假体方位角对全髋关节置换术后疗效的影响
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[摘要]目的 研究全髋置换假体方位角与术后疗效的关系，并为临床提供评价标准。 方法 临床随访全髋置换术后患者352例，平均3年1个月，采用Harris评分法评估术后疗效，测量术后及近期X线片髋臼前倾角、外展角、股骨头旋转中心位置及偏心距，并进行统计学分析。 结果 全髋置换术患者优良率为93.0%(Harris评分>80分)。352例中脱位10例，有中度及以上疼痛者16例。优秀组(Harris评分>90分)具有最为合适的方位角。前倾角<15°及外展角>56°者脱位发生率显著增加。疼痛组股骨头旋转中心的偏心距明显大于优良组。 结论 全髋置换术的疗效与髋臼前倾角、外展角、股骨头旋转中心及偏心距密切相关，前倾角在15°～25°、外展角45°～56°及合适的股骨头旋转中心位置和偏心距者术后疗效满意。
[关键词] 全髋置换术;假体;方位角;疗效
Effect of the prostheses position and orientation on total hip arthroplasty
FEI Jun-liang，QI Xin-sheng
(Department of Orthopaedics，Zhongda Hospital，Southeast University，Nanjing210009，China)
Abstract:Objective A group of patients who had been applied total hip arthroplasty were followed up clini-cally and radiolocally to explore the effect of prostheses position and orientation on total hip arthroplasty，by the measurement of the anteversion angle，the abduction angle，the position of the femoral head center and the femoral offset which could be used as a basis to evaluate clinical practice.Method A series of370hip joints(352pa-tients)were followed up.The average follow up period was37monthes.Harris evaluation systemwas used，and the anteversion angle，the abduction angle，the position of the femoral head center and the femoral offset were measured with AutoCAD2005.The results were statistically analyzed，with a P value less than0.05indicating significant dif-ference.Results 93.0%patients got the Harris score more than80.Ten patients were found to have dislocation and16patients showmoderate or severe painness.Patients who got the Harris score higher than90had the most ap-propriate position and orientation of the prostheses.The anteversion angle less than15°or the abduction angle more than56°was found to be associated with the greater risk of dislocation.The large femoral offset was associated with severe pain.Conclusion Based on the results of the study，the anteversion angle，the abduction angle，the position of the femoral head center and the femoral offset should be considered as the most important factors of the healing ef-fect after total hip arthroplasty.We believe that the position and orientation of the prostheses should be controlled appropriately:the anteversion angle in the range from15°to25°，the abduction angle in the range from45°to56°，the appropriate position of the femoral head center and the femoral offset.
Key words:hip arthroplasty;prostheses;postion and orientation;effect
随着人工关节生物力学和材料学的迅速发展，全髋关节置换技术日趋成熟，并为越来越多的人们所接受。为了探讨全髋关节置换手术与髋臼假体的放置对患者术后疗效的影响，作者对352例(370髋)全髋置换病例随访结果进行回顾性分析，结合临床表现及放射学指标，总结全髋关节置换假体方位角对术后关节功 能的影响，并为临床提供评价标准。
1 资料与方法
1.1 一般资料
