引用本文: 沈彬. 发育性髋关节发育不良的保髋和置换手术——从儿童、青少年到成人的标准化阶梯治疗. 中国修复重建外科杂志, 2021, 35(12): 1509-1512. doi: 10.7507/1002-1892.202109057 复制
髋关节发育不良,又称为发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)或发育性髋关节脱位(developmental dislocation of the hip),是1992年北美小儿矫形外科学会将先天性髋关节脱位(congenital dislocation of the hip)改名而来。国外文献报道其发病率较高,新生儿发病率约为8/1000[1]。国内对25 767名18岁青少年进行调查,结果显示DDH发病率为1.52%,其中高龄、女性和地处农村是DDH好发因素,按国内人口基数计算将会影响1600万人[2]。
DDH是骨科少有的、在患者生命周期不同阶段都有“标准化”手术治疗策略的疾病[3]。总体而言,DDH手术治疗策略大致分为保髋手术和置换手术。其中,保髋手术是以尽可能恢复髋关节正常解剖形态、延长髋关节使用寿命为目的的治疗方式,根据患者年龄阶段和骨骼发育程度选择不同截骨策略;置换手术是终末期治疗手段,可根据患者髋周畸形程度选择不同置换策略和截骨方案(图1)。由于解剖结构变异明显,无论是哪一种手术类型,均具有手术技术要求高、术后并发症多的特点,且学习曲线较长,属于骨科手术中较为困难的一种类型,值得我们深入研究。

a. 儿童时期Salter截骨手术;b. 成年后Ganz截骨手术;c. 终末期置换手术
Figure1. Standardized stepwise approach for managing DDHa. Salter osteotomy in childhood; b. Ganz osteotomy in adulthood; c. Arthroplasty in the final phase
1 婴幼儿和儿童时期的保髋手术
随着我国卫生健康水平的提高,越来越多的DDH在婴幼儿及儿童时期被确诊。由于骨盆髋臼尚未完全成形,新生儿及婴幼儿DDH一般不需要手术,往往采取保守治疗。6个月以内的DDH以支具矫形为主,如经典的Pavlik支具;6~18个月的DDH以闭合复位+人类位石膏固定为主。
由于骨骼发育逐渐成熟,DDH如错过婴幼儿时期的最佳治疗时机,在儿童时期往往需要接受保髋手术治疗,恢复股骨头与髋臼之间的同心圆关系,从而增加髋臼覆盖,避免后期继发骨关节炎。保髋手术前可进行适当牵引,以降低髋周软组织张力和脱位程度,便于术中复位,但临床效果尚无定论[4]。保髋手术入路包括前方入路和内侧入路,其中前方入路使用范围更广,医生熟悉程度更高,以Smith-Petersen入路或Bikini入路为主。儿童时期的保髋手术方式主要包括切开复位和截骨手术,前者主要是松解髋周紧张的软组织,部分切开盂唇,避免髋周韧带紧张;后者是通过截骨手段恢复股骨头和髋臼的正常对合关系,使髋周骨骼组织获得正常的生物力学刺激。除非是非常早期的DDH患儿,儿童时期保髋手术均建议将切开复位和截骨手术相结合[5]。
