引用本文： 孙红, 方淑莺, 杨子波, 张志奇, 康焱, 张紫机, 廖威明, 傅明, 邬培慧. 成人发育性髋关节发育不良人工全髋关节置换术后臼杯位置的影像学分析. 中国修复重建外科杂志, 2016, 30(11): 1349-1353. doi: 10.7507/1002-1892.20160276 复制
人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）是治疗发育性髋关节发育不良（developmental dysplasia of hip，DDH）继发严重骨关节炎的主要手段[1]。但由于DDH的原发性及继发性关节解剖结构异常[2]，增加了手术难度，尤其是增加了髋臼假体安置不当的潜在风险。为探讨髋臼畸形严重程度及手术学习曲线效应对臼杯安装位置的影响，我们对行初次THA治疗的成人DDH继发严重骨关节炎患者手术前后骨盆正位X线片进行了比较分析。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
纳入标准：①患者存在髋部疼痛伴功能障碍达1年以上，且经正规保守治疗无效；②影像学检查确诊为DDH继发严重骨关节炎；③初次THA；④患髋无手术史；⑤手术前后标准骨盆正位X线片完整。
2008年1月-2015年12月，共130例（144髋）患者符合选择标准纳入研究；其中2012年之前收治53例（59髋），之后收治77例（85髋）。男32例，女98例；年龄31~83岁，平均61岁。单髋置换116例，左髋49例、右髋67例；双髋置换14例。患髋畸形程度根据Crowe分型标准：Ⅰ型48髋，Ⅱ型57髋，Ⅲ型36髋，Ⅳ型3髋。
1.2 手术方法
全麻（27例）或持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉（103例）下，患者取健侧卧位。经后外侧入路，充分显露髋臼周缘骨性结构。根据髋臼畸形程度及骨量分布情况，利用髋臼卵圆窝及横韧带作为解剖参照，选择原位重建髋臼59髋，其中采用自体股骨头结构性植骨原位重建9髋；旋转中心上移重建髋臼85髋。患者均采用非骨水泥型臼杯，放置于真臼位置。
1.3 影像学评价指标
患者均于术后1周内复查骨盆标准前后位X线片。采用mediCAD软件（Hectec公司，德国）测量髋臼假体前倾角、外展角，髋臼假体骨性覆盖率；绘制Ranawat三角确定髋臼理想旋转中心，计算髋臼实际旋转中心、理想旋转中心分别至泪滴连线的垂直距离之差（竖直距离）以及水平距离。符合以下标准者，臼杯位置定义为合格：①髋臼实际旋转中心相对于理想旋转中心上移（即竖直距离为正值）不超过15 mm[3]，且内移（向内方向的水平距离为正值）穿透内壁不超过臼杯假体水平方向上宽度的25%；②前倾角为（15±10）°，外展角为（40±10）°[4]；③髋臼假体骨性覆盖率≥75% [5]。见图 1。
图1
X线片测量示意图 a：MediCAD软件基于椭圆形髋臼假体开口轮廓计算臼杯前倾角和外展角 b/c：臼杯假体骨性覆盖率 d：竖直距离 e：水平距离 r：髋臼实际旋转中心 p：髋臼理想旋转中心
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 统计学方法
采用SPSS20.0统计软件进行分析。将患者根据收治时间分为2008年-2012年组及2013年-2015年组，各组再根据Crowe分型，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ/Ⅳ型亚组进行比较。计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用独立样本t检验；多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD检验。计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 同一分型患者比较
CroweⅠ型患者中，2008年-2012年组臼杯前倾角显著小于2013年-2015年组，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年组，比较差异有统计学意义（t=4.779，P=0.000；χ2=7.442，P=0.006）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。
CroweⅡ型患者中，2008年-2012年组水平距离大于2013年-2015年组，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年组，比较差异有统计学意义（t=2.200，P=0.032；χ2=5.429，P=0.020）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。
CroweⅢ/Ⅳ型患者中，2008年-2012年组臼杯前倾角小于2013年-2015年组，水平距离大于2013年-2015年组，比较差异有统计学意义（t=2.770，P=0.009；t=2.275，P=0.023）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
表1
患者影像学测量指标比较
Table1.
