引用本文： 廖威宏, 楊育暉, 廖麗瓊, 馬元琛, 鄭秋堅. 假臼對Crowe Ⅳ型發育性髖關節發育不良股骨近端結構影響的三維形態研究. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(6): 714-721. doi: 10.7507/1002-1892.202202016 復制
發育性髖關節發育不良（developmental dysplasia of the hip，DDH）是一種臨床常見髖部疾病，由于髖臼與股骨頭位置匹配不佳，長期生物力學異常導致髖臼、股骨近端骨質結構發育畸形，髖關節周圍肌肉發生攣縮、功能減退，終末期形成嚴重骨關節炎。一項全國調查研究示成人DDH發病率約為1.52%[1]。針對終末期病變，人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）是緩解疼痛和改善功能的唯一有效手段[2-3]。Crowe等[4]根據畸形程度將DDH分為Ⅰ～Ⅳ型，其中Ⅳ型最罕見，主要表現為股骨頭完全脫位于真臼，THA難度較大[5-8]。DDH患者在股骨頸干角、頭頸長、股骨頸前傾及髓腔大小等方面均存在變異[9-10]。相較于CroweⅠ～Ⅲ型，Crowe Ⅳ型患者股骨髓內和髓外參數變異更明顯，包括大轉子高點和股骨髓腔峽部更高、股骨近端髓腔更狹窄等[11-13]。假臼是影響股骨近端發育和形態結構變異的重要因素，根據脫位股骨頭是否形成繼發性假臼，Crowe Ⅳ型DDH可進一步分為無假臼型（Ⅳa型）和假臼型（Ⅳb型）[14]。
近年來，三維重建技術在臨床醫學領域應用廣泛。相較于傳統二維X線片，基于三維模型進行股骨形態學評估在準確性和全面性兩方面具有顯著優勢[15-17]。目前，針對Crowe Ⅳ型DDH兩種亞型的股骨形態研究有限。本研究中，我們采用三維重建和掃描影像校正技術，對Crowe Ⅳ型DDH兩種亞型的股骨近端形態和髓腔特征進行對比分析，探究假臼形成對DDH股骨近端發育和解剖形態的影響，為此類患者THA的股骨重建策略制定和假體類型選擇提供理論依據。報告如下。
1 研究對象及方法
1.1 研究對象
納入標準：① Crowe Ⅳ型DDH且年齡≥18歲；② 骨盆正位X線片示股骨頭脫位高度超過骨盆高度的20%。排除標準：① 患側髖關節有手術史；② 感染或創傷導致的髖關節脫位；③ 患側髖部有骨折史；④ 無術前CT資料或資料不合格。
2008年2月—2020年3月，共47例（54髖）符合選擇標準納入研究。其中，21例（26髖）為Crowe Ⅳa型（Ⅳa型組），26例（28髖）為Crowe Ⅳb型（Ⅳb型組）。兩組患者性別、年齡、身高、體質量、身體質量指數及側別等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。
表1
兩組患者一般資料比較
Table1.
Comparison of general data between the two groups
1.2 基于X線片測量
術前采用德國西門子公司DR/CR機（焦距80 cm，放大率125%）攝標準骨盆正位X線片。患者取仰臥位，雙下肢伸直并內旋15°，球管以兩側髂前連線中點至恥骨聯合上緣連線的中點為中心。
測量指標：① 股骨頭脫位高度：頭頸交界處（點A）與雙側淚滴下緣（點E、F）連線之間的垂直距離；② 骨盆高度：髂嵴最高點（點C）與坐骨結節下緣（點D）連線的距離；③ 脫位比例：股骨頭脫位高度與骨盆高度的百分比。見圖1。
圖1
骨盆正位X線片測量示意圖
AB：股骨頭脫位高度 CD：骨盆高度 a. Ⅳa組；b. Ⅳb組
Figure1. Schematic diagram of the pelvis measurement on the anteroposterior X-ray filmsAB: Height of the femoral head dislocation CD: Height of the pelvis a. Type Ⅳa group; b. Type Ⅳb group
1.3 基于CT三維重建測量
采用日本東芝公司螺旋CT機掃描，掃描參數：層厚0.5 mm，電壓120 kV，電流320 mA，矩陣512×512；患者取仰臥位，雙下肢內旋約15°；掃描范圍為雙側髂嵴至股骨髁。所有影像學數據均以DICOM格式保存。將CT掃描數據導入Mimics 19.0軟件（Materialise公司，比利時）整合，經閾值分析、區域增長及蒙罩編輯等步驟，重建股骨三維模型。在Mimics19.0軟件中同時顯示完整股骨的冠狀面、矢狀面、橫斷面及三維模型，去除股骨頭周圍增生骨贅，建立股骨頭擬合球數據模型，確定股骨頭旋轉中心，記錄該擬合球直徑作為股骨頭直徑。根據CT灰度等要素進行骨皮質和骨松質分割，分別在股骨峽部及小轉子內側最突出點遠端20 mm橫斷面的髓腔內建立最大擬合圓，連接兩圓心確定股骨髓腔軸線；根據股骨頭旋轉中心及股骨髓腔軸線確定股骨冠狀面，在股骨冠狀面建立新坐標體系以校正CT掃描圖像。
1.3.1 股骨近端解剖參數