与切开复位相比,截骨手术更复杂,一般而言可分为髋臼方向重塑手术(代表术式:Salter截骨)和髋臼容积改变手术(代表术式:Pemberton截骨和Dega截骨)两种类型。不同的截骨方式其截骨块旋转时依靠的支点亦不同,Salter、Pemberton和Dega 3种经典截骨方式分别以耻骨联合、Y形软骨和Y形软骨上方不全性骨折的髂骨作为支点。Salter截骨作为最经典的截骨方式,其适应证主要为1岁半至6岁的患儿。该年龄段患儿耻骨联合尚未骨化,术中以髂前下棘到坐骨大切迹进行截骨,以耻骨联合为支点将髋臼向前、向外进行翻转,可以有效增加对股骨头的包容性。然而,既往文献报道Salter截骨的支点部位在耻骨联合,可纠正的髋臼指数较小(一般不超过15°),因此不适用于髋臼指数较大的DDH患儿[6]。
2 青少年和成人时期的保髋手术
对于年龄较大、儿童时期未及时行保髋治疗的青少年或成人患者,由于骨盆已经逐渐成熟,如选择儿童时期保髋手术,效果并不理想。为此,临床逐渐发展出其他姑息性治疗方案,包括Steel三联截骨、髋臼加盖成形术和Bernese髋臼周围截骨术等,其中以Bernese截骨最为出名。该手术方式是1988年瑞士伯尔尼小岛医院的Reinhold Ganz和Jeffrey Mast教授提出,近年来也逐渐将其称之为Ganz截骨。Bernese截骨通常采用Smith-Petersen手术入路,在髋臼周围进行多边形截骨,在保证骨盆连续性前提下分离髋臼,大幅度移动使得股骨头前、后覆盖得以增加,获得良好的头臼包容度,从而将股骨头局部的高应力状态转变为均匀应力状态,避免了骨关节炎过早出现[7]。由于该术式未进行髋臼后柱截骨,因此保证了骨盆环的连续性,术后患者可早期下地负重,尤其适用于年龄<45岁、骨骺线已闭合、出现或未出现髋部疼痛症状的患者。该类患者在髋关节外展时股骨头基本在髋臼内活动,术前关节活动度良好。而对于关节严重畸形、年龄>50岁且关节活动度不佳的患者,则不建议使用Bernese截骨。文献报道,Bernese截骨可以很好地达到“保髋”目的,以患者接受人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)为终点,18年成功率可以达到74%[8]。
3 成人和老年时期的置换手术
DDH患者如未获得及时治疗,后期往往继发严重骨关节炎,造成关节疼痛和下肢短缩,影响关节功能和生活质量,最终需要接受THA。由于解剖结构明显变异,该类患者髋臼和股骨的形态、结构均异于正常人,置换手术难度较大,术后并发症较多,属于初次THA中较困难的一种类型。
临床常以脱位高度将DDH进行Crowe分型,共分为Ⅰ~Ⅳ型。其中Ⅰ、Ⅱ型属于低位脱位,手术难度相对较低;Ⅲ型属于中度脱位,置换术中往往需行髋臼结构性植骨或金属垫块支撑。而手术难度最大、最有争议的是Ⅳ型,也被称为高位脱位,其股骨头完全脱出于髋臼,患侧肢体往往短缩超过5 cm。
对于Crowe Ⅳ型患者,目前主流手术方式是原位造臼+短缩截骨。髋臼侧选择真臼位造臼,联合小直径非骨水泥型臼杯[9];股骨侧由于肢体延长,往往需要短缩截骨。目前临床使用的截骨方式多种多样,主要包括股骨转子下短缩截骨和大转子滑移截骨两种类型,孰优孰劣存在一定争议。本期“发育性髋关节发育不良修复重建”专栏中,上海交通大学附属第六人民医院陈云苏教授团队和解放军总医院第四医学中心骨科医学部柴伟教授团队分别对Crowe Ⅳ型THA术中不同股骨截骨手段和固定方式进行了研究,前者发现THA术中采用大转子滑移截骨可获得令人满意的近中期随访结果;后者支持采用自体骨移植物辅以线缆捆扎方式固定截骨端。笔者所在的四川大学华西医院骨科主要采用股骨转子下横形截骨+组配式假体方式,也获得了较为满意的远期临床疗效[10]。
