全髋关节置换修复CroweⅢ和Ⅳ型髋关节脱位：假体位置及其稳定性

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.31.001

摘要/Abstract

摘要：

背景：发育性髋关节脱位是成人髋关节发育不良的一种类型，其中CroweⅢ和Ⅳ型髋关节脱位是病情较严重的类型。临床采用全髋关节置换治疗需要对髋臼进行复杂的重建处理。对受损髋臼采用自体骨植骨可有效重建髋臼的结构，为髋臼提供良好的覆盖率和稳定性，置换后结合有效的功能锻炼可保证髋臼功能的恢复。
目的：分析全髋关节置换过程中假体位置选择与CroweⅢ、CroweⅣ型髋关节脱位临床短中期疗效的相关性。
方法：回顾性分析2011年12月至2012年12月内蒙古医科大学第二附属医院关节外科收治的28例髋关节发育不良关节脱位并严重骨关节炎患者的临床资料，所有患者均行全髋关节置换治疗，置入材料为生物型人工全髋关节假体。随访2年，置换后定期影像学复查以分析髋臼假体位置的影像学变化及植骨融合情况，采用Harris髋关节评分对髋关节功能的恢复情况进行评价。分析患者假体位置与短中期疗效的相关性。
结果与结论：置换后患者假体髓腔填充率在75%以上，初始位置固定稳定，股骨-假体界面稳定率高达100%。与置换前相比，置换后6个月患者的髋关节功能明显改善，差异有显著性意义(t=25.55，9.07；P < 0.05)。提示全髋关节置换修复CroweⅢ和CroweⅣ型髋关节脱位可有效重建髋臼，恢复髋关节功能，稳定假体，具有假体填充率良好、股骨-假体界面稳定率高、初始内固定稳定等优点，其临床修复效果与假体安放的位置密切相关。

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

关键词: 植入物, 人工假体, 全髋关节置换, 发育性髋关节脱位, 假体位置, CroweⅢ型髋关节脱位, CroweⅣ型髋关节脱位, 短中期疗效

Abstract:

BACKGROUND: Developmental dislocation of the hip is a type of adult hip dysplasia, including Crowe III and IV type; the type of dislocation of the hip is a severe prognosis. Total hip replacement is clinically used for the complex reconstruction of acetabulum. For injured acetabulum, autologous bone graft is effective to reconstruct acetabulum structure, provides good coverage and stability for the acetabulum. Postoperative combination with effective exercise can ensure the recovery of acetabulum function.
OBJECTIVE: To analyze the correlation of prosthesis position selection during total hip replacement with clinical
short- and middle-term effects of Crowel III and Crowel IV hip dislocation.
METHODS: Clinical data of 28 cases of dysplasia and dislocation of the hip joint combined with severe osteoarthritis, who were treated in the Department of Joint Surgery, the Second Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University from December 2011 to December 2012, were retrospectively analyzed. All patients received total hip replacement. Implant was biological artificial total hip joint prosthesis. During 2-year follow-up, patients were rechecked by imaging regularly to analyze the imaging changes of acetabulum prosthesis position and bone graft fusion. Harris hip score was used to assess the recovery of hip function. The correlation of prosthesis position and short- and middle-term effects was analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: The filling rate of medullary cavity of prosthesis was above 75%. The initial position was fixed and stable. The stability rate of femur-prosthesis interface reached 100%. Compared with pre-replacement, hip function was significantly improved at 6 months post surgery (t=25.55, 9.07; P < 0.05). These results indicate that total hip replacement for Crowel III and Crowel IV hip dislocation can effectively reconstruct the acetabulum, recover hip function, and stabilize prosthesis. Total hip replacement is characterized by good filling rate, high stability of femoral prosthesis interface, and stable initial fixation. The clinical repair effect is strongly associated with the position of the prosthesis.