① 股骨頭高度：股骨頭旋轉中心（FHC）距小轉子內側最突出點所在平面（記作C0層面）的垂直距離；② 大轉子高度：大轉子最高點（GT）距C0層面的垂直距離；③ 大轉子股骨頭高度差：股骨頭高度與大轉子高度差值；④ 股骨頭直徑：股骨頭擬合球直徑；⑤ 股骨頭頸長：取股骨頸最狹窄處中點，經該中點及股骨頭旋轉中心作延長線與股骨髓腔軸線相交，該交點與股骨頭旋轉中心連線視為股骨頸軸線，其長度視為股骨頭頸長；⑥ 峽部高度：股骨峽部層面（記作Ci層面）與C0層面的垂直距離；⑦ 偏心距：股骨頭旋轉中心（FHC）距股骨髓腔軸線的垂直距離；⑧ 頸干角：股骨髓腔軸線與股骨頸軸線相交所形成的夾角。以上參數均在股骨冠狀面測量。⑨ 前傾角：股骨頸軸線（線E）與股骨后髁連線（線F）在橫斷面上投影所形成的夾角。見圖2。
圖2
基于CT三維重建測量股骨近端解剖參數示意圖
A：股骨頭高度 B：偏心距 C：股骨頭頸長 D：大轉子高度 ∠α：頸干角 ∠β：前傾角 a. 股骨近端冠狀面定位圖； b. 股骨近端冠狀面示意圖；c. 橫斷面
Figure2. Schematic diagram of the anatomical parameters of proximal femur based on CT three-dimensional reconstructionA: Height of femoral head B: Femoral offset C: Length of femoral neck D: Height of greater trochanter ∠α: Neck-shaft angle ∠β: Anteversion angle a. Coronal orientation of the proximal femur; b. Coronal view of the proximal femur; c. Cross section
1.3.2 股骨髓腔參數
在C0層面近端20 mm至遠端40 mm，每間隔10 mm選取1個層面（記作C+20、C+10、C0、C–10、C–20、C–30、C–40層面）。在上述每個層面及Ci層面的CT橫斷面，測量股骨髓腔內外徑（mediolateral width，ML）以及前后徑（anteroposterior width，AP），作最大填充髓腔的擬合圓并測量直徑（diameter，D）。見圖3。
圖3
股骨三維重建模型和股骨橫斷面示意圖
Figure3.
Three-dimensional reconstruction model and cross- sectional diagram of the femur
選擇C+20、C–20、Ci 3個層面的髓腔參數（ML、AP、D）計算髓腔開口指數，包括整體髓腔開口指數（canal fare index，CFI），即C+20層面與Ci層面各髓腔參數比值（ML-CFI、AP-CFI、D-CFI）；近端髓腔開口指數（metaphyseal canal fare index，MCFI），即C+20層面與C–20層面各髓腔參數比值（ML-MCFI、AP-MCFI、D-MCFI）；遠端髓腔開口指數（diaphyseal canal fare index，DCFI），即C–20層面與Ci層面各髓腔參數比值（ML-DCFI、AP-DCFI、D-DCFI）。
1.3.3 股骨髓腔參數與組配式S-ROM假體參數比較
將股骨髓腔參數與組配式S-ROM假體（強生公司，美國）參數進行匹配研究。根據股骨峽部尺寸選擇S-ROM假體的理論尺寸型號，分別計算股骨C0層面髓腔擬合圓D與假體套袖外徑差值、C+10層面髓腔ML與假體套袖三角最長徑差值，記錄上述差值為負值的患者數。
1.4 統計學方法
采用SPSS23.0統計軟件進行分析。計量資料采用Kolmogorov-Smirnov檢驗分析均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料組間比較采用χ2檢驗。模型重建及參數測量由2名研究者獨立完成，且重復測量2次，2次間隔1個月；采用組內相關系數（intraclass correlation coefficient，ICC）評價觀察者間及觀察者內測量可重復性。檢驗水準取雙側α=0.05。
2 結果
2.1 一致性檢驗
由同一研究者重復測得的各個形態學指標ICC為0.93～0.96（P<0.001），由不同研究者所測得的各個形態學指標ICC為0.89～0.95（P<0.001），提示研究測量方案具有較高可重復性和準確性。
2.2 基于X線片測量結果
Ⅳa型組股骨頭脫位高度和脫位比例分別為（65.33±9.63）mm、31.79%±4.04%，均高于Ⅳb型組的（51.68±11.18）mm、24.94%±4.66%，差異有統計學意義（t=4.790，P<0.001；t=5.743，P<0.001）。Ⅳa型組和Ⅳb型組骨盆高度分別為（200.61±30.07）、（198.30±43.64）mm，差異無統計學意義（t=0.224，P=0.823）。
2.3 基于CT三維重建測量
2.3.1 股骨近端解剖參數
與Ⅳb型組相比，Ⅳa型組峽部高度、股骨頭直徑、股骨頭頸長及頸干角較小，前傾角、大轉子高度較大，差異均有統計學意義（P<0.05）。兩組股骨頭高度、偏心距及大轉子股骨頭高度差比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。
表2
兩組股骨近端解剖參數比較（
）
Table2.
