重度先髋脱位全髋置换术中肢体延长长度的探讨

丛锐军,符培亮,刘伟,祝云利,李晓华,赵辉,付奇伟,吴海山

(第二军医大学附属长征医院骨科,上海 200003)

先天性髋关节脱位(developmental dysplasia hip,DDH)是临床上较为常见的导致继发性骨关节炎的疾病,成人重度先天性髋关节脱位因严重疼痛影响患者正常生活[1],继发腰椎和膝关节等疾病,一般需进行全髋关节置换(total hip arthroplasty,THA)手术治疗[2,3]。由于双髋运动中心高度不一致,患者可出现肢体不等长、下肢力线不良、膝关节损害等,因此全髋关节置换术不但要恢复一个无痛、稳定的髋关节,而且还要尽可能的恢复肢体长度、下肢力线和双侧肢体的相对平衡以解除下腰部和膝关节疼痛[4]。尽可能的把假体髋臼置入真臼内是手术成功的关键,还纳入真臼的方法主要是术中牵拉肢体必要时行粗隆下截骨,但过度的牵拉会导致关节周围的血管、神经的损伤[5],而粗隆下截骨增加了骨不连的风险,因此,探索 T HA手术中肢体可延长的长度范围是必要的。传统观点认为,肢体延长 4cm是安全的[6],本文通过基础实验和临床随访,探讨了肢体延长的长度范围。

1 资料与方法

1.1 基础研究 20只狗(实验动物均由第二军医大学动物中心提供)髋臼部离断髋关节,生物力学机上持续、缓慢牵拉后肢,肢体牵拉长度分为四组,牵拉长度分别为后肢长度的4%、5%、6%和 7%,牵引力逐渐增加,最大牵引力为 326N。建立后肢延长后神经、血管损伤的动物模型[7]。通过神经传导速度 (nerve conduction velocity,N CV)和肌电图(electromyogram,EMG)测量的方法,了解实验动物坐骨神经在不同牵拉长度下的损伤程度,通过组织学方法探索牵拉后血管损伤情况。20只实验动物被随机分配到四组,随机数产生来源于 Microsoft Office Excel软件。

神经电生理检查方法：a)运动神经传导速度(motor nerve conduction velocity,MCV)：以针电极刺入胫神经、腓总神经分叉处引导电极[6],共测定 4O条神经的 M CV,在狗坐骨神经穿出肌肉处给予刺激而获得相应神经的运动传导速度[8]。b)感觉神经传导速度(sensory nerve conduction velocity,SCV)：采用顺行法测量坐骨神经的感觉传导速度。神经传导速度大于正常降低 2.5 s为减慢,潜伏期大于正常增加 2.5 s为延长,诱发波幅低于正常 50%为降低。c)EM G：均采用针电极刺入肌腹内。EM C异常判断标准：静止时异常自发电位(纤颤波或正锐波两处以上)。轻度刺激单位电位时限增宽大于正常 20%,波幅增高大于正常 70%;重度刺激时运动单位电位募集波形为单纯相或无刺激时单位[9,10]。

血管损伤的检查方法：取各组牵拉后的股动、静脉,分别在显微镜下观察各血管内膜的损伤情况。进一步在(36.5± 0.5)℃的温度场下,在 PH值为 7.4的生理盐水玻璃缸内,使用牵拉装置持续牵拉血管,显微镜下观察牵拉后血管损伤。

1.2 临床研究 根据前期基础研究的结果,选择 2007年 12月至 2009年 5月本院关节中心收治的 29例(32髋)重度DDH患者(采用 Crowe分型,认为 CroweⅢ型、Ⅳ型的患者为重度患者)。手术时年龄 38～52岁,均不含有其他影响神经功能和血管内膜的相关疾病。 26髋不需行粗隆下截骨,肢体延长长度在肢体长度的 6%以内,6髋行粗隆下截骨以保证肢体延长长度不大于肢体长度的 6%。下肢长度按照棘踝线(髂前上棘到内踝)的长度计算[4]。