DDH患者接受THA时年龄往往偏小,尤其是Crowe Ⅳ型患者,多数为20~40岁。术后假体生存率是需要广大医生考虑的重要问题。摩擦界面的选择是影响假体生存率的重要因素,由磨损碎屑导致的骨溶解是翻修手术主要原因。由于陶瓷界面具有良好的耐磨性,且可用于臼杯直径较小的DDH患者,故目前部分学者推荐在该类患者中使用陶瓷对陶瓷界面假体,尤其是Crowe Ⅳ型患者。Caylak等 [11]对50例(67髋)Crowe Ⅳ型DDH患者的陶瓷对陶瓷界面进行长达10年以上的随访,结果显示股骨和髋臼假体生存率分别为94%和98.5%,且仅有1例翻修是因为假体无菌性松动。
4 保髋手术失败后的关节置换
保髋手术后约70%患者会因为髋关节过度磨损而最终接受THA。与未接受保髋手术而直接行关节置换的DDH患者不同,该类患者THA手术风险更高,主要表现为:① 瘢痕增生多,且往往与神经血管包裹,容易导致术后神经症状;② 手术创伤明显增加,手术时间延长,出血增加;③ 术后并发症多,如切口延迟愈合、假体周围骨折以及感染[12]。尽管手术难度和并发症风险增加,但相关研究显示有保髋手术史的DDH患者,其在THA术后关节功能、假体翻修率等方面,与直接关节置换治疗患者相比无显著降低。本期专栏中,笔者所在的四川大学华西医院骨科对25例该类患者进行了早中期随访,除1例患者出现股骨假体周围骨折接受翻修手术外,其他患者均获得了较好临床疗效。因此,对于该类患者,术者手术技巧尤其重要,在保证围术期安全性前提下,THA仍是治疗保髋手术失败后继发重度骨关节炎DDH患者的“金标准”。
5 DDH治疗展望
尽管我国在儿童保健管理、卫生健康水平等方面都有了显著提高,但DDH发病率并不低。保髋治疗、姑息性治疗和置换治疗是患者在不同年龄阶段需要选择的标准化治疗方案。然而,标准化治疗方案并不意味着一成不变。相反,随着计算机辅助技术的快速发展,DDH的治疗在未来将会高速发展。最新的计算机辅助技术,如三维数字化术前计划、个性化截骨导板、3D打印技术、导航技术、机器人辅助手术和人工智能技术,为DDH的治疗提供了有力的工具,提高了手术准确性和安全性。
对于保髋手术而言,本期专栏中,上海交通大学医学院附属新华医院陈晓东教授团队提到了3D打印技术和机器人辅助技术在髋臼周围截骨术(peracetabular osteotomy,PAO)中的应用。前者可以在术前通过三维CT重建DDH患者的髋关节三维模型,综合评估患者骨盆的三维几何特征和截骨后骨块摆放位置,在此基础上设计的PAO截骨导板可以完全模拟术前计划,达到个性化截骨的目的;后者通过计算机导航结合机器人手臂辅助,使髋周截骨更准确[13]。
对于髋关节置换而言,也不乏计算机辅助技术的应用。本期专栏中,上海交通大学医学院附属第九人民医院王燎教授团队使用自行开发设计的一款半自动测量软件,对无症状人群和DDH患者的髋臼特点进行了分析,发现DDH患者髋臼外展角更大,解剖前倾角更小,这也为THA提供了理论依据。除此以外,3D打印技术和人工智能技术也广泛用于DDH患者治疗中。其中,3D打印技术可在术前基于CT扫描数据获得髋关节1∶1实物模型,还原了人体骨骼真实结构和髋关节发育情况;进一步将假体模型植入到3D打印骨骼中,模拟手术中骨性结构重建和骨缺损修复,为制定合理的手术方案提供了最直观依据[14]。解放军总医院吴东等[15]利用最新的人工智能技术(AIHIP)进行THA术前计划,证明了AI技术在术前计划方面具有更高的准确性和有效性。
希望未来能够通过广大医护人员的努力,尽可能降低DDH发病率,减少该疾病对国人健康、社会卫生事业所造成的影响。骨科医生应该精进自己手术技术,尽可能降低手术并发症,造福DDH患者。