Comparison of anatomical parameters of the proximal femur between the two groups (
)
2.3.2 股骨髓腔參數比較
在C+20～C–30各層面，Ⅳa 型組各股骨髓腔參數均小于Ⅳb型組，差異有統計學意義（P<0.05）；在C–40層面，Ⅳa 型組ML及擬合圓D小于Ⅳb型組（P<0.05），AP差異無統計學意義（P>0.05）。在Ci層面，兩組各股骨髓腔參數差異均無統計學意義（P>0.05）。見表3。
表3
兩組股骨髓腔參數比較（
）
Table3.
Comparison of medullary cavity parameters of the femur between the two groups (
)
與Ⅳb型組相比，Ⅳa 型組ML-CFI、ML-DCFI、AP-DCFI、D-DCFI均減小，D-MCFI增大，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4。
表4
兩組股骨髓腔開口指數比較（
）
Table4.
Comparison of canal fare index of the femur between the two groups (
)
2.4 股骨髓腔參數與S-ROM假體參數比較
兩組三維重建后髓腔與S-ROM假體擬合示意圖見圖4。Ⅳa型組股骨C0層面髓腔擬合圓D與假體套袖外徑差值為（?0.61±2.45）mm，小于Ⅳb型組的 （1.18±2.31）mm，差異有統計學意義（t=?2.755，P=0.008）。Ⅳa型組17髖（65.38%）、Ⅳb型組10髖（35.71%）兩者差值為負值，差異有統計學意義（χ2=4.747，P=0.029）。
圖4
兩組三維重建后股骨髓腔與S-ROM假體擬合示意圖
a、b. Ⅳa型組假體套袖理想植入深度；c、d. Ⅳa型組受限于髓腔形態的假體套袖實際植入深度；e、f. Ⅳb型組假體套袖植入的股骨正側位擬合圖
Figure4. The fitting schematic of the femoral medullary cavity after three-dimensional reconstruction and S-ROM prosthesis in the two groupsa, b. Ideal implantation depth of sleeve prostheses in type Ⅳa group; c, d. Actual implantation depth of sleeve prosthesis limited by medullary cavity morphology in type Ⅳa group; e, f. Femoral anteroposterior and lateral fitting figures of the sleeve prosthesis implantation in type Ⅳb groupⅣa型組C+10層面髓腔ML與假體套袖三角最長徑差值為（–2.90±5.13）mm，小于Ⅳb型組的（3.98±8.40）mm，差異有統計學意義（t=–3.660，P=0.001）。Ⅳa型組21髖（80.77%）、Ⅳb型組11髖（39.29%）兩者差值為負值，差異有統計學意義（χ2=9.610，P=0.002）。
3 討論
Crowe Ⅳ型DDH的股骨重建一直是THA難點，應用非骨水泥組配型假體能夠獲得較好的術后功能和假體壽命[5, 18]，但與股骨畸形結構相關的術中和術后并發癥發生率仍較高[19-20]。通過重建三維模型，骨科醫生能更直觀、立體地評估股骨畸形結構和進行術前計劃[21]。為此，本研究回顧性分析了47例（54髖）Crowe Ⅳ型DDH患者的骨盆正位X線片和髖關節CT資料，利用三維重建和掃描影像校正技術對發育不良股骨形態進行定量評估。
本研究結果顯示Crowe Ⅳ型DDH兩種亞型的股骨近端存在明顯形態學差異。Ⅳa型組股骨頭脫位高度和脫位比例高于Ⅳb型組，股骨頭和股骨頸更小。分析原因為Ⅳb型組高脫位的股骨頭與假臼形成假性球窩關節，具備一定關節活動功能，在下肢負重或行走時，應力能通過假臼向股骨近端傳導，假臼的存在有助于防止股骨頭進一步脫位；此外，脫位的股骨頭和股骨頸在假臼應力刺激下得到了進一步發育和骨骼重塑。這與Xu等[22]的測量結果一致。
通常認為DDH患者頸干角大于健康人，且髖外翻發病率增高[23]。本研究測量結果進一步提示Crowe Ⅳ型DDH患者中Ⅳa型患者頸干角明顯小于Ⅳb型患者，與Liu等[13]和Wang等[9]的研究結果一致。股骨發育期間的力學傳導可能與頸干角大小有關[24-25]，本研究中Ⅳb型組頸干角與正常人生理頸干角接近，因此我們認為假臼的存在能為股骨提供足夠的應力刺激，對股骨發育起重要作用。