患者手术由同一组医生完成,术前常规在双髋正位片、三维重建 CT上测量,以确定关节真臼位置、髋臼发育情况、是否需要植骨、髋关节运动中心需要下移的距离及股骨需要短缩的长度。取常规后外侧入路,切断外旋肌群暴露关节囊。切除关节囊及真臼内纤维脂肪组织,用小号骨挫向内磨出髋臼底,然后再逐级放大放置髋臼假体。若髋臼假体骨性覆盖低于 70%,需行结构性植骨。髋臼上方接受植骨部位用髋臼挫打磨、钻孔至暴露出渗血骨面,将截下的股骨头修剪成形后用螺钉固定于准备好的骨床上,再用髋臼挫挫磨髋臼。髋臼假体放置后用 1～2枚螺钉固定松解髋关节周围软组织,主要包括关节囊、内收肌、髂腰肌,必要时松解阔筋膜张肌,股骨侧扩髓适当型号后放试样。如需截骨于股骨粗隆下1 cm处,用电刀沿股骨长轴做一标记,于此处按术前测量横行截去相应长度的股骨进行复位。若截骨后端间仍有重叠,可追加截骨,插股骨假体,击打假体使截骨端靠拢。根据标记线可控制股骨旋转,若股骨前倾角过大,可旋转股骨近端以去旋转。将截下的骨块及股骨头修剪后植于截骨群位周围。截骨处由于假体的内夹板作用通常能牢固固定,必要时可加用辅助内固定。术中一般不做臀中肌松解,以防术后臀中肌无力。未截骨患者术后 3 d内部分负重,6周后可逐渐过渡至完全负重。行髋臼结构性植骨、股骨截骨患者的负重延后至术后 3个月。股骨截骨愈台标准为：骨痂形成、骨端无移位、两骨端之间皮质连续性建立。

术后平均随访 6个月,采用 Harris评分、肌电图改变、血管超声等方法检查神经血管损伤。以上研究中使用的统计软件为 SPSS 13.0,统计工作均由第二军医大学统计学教研室完成。

2 结 果

2.1 基础研究结果 四组实验动物后肢延长后导致神经电生理改变的结果见表 1～2。第四组 M CV、SCV的病变率显著高于前三组;对四组的原始数据进行多样本均数的方差分析,得到四组实验动物 MCV、SCV在牵拉前没有显著性差异,组与组之间基线齐。在四种牵拉长度牵拉以后,各组实验动物坐骨神经的 M CV值存在差异,牵拉长度延长 MCV均值也相应延长,第四组的 M CV值与其他组存在显著差异,前三组的 MCV值之间没有显著性差异。牵拉后 NCV的改变有统计学意义,牵拉造成的神经损伤是有明显差异的;可以认为,肢体延长的长度超过肢体原有长度的 6%,对运动、感觉神经传导速度会产生显著的影响(见表 3～4)。

表1 四组实验动物后肢延长后导致神经电生理改变的结果

表2 四组实验动物神经牵拉后 EMG所见

表3 四组实验动物牵拉前后神经电生理值的方差分析的结果

表4 四组实验动物牵拉前后神经电生理值方差分析的显著性比较

肢体延长超过原有长度的 6%后,神经不同程度的出现了损害,但是这种损害的表现不尽相同,即使肢体延长达到下肢的 7%以后,仍有 50%的个体的肌肉受到刺激后尚可以收缩。

四组试验动物在肢体牵拉到 7%时未出现明显的血管内膜损伤(见图 1～2)。继续牵拉血管直到血管延伸达到原长度的 19.7%以后,才相继出现血管内膜损伤(见图 3)。当动脉延伸到原长度的 27.2%,静脉延伸到原长度的 24.1%后, 95%的血管出现内膜断裂,1例出现肌层损伤。可以认为,在肢体延长在 6%以内不至于引起血管损伤。在生物力学机上牵拉血管并灌注新鲜自体血后发现：血管延长到原长度 20%～30%后,血压增高而不引起的血流量增加的拐点出现较早,但在延长 20%以下时这种改变并不明显(见图 4),说明血管延长 20%以后才会引起血流动力学的明显改变。

