腰椎融合对全髋关节置换后中期疗效影响的匹配对照试验

doi:10.12307/2023.774

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (36): 5801-5805.doi: 10.12307/2023.774

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腰椎融合对全髋关节置换后中期疗效影响的匹配对照试验

郭卓涛1，张凯1，查国春2，郭开今2

1徐州医科大学，江苏省徐州市 221000；2徐州医科大学附属医院骨科，江苏省徐州市 221006

收稿日期:2022-11-01 接受日期:2022-12-12 出版日期:2023-12-28 发布日期:2023-03-24
通讯作者: 郭开今，主任医师，教授，硕士生导师，徐州医科大学附属医院骨科，江苏省徐州市 221006
作者简介:郭卓涛，男，1997年生，浙江省嘉善县人，汉族，徐州医科大学在读硕士，医师，主要从事骨关节方向的研究。

A matched controlled trial of lumbar fusion effect on mid-term outcomes after total hip arthroplasty

Guo Zhuotao1, Zhang Kai1, Zha Guochun2, Guo Kaijin2

1Xuzhou Medical University, Xuzhou 221000, Jiangsu Province, China; 2Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou 221006, Jiangsu Province, China

Received:2022-11-01 Accepted:2022-12-12 Online:2023-12-28 Published:2023-03-24
Contact: Guo Kaijin, Chief physician, Professor, Master’s supervisor, Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou 221006, Jiangsu Province, China
About author:Guo Zhuotao, Master candidate, Physician, Xuzhou Medical University, Xuzhou 221000, Jiangsu Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

全髋关节置换：自20世纪60年代出现至今，已逐渐成为髋关节终末期、老年髋部骨折等髋部疾病的最有效治疗方法之一，通过人工髋臼及人工股骨头等部件构成人工关节替代原有病变关节以改善患者病痛。

腰椎融合：是将相邻椎体通过植骨结合内固定的方式，将相邻椎体融合为一体，即2个功能单元变成一功能单元，腰椎融合术可以防止腰椎不稳、滑脱，同时也是腰椎退行性疾病固定的常见术式之一，过度融合也会影响相邻节段或者骨盆的活动度。

背景：近年来腰椎与髋关节同时存在疾患并手术的患者增多，关于腰椎融合患者全髋关节置换后中期疗效的研究目前开展较少。
目的：探讨腰椎融合对全髋关节置换患者置换后中期疗效的影响。
方法：回顾性分析2014年1月至2019年1月在徐州医科大学附属医院接受初次全髋关节置换患者的临床和影像学资料，根据术前是否存在腰椎融合史将患者分为融合组和非融合组。融合组共41例，从同期全髋关节置换的患者中，按融合组性别、年龄、体质量指数±5、术前目测类比评分±2、术前Harris髋关节评分±10维持1∶2匹配，筛选出82例患者作为非融合组。比较两组患者术后末次随访时出现的并发症及Harris髋关节评分，再通过术前站立位和坐位间骨盆倾斜角变化(ΔPT)，将融合组患者分为骨盆僵硬组(ΔPT < 20°)和非骨盆僵硬组(ΔPT≥20°)，比较两组患者的疗效差异。
结果与结论：①所有患者均获得36个月以上的随访；融合组脱位风险高于非融合组，差异有显著性意义(P=0.035)；②融合组在Harris髋关节评分中的活动评分(P=0.030)及总分(P=0.001)均低于非融合组；③骨盆僵硬组患者末次随访Harris髋关节评分显著低于非骨盆僵硬组(P=0.032)；④提示腰椎融合患者行全髋关节置换的预后比一般全髋关节置换患者差，尤其是骨盆僵硬的患者；且腰椎融合患者全髋关节置换后的脱位风险相对较高；这为既往腰椎融合预行全髋关节置换的患者术前进行常规脊柱成像提供了支持，并给患者提供了术后期

望值。

https://orcid.org/0000-0001-9133-2278 (郭卓涛)

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: 全髋关节置换, 腰椎融合, 骨盆僵硬, 术后疗效, 脱位