在假體植入過程中，大轉子是重要骨性標志之一，也是預測雙下肢平衡的重要參考。本研究結果顯示Ⅳa型組大轉子高度大于Ⅳb型，過高的大轉子頂點會導致外展肌收縮力量減小，對THA術后關節功能和假體生存率存在一定影響[26-27]。結合Ⅳa型組峽部解剖位置更高、前傾角更大，我們認為Ⅳa型的髓腔峽部位置過高會顯著增加術中假體周圍骨折發生風險，而過度的股骨頸生理前傾也需要慎重調整，避免脫位等并發癥發生，以優化THA術后關節活動功能。
在股骨髓腔參數方面，本研究結果顯示Ⅳa型組股骨近端髓腔ML、AP、擬合圓D均小于Ⅳb型組，這與Wang等[9]的研究結果一致。本研究中兩組峽部（Ci層面）髓腔ML、AP差異無統計學意義，而Wang等[9]的研究結果顯示Ⅳa型患者峽部髓腔ML、AP較Ⅳb型顯著減小。另外，Ⅳa型組中通過髓腔ML測量的CFI和DCFI均小于Ⅳb型組，而通過髓腔擬合圓D測量的MCFI大于Ⅳb型組。根據Noble分型標準[28]， CFI<3.0為煙囪型，3.0～4.7為正常型，>4.7為漏斗型，健康人群中煙囪型者比例<5%[28-30]。本研究中Ⅳa型組ML-CFI為3.01±0.53、Ⅳb型組為4.01±0.69，Ⅳa型組較Ⅳb型組更接近于煙囪型，與Du等[10]和Wang等[9]報道結果一致。但我們認為各層面髓腔ML和AP僅能反映確定層面髓腔的基本形態，而股骨近端髓腔的最長徑從近端到遠端逐漸由內外徑轉移至前后徑[31]。因此，本研究在股骨近端髓腔各個層面進一步測量擬合圓D，以期更準確反映股骨髓腔尺寸變化。根據髓腔直徑指標，Ⅳa型組中通過擬合圓D測量的MCFI大于Ⅳb型組，DCFI小于Ⅳb型組，但CFI與Ⅳb型組無統計學差異，提示Ⅳa型組髓腔變窄更趨向集中于近端髓腔，這與Ⅳa型組假體套袖匹配不佳的研究結果一致。
目前，Crowe Ⅳ型DDH患者THA時使用的股骨假體主要是S-ROM假體，其組配式和近遠端固定設計能夠較好地保證股骨重建時的前傾調整和假體固定，從而獲得較為滿意的中長期隨訪結果[5, 18, 32]。本研究將兩組患者髓腔參數和S-ROM組配式假體參數進行匹配。根據髓腔峽部確定理論假體尺寸后，Ⅳa型組股骨發生假體柄近端、假體套袖與髓腔不匹配的概率高于Ⅳb型組。根據上述股骨形態學研究結果，Ⅳa型組髓腔較窄且股骨變異程度較大，假體套袖難以植入理想深度的比例較高。假體套袖與股骨近端接觸面不足會導致假體松動及雙下肢不等長的風險增大，但過分追求假體理想植入深度會增加術中或術后假體周圍骨折發生風險。因此，針對變異嚴重的Crowe Ⅳa型患者，充分術前評估和選擇合適假體對成功實施THA尤為重要；單純根據股骨髓腔峽部確定組配式假體尺寸的適用性欠佳，必要時可根據股骨髓腔三維形態設計個性化股骨假體。此外，術中股骨近端磨銼或者放置假體時，多需采用鋼絲預扎行加強重建。
本研究不足之處在于：第一，研究樣本量較少；第二，考慮針對國人生理性股骨的相關形態研究較多，且本研究應用組配式S-ROM股骨假體進行形態匹配研究，因此未納入正常人群進行對比分析；第三，高齡患者常由于骨質疏松導致股骨髓腔增大，應排除嚴重骨質疏松的患者；最后，本研究僅應用術前CT進行形態學評估和假體匹配研究，后續將繼續拓展研究樣本量，結合術中假體信息、圍術期并發癥和隨訪結果進行綜合分析，以期更好地指導臨床。
綜上述，假臼形成對于Crowe Ⅳ型DDH患者股骨近端結構和髓腔形態具有顯著影響，應用三維重建技術能夠精準有效地進行股骨形態評估和指導股骨假體選擇。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；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
倫理聲明 研究方案經廣東省人民醫院（廣東省醫學科學院）醫學研究倫理委員會批準[粵醫科倫理2019528H（R1）號]
作者貢獻聲明 廖威宏：研究實施及文章撰寫；楊育暉：觀察者間信度分析及經費支持；廖麗瓊：數據收集整理及統計分析；馬元琛：臨床經驗分享及研究方法指導；鄭秋堅：負責研究項目涉及的相關部門溝通協調工作，指導研究設計
發育性髖關節發育不良（developmental dysplasia of the hip，DDH）是一種臨床常見髖部疾病，由于髖臼與股骨頭位置匹配不佳，長期生物力學異常導致髖臼、股骨近端骨質結構發育畸形，髖關節周圍肌肉發生攣縮、功能減退，終末期形成嚴重骨關節炎。一項全國調查研究示成人DDH發病率約為1.52%[1]。針對終末期病變，人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）是緩解疼痛和改善功能的唯一有效手段[2-3]。Crowe等[4]根據畸形程度將DDH分為Ⅰ～Ⅳ型，其中Ⅳ型最罕見，主要表現為股骨頭完全脫位于真臼，THA難度較大[5-8]。DDH患者在股骨頸干角、頭頸長、股骨頸前傾及髓腔大小等方面均存在變異[9-10]。相較于CroweⅠ～Ⅲ型，Crowe Ⅳ型患者股骨髓內和髓外參數變異更明顯，包括大轉子高點和股骨髓腔峽部更高、股骨近端髓腔更狹窄等[11-13]。假臼是影響股骨近端發育和形態結構變異的重要因素，根據脫位股骨頭是否形成繼發性假臼，Crowe Ⅳ型DDH可進一步分為無假臼型（Ⅳa型）和假臼型（Ⅳb型）[14]。