利益冲突:作者声明在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。
髋关节发育不良,又称为发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)或发育性髋关节脱位(developmental dislocation of the hip),是1992年北美小儿矫形外科学会将先天性髋关节脱位(congenital dislocation of the hip)改名而来。国外文献报道其发病率较高,新生儿发病率约为8/1000[1]。国内对25 767名18岁青少年进行调查,结果显示DDH发病率为1.52%,其中高龄、女性和地处农村是DDH好发因素,按国内人口基数计算将会影响1600万人[2]。
DDH是骨科少有的、在患者生命周期不同阶段都有“标准化”手术治疗策略的疾病[3]。总体而言,DDH手术治疗策略大致分为保髋手术和置换手术。其中,保髋手术是以尽可能恢复髋关节正常解剖形态、延长髋关节使用寿命为目的的治疗方式,根据患者年龄阶段和骨骼发育程度选择不同截骨策略;置换手术是终末期治疗手段,可根据患者髋周畸形程度选择不同置换策略和截骨方案(图1)。由于解剖结构变异明显,无论是哪一种手术类型,均具有手术技术要求高、术后并发症多的特点,且学习曲线较长,属于骨科手术中较为困难的一种类型,值得我们深入研究。

a. 儿童时期Salter截骨手术;b. 成年后Ganz截骨手术;c. 终末期置换手术
Figure1. Standardized stepwise approach for managing DDHa. Salter osteotomy in childhood; b. Ganz osteotomy in adulthood; c. Arthroplasty in the final phase
1 婴幼儿和儿童时期的保髋手术
随着我国卫生健康水平的提高,越来越多的DDH在婴幼儿及儿童时期被确诊。由于骨盆髋臼尚未完全成形,新生儿及婴幼儿DDH一般不需要手术,往往采取保守治疗。6个月以内的DDH以支具矫形为主,如经典的Pavlik支具;6~18个月的DDH以闭合复位+人类位石膏固定为主。
由于骨骼发育逐渐成熟,DDH如错过婴幼儿时期的最佳治疗时机,在儿童时期往往需要接受保髋手术治疗,恢复股骨头与髋臼之间的同心圆关系,从而增加髋臼覆盖,避免后期继发骨关节炎。保髋手术前可进行适当牵引,以降低髋周软组织张力和脱位程度,便于术中复位,但临床效果尚无定论[4]。保髋手术入路包括前方入路和内侧入路,其中前方入路使用范围更广,医生熟悉程度更高,以Smith-Petersen入路或Bikini入路为主。儿童时期的保髋手术方式主要包括切开复位和截骨手术,前者主要是松解髋周紧张的软组织,部分切开盂唇,避免髋周韧带紧张;后者是通过截骨手段恢复股骨头和髋臼的正常对合关系,使髋周骨骼组织获得正常的生物力学刺激。除非是非常早期的DDH患儿,儿童时期保髋手术均建议将切开复位和截骨手术相结合[5]。
与切开复位相比,截骨手术更复杂,一般而言可分为髋臼方向重塑手术(代表术式:Salter截骨)和髋臼容积改变手术(代表术式:Pemberton截骨和Dega截骨)两种类型。不同的截骨方式其截骨块旋转时依靠的支点亦不同,Salter、Pemberton和Dega 3种经典截骨方式分别以耻骨联合、Y形软骨和Y形软骨上方不全性骨折的髂骨作为支点。Salter截骨作为最经典的截骨方式,其适应证主要为1岁半至6岁的患儿。该年龄段患儿耻骨联合尚未骨化,术中以髂前下棘到坐骨大切迹进行截骨,以耻骨联合为支点将髋臼向前、向外进行翻转,可以有效增加对股骨头的包容性。然而,既往文献报道Salter截骨的支点部位在耻骨联合,可纠正的髋臼指数较小(一般不超过15°),因此不适用于髋臼指数较大的DDH患儿[6]。