Abstract: BACKGROUND: In recent years, the number of patients with simultaneous lumbar and hip joint diseases and undergoing surgery has increased. The mid-term prognosis of patients with lumbar fusion after total hip arthroplasty is rarely studied.
OBJECTIVE: To investigate the mid-term effect of total hip arthroplasty in patients with lumbar fusion.
METHODS: Clinical and imaging data of patients who received initial total hip arthroplasty at the Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University from January 2014 to January 2019 were retrospectively analyzed. Patients were divided into a fusion group and a non-fusion group according to whether there was lumbar fusion before surgery. There were 41 patients in the fusion group. Among the patients with concurrent total hip arthroplasty, gender, age, body mass index ±5, visual analog scale score ±2, preoperative Harris hip score ±10 maintained 1:2 matching, and 82 patients were selected as the non-fusion group. The complications and Harris hip score of the two groups at the last postoperative follow-up were compared, and the fusion group was divided into a pelvic stiffness group (ΔPT<20°) and a non-pelvic stiffness group (ΔPT≥20°) according to the changes of pelvic tilt angle (ΔPT) between standing and sitting positions before surgery. The difference in curative effect was compared between the two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) All patients were followed up for more than 36 months. The rate of dislocation in the fusion group was higher than that in the non-fusion group (P=0.035). (2) The range of motion score (P=0.030) and total Harris hip score (P=0.001) in the fusion group were lower than those in the non-fusion group. (3) The Harris hip score of the patients of pelvic stiffness group at the last follow-up was significantly lower than that of the non-pelvic stiffness group (P=0.032). (4) It is concluded that the prognosis of patients with lumbar fusion after total hip arthroplasty was worse than that of patients with general total hip arthroplasty, especially those with pelvic stiffness. Moreover, patients with lumbar fusion have a higher risk of dislocation after surgery. This provides support for routine preoperative spinal imaging in patients with prior lumbar fusion and pre-total hip arthroplasty and provides the patient with postoperative expectations.

Key words: total hip arthroplasty, lumbar fusion, pelvic stiffness, postoperative efficacy, dislocation

中图分类号:

郭卓涛, 张凯, 查国春, 郭开今. 腰椎融合对全髋关节置换后中期疗效影响的匹配对照试验[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5801-5805.

Guo Zhuotao, Zhang Kai, Zha Guochun, Guo Kaijin. A matched controlled trial of lumbar fusion effect on mid-term outcomes after total hip arthroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(36): 5801-5805.

图/表（结果） 7

2.1 参与者数量分析 47例患者行生物型THA术前有腰椎融合史，其中2例患者失访(4.3%)，3例患者患强直性脊柱炎(6.4%)，1例患者融合累及胸椎(2.1%)，剩余41例患者纳入融合组。另外以1∶2的比例匹配82例同期无脊柱融合史的THA患者作为非融合组。两组患者均获得36个月以上的随访。
2.2 基线资料比较融合组及非融合组间人口统计学数据差异无显著性意义，见表2。

2.3 试验流程图见图2。

2.4 术后并发症及生物相容性末次随访融合组患者共发生3例脱位，均为非创伤性后脱位，进行了1例翻修；而非融合组发生了1例创伤性假体周围骨折。两组患者在翻修、假体周围感染、无菌性松动、假体周围骨折方面差异均无显著性意义(P > 0.05)，而融合组脱位率高于非融合组，差异有显著性意义(P=0.035)，见表3。植入物生物相容性可，未出现植入物周围感染、无菌性松动、过敏反应、免疫反应及排斥反应等宿主不良反应。

2.5 两组HHS评分结果两组患者在HHS功能、疼痛、肢体畸形评分中差异无显著性意义(P > 0.05)，而融合组在HHS总分(P=0.001)及活动度评分(P=0.030)中均低于非融合组，且差异有显著性意义，见表4。

2.6 融合组内二次分析二次分析发现骨盆僵硬组与非骨盆僵硬组患者在脱位及翻修方面差异无显著性意义(P > 0.05)，而骨盆僵硬组末次随访HHS评分显著低于非骨盆僵硬组(P=0.032)，见表5。