近年來，三維重建技術在臨床醫學領域應用廣泛。相較于傳統二維X線片，基于三維模型進行股骨形態學評估在準確性和全面性兩方面具有顯著優勢[15-17]。目前，針對Crowe Ⅳ型DDH兩種亞型的股骨形態研究有限。本研究中，我們采用三維重建和掃描影像校正技術，對Crowe Ⅳ型DDH兩種亞型的股骨近端形態和髓腔特征進行對比分析，探究假臼形成對DDH股骨近端發育和解剖形態的影響，為此類患者THA的股骨重建策略制定和假體類型選擇提供理論依據。報告如下。
1 研究對象及方法
1.1 研究對象
納入標準：① Crowe Ⅳ型DDH且年齡≥18歲；② 骨盆正位X線片示股骨頭脫位高度超過骨盆高度的20%。排除標準：① 患側髖關節有手術史；② 感染或創傷導致的髖關節脫位；③ 患側髖部有骨折史；④ 無術前CT資料或資料不合格。
2008年2月—2020年3月，共47例（54髖）符合選擇標準納入研究。其中，21例（26髖）為Crowe Ⅳa型（Ⅳa型組），26例（28髖）為Crowe Ⅳb型（Ⅳb型組）。兩組患者性別、年齡、身高、體質量、身體質量指數及側別等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。
表1
兩組患者一般資料比較
Table1.
Comparison of general data between the two groups
1.2 基于X線片測量
術前采用德國西門子公司DR/CR機（焦距80 cm，放大率125%）攝標準骨盆正位X線片。患者取仰臥位，雙下肢伸直并內旋15°，球管以兩側髂前連線中點至恥骨聯合上緣連線的中點為中心。
測量指標：① 股骨頭脫位高度：頭頸交界處（點A）與雙側淚滴下緣（點E、F）連線之間的垂直距離；② 骨盆高度：髂嵴最高點（點C）與坐骨結節下緣（點D）連線的距離；③ 脫位比例：股骨頭脫位高度與骨盆高度的百分比。見圖1。
圖1
骨盆正位X線片測量示意圖
AB：股骨頭脫位高度 CD：骨盆高度 a. Ⅳa組；b. Ⅳb組
Figure1. Schematic diagram of the pelvis measurement on the anteroposterior X-ray filmsAB: Height of the femoral head dislocation CD: Height of the pelvis a. Type Ⅳa group; b. Type Ⅳb group
1.3 基于CT三維重建測量
采用日本東芝公司螺旋CT機掃描，掃描參數：層厚0.5 mm，電壓120 kV，電流320 mA，矩陣512×512；患者取仰臥位，雙下肢內旋約15°；掃描范圍為雙側髂嵴至股骨髁。所有影像學數據均以DICOM格式保存。將CT掃描數據導入Mimics 19.0軟件（Materialise公司，比利時）整合，經閾值分析、區域增長及蒙罩編輯等步驟，重建股骨三維模型。在Mimics19.0軟件中同時顯示完整股骨的冠狀面、矢狀面、橫斷面及三維模型，去除股骨頭周圍增生骨贅，建立股骨頭擬合球數據模型，確定股骨頭旋轉中心，記錄該擬合球直徑作為股骨頭直徑。根據CT灰度等要素進行骨皮質和骨松質分割，分別在股骨峽部及小轉子內側最突出點遠端20 mm橫斷面的髓腔內建立最大擬合圓，連接兩圓心確定股骨髓腔軸線；根據股骨頭旋轉中心及股骨髓腔軸線確定股骨冠狀面，在股骨冠狀面建立新坐標體系以校正CT掃描圖像。
1.3.1 股骨近端解剖參數
① 股骨頭高度：股骨頭旋轉中心（FHC）距小轉子內側最突出點所在平面（記作C0層面）的垂直距離；② 大轉子高度：大轉子最高點（GT）距C0層面的垂直距離；③ 大轉子股骨頭高度差：股骨頭高度與大轉子高度差值；④ 股骨頭直徑：股骨頭擬合球直徑；⑤ 股骨頭頸長：取股骨頸最狹窄處中點，經該中點及股骨頭旋轉中心作延長線與股骨髓腔軸線相交，該交點與股骨頭旋轉中心連線視為股骨頸軸線，其長度視為股骨頭頸長；⑥ 峽部高度：股骨峽部層面（記作Ci層面）與C0層面的垂直距離；⑦ 偏心距：股骨頭旋轉中心（FHC）距股骨髓腔軸線的垂直距離；⑧ 頸干角：股骨髓腔軸線與股骨頸軸線相交所形成的夾角。以上參數均在股骨冠狀面測量。⑨ 前傾角：股骨頸軸線（線E）與股骨后髁連線（線F）在橫斷面上投影所形成的夾角。見圖2。