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, Prosthesis Implantation, Hip Dislocation, Follow-Up Studies

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 7

2.1 参与者数量分析 按意向性处理，纳入髋关节发育不良关节脱位并严重骨关节炎患者28例，全部进入结果分析，整个试验过程中无脱落病例。

2.2 全髋关节置换前后髋关节情况比较 置换后6个月患者的髋关节功能明显改善，置换前后患者髋关节恢复情况比较，具体见表1。

2.3 两种分型假体髓腔填充率比较 置换后6个月影像学检查2种分型中股骨假体的填充率，结果见表2及图1。

2.4 股骨假体初始位置固定情况分析 假体柄远端位置在股骨轴线外侧为内翻固定；位置在内侧3°以上为外翻固定。置换后正位片评定，CroweⅢ型患者中立位固定9例，轻度外翻4例，外翻固定2例；CroweⅣ型患者中立位固定7例，轻度外翻2例，外翻固定2例，内翻固定2例。

2.5 典型病例

典型病例1：女性，34岁，可见左髋明显脱位，置换前诊断为左髋发育性髋关节脱位，行左髋人工全髋关节置换治疗，见图2。

典型病例2：女性，29岁，可见患者双侧髋关节明显脱位，置换前诊断为双侧髋关节发育性脱位(右侧为CroweⅣ型髋关节脱位，左侧为CroweⅢ型髋关节脱位)，行双侧人工全髋关节置换治疗，见图3。

2.6 股骨假体位移分析 股骨假体顶部与大转子顶部垂直距离连续增大在2 mm以上为下沉，具体见表3。

2.7 股骨-假体界面稳定性分析 两种分型患者均未发生假体不稳定，稳定率为100%；CroweⅢ型患者中骨长入固定15例(100%)；CroweⅣ型骨长入固定11例(85%)，稳定纤维固定2例(15%)，具体分析见图4。

2.8 不良事件本组患者均无不良事件发生。

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引言

髋关节发育不良主要是因为髋臼先天发育缺陷造成长期生物力学异常，进而逐渐发生股骨头半脱位，负重区软骨发生退变，股骨头发生局部坏死，导致严重的骨性关节炎病变^[1-3]。成年人的髋关节发育不良主要是因为婴幼儿时期和儿童时期髋关节发育不良的延续。国外对此类疾病报道的发病率在0.08%-0.15%，中国此类疾病的发病率约为0.4%^[4-6]。病情发生发展会引起关节剧烈疼痛及功能障碍，年龄较小患者常因病变严重，无法得到良好的治疗而造成终生残疾；病情与年龄呈正性相关，故临床对此疾病应尽早进行诊断，以做到早发现、早治疗^[7]。

若在患者小儿时期未能接受正规治疗或疗效欠佳，髋关节仍会持续不良发育，故青春期或成人时期发生髋关节疼痛、骨关节炎等。骨关节炎患者病情进展至晚期发展为CroweⅢ、CroweⅣ型成人髋关节发育不良，人工全髋关节置换对疼痛的缓解具有显著疗效，可有效保留关节功能，维持其稳定性，是目前临床有效的治疗方式[8-9]。Crowe分型主要是根据发育不良程度针对患者全髋关节置换修复效果评估制定的评价体系，当患者发生严重的骨关节炎时，不同的Crowe分型选择的修复方式亦不相同。CroweⅠ和CroweⅡ型患者髋臼表现为轻微的发育不良，治疗时无需采取特殊处理方式，仅进行一般常规关节置换。CroweⅢ和CroweⅣ型患者病情较重，髋关节生理解剖结构表现为明显的畸形改变，治疗操作复杂，难度高^[10-11]。髋臼侧表现为异常的增厚、倾斜、变浅、直径降低，甚至形成假性髋臼等。髋关节结构上的变化会增加全髋关节置换实施过程中重建髋臼、安放假体等难度。因为髋臼发育差，股骨头发生上移脱位，其后上壁常会发生缺损，术中真臼的假体臼杯水平安放时，无法完全覆盖宿主骨，初始安放的假体臼杯稳定性不足。为更好的解决上述问题，部分学者采用加深髋臼，将髋关节旋转中心内移，将自体股骨头截下制备骨块完成结构性植骨，以补充髋臼骨块的缺失。此种方式有效补足缺失骨块，有利于恢复正常髋关节的生理解剖位置和力学关系；还可提供更多骨质的储备为日后可能出现的髋关节翻修奠定基础。但结构性植骨亦存在不足，术后亦会发生植骨坍塌、植骨块吸收等并发症，对修复效果产生影响。