2.7 典型病例
病例1：女性患者，77岁，腰椎融合内固定术后3年因股骨头无菌性坏死行右侧THA，THA术后17个月发生非创伤性髋关节假体脱位，见图3。

病例2：女性患者，66岁，腰椎融合术后5年因右侧股骨头无菌性坏死行右侧THA，患者站立位和坐位腰骶X射线侧位片上可见，患者骨盆活动度较差(ΔPT < 20°)，骨盆相对僵硬，THA术后患者在站立位时骨盆缺乏前倾，见图4。

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引言

材料方法

1.1 设计病例匹配对照试验，组间比较采用独立样本t检验、卡方检验、Fisher精确检验。
1.2 时间及地点试验于2014年1月至2019年1月在徐州医科大学附属医院完成。
1.3 对象选择2014年1月至2019年1月在徐州医科大学附属医院关节外科进行初次THA的患者1 353例。
纳入标准：①THA术前曾行腰椎融合治疗；②生物型THA。
排除标准：①存在颈椎或胸椎融合的患者；②存在强直性脊柱炎或神经肌肉障碍疾病的患者；③非生物型THA；④明显脊柱畸形、脊柱活动受限或严重背部疼痛的患者；⑤因创伤骨折行全髋置换的患者；⑥失访患者。
经过筛检共47例患者THA术前曾行腰椎融合治疗，其中2例患者失访(4.3%)，3例患者患强直性脊柱炎(6.4%)，1例患者融合累及胸椎(2.1%)，剩余41例患者纳入研究，男18例，女23例；年龄44-79岁，平均(63.4±8.7)岁；体质量指数为18.1-31.5 kg/m2，平均(25.1±3.2) kg/m2。以1∶2的比例将41例有腰椎融合史的THA患者与82例同期无脊柱融合史的THA患者进行匹配，非融合组匹配标准为融合组患者性别、年龄、体质量指数±5、目测类比评分±2、Harris髋关节评分(Harris hip score，HHS)±10。
该临床研究方案的实施符合《赫尔辛基宣言》和徐州医科大学附属医院对研究的相关伦理要求(批准号：XYFY2021-KL054-01)。受试者及家属对数据收集完全知情同意，并签署了“知情同意书”。
1.4 材料植入物的材料学特征见表1。

1.5 手术方法经统计融合组及非融合组患者均以后外侧入路进行THA手术，两组患者手术均由同一组专家完成。
手术方法：患者取侧卧位，体位架前方固定于耻骨联合，后方固定于骶髂关节，切口从髂后上棘开始，在上棘下外侧约5 cm处，与臀大肌平行向下外延伸，到达大转子的后上方，然后沿后缘向远侧延伸，总长10-15 cm。依次切开皮肤、皮下组织和阔筋膜，分离臀大肌，露出臀中肌和外旋肌。将短外旋肌群及深面后外侧关节囊切开，将髋关节暴露，在小转子上方1.0-1.5 cm处切开股骨颈，取出股骨头。充分显露股骨近端，用髓腔锉逐渐扩髓腔，充分暴露髋臼，清理髋臼边缘及内部组织，修整至合适尺寸插入髋臼假体。后选择合适的股骨柄假体插入，安置股骨头及衬垫后复位髋关节，屈伸髋关节检查关节活动度和稳定性，术后患者均按照标准化髋关节置换路径进行治疗，并接受相同的物理治疗方案。
1.6 主要观察指标
1.6.1 随访两组患者均获得36个月以上的随访，收集患者术后并发症及末次随访的功能评估资料，随访由2位训练有素的骨科专业医师分开进行，使用HHS评估THA术后功能，最后的数据取两者的平均值。
1.6.2 临床评估 ①术后并发症：脱位、翻修、假体周围感染、无菌性松动、假体周围骨折等；②HHS：包括功能评分、疼痛评分、活动评分及畸形评分，满分100分，≥90分为优秀，80-89分为良好，70-79分为一般，≤70分为差。③脊柱骨盆矢状位平衡参数：骨盆倾斜角(PT，S1上终板中点到股骨头中心点连线中点与铅垂线之间的夹角)、骶骨倾斜角(SS，S1上终板平面切线与水平线的夹角)、骨盆入射角(PI，S1上终板中点作垂直于上终板的垂线，该线与S1上终板中点到股骨头中心点连线中点的夹角；若双侧股骨头不重叠，则取两股骨头中心连线的中点)，见图1。PT=PI-SS，通过直接测量及差值进行校准，影像学指标由两人独立完成，最后数值取两人平均值。通过KANAWADE等[12]提出的分类，根据患者术前站立位和坐位之间骨盆倾斜角变化(ΔPT)将患者分为骨盆僵硬组(ΔPT < 20°)和非骨盆僵硬组(ΔPT≥20°)。