圖2
基于CT三維重建測量股骨近端解剖參數示意圖
A：股骨頭高度 B：偏心距 C：股骨頭頸長 D：大轉子高度 ∠α：頸干角 ∠β：前傾角 a. 股骨近端冠狀面定位圖； b. 股骨近端冠狀面示意圖；c. 橫斷面
Figure2. Schematic diagram of the anatomical parameters of proximal femur based on CT three-dimensional reconstructionA: Height of femoral head B: Femoral offset C: Length of femoral neck D: Height of greater trochanter ∠α: Neck-shaft angle ∠β: Anteversion angle a. Coronal orientation of the proximal femur; b. Coronal view of the proximal femur; c. Cross section
1.3.2 股骨髓腔參數
在C0層面近端20 mm至遠端40 mm，每間隔10 mm選取1個層面（記作C+20、C+10、C0、C–10、C–20、C–30、C–40層面）。在上述每個層面及Ci層面的CT橫斷面，測量股骨髓腔內外徑（mediolateral width，ML）以及前后徑（anteroposterior width，AP），作最大填充髓腔的擬合圓并測量直徑（diameter，D）。見圖3。
圖3
股骨三維重建模型和股骨橫斷面示意圖
Figure3.
Three-dimensional reconstruction model and cross- sectional diagram of the femur
選擇C+20、C–20、Ci 3個層面的髓腔參數（ML、AP、D）計算髓腔開口指數，包括整體髓腔開口指數（canal fare index，CFI），即C+20層面與Ci層面各髓腔參數比值（ML-CFI、AP-CFI、D-CFI）；近端髓腔開口指數（metaphyseal canal fare index，MCFI），即C+20層面與C–20層面各髓腔參數比值（ML-MCFI、AP-MCFI、D-MCFI）；遠端髓腔開口指數（diaphyseal canal fare index，DCFI），即C–20層面與Ci層面各髓腔參數比值（ML-DCFI、AP-DCFI、D-DCFI）。
1.3.3 股骨髓腔參數與組配式S-ROM假體參數比較
將股骨髓腔參數與組配式S-ROM假體（強生公司，美國）參數進行匹配研究。根據股骨峽部尺寸選擇S-ROM假體的理論尺寸型號，分別計算股骨C0層面髓腔擬合圓D與假體套袖外徑差值、C+10層面髓腔ML與假體套袖三角最長徑差值，記錄上述差值為負值的患者數。
1.4 統計學方法
采用SPSS23.0統計軟件進行分析。計量資料采用Kolmogorov-Smirnov檢驗分析均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料組間比較采用χ2檢驗。模型重建及參數測量由2名研究者獨立完成，且重復測量2次，2次間隔1個月；采用組內相關系數（intraclass correlation coefficient，ICC）評價觀察者間及觀察者內測量可重復性。檢驗水準取雙側α=0.05。
2 結果
2.1 一致性檢驗
由同一研究者重復測得的各個形態學指標ICC為0.93～0.96（P<0.001），由不同研究者所測得的各個形態學指標ICC為0.89～0.95（P<0.001），提示研究測量方案具有較高可重復性和準確性。
2.2 基于X線片測量結果
Ⅳa型組股骨頭脫位高度和脫位比例分別為（65.33±9.63）mm、31.79%±4.04%，均高于Ⅳb型組的（51.68±11.18）mm、24.94%±4.66%，差異有統計學意義（t=4.790，P<0.001；t=5.743，P<0.001）。Ⅳa型組和Ⅳb型組骨盆高度分別為（200.61±30.07）、（198.30±43.64）mm，差異無統計學意義（t=0.224，P=0.823）。
2.3 基于CT三維重建測量
2.3.1 股骨近端解剖參數
與Ⅳb型組相比，Ⅳa型組峽部高度、股骨頭直徑、股骨頭頸長及頸干角較小，前傾角、大轉子高度較大，差異均有統計學意義（P<0.05）。兩組股骨頭高度、偏心距及大轉子股骨頭高度差比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。
表2
兩組股骨近端解剖參數比較（）
Table2.
