泪滴下缘在全髋关节置换重建髋臼解剖中心高度中的作用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0156

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

髋臼泪滴下缘：近些年来大部分作者使用髋臼泪滴下缘作为参考点，用相对于泪滴下缘的垂直距离和水平距离来标记正常髋关节生理性旋转中心。由于泪滴下缘在术中易于发现，因此除此之外的参考方法的意义均局限于术前模板和术后的测量，而对术中放置髋臼假体没有任何意义。实际上，尽管大多数行全髋关节置换的髋臼变形，但其X射线泪滴结构可见，泪滴下缘术中易于发现，作为安放臼杯参考简单易行。研究指出，泪滴作为X射线结构，其实际上是髋臼马蹄窝的前下部分，大部分由坐骨构成，小部分由耻骨上支组成。泪滴的下缘实际上是闭孔的上缘，也指髋臼切迹，上界为马蹄窝的上界，泪滴的内侧支闭孔管的外界，外侧支则是髋臼马蹄窝的内壁。

高位髋关节中心：全髋关节置换高位髋关节中心降低了髋关节外展肌的力臂，增加了在步态循环中平衡骨盆的髋关节外展肌肌力。高位髋关节中心导致了软组织失衡，髋关节应力过高，以及假体的高磨损率和杯-骨界面的高应力，是导致假体无菌松动重要因素。此外，高位髋关节中心也是髋关节置换术后双下肢不等长的因素之一。

摘要

背景：全髋关节置换中髋臼假体的位置十分重要，其理想位置是恢复其解剖性旋转中心，泪滴下缘作为一个重要的稳定的影像学标记，对臼杯位置的影像学评估以及指导术中假体正确安放具有重要的意义。

目的：探讨泪滴下缘在恢复解剖髋关节旋转中心高度的作用。

方法：选择107例对侧髋关节正常的单侧全髋关节置换患者的病历资料和术后双侧髋关节正位片，臼杯下缘与泪滴下缘平齐，测量臼杯旋转中心及对侧正常髋臼旋转中心的高度、水平距离，以及臼杯外展角和前倾角，使用配对样本t 检验检测臼杯中心高度与对侧正常髋臼中心高度有无差异。使用散点图及Pearson相关系数评估两者高度差与外展角、前倾角的关系。

结果与结论：①臼杯中心高度显著高于对侧正常髋臼中心的高度(P < 0.001)，其中100例(93.4%)两者的差距为0-5 mm，7例(6.6%)大于5 mm；②但当臼杯下缘较泪滴下缘下移1.5-2.0 mm时，与对侧差异无显著性意义(P =0.345，0.331)；③臼杯中心高度与对侧正常髋臼中心的高度之差与臼杯的外展角和前倾角相关性可(r=0.376，0.310，P均 < 0.001)；④提示在全髋关节置换重建髋臼时，臼杯下缘低于泪滴下缘1.5-2.0 mm时，能精确地复制生理性髋关节旋转中心高度。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0002-6090-6184(路玉峰)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 全髋关节置换, 泪滴, 髋关节中心高度, 外展角, 前倾角

Abstract:

BACKGROUND: The position of acetabular prosthesis is very important in total hip arthroplasty; its ideal position is to restore its anatomical hip center of rotation. As the inferior edge of the teardrop is an important stable imaging marker, it is of great significance to evaluate the position of acetabular cup and guide the correct intraoperative placement of prosthesis.

OBJECTIVE: To investigate the effect of the lower edge of the teardrop on restoring anatomical hip center height in total hip arthroplasty.

METHODS: Medical records and anteroposterior images of 107 unilateral total hip arthroplasty with normal contralateral acetabulum and lower edge of cup at the same level as lower edge of the teardrop were reviewed. Center height and horizontal distance as well as cup inclination and anteversion were measured radiographically. The paired t test was used to compare data between left and right sides of hip center height. Scatterplots and Pearson’s correlation coefficients were used to evaluate the association between the difference of the height of two hip centers, cup anteversion and inclination angle.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The height of cup center was significantly higher than that of contralateral hip joint center (P < 0.001). Whereas 93.4% (100 cases) of absolute differences between them were in the range from 0 mm to 5 mm, only 6.6% (7 cases) were more than 5 mm. (2) However, when the lower edge of cup was 1.5-2.0 mm inferior to the lower edge of the teardrop, there was no statistical differences between them (P=0.345 and 0.331). (3) There was a weak correlation between the difference of the height of two hip centers with inclination and anteversion (r=0.376, 0.310, P < 0.001). (4) The position of cup with its inferior edge 1.5-2.0 mm below the inferior edge of the teardrop can exactly replicate the anatomic hip center.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Arthroplasty, Replacement, Hip, Acetabulum, Anatomy, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

路玉峰，郭万首，孙伟，刘林，许鹏. 泪滴下缘在全髋关节置换重建髋臼解剖中心高度中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(11): 1641-1646.