1.7 统计学分析采用SPSS 25.0(Chicago，IL，USA)统计软件进行处理，计量资料首先采用Shapio-Wilk检验判断其是否符合正态分布，对于符合正态分布且方差齐的计量资料，以x±s进行统计学描述，两组间正态分布数据采用独立样本t检验；对非正态分布的计量资料进行数据转换，转换后正态分布的数据采用独立样本t检验，转换后非正态分布的数据采用Mann-Whitney U检验。计数资料采用百分比或分数进行描述，计数资料的组间比较采用卡方检验或Fisher精确检验。所有检验均采用双尾计算，P < 0.05为差异有显著性意义。文章统计学方法已经徐州医科大学附属医院生物统计学专家审核。

讨论

此次研究表明：①相比无腰椎融合史的患者，术前曾行腰椎融合的患者THA术后有较高的脱位风险；②腰椎融合患者THA术后功能较差，尤其是骨盆僵硬的患者。
THA是20世纪最成功的手术之一，帮助髋关节终末期疾病及老年髋部疾病患者解决疼痛、活动受限等一系列问题，其术后16年满意度高达96%[13]。但THA术后出现的并发症仍层出不穷，需要骨科医生去关注并解决。腰椎融合术是脊柱外科治疗腰椎疾病的常见术式之一，随着人口老龄化及生活水平提高，THA术前曾行腰椎融合的患者逐年增加，而有学者报道相比一般THA患者，该人群THA术后脱位、翻修的风险更高[10，14]。如何改善该人群THA术后疗效，降低这种风险已经成为亟需关注的问题。
虽然THA假体不断改进，手术技术不断提高，但THA术后脱位仍然时常发生[15]。此次研究结果显示腰椎融合患者THA术后脱位风险高于无腰椎融合史患者。MALKANI等[2]统计分析62 387例THA发现，THA前有腰椎融合史的患者术后脱位发生率为7.4%，而无融合史的患者为4.8%(P < 0.001)。GAUSDEN等[16]研究提出脊柱融合术史是THA术后6个月内发生脱位最显著的独立危险因素。引起这种脱位率差异的原因，目前有学者提出脊柱矢状位平衡改变引起髋关节的撞击及脱位[3]。人体通过脊柱-骨盆-髋关节相互协调，维持人体矢状面姿势平衡。由站立位变为坐位时，骨盆前倾及腰椎前凸减小，髋臼前倾增加适应髋关节活动，而腰椎融合导致腰椎前凸变化减小，引起骨盆在坐位时前倾增加而髋关节运动时出现前撞击及后脱位，同理坐位变为站立位时，会出现后撞击及前脱位[17-18]。僵硬的腰椎可能引起髋关节过度运动，在体位变化过程中会使假体发生撞击和脱位的风险[19]。例如图4B中患者站立位时骨盆前倾不够，导致髋臼在站立时仍保持一种较大的前倾角，而股骨在运动时就容易撞击臼杯后侧，即所谓的后撞击，容易出现前脱位或者患者髋关节伸直受限，这种撞击脱位风险可以通过术前对腰骶影像评估、个体化放置臼杯来改善[20]。更有学者VIGDORCHIK等[21]分析提出，绝大多数有脊柱僵硬的THA患者没有融合内固定，并建议对所有接受THA的患者进行术前脊柱骨盆评估。KATAKAM等[22]发现腰椎弯曲程度与THA术后脱位的关系密切，脊柱融合与强直性脊柱炎均提高了THA术后脱位风险。不局限于腰椎融合，THA术前对患者腰椎及骨盆活动度的评估十分必要。