治疗成功的因素并不是完全因为假体安放的技术先进，操作技巧、植骨技术等亦对修复成功率有明显的影响。临床针对骨关节炎髋关节晚期CroweⅢ、CroweⅣ型患者，采用全髋置换可对髋关节进行重建，以恢复其负重功能及外展肌功能，有效消除疼痛，促进行走功能的恢复[12]。为此作者对28例CroweⅢ、CroweⅣ型髋关节脱位患者采用全髋关节置换进行治疗，取得较满意疗效，现对方法和结果进行如下展述。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

材料方法

设计：回顾性病例分析。
时间及地点：于2011年12月至2014年12月(含随访2年)在内蒙古医科大学第二附属医院关节外科完成。
对象：回顾性分析2011年12月至2012年12月内蒙古医科大学第二附属医院关节外科收治的28例髋关节发育不良关节脱位并严重骨关节炎患者的临床资料，其中男3例，女25例；年龄22-70岁，平均(38.65±7.26)岁；病程3-15年，平均(8.46±4.27)年；置换前髋关节Harris评分为30-58分，平均(44.6±7.1)分；双下肢长度差异2.5-6.5 cm，平均(3.8±1.1) cm；根据Crowe分型：15例Ⅲ型、13例Ⅳ型。经X射线检查示：病变髋关节髋臼不同程度发育不良，髋臼角增大，股骨头不同程度脱位，髋关节退行性变。伴严重的髋关节活动受限及疼痛，符合临床对髋关节发育不良髋关节脱位并严重关节炎诊断。
所有患者均行全髋关节置换治疗，置入材料为生物型人工全髋关节假体。
诊断标准：按照Crowe等学者提出的分型诊断标准对患者进行诊断，以骨盆平片为基础，判断股骨头近端位移程度将其分为4种类型。髋关节不全脱位，脱位程度低于50%评定为CroweⅠ型；髋关节不全脱位程度在50%-75% 评定为CroweⅡ型，髋关节不全脱位程度在76%-100%评定为CroweⅢ型，髋关节不全脱位程度高于100%，即完全脱位评定为CroweⅣ型^[13]。
纳入标准：患者均为首次行全髋关节置换，无其他合并症；完善下肢全长的DR片，置换前后髋关节正侧位DR片和CT三维重建片；临床诊断符合CroweⅢ型和CroweⅣ型^[14]。患者对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准。
排除标准：合并严重影响置换后功能锻炼、运动功能的器质性疾病者，局部骨质质量欠佳者，例如骨纤维结构欠佳、其他对下肢活动有影响的疾病，如腰椎间盘突出、不能配合完成检查、凝血功能障碍、心肝肾功能不全、CroweⅠ型、Ⅱ型等患者^[15]。
材料：本研究中所使用的生物型人工全髋关节假体主要采用美国强生公司生产的假体，股骨柄采用Corail假体(产品批号8011952)，此股骨柄假体是通过FDA认证的的羟基磷灰石全涂层人工髋关节假体，基体材料为钛合金，设计理念是最大限度的保留松质骨，以利于羟基磷灰石涂层与宿主骨的结合，优化髓腔近端填充，增强假体初始机械稳定性。髋臼采用Pinnacle髋臼杯系统(产品批号534166)，合金髋臼假体表面为羟基磷灰石涂层，采用耐磨损的Marathon高交联聚乙烯内衬，股骨头直径最高可达36 mm，以改善关节活动，减少脱位风险，同时能维持聚乙烯内衬足够厚度。羟基磷灰石涂层近似于占人体骨成分60%的矿物质，可以与人体骨结合，涂层厚度为(155± 35) μm，厚度适中，不会因过薄被早期吸收，同时也不会因过厚而发生脱层。
方法：
修复方法：全部患者均在置换前进行人工假体模板的测量，对假体安置位置进行设计，评估并选择合适型号。选择腰硬联合麻醉或全麻，取标准健侧卧位，手术入路选择为患侧髋关节前外侧，暴露股骨近端及髋臼，分离周围软组织，在股骨小转子上方1.0-1.5 cm处截骨，将股骨头取出。根据术前制定的髋臼重建方案确定其位置，按照前倾15°、外展45°方向对其进行从小到大的打磨，若髋臼假体骨性覆盖在70%以下，需行结构性植骨，以增加包容量及覆盖率。打磨好髋臼后置入选择好的髋臼假体，加入内衬；将股骨外旋、内收，根据术前测量的髓腔大小进行扩髓，选择型号适合的股骨假体，置入人工股骨头，对人工髋关节进行复位，检查其稳定性和活动度。肢体缩短的患者需彻底对周围软组织进行松解以延长肢体。术中严格无菌操作，防止对股神经、坐骨神经及股深动脉等组织造成损伤。置换后行1-5 d抗生素输注以防止感染；置换后注意对并发症进行预防，并对下肢行功能锻炼，注意采用正确的方式以循序渐进的方式进行，避免过早负重对髋关节功能的恢复造成影响。
主要观察指标：出院后随访2年，定期拍摄髋关节侧位X射线片以便对髋臼及股骨假体位置、植骨情况、稳定性、双下肢长度、假体髓腔填充率、股骨-假体界面稳定性等情况进行评估，采用Harris髋关节评分对髋关节功能的恢复进行评价。
髋关节Harris评分内容包括：①疼痛程度。②关节功能恢复程度。③关节活动程度和灵活度。④关节是否发生畸形。以百分制进行评估^[16]。
假体髓腔填充率：填充率通过对股骨假体柄在小转子下方40 mm、上方20 mm和中点进行测量得出。
统计学分析：初步录入数据时要保证数据的科学、真实性。将数据输入EXCEL(2010版)进行逻辑校对并分析，得出清洁数据后经SPSS 17.0软件包进行统计学分析，以x(_)±s表示计量资料，计量资料进行t 检验，以频数(%)表示计数资料，进行χ²检验，结果以P < 0.05表示差异有显著性意义。