2.1 临床研究结果 29例患者身高为(1.59±0.09)m,下肢长度为(82.65±1.69)cm。术前患者 Harris评分为(32.98 ±8.51)分,术后随访 6周 28例患者(脱漏 1例)Harris评分为(91.26±3.57)分。肢体延长长度(3.3±1.15)cm,最长延长 5.9 cm(见图 5～9)。

图1 血管内膜完整

图2 内膜及内膜下未见损伤

图3 牵拉30%后动脉内膜剥落

图4 牵拉后血管内压力流量曲线

术前、术后 32例下肢全部进行肌电图检测,分别测各肢体的 M CV、SCV和 EMG。术前所有患者肌电图均未见明显异常,术后有 5例患者出现神经传导速度减慢,6例患者出现感觉神经传导减慢,4例肢体延长超过下肢长度 6%的患者均出现感觉及运动传导异常(见表 5～8)。但是所有患者的EM G都未见自发电位,个别患者在术后 3d内出现肢体麻木等感觉,复诊时症状均消失。

图5 患者1双侧重度DDH

图6 患者1术前三维重建

图7 患者 1THA术后X线片

图8 患者2双侧DDH

图9 患者 2肢体延长 5.9 cm纳入真臼

表5 术后患者坐骨神经NCV改变

表6 术后患者股骨神经NCV改变

表7 术后患者股四头肌 EM G改变

表8 术后患者股二头肌 EM G改变

对 32例肢体做血管超声检查,1例患者有深静脉血栓形成,给予抗凝治疗后血栓消失。32例肢体均未见血管损伤的明确证据。

3 讨 论

治疗 DDH的 T HA手术复杂,术前设计对手术的成功至关重要。尽量建立双侧运动中心的平衡,把患肢还纳入真臼内,是减少腰骶部相关并发症的重要手段。传统观点认为肢体延长 4 cm以内可以直接还纳,延长长度大于 4 cm的应该行粗隆下截骨。考虑到患者的身高差异较大,下肢长度不尽相同,固定的延长长度是不能涵盖所有患者的身高和下肢长度的要求。例如我们收治的 1例 DDH患者,身高只有 130 cm,双下肢长度 65cm,右侧髋臼上移 4.2cm,按照传统观点可以还纳入真臼,但经右髋周围软组织松解后,肢体只能延长 3.3 cm(见图 7～9)。因此本文从实际出发,设计了使用肢体延长长度占下肢肢体长度的比值作为度量指标的基础和临床研究,系统的证实了延长长度的安全范围是不超过下肢长度的 6%。在这个长度范围内,不至于引起患者术后的神经血管损伤。在本试验中有 4例患者要求尽量延长肢体且拒绝截骨,在充分向患者说明可能的并发症并征得患者签字同意的基础上,将髋臼置入至真臼内,延长肢体超过下肢长度 6%;该 4例患者术后均出现不同程度肢体麻木,肌电图也表现出轻度改变,经过积极的康复训练后,这些症状均得到缓解。

本试验的基础实验部分采用随机区组对照试验,样本量估计、实验区组来源于预实验;采用方差分析的统计方法。我们认为,该实验结果能够证明神经损伤与过度牵拉有关;在牵拉长度限于肢体长度的 6%以内,在相同的牵拉长度下,血管损伤的出现较神经损伤少见。

临床试验阶段采用临床对照试验,肢体延长长度根据患者肢体移位情况决定。DDH的患者往往伴有股骨头前倾角增大,在 T HA手术中不仅有单纯的肢体延长,还需要有股骨的前倾角的纠正和关节周围软组织的松解。因此,对那些移位较大且关节畸形严重的患者,我们建议术中行肌电图等检查,以辅助判断肢体延长的允许长度。

本试验尚存在一些不足,如果临床部分能进一步扩大样本量,并根据患者的一般情况进行随机区组设计,会有更强的说服力。但因本病发病率低,其中重度患者数量有限,患者一般情况差异较大,因此,我们的试验不能满足临床随机对照试验的标准,我们希望将来的临床中心研究能够提供进一步的证据。

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