Comparasion of measurement indexes on X-ray films
2.2 同一时间段患者比较
2008年-2012年收治患者中，随着髋臼畸形程度的加重，竖直距离逐渐增加，各型组间比较差异有统计学意义（P < 0.05）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
2013年-2015年收治患者中，随着髋臼畸形程度的加重，竖直距离亦逐渐增加，各型组间比较差异有统计学意义（P < 0.05）；臼杯位置合格率逐渐降低，但组间差异无统计学意义（χ2=3.211，P=0.201）。其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
3 讨论
THA术中臼杯理想植入位置为尽可能恢复髋关节正常旋转中心，并维持前倾角和外展角在安全范围，同时获得充分的宿主骨骨性覆盖[3, 6-7]，以获得良好的髋关节稳定性以及假体稳定性。成人DDH患者髋臼形态可呈现不同程度的原发性畸形合并继发性病理改变。Crowe分型是临床常用的评价成人DDH程度标准之一，其根据股骨头上移程度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型[8]。研究发现，随Crowe分型增加，髋臼前倾角逐渐加大，髋臼前、后覆盖角逐渐减小，髋臼内壁宽度逐渐增大[9]。因此Crowe分型能反映髋臼发育不良解剖畸形的严重程度，为髋臼假体重建方案的设计提供参考依据。
CroweⅠ型髋臼畸形程度较轻，髋臼周围骨量分布基本正常，通常臼杯定位于解剖旋转中心并充分内移，即可获得良好骨性覆盖。本研究2008年-2012年收治患者中，CroweⅠ型术后臼杯影像学位置合格率为52.2%，其中10例为臼杯前倾角或外展角超出安全范围，1例竖直距离 > 15 mm；2013年-2015年收治患者中，CroweⅠ型术后臼杯位置合格率为88.0%，3例均为臼杯前倾角或外展角超出安全范围。提示CroweⅠ型患者臼杯安装偏差潜在风险仍较高，通过手术经验的积累，可提高臼杯植入合格率。
CroweⅡ、Ⅲ型患者髋关节呈明显半脱位状态，往往髋臼前上壁发育不良，臼窝浅平、陡峭，类似椭圆形，髋臼边缘有大量骨赘分布。这类患者可选择解剖旋转中心位置植入臼杯，并配合植骨或使用金属垫块[10]；或者接近解剖中心位置充分内移并适当上移（≤15 mm）等方法重建髋臼[11]。本研究中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型患者实际旋转中心上移距离（竖直距离）均较Ⅰ型患者显著增大。本课题组前期研究发现，对于发育不良变异髋臼，适当上移（≤15 mm）放置髋臼假体对患者术后双下肢长度恢复无明显影响，且近中期疗效满意[11-12]。Nawabi等[13]经10年随访研究发现，将CroweⅡ、Ⅲ型患者臼杯旋转中心内移、上移能有效减缓磨损，提供长期稳定性。另外本研究发现，2013年-2015年收治的CroweⅡ型患者臼杯位置合格率较2008年-2012年收治患者显著提高，并且髋臼实际旋转中心位置在水平方向上充分内移，在竖直方向与理想旋转中心的上移距离缩短。表明随着手术经验的积累，术者能更好地把握臼杯内移距离，从而通过最小程度的上移距离即可获得良好骨性覆盖。然而前后时间段收治的CroweⅢ/Ⅳ型患者臼杯位置合格率无显著差异，可能原因是严重异常的髋臼解剖结构导致术中髋臼充分显露困难，缺乏正常解剖参考来辨别臼杯安装角度，从而大大增加了髋臼假体安装偏差的潜在风险。另一方面，对于髋臼畸形严重患者采用传统徒手锉磨髋臼定位技术易偏离术前计划，尤其是在髋臼前后方向定位，锉磨深度以及臼杯前倾角容易产生较大误差，加之手术经验不足，会导致髋臼杯内移不足或过度上移。Zhao等[14]报道对于CroweⅡ、Ⅲ型臼杯重建的术前计划与实际位置相符率相对较低，尤其对于臼杯旋转中心竖直方向上的位置。
综上述，成人DDH继发严重骨关节炎患者行THA时，需要加强对手术难点的认识，并不断积累手术经验，提高手术技术。另外，术前计划对于髋臼重建尤为重要，传统术前计划常采用胶片模板法，因存在放大比例不准确及投照位置不标准等因素，常不能准确预测实际臼杯型号及位置[14-15]。因此，对于严重髋臼畸形患者，有必要进行3D术前模板分析，有助于术者在术前了解髋臼形态、骨质缺损程度及确定臼杯安装位置，提高臼杯型号选择和植入位置判断准确性[16-17]。计算机辅助外科技术以及3D打印手术定位导板等技术的应用，为假体准确安放提供了新的辅助措施[18-19]。