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

髋关节发育不良严重脱位伴骨性关节炎患者的病情一般较重，因为关节畸形严重、解剖结构异常增加修复难度，人工全髋关节置换修复髋关节发育不良并骨关节炎，可有效缓解患者髋关节疼痛，矫正畸形髋关节，改善其功能，提高患者的生活质量^[17-20]。股骨假体远端位置最佳理想位置是处于中立位或者是轻度的外翻，角度在3°及以下，稍微的轻度内翻也可；但假体柄内、外翻固定角度在3°及以上则不能接受。因为假体柄力线偏离，负重后股骨髓腔内部应力局部增加，股骨会发生疼痛和假体微动，时间久即会导致假体松动^[21-22]。临床目前对假体松动的评估标准为：假体柄远端位置内、外翻角度在3°以上或者是发生进行性下沉位移超过2 mm^[23]。本研究中，CroweⅢ型患者中立位固定60%，轻度外翻26.67%，外翻固定13.33%；CroweⅣ型患者中立位固定53.85%，轻度外翻15.38%，外翻固定15.38%，内翻固定15.38%。说明股骨假体柄匹配骨髓腔，并起到初始固定效果。若负重后在1年内轻微下沉的股骨假体恢复稳定，也被认为固定成功。最终均会达到骨长入固定，与相关文献报道对髋关节置换早期微下沉的研究报道结果相一致^[24-27]。