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图/表（结果） 3

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引言

材料方法

1.1 设计 回顾性病例分析。

1.2 时间及地点 于2011年1月至2013年12月在中日友好医院骨关节外科完成。

1.3 材料 107例对侧髋关节正常的单侧全髋关节置换中所有假体均为生物性假体，其中Duraloc Option(DePuy Orthopaedics, Warsaw, IN,USA)38例，Pinnacle(DePuy) 45例，Exceed ABT(Biomet UK, Waterton Industrial Estate, UK) 16例，ACUMATCH (Exactech, Gainesville,FL,USA) 8例。陶对陶界面62例，陶对聚乙烯界面34例，金对聚乙烯界面11例。

所用髋臼与股骨柄假体由钛合金材料组成，表面处理为钛喷涂或羟基磷灰石喷涂；聚乙烯内衬由高交联聚乙烯构成；陶瓷股骨头和内衬均由4代复合陶瓷氧化锆陶瓷材料；金属股骨头为钴铬钼合金组成。所有髋关节假体材料具有较好的组织相容性，在人体不会被腐蚀且不会产生毒副反应，比如致癌性、致畸等。

1.4 对象 回顾性分析2011年1月至2013年12月中日友好医院骨关节外科收治的107例对侧髋关节正常的单侧全髋关节置换患者的病历资料和术后双侧髋关节正位片，手术全部由5位高年资主任医师完成。

所有患者均为初次或翻修全髋关节置换。术前诊断为股骨颈骨折15例，晚期股骨头坏死69例，髋关节发育不良8例，因为无菌性松动行全髋关节翻修术4例，原发性髋关节骨性关节炎7例，继发性髋关节骨性关节炎2例，以及绒毛结节色素性滑膜炎2例。术前患者年龄21.1-78.5岁，平均为54.4岁；男62例，女45例。

纳入标准：①双髋关节X射线显示所有髋臼假体下缘与泪滴下缘平齐；②X射线骨盆无倾斜；③对侧髋关节正常或为早期股骨头坏死(ARCOⅠ-Ⅱ期)。

排除标准：①泪滴不清晰；②髋关节侧位显示臼杯为后倾。

1.5 方法 所有患者的双侧髋关节正位片均由中日友好医院放射科拍摄，X射线放射源距离胶片均为1 m，中心对准耻骨联合上缘2 cm，患者仰卧位，双足内旋15°。大转子前后源重叠，小转子大小，小转子与内侧皮质重叠程度左右一致^[12]。X射线尾骨尖对准耻骨联合中点以排除骨盆轴位旋转^[13]，骶尾关节距离耻骨联合上缘中点男1-4 cm，女4-6 cm以排除骨盆矢状位倾斜^[13-14]。

在骨盆正位X射线上使用中日友好医院影像归档和通信系统(Picture Archiving and Communications System，PACS)(Carestream Health. inc. Canada)工具作如下标记：①双侧髋关节旋转中心；②泪滴间线；③双侧髋关节旋转中心距离泪滴下缘的垂直距离和水平距离，该距离除以X射线放大系数为实际距离(图1)；④髋臼假体的外展角(图2)；⑤髋臼假体的前倾角(图3)，术后髋关节侧位显示所有臼杯均为前倾。

放大率=臼杯真实外径值/臼杯外径×射线测量值。

两个观察者分别对上述指标作测量，3周后两个相同的观察者对上述指标作再次测量。随机抽取20个使用同类相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)方法来计算观察者间和观察者内测量结果的可靠性程度。ICC > 0.80一致性优，ICC为0.60-0.80一致性良，ICC < 0.60一致性差^[15-16]。

1.6 主要观察指标 对侧髋关节正常的单侧全髋关节置换患者臼杯下缘与泪滴下缘平齐时，测量臼杯旋转中心及对侧正常髋臼旋转中心的高度、水平距离，以及臼杯外展角和前倾角，对比臼杯中心高度与对侧正常髋臼中心高度有无差异。使用散点图及Pearson相关系数评估两者高度差与外展角、前倾角的关系。

1.7 统计学分析 使用PASW Statistics18.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)软件包进行统计学运算。所有数据以x(_)±s表示。所有数据经Kolmogorov-Smirnov检验均呈正态分布。使用配对t 检验检测手术侧臼杯和正常髋臼旋转中心垂直距离差异情况。使用散点图和Pearson相关系数评估臼杯中心与正常髋臼中心垂直距离差值与臼杯外展角、前倾角的相关性。r 值在0-0.20相关性差，0.21-0.40相关性可，0.41-0.60相关性中等，0.61-0.80相关性良，0.81-1.00相关性优^[17]。P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