人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）是治疗发育性髋关节发育不良（developmental dysplasia of hip，DDH）继发严重骨关节炎的主要手段[1]。但由于DDH的原发性及继发性关节解剖结构异常[2]，增加了手术难度，尤其是增加了髋臼假体安置不当的潜在风险。为探讨髋臼畸形严重程度及手术学习曲线效应对臼杯安装位置的影响，我们对行初次THA治疗的成人DDH继发严重骨关节炎患者手术前后骨盆正位X线片进行了比较分析。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
纳入标准：①患者存在髋部疼痛伴功能障碍达1年以上，且经正规保守治疗无效；②影像学检查确诊为DDH继发严重骨关节炎；③初次THA；④患髋无手术史；⑤手术前后标准骨盆正位X线片完整。
2008年1月-2015年12月，共130例（144髋）患者符合选择标准纳入研究；其中2012年之前收治53例（59髋），之后收治77例（85髋）。男32例，女98例；年龄31~83岁，平均61岁。单髋置换116例，左髋49例、右髋67例；双髋置换14例。患髋畸形程度根据Crowe分型标准：Ⅰ型48髋，Ⅱ型57髋，Ⅲ型36髋，Ⅳ型3髋。
1.2 手术方法
全麻（27例）或持续硬膜外麻醉联合蛛网膜下腔阻滞麻醉（103例）下，患者取健侧卧位。经后外侧入路，充分显露髋臼周缘骨性结构。根据髋臼畸形程度及骨量分布情况，利用髋臼卵圆窝及横韧带作为解剖参照，选择原位重建髋臼59髋，其中采用自体股骨头结构性植骨原位重建9髋；旋转中心上移重建髋臼85髋。患者均采用非骨水泥型臼杯，放置于真臼位置。
1.3 影像学评价指标
患者均于术后1周内复查骨盆标准前后位X线片。采用mediCAD软件（Hectec公司，德国）测量髋臼假体前倾角、外展角，髋臼假体骨性覆盖率；绘制Ranawat三角确定髋臼理想旋转中心，计算髋臼实际旋转中心、理想旋转中心分别至泪滴连线的垂直距离之差（竖直距离）以及水平距离。符合以下标准者，臼杯位置定义为合格：①髋臼实际旋转中心相对于理想旋转中心上移（即竖直距离为正值）不超过15 mm[3]，且内移（向内方向的水平距离为正值）穿透内壁不超过臼杯假体水平方向上宽度的25%；②前倾角为（15±10）°，外展角为（40±10）°[4]；③髋臼假体骨性覆盖率≥75% [5]。见图 1。
图1
X线片测量示意图 a：MediCAD软件基于椭圆形髋臼假体开口轮廓计算臼杯前倾角和外展角 b/c：臼杯假体骨性覆盖率 d：竖直距离 e：水平距离 r：髋臼实际旋转中心 p：髋臼理想旋转中心
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 统计学方法
采用SPSS20.0统计软件进行分析。将患者根据收治时间分为2008年-2012年组及2013年-2015年组，各组再根据Crowe分型，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ/Ⅳ型亚组进行比较。计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用独立样本t检验；多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD检验。计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 同一分型患者比较
CroweⅠ型患者中，2008年-2012年组臼杯前倾角显著小于2013年-2015年组，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年组，比较差异有统计学意义（t=4.779，P=0.000；χ2=7.442，P=0.006）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。
CroweⅡ型患者中，2008年-2012年组水平距离大于2013年-2015年组，臼杯位置合格率亦低于2013年-2015年组，比较差异有统计学意义（t=2.200，P=0.032；χ2=5.429，P=0.020）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。
CroweⅢ/Ⅳ型患者中，2008年-2012年组臼杯前倾角小于2013年-2015年组，水平距离大于2013年-2015年组，比较差异有统计学意义（t=2.770，P=0.009；t=2.275，P=0.023）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
表1
患者影像学测量指标比较
Table1.