2 青少年和成人时期的保髋手术
对于年龄较大、儿童时期未及时行保髋治疗的青少年或成人患者,由于骨盆已经逐渐成熟,如选择儿童时期保髋手术,效果并不理想。为此,临床逐渐发展出其他姑息性治疗方案,包括Steel三联截骨、髋臼加盖成形术和Bernese髋臼周围截骨术等,其中以Bernese截骨最为出名。该手术方式是1988年瑞士伯尔尼小岛医院的Reinhold Ganz和Jeffrey Mast教授提出,近年来也逐渐将其称之为Ganz截骨。Bernese截骨通常采用Smith-Petersen手术入路,在髋臼周围进行多边形截骨,在保证骨盆连续性前提下分离髋臼,大幅度移动使得股骨头前、后覆盖得以增加,获得良好的头臼包容度,从而将股骨头局部的高应力状态转变为均匀应力状态,避免了骨关节炎过早出现[7]。由于该术式未进行髋臼后柱截骨,因此保证了骨盆环的连续性,术后患者可早期下地负重,尤其适用于年龄<45岁、骨骺线已闭合、出现或未出现髋部疼痛症状的患者。该类患者在髋关节外展时股骨头基本在髋臼内活动,术前关节活动度良好。而对于关节严重畸形、年龄>50岁且关节活动度不佳的患者,则不建议使用Bernese截骨。文献报道,Bernese截骨可以很好地达到“保髋”目的,以患者接受人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)为终点,18年成功率可以达到74%[8]。
3 成人和老年时期的置换手术
DDH患者如未获得及时治疗,后期往往继发严重骨关节炎,造成关节疼痛和下肢短缩,影响关节功能和生活质量,最终需要接受THA。由于解剖结构明显变异,该类患者髋臼和股骨的形态、结构均异于正常人,置换手术难度较大,术后并发症较多,属于初次THA中较困难的一种类型。
临床常以脱位高度将DDH进行Crowe分型,共分为Ⅰ~Ⅳ型。其中Ⅰ、Ⅱ型属于低位脱位,手术难度相对较低;Ⅲ型属于中度脱位,置换术中往往需行髋臼结构性植骨或金属垫块支撑。而手术难度最大、最有争议的是Ⅳ型,也被称为高位脱位,其股骨头完全脱出于髋臼,患侧肢体往往短缩超过5 cm。
对于Crowe Ⅳ型患者,目前主流手术方式是原位造臼+短缩截骨。髋臼侧选择真臼位造臼,联合小直径非骨水泥型臼杯[9];股骨侧由于肢体延长,往往需要短缩截骨。目前临床使用的截骨方式多种多样,主要包括股骨转子下短缩截骨和大转子滑移截骨两种类型,孰优孰劣存在一定争议。本期“发育性髋关节发育不良修复重建”专栏中,上海交通大学附属第六人民医院陈云苏教授团队和解放军总医院第四医学中心骨科医学部柴伟教授团队分别对Crowe Ⅳ型THA术中不同股骨截骨手段和固定方式进行了研究,前者发现THA术中采用大转子滑移截骨可获得令人满意的近中期随访结果;后者支持采用自体骨移植物辅以线缆捆扎方式固定截骨端。笔者所在的四川大学华西医院骨科主要采用股骨转子下横形截骨+组配式假体方式,也获得了较为满意的远期临床疗效[10]。