对于重建一个病理性髋关节，恢复解剖性髋关节旋转中心和双下肢等长十分重要。为此，很多作者从不同的角度定义了髋关节解剖旋转中心位置。Ranawat等^[18]使用Ranawat三角斜边的中点作为生理性髋关节旋转中心；Lewalle等^[19]认为理论上正常髋臼的旋转中心应该在闭孔最高点以上25 mm。Boudriot等^[20]指出定义解剖性髋关节旋转中心应该以Koehler线和两闭孔上缘连线的交点作为参考点并以相对于该点的垂直距离和水平距离来表示。近些年来，大部分作者使用髋臼泪滴下缘作为参考点，用相对于泪滴下缘的垂直距离和水平距离来标记正常髋关节生理性旋转中心^[8^，^21-28]。由于泪滴下缘在术中易于发现，因此除此之外的参考方法的意义均局限于术前模板和术后的测量，而对术中放置髋臼假体没有任何意义。实际上，尽管大多数性行全髋关节置换的髋臼变形，但其X射线泪滴结构可见，泪滴下缘术中易于发现，作为安放臼杯参考简单易行。研究指出，泪滴作为X射线结构，其实际上是髋臼马蹄窝的前下部分，大部分由坐骨构成，小部分由耻骨上支组成^[29]。泪滴的下缘实际上是闭孔的上缘，也指髋臼切迹，上界为马蹄窝的上界，泪滴的内侧支是闭孔管的外界，外侧支则是髋臼马蹄窝的内壁。

Pagnano等^[30]和Ranawat等^[18]定义高位髋关节旋转中心为高于泪滴间线大于35 mm或高于大致解剖髋关节旋转中心位置15 mm。Nawabi等^[24]研究了其中心的Crowe Ⅱ和Crowe Ⅲ型先天性髋关节发育不良行全髋关节置换患者的术后双侧髋关节X射线，认为Crowe Ⅱ型泪滴下缘以上25.6 mm和Crowe Ⅲ型30.3 mm为高位髋关节中心。本研究结果显示，髋臼假体中心距泪滴间线的垂直距离平均15.39 mm(11.07-19.75 mm)，所有臼杯的外展角和前倾角均位于Lewinnek 安全区范围内，这与Fessy等^[21]的研究结果是一致的。在107例单侧全髋关节置换，有100例臼杯中心的高度与对侧正常髋关节旋转中心的高度相差小于5 mm，仅有7例大于5 mm。但当髋臼假体下缘的位置比泪滴下缘降低1.5-2.0 mm可以精确的复制正常髋臼的解剖性旋转中心高度。为恢复髋关节的解剖性旋转中心，全髋关节置换之前，术前进行模板以预测臼杯的大小具有重要意义，很多作者模板时将臼杯的下缘与泪滴平齐，以此来测量术中可能使用臼杯的大小^[31-33]。而Bhaskar等^[34]通过研究指出在以泪滴下缘放置模板时低估了术中真正最佳臼杯大小，术前模板臼杯下缘最佳的位置应该是放置在泪滴下缘与髋臼后壁下缘之间。这正好与本研究结果相吻合。

关于髋关节的X射线测量，目前有两种方法定位髋关节旋转中心，一种是使用股骨头的中心作为髋关节旋转中心^[35-37]，另一种使用髋臼的中心作为髋关节的旋转中心^[38-39]，目前并未发现有研究对比二者的准确性。本文为了研究方便，手术侧和对侧未行手术的髋关节均使用髋臼的中心作为髋关节的解剖性旋转中心。由于泪滴位置恒定，变异小，目前已作为测量髋关节旋转中心及双下肢长度差异的金标准参考点。PACS是计算机基础的数字化影像软件应用系统，其优势是各种影像数据能以数字化形式进行储存，使其能在医院影像科、病房、手术室及门诊同时查看。PACS系统具有强大的内在测量功能，测量准确性能可靠稳定，显著高于徒手测量，具有较大的临床应用价值。本研究使用PACS在病房同一台电脑上，两位观察者对双侧髋关节正位片进行测量，3周后在同一台电脑上再次进行测量，测得数据取其平均值，并根据不同的臼杯外径进行计算每个图像放大率，使得最终得到的数据具有很高的准确性和可靠性。

本研究的缺点为：①回顾性研究，不是前瞻性随机对照研究，存在选择偏倚；②样本量偏小，大样本量的前瞻性随机对照研究能产生更精确的结果，其外推价值更大；③本研究选择对侧正常髋关节作为对照，由于正常的双侧髋关节旋转中心之间也存在变异，可能降低了研究结果的精确性。

总之，本研究结果认为，在全髋关节置换重建髋臼时，臼杯下缘低于泪滴下缘1.5-2 mm时，能精确地复制生理性髋关节旋转中心高度，且由于该方法简单、可靠、稳定性好，不失为放置髋臼假体一个正确的方法。

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