生物型人工全髋关节假体，股骨柄采用Corail假体为羟基磷灰石全涂层人工髋关节假体，基体材料为钛合金。通过最大限度保留松质骨，有利于羟基磷灰石涂层与宿主骨的结合，优化髓腔近端填充，增强假体初始机械稳定性。髋臼采用Pinnacle髋臼杯系统，合金髋臼假体表面为羟基磷灰石涂层，采用耐磨损的Marathon高交联聚乙烯内衬，股骨头直径最高可达36 mm，以改善关节活动，减少脱位风险，同时能维持聚乙烯内衬足够厚度。羟基磷灰石涂层近似于占人体骨成分60%的矿物质，可以与人体骨结合，涂层厚度为(155±35) μm，厚度适中，不会因过薄被早期吸收，同时也不会因过厚而发生脱层。有关研究发现，髋关节置换术后患者的DR正位片显示大部分患者的髋臼均出现增生，证实假体后期骨长入状态佳^[28-31]。本研究中CroweⅢ型患者骨长入固定率高达100%，CroweⅣ型骨长入固定85%，稳定纤维固定15%。与上述研究结果具有一致性。CroweⅢ、Ⅳ型髋关节脱位患者的真臼发育不完整，其结构中前壁较薄，而后壁较厚，表现为倒三角形，同时髋臼缘发育欠佳，髋臼周围的骨质疏松，真臼较为平整且顶端正常的弧形结构遭到破坏，临床手术治疗假体安放难度大^[32-33]。通过内壁截骨形成内陷后再进行假体的安放有利于增加髋臼假体宿主骨的覆盖率，同时型号较大的臼杯具有较厚的内衬，能够保证假体安放后期的耐磨性，但其具有臼杯欠稳定的缺点。型号较小的假体可通过加深髋臼深度的方法稳定假体，型号小的假体对髋关节脱位患者发育不良的真臼有良好的适应性，可获得相对满意的宿主骨覆盖率，稳定髋臼假体。但其假体型号小，术后髋关节脱位发生率较高，加之型号过小，内衬相对较薄，耐磨性能差，使用寿命相对较短^[34-35]。上述治疗方法均具有一定的局限性，故其在临床应用中受限，因此全髋关节的置换在临床发展中越来越受重视。人工全髋关节置换的要点在于：①髋臼的重建，其重建是全髋关节置换术的关键，临床遵循原则主要为：恢复其正常的力学结构，避免假体远期发生松动；增加假体对骨的支撑，以保持其最初稳定性；保证髋臼杯处于最佳外展肌前倾角度，避免发生脱位。②股骨侧重建，髋关节发育不良的患者股骨近端形态多继发形态上的改变，髓腔因为扭转而变窄，增加股骨前倾的角度，股骨假体的放置关键在于对前倾角的恢复，帮助股骨头恢复到真臼水平。故需要对前倾角进行调整，以股骨内外髁和髌骨为基础，重新确定安置的前倾角度，避免复合后前倾角过大或是过小引起术后假体脱位的发生^[36-37]。

本研究中，患者治疗后髋关节Harris评分由43.7分上升至89.2分，且肢体缩短长度由4.7 cm恢复至0.4 cm，治疗前后组间数据比较差异有显著性意义(P < 0.05)。且患者治疗后股骨柄机体填充率高达75%以上。说明髋关节置换后患者关节假体固定稳定，有效恢复患者髋关节功能，疗效显著。主要是因为全髋关节置换可根据患者髋臼病变程度，在髋臼缺损严重的部位进行植骨，通过良好的植骨处理，有效让宿主骨与植骨块相融合，保证髋关节旋转中心：CroweⅢ、Ⅳ型髋关节脱位患者股骨头高脱位、关节外旋向上或向下移位，假臼关节在髂骨上形成，真臼因为缺乏相应的股骨头刺激，逐渐变浅、倾斜、受到损伤。行全髋关节假体放置真臼后，会因为覆盖率不足导致稳定性下降。术中可将截下的股骨头制备成植骨块完成植骨，采用螺钉将松质骨固定后增加覆盖率，保证安放的髋臼假体的稳定性，促进髋臼旋转中心的恢复。同时全髋关节置换最大限度的保留髋关节底部、内侧等部位的骨质，为假体的安放提供完好的骨性支撑，有效防止臼发生骨折，保证最佳的骨性支撑力，为后期可能发生再次翻修奠定骨量基础^[38-40]。

综上所述，全髋关节置换对CroweⅢ型、CroweⅣ型髋关节脱位具有显著疗效，具有假体填充率良好、股骨-假体界面稳定率高、初始内固定稳定等优点，可有效促进髋关节功能恢复，恢复肢体长度。随着临床技术不断提高，假体设计完善和材料的改进，将会进一步提高修复效果。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