Comparison of anatomical parameters of the proximal femur between the two groups ()
2.3.2 股骨髓腔參數比較
在C+20～C–30各層面，Ⅳa 型組各股骨髓腔參數均小于Ⅳb型組，差異有統計學意義（P<0.05）；在C–40層面，Ⅳa 型組ML及擬合圓D小于Ⅳb型組（P<0.05），AP差異無統計學意義（P>0.05）。在Ci層面，兩組各股骨髓腔參數差異均無統計學意義（P>0.05）。見表3。
表3
兩組股骨髓腔參數比較（）
Table3.
Comparison of medullary cavity parameters of the femur between the two groups ()
與Ⅳb型組相比，Ⅳa 型組ML-CFI、ML-DCFI、AP-DCFI、D-DCFI均減小，D-MCFI增大，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4。
表4
兩組股骨髓腔開口指數比較（）
Table4.
Comparison of canal fare index of the femur between the two groups ()
2.4 股骨髓腔參數與S-ROM假體參數比較
兩組三維重建后髓腔與S-ROM假體擬合示意圖見圖4。Ⅳa型組股骨C0層面髓腔擬合圓D與假體套袖外徑差值為（?0.61±2.45）mm，小于Ⅳb型組的 （1.18±2.31）mm，差異有統計學意義（t=?2.755，P=0.008）。Ⅳa型組17髖（65.38%）、Ⅳb型組10髖（35.71%）兩者差值為負值，差異有統計學意義（χ2=4.747，P=0.029）。
圖4
兩組三維重建后股骨髓腔與S-ROM假體擬合示意圖
a、b. Ⅳa型組假體套袖理想植入深度；c、d. Ⅳa型組受限于髓腔形態的假體套袖實際植入深度；e、f. Ⅳb型組假體套袖植入的股骨正側位擬合圖
Figure4. The fitting schematic of the femoral medullary cavity after three-dimensional reconstruction and S-ROM prosthesis in the two groupsa, b. Ideal implantation depth of sleeve prostheses in type Ⅳa group; c, d. Actual implantation depth of sleeve prosthesis limited by medullary cavity morphology in type Ⅳa group; e, f. Femoral anteroposterior and lateral fitting figures of the sleeve prosthesis implantation in type Ⅳb groupⅣa型組C+10層面髓腔ML與假體套袖三角最長徑差值為（–2.90±5.13）mm，小于Ⅳb型組的（3.98±8.40）mm，差異有統計學意義（t=–3.660，P=0.001）。Ⅳa型組21髖（80.77%）、Ⅳb型組11髖（39.29%）兩者差值為負值，差異有統計學意義（χ2=9.610，P=0.002）。
3 討論
Crowe Ⅳ型DDH的股骨重建一直是THA難點，應用非骨水泥組配型假體能夠獲得較好的術后功能和假體壽命[5, 18]，但與股骨畸形結構相關的術中和術后并發癥發生率仍較高[19-20]。通過重建三維模型，骨科醫生能更直觀、立體地評估股骨畸形結構和進行術前計劃[21]。為此，本研究回顧性分析了47例（54髖）Crowe Ⅳ型DDH患者的骨盆正位X線片和髖關節CT資料，利用三維重建和掃描影像校正技術對發育不良股骨形態進行定量評估。
本研究結果顯示Crowe Ⅳ型DDH兩種亞型的股骨近端存在明顯形態學差異。Ⅳa型組股骨頭脫位高度和脫位比例高于Ⅳb型組，股骨頭和股骨頸更小。分析原因為Ⅳb型組高脫位的股骨頭與假臼形成假性球窩關節，具備一定關節活動功能，在下肢負重或行走時，應力能通過假臼向股骨近端傳導，假臼的存在有助于防止股骨頭進一步脫位；此外，脫位的股骨頭和股骨頸在假臼應力刺激下得到了進一步發育和骨骼重塑。這與Xu等[22]的測量結果一致。