在对123例患者进行随访及调查的过程中，THA术后两组患者HHS评分均较术前有明显增加，证明了THA手术的积极作用，但是融合组末次随访HHS评分低于非融合组，这可能是腰椎融合对THA术后疗效的负面影响导致的差异[23]。LOH等[7]通过观察西大略湖和麦克马斯特大学评分及SF-36评分，发现无脊柱融合的THA患者比既往有脊柱融合的THA患者预后更好，这与此次研究的随访结果相符。UMEHARA等[24]已经证明，脊柱融合影响患者的姿势，并可能减少腰椎的活动度。BLIZZARD等[6]分析数据时发现脊柱融合导致脊柱僵硬，从而影响髋关节活动度。这可能是引起两组患者术后预后评分差异的因素，同时也解释了两组患者术后关节活动度存在显著差异。此外，WENG等[25]研究发现THA治疗严重的髋关节骨性关节炎可以帮助纠正异常的矢状位脊柱-骨盆-腿对齐和缓解共病引起的腰痛，这可能解释了未行脊柱融合的患者THA术后预后更好的原因。在随访超过3年的情况下，融合组患者术后36个月平均HHS评分未达到优秀(≥90分)，一方面可能是融合的腰椎导致脊柱骨盆僵硬引起患者术后康复能力或者锻炼水平下降，长时间的卧床或者活动量减少导致腿部肌肉萎缩或肌力下降，进一步引起患者THA术后功能恢复变差；也可能是由于另一侧髋关节退行性病变恶化或其他关节如膝关节和踝关节骨关节炎的发展。既往有脊柱疾病的患者矢状面平衡异常，可能导致脊柱骨盆下肢矢状面对齐异常及关节机械负荷加重[26]。
在融合组内二次分析时发现骨盆僵硬患者(ΔPT < 20°)THA术后功能更差。脊柱-骨盆-髋关节在身体姿势平衡中扮演着不可或缺的角色，成年后骶髂关节近乎趋于稳定[27]，部分腰椎融合患者，例如融合累及骶骨，会引起骨盆活动度下降[28]。如图4所示，患者在站立位到坐位的姿势改变过程中，骨盆倾斜角变化较小，而人体为维持姿势平衡，往往会增加患者髋关节的活动[29]。髋关节的过度活动，在姿势变化过程中活动受限，增加了运动负担；再者也会增加撞击及疼痛的可能，在日常生活中影响患者的生活质量。也有研究发现腰椎融合后骶骨倾斜角降低(SS=PI-PT)或脊柱骨盆矢状面异常有较高的相邻节段退变的风险[30]，这也可能是引起组内功能差异的原因之一。
此次研究受限于样本量小，尽管许多患者可能同时有腰椎和髋关节的问题，但最终两者都进行手术的患者相对较少。此次研究随访时间虽然足以评估中期功能预后，但不足以评估THA术后预后效果，未来需要更长的随访研究评估两组之间远期功能结果是否有差异。此次研究是匹配对照研究，缺乏随机性且可能出现选择偏倚，从而影响结果分析。
此次研究探索了既往腰椎融合对THA术后疗效的影响，表明既往有腰椎融合史患者THA术后的疗效比一般THA患者更差，这对于指导既往接受过腰椎融合的患者进行THA治疗具有临床意义。同时THA术前进行脊柱骨盆矢状面影像学评估以个体化放置臼杯来改善该群体患者术后的脱位风险及功能疗效是有必要的。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

腰椎融合对全髋关节置换后中期疗效影响的匹配对照试验

A matched controlled trial of lumbar fusion effect on mid-term outcomes after total hip arthroplasty

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