老年人全髋置换术前评估股骨近端髓腔解剖形态的新方法

李 萌 汪 丽 陈 晶 李学洲 林光柱 姜金兰 (吉林大学中日联谊医院，吉林 长春 30033)

全髋关节置换术目前已经成为重建老年人病损髋关节功能的一个行之有效的手段。对于骨水泥假体来说，股骨假体与股骨近端髓腔形态匹配不合理导致的假体固定不佳及松动是导致手术失败或中远期疗效不理想的重要并发症〔1〕。非骨水泥型假体具有非常好的稳定性及中远期疗效〔2，3〕，但在假体设计、选择及与髓腔匹配上也有各种问题需要解决〔4，5〕。而且，无论何种形态的股骨柄，要有良好的初始稳定性，就需要假体在几何外形上与髓腔相匹配，受力尽可能均匀，尽量减少应力遮挡〔6〕。所以对股骨近端髓腔解剖形态的测量及评估就显得尤为重要。Noble等〔7〕提出用髓腔开大指数(CFI)描述股骨髓腔的形态，Laine等〔8〕使用干骺端髓腔开大指数(MCFI)描述股骨近端髓腔形态，但是因为股骨髓腔形态的多样性，目前还没有方法能够真正有效精确描述其解剖形态特点。本文提出使用股骨近端髓腔开大指数(PCFI)描述股骨近端髓腔的解剖形态，旨在对全髋关节置换术前假体的选择及改良假体设计起到一定指导作用。

1 对象与方法

1.1 对象 随机选择吉林大学中日联谊医院2012～2013年120例老年患者髋关节(包括股骨上2/3，股骨内旋使股骨颈处于水平位)正位DR影像资料。其中男43例，年龄56～88岁，平均70.6岁;女79例，年龄54～94岁，平均62.3岁。入选标准:X线摄片显示无股骨上段骨折或骨缺损、股骨肿瘤、硬化性骨髓炎，DR图像清晰易辨。

1.2 测量设备及方法 (1)采用德国Siemens公司DR摄片机(XIOM-Aristors-FX)，焦距80 cm，放大率125%，电脑自动生成标尺。(2)测量软件DICOM图像处理与测量软件:Onis2.3(日本DigitalCore有限公司出品)。

1.3 测量参数 (1)股骨近段髓腔内径参数:小粗隆中点上方20 mm髓腔内径值(A)、小粗隆中点髓腔内径值(B)、小粗隆中点下方20 mm髓腔内径值(C)、峡部髓腔内径(髓腔内径最小部位)(D)。(2)股骨近段髓腔形态参数:股骨髓腔开大指数(CFI):A/D〔7〕、干骺端髓腔开大指数(MCFI):A/C〔8〕、股骨近端髓腔开大指数(PCFI):(A-B)/(B-C)。

1.4 统计方法 用SPSSV21.0软件进行处理，采用两样本均数比较的t检验，不同参数的相关性采用Pearson相关系数检验。

2 结果

经测量，A值(46.04±6.72)mm(30.11～55.31 mm);B值(28.47±3.72)mm(15.73～39.40 mm);C值(20.91±4.62)mm(11.50～28.80 mm);D值(11.91±1.83)mm(6.73～21.72 mm)。

表1 本研究所得数据与国内外相关研究比较(均数)

3 讨论

股骨近端髓腔参数的测量方法可分为尸体标本的直接测量、影像学(X线，CT及三维重建)测量。尸体标本测量直接、准确，但脱水等处理后可能与活体参数存在差异，并且无法应用于术前评估〔12〕。影像学测量中，CT及三维重建所得数据具有更高的准确率且数据全面，但其价格昂贵，无法大规模常规使用〔13〕。X线片价格低廉，患者接受度较高，更适合大样本研究，并且只要掌握好投照中心、角度、距离，控制股骨旋转因素，精确计算放大率，X线片测量也能准确得出股骨髓腔解剖参数〔14〕。

人工髓关节假体经过数十年的发展，可分为骨水泥型假体与非骨水泥假体两大类。最先广泛应用于临床的是骨水泥型假体，但人们逐渐发现骨水泥型假体的远期并发症较多，尤其是股骨侧假体容易出现松动〔15〕。Olsson 等〔16〕报道，使用Charaley-Muller型人工关