Comparasion of measurement indexes on X-ray films
2.2 同一时间段患者比较
2008年-2012年收治患者中，随着髋臼畸形程度的加重，竖直距离逐渐增加，各型组间比较差异有统计学意义（P < 0.05）；其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
2013年-2015年收治患者中，随着髋臼畸形程度的加重，竖直距离亦逐渐增加，各型组间比较差异有统计学意义（P < 0.05）；臼杯位置合格率逐渐降低，但组间差异无统计学意义（χ2=3.211，P=0.201）。其余指标比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
3 讨论
THA术中臼杯理想植入位置为尽可能恢复髋关节正常旋转中心，并维持前倾角和外展角在安全范围，同时获得充分的宿主骨骨性覆盖[3, 6-7]，以获得良好的髋关节稳定性以及假体稳定性。成人DDH患者髋臼形态可呈现不同程度的原发性畸形合并继发性病理改变。Crowe分型是临床常用的评价成人DDH程度标准之一，其根据股骨头上移程度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型[8]。研究发现，随Crowe分型增加，髋臼前倾角逐渐加大，髋臼前、后覆盖角逐渐减小，髋臼内壁宽度逐渐增大[9]。因此Crowe分型能反映髋臼发育不良解剖畸形的严重程度，为髋臼假体重建方案的设计提供参考依据。
CroweⅠ型髋臼畸形程度较轻，髋臼周围骨量分布基本正常，通常臼杯定位于解剖旋转中心并充分内移，即可获得良好骨性覆盖。本研究2008年-2012年收治患者中，CroweⅠ型术后臼杯影像学位置合格率为52.2%，其中10例为臼杯前倾角或外展角超出安全范围，1例竖直距离 > 15 mm；2013年-2015年收治患者中，CroweⅠ型术后臼杯位置合格率为88.0%，3例均为臼杯前倾角或外展角超出安全范围。提示CroweⅠ型患者臼杯安装偏差潜在风险仍较高，通过手术经验的积累，可提高臼杯植入合格率。
CroweⅡ、Ⅲ型患者髋关节呈明显半脱位状态，往往髋臼前上壁发育不良，臼窝浅平、陡峭，类似椭圆形，髋臼边缘有大量骨赘分布。这类患者可选择解剖旋转中心位置植入臼杯，并配合植骨或使用金属垫块[10]；或者接近解剖中心位置充分内移并适当上移（≤15 mm）等方法重建髋臼[11]。本研究中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型患者实际旋转中心上移距离（竖直距离）均较Ⅰ型患者显著增大。本课题组前期研究发现，对于发育不良变异髋臼，适当上移（≤15 mm）放置髋臼假体对患者术后双下肢长度恢复无明显影响，且近中期疗效满意[11-12]。Nawabi等[13]经10年随访研究发现，将CroweⅡ、Ⅲ型患者臼杯旋转中心内移、上移能有效减缓磨损，提供长期稳定性。另外本研究发现，2013年-2015年收治的CroweⅡ型患者臼杯位置合格率较2008年-2012年收治患者显著提高，并且髋臼实际旋转中心位置在水平方向上充分内移，在竖直方向与理想旋转中心的上移距离缩短。表明随着手术经验的积累，术者能更好地把握臼杯内移距离，从而通过最小程度的上移距离即可获得良好骨性覆盖。然而前后时间段收治的CroweⅢ/Ⅳ型患者臼杯位置合格率无显著差异，可能原因是严重异常的髋臼解剖结构导致术中髋臼充分显露困难，缺乏正常解剖参考来辨别臼杯安装角度，从而大大增加了髋臼假体安装偏差的潜在风险。另一方面，对于髋臼畸形严重患者采用传统徒手锉磨髋臼定位技术易偏离术前计划，尤其是在髋臼前后方向定位，锉磨深度以及臼杯前倾角容易产生较大误差，加之手术经验不足，会导致髋臼杯内移不足或过度上移。Zhao等[14]报道对于CroweⅡ、Ⅲ型臼杯重建的术前计划与实际位置相符率相对较低，尤其对于臼杯旋转中心竖直方向上的位置。
综上述，成人DDH继发严重骨关节炎患者行THA时，需要加强对手术难点的认识，并不断积累手术经验，提高手术技术。另外，术前计划对于髋臼重建尤为重要，传统术前计划常采用胶片模板法，因存在放大比例不准确及投照位置不标准等因素，常不能准确预测实际臼杯型号及位置[14-15]。因此，对于严重髋臼畸形患者，有必要进行3D术前模板分析，有助于术者在术前了解髋臼形态、骨质缺损程度及确定臼杯安装位置，提高臼杯型号选择和植入位置判断准确性[16-17]。计算机辅助外科技术以及3D打印手术定位导板等技术的应用，为假体准确安放提供了新的辅助措施[18-19]。