从1999年1月至2004年9月我院行全髋置换手术352例，其中双侧18例;男165例，女187例，年龄31～100岁，平均62岁。置换原因为股骨颈骨折212例，骨性关节炎53例，股骨头坏死65例，先天性髋臼发育不良11例，类风湿性关节炎10例，强直性脊柱炎1例。假体类型为骨水泥型296例，非骨水泥型74例。手术切口均为髋关节后外侧切口。术前均认真分析髋关节X线片，用X线模板仔细测量，预选出合适的假体，供术中换用。
1.2 疗效评价
临床疗效采用Harris评分标准 [1] ，分为优秀(Har-ris评分90～100分)、良好(Harris评分80～89分)、疼痛、脱位4组。
1.3 X线测量
所有X线片经CR处理，后期行数字化测量。X线片取患者术后第一次的骨盆正位或髋关节正位片和近期复查片(部分)，经AutoCAD2005软件测量。各测量值具有高度的精确度，长度可精确到0.001mm，角度可精确至0.01°，测量指标如下。(1)髋臼前倾角:为 髋臼中心轴与在冠状面上投影之间的夹角。我们所用 的方法是髋臼金属标记圈在冠状面上投影形成一个椭圆，该椭圆的长轴为a，短轴为b，β为髋臼前倾角，β=arcsin(b.a) [2] (图1)。对于非骨水泥型假体，通过先确定其长轴再与臼缘球头未遮盖的弧线行模拟椭圆的方式拟合，也可以精确地测量其髋臼前倾角。(2)髋臼外展角:即两坐骨结节最低点的连线与臼杯金属缘长轴之间的夹角(图1A)。(3)股骨头旋转中心位置:首先用AutoCAD2005软件通过股骨头画一个圆确定圆心(图1B)，此即股骨头旋转中心。股骨头旋转中心垂直位置:股骨头旋转中心到泪滴线的垂直距离;股骨头旋转中心水平位置:股骨头旋转中心到泪滴线的水平距离。(4)偏心距:股骨头旋转中心到股骨长轴的垂直距离。 A.髋臼前倾角外展角的测量方法 B.股骨头旋转中心位置的测量方法 图1 全髋关节置换术后X线测量
2 结 果
随访主要采用电话随访、预约来院复查的方式。352例全髋置换术有330例得到随访，随访率达94%。随访时间7个月～6年，平均3年1个月。术后疗效评分优良率达93.0%(307.330，Harris评分>80分)，满意度95%。在352例全髋置换术中，术后脱位10例(骨水泥型7例、非骨水泥型3例)，均为后脱位，术后脱位主要发生于术后4个月内。中度及以上疼痛患者16 例。患者术后髋臼前倾角、外展角、股骨头旋转中心及 偏心距的X线测量结果见表1。
运用STATA7.0统计软件进行统计学处理:前倾角<15°与≥15°的患者发生脱位的发生率比较，Fisher确切概率P<0.01;外展角>56°与≤56°的患者发生脱位的发生率比较，Fisher确切概率P<0.01;脱位发生的概率与股骨头位置的Logistic回归模型提示股骨头位置越高，发生脱位的风险越大(P<0.01);本组有16例有较为严重的大腿疼痛，在X线测量中发现其股骨头旋转中心的偏心距明显大于疗效优良组(t=6.12，P<0.01)。 表1 髋臼前倾角、外展角及股骨头位置测量结果
3 讨 论
全髋置换术后的疗效影响因素较多。患者术后的功能锻炼与髋关节的功能恢复程度密切相关，随访过程中我们发现较为有效的功能锻炼能代偿或纠正跛行，增加髋关节的活动度，部分患者通过锻炼已完全可以做下蹲动作。手术对全髋置换术后疗效起着决定性作用，在手术入路的选择上我们习惯选用后外侧入路，实践证明手术效果好，脱位发生率也较低。
在本研究352例患者中有10例发生髋关节脱位，在X线测量时发现髋臼前倾角、外展角存在明显异常，前倾角过小(<15°)和外展角过大(>56°)及股骨头旋转中心位置的上移是髋关节脱位的主要原因，具有统计学意义(P<0.01)。目前全髋置换术中对臼杯位置的控制主要依靠术者的临床经验，臼杯的放置方向和位置被认为是影响术后脱位的重要因素 [3] 。在全髋关节置换手术中臼杯的放置是最重要的。由髋臼周缘及其开口形成的平面与身体的矢状面约呈40°向后的角度，与身体横断面呈60°向外的角度，可容纳股骨头的2.3。前倾角是人类在长期进化过程中形成的，直立行走时，体重自第5腰椎、髂骨经两侧的骶髂关节、髋臼传导至两侧股骨头，再由股骨头往下到达下肢，身体重心位于骶2椎体的前缘，重心和股骨头的连线与冠状面形成前倾，在发育过程中前倾角经历了由小到大、由大变小的过程以适应人体生理活动的需要。髋臼前倾角对髋关节生物力学的稳定起着重要作用。Barrack [4] 研究表明前倾角在10°～20°、外展角在45°～55°之间能最大限度地减少撞击和脱位，维持关节的稳定性。
本组有16例出现较为严重的大腿疼痛，在X线测量中发现其股骨头旋转中心的偏心距明显大于优良组(t=6.12，P<0.01)，分析其原因可能是由于股骨头受力的水平分量增加，对假体周围组织产生应力作用增强所致。
在Harris评分比较中，X线测量中外展角优秀组大于良好组，部分门诊随访患者的髋关节外展活动度优秀组亦明显大于良好组。因此，在一定范围内增加外展角可改善髋关节的功能。D'Lima等 [5] 认为髋臼外展角在45°～55°，外加合适的髋臼和股骨侧前倾角能减少撞击，达到髋关节最大活动度和稳定性。同时在测量中我们也发现15例患者在髋臼外上方有局限性骨缺损，外展角均在53°以上，其远期效果有待进一 步随访。在临床随访中我们还发现跛行患者有股骨头 旋转中心垂直位置上移，臀中肌肌力明显降低，髋关节外展功能减弱的现象。软组织张力低，特别是外展肌乏力是髋关节脱位的重要原因 6] 。髋臼假体精确的放置对关节的稳定性十分重要。Hirakawa等 [7] 研究表明具有最佳远期疗效的外展角应≤40°，股骨头旋转中心最佳位置应为垂直距离35cm，水平距离<25cm。
在对352例患者平均3年1个月的随访研究中，我们得出了这样的结论:全髋置换术后疗效与髋臼前倾角、外展角、股骨头旋转中心及偏心距密切相关。我们认为前倾角在15°～25°、外展角45°～56°及合适的股骨头旋转中心位置和偏心距对全髋置换术后疗效起着重要作用。Von Recum等 [8] 对全髋关节置换手术常规行CT引导下对髋臼方位角精确定位，并获得了良好的效果。Doyle等 [9] 建议积极应用导航设备三维光学数字化系统和机器人对髋臼的方位角进行三维定位，可使全髋置换术更加完美。
[参考文献]
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(东南大学附属中大医院骨科，江苏南京 210009)
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