通常認為DDH患者頸干角大于健康人，且髖外翻發病率增高[23]。本研究測量結果進一步提示Crowe Ⅳ型DDH患者中Ⅳa型患者頸干角明顯小于Ⅳb型患者，與Liu等[13]和Wang等[9]的研究結果一致。股骨發育期間的力學傳導可能與頸干角大小有關[24-25]，本研究中Ⅳb型組頸干角與正常人生理頸干角接近，因此我們認為假臼的存在能為股骨提供足夠的應力刺激，對股骨發育起重要作用。
在假體植入過程中，大轉子是重要骨性標志之一，也是預測雙下肢平衡的重要參考。本研究結果顯示Ⅳa型組大轉子高度大于Ⅳb型，過高的大轉子頂點會導致外展肌收縮力量減小，對THA術后關節功能和假體生存率存在一定影響[26-27]。結合Ⅳa型組峽部解剖位置更高、前傾角更大，我們認為Ⅳa型的髓腔峽部位置過高會顯著增加術中假體周圍骨折發生風險，而過度的股骨頸生理前傾也需要慎重調整，避免脫位等并發癥發生，以優化THA術后關節活動功能。
在股骨髓腔參數方面，本研究結果顯示Ⅳa型組股骨近端髓腔ML、AP、擬合圓D均小于Ⅳb型組，這與Wang等[9]的研究結果一致。本研究中兩組峽部（Ci層面）髓腔ML、AP差異無統計學意義，而Wang等[9]的研究結果顯示Ⅳa型患者峽部髓腔ML、AP較Ⅳb型顯著減小。另外，Ⅳa型組中通過髓腔ML測量的CFI和DCFI均小于Ⅳb型組，而通過髓腔擬合圓D測量的MCFI大于Ⅳb型組。根據Noble分型標準[28]， CFI<3.0為煙囪型，3.0～4.7為正常型，>4.7為漏斗型，健康人群中煙囪型者比例<5%[28-30]。本研究中Ⅳa型組ML-CFI為3.01±0.53、Ⅳb型組為4.01±0.69，Ⅳa型組較Ⅳb型組更接近于煙囪型，與Du等[10]和Wang等[9]報道結果一致。但我們認為各層面髓腔ML和AP僅能反映確定層面髓腔的基本形態，而股骨近端髓腔的最長徑從近端到遠端逐漸由內外徑轉移至前后徑[31]。因此，本研究在股骨近端髓腔各個層面進一步測量擬合圓D，以期更準確反映股骨髓腔尺寸變化。根據髓腔直徑指標，Ⅳa型組中通過擬合圓D測量的MCFI大于Ⅳb型組，DCFI小于Ⅳb型組，但CFI與Ⅳb型組無統計學差異，提示Ⅳa型組髓腔變窄更趨向集中于近端髓腔，這與Ⅳa型組假體套袖匹配不佳的研究結果一致。
目前，Crowe Ⅳ型DDH患者THA時使用的股骨假體主要是S-ROM假體，其組配式和近遠端固定設計能夠較好地保證股骨重建時的前傾調整和假體固定，從而獲得較為滿意的中長期隨訪結果[5, 18, 32]。本研究將兩組患者髓腔參數和S-ROM組配式假體參數進行匹配。根據髓腔峽部確定理論假體尺寸后，Ⅳa型組股骨發生假體柄近端、假體套袖與髓腔不匹配的概率高于Ⅳb型組。根據上述股骨形態學研究結果，Ⅳa型組髓腔較窄且股骨變異程度較大，假體套袖難以植入理想深度的比例較高。假體套袖與股骨近端接觸面不足會導致假體松動及雙下肢不等長的風險增大，但過分追求假體理想植入深度會增加術中或術后假體周圍骨折發生風險。因此，針對變異嚴重的Crowe Ⅳa型患者，充分術前評估和選擇合適假體對成功實施THA尤為重要；單純根據股骨髓腔峽部確定組配式假體尺寸的適用性欠佳，必要時可根據股骨髓腔三維形態設計個性化股骨假體。此外，術中股骨近端磨銼或者放置假體時，多需采用鋼絲預扎行加強重建。
本研究不足之處在于：第一，研究樣本量較少；第二，考慮針對國人生理性股骨的相關形態研究較多，且本研究應用組配式S-ROM股骨假體進行形態匹配研究，因此未納入正常人群進行對比分析；第三，高齡患者常由于骨質疏松導致股骨髓腔增大，應排除嚴重骨質疏松的患者；最后，本研究僅應用術前CT進行形態學評估和假體匹配研究，后續將繼續拓展研究樣本量，結合術中假體信息、圍術期并發癥和隨訪結果進行綜合分析，以期更好地指導臨床。
綜上述，假臼形成對于Crowe Ⅳ型DDH患者股骨近端結構和髓腔形態具有顯著影響，應用三維重建技術能夠精準有效地進行股骨形態評估和指導股骨假體選擇。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；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
倫理聲明 研究方案經廣東省人民醫院（廣東省醫學科學院）醫學研究倫理委員會批準[粵醫科倫理2019528H（R1）號]
作者貢獻聲明 廖威宏：研究實施及文章撰寫；楊育暉：觀察者間信度分析及經費支持；廖麗瓊：數據收集整理及統計分析；馬元琛：臨床經驗分享及研究方法指導；鄭秋堅：負責研究項目涉及的相關部門溝通協調工作，指導研究設計
