪,除1例患者出現股骨假體周圍骨折接受翻修手術外,其他患者均獲得了較好臨床療效。因此,對于該類患者,術者手術技巧尤其重要,在保證圍術期安全性前提下,THA仍是治療保髖手術失敗后繼發重度骨關節炎DDH患者的“金標準”。
5 DDH治療展望
盡管我國在兒童保健管理、衛生健康水平等方面都有了顯著提高,但DDH發病率并不低。保髖治療、姑息性治療和置換治療是患者在不同年齡階段需要選擇的標準化治療方案。然而,標準化治療方案并不意味著一成不變。相反,隨著計算機輔助技術的快速發展,DDH的治療在未來將會高速發展。最新的計算機輔助技術,如三維數字化術前計劃、個性化截骨導板、3D打印技術、導航技術、機器人輔助手術和人工智能技術,為DDH的治療提供了有力的工具,提高了手術準確性和安全性。
對于保髖手術而言,本期專欄中,上海交通大學醫學院附屬新華醫院陳曉東教授團隊提到了3D打印技術和機器人輔助技術在髖臼周圍截骨術(peracetabular osteotomy,PAO)中的應用。前者可以在術前通過三維CT重建DDH患者的髖關節三維模型,綜合評估患者骨盆的三維幾何特征和截骨后骨塊擺放位置,在此基礎上設計的PAO截骨導板可以完全模擬術前計劃,達到個性化截骨的目的;后者通過計算機導航結合機器人手臂輔助,使髖周截骨更準確[13]。
對于髖關節置換而言,也不乏計算機輔助技術的應用。本期專欄中,上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院王燎教授團隊使用自行開發設計的一款半自動測量軟件,對無癥狀人群和DDH患者的髖臼特點進行了分析,發現DDH患者髖臼外展角更大,解剖前傾角更小,這也為THA提供了理論依據。除此以外,3D打印技術和人工智能技術也廣泛用于DDH患者治療中。其中,3D打印技術可在術前基于CT掃描數據獲得髖關節1∶1實物模型,還原了人體骨骼真實結構和髖關節發育情況;進一步將假體模型植入到3D打印骨骼中,模擬手術中骨性結構重建和骨缺損修復,為制定合理的手術方案提供了最直觀依據[14]。解放軍總醫院吳東等[15]利用最新的人工智能技術(AIHIP)進行THA術前計劃,證明了AI技術在術前計劃方面具有更高的準確性和有效性。
希望未來能夠通過廣大醫護人員的努力,盡可能降低DDH發病率,減少該疾病對國人健康、社會衛生事業所造成的影響。骨科醫生應該精進自己手術技術,盡可能降低手術并發癥,造福DDH患者。
利益沖突:作者聲明在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。