DDH患者接受THA时年龄往往偏小,尤其是Crowe Ⅳ型患者,多数为20~40岁。术后假体生存率是需要广大医生考虑的重要问题。摩擦界面的选择是影响假体生存率的重要因素,由磨损碎屑导致的骨溶解是翻修手术主要原因。由于陶瓷界面具有良好的耐磨性,且可用于臼杯直径较小的DDH患者,故目前部分学者推荐在该类患者中使用陶瓷对陶瓷界面假体,尤其是Crowe Ⅳ型患者。Caylak等 [11]对50例(67髋)Crowe Ⅳ型DDH患者的陶瓷对陶瓷界面进行长达10年以上的随访,结果显示股骨和髋臼假体生存率分别为94%和98.5%,且仅有1例翻修是因为假体无菌性松动。
4 保髋手术失败后的关节置换
保髋手术后约70%患者会因为髋关节过度磨损而最终接受THA。与未接受保髋手术而直接行关节置换的DDH患者不同,该类患者THA手术风险更高,主要表现为:① 瘢痕增生多,且往往与神经血管包裹,容易导致术后神经症状;② 手术创伤明显增加,手术时间延长,出血增加;③ 术后并发症多,如切口延迟愈合、假体周围骨折以及感染[12]。尽管手术难度和并发症风险增加,但相关研究显示有保髋手术史的DDH患者,其在THA术后关节功能、假体翻修率等方面,与直接关节置换治疗患者相比无显著降低。本期专栏中,笔者所在的四川大学华西医院骨科对25例该类患者进行了早中期随访,除1例患者出现股骨假体周围骨折接受翻修手术外,其他患者均获得了较好临床疗效。因此,对于该类患者,术者手术技巧尤其重要,在保证围术期安全性前提下,THA仍是治疗保髋手术失败后继发重度骨关节炎DDH患者的“金标准”。
5 DDH治疗展望
尽管我国在儿童保健管理、卫生健康水平等方面都有了显著提高,但DDH发病率并不低。保髋治疗、姑息性治疗和置换治疗是患者在不同年龄阶段需要选择的标准化治疗方案。然而,标准化治疗方案并不意味着一成不变。相反,随着计算机辅助技术的快速发展,DDH的治疗在未来将会高速发展。最新的计算机辅助技术,如三维数字化术前计划、个性化截骨导板、3D打印技术、导航技术、机器人辅助手术和人工智能技术,为DDH的治疗提供了有力的工具,提高了手术准确性和安全性。
对于保髋手术而言,本期专栏中,上海交通大学医学院附属新华医院陈晓东教授团队提到了3D打印技术和机器人辅助技术在髋臼周围截骨术(peracetabular osteotomy,PAO)中的应用。前者可以在术前通过三维CT重建DDH患者的髋关节三维模型,综合评估患者骨盆的三维几何特征和截骨后骨块摆放位置,在此基础上设计的PAO截骨导板可以完全模拟术前计划,达到个性化截骨的目的;后者通过计算机导航结合机器人手臂辅助,使髋周截骨更准确[13]。
对于髋关节置换而言,也不乏计算机辅助技术的应用。本期专栏中,上海交通大学医学院附属第九人民医院王燎教授团队使用自行开发设计的一款半自动测量软件,对无症状人群和DDH患者的髋臼特点进行了分析,发现DDH患者髋臼外展角更大,解剖前倾角更小,这也为THA提供了理论依据。除此以外,3D打印技术和人工智能技术也广泛用于DDH患者治疗中。其中,3D打印技术可在术前基于CT扫描数据获得髋关节1∶1实物模型,还原了人体骨骼真实结构和髋关节发育情况;进一步将假体模型植入到3D打印骨骼中,模拟手术中骨性结构重建和骨缺损修复,为制定合理的手术方案提供了最直观依据[14]。解放军总医院吴东等[15]利用最新的人工智能技术(AIHIP)进行THA术前计划,证明了AI技术在术前计划方面具有更高的准确性和有效性。
希望未来能够通过广大医护人员的努力,尽可能降低DDH发病率,减少该疾病对国人健康、社会卫生事业所造成的影响。骨科医生应该精进自己手术技术,尽可能降低手术并发症,造福DDH患者。
利益冲突:作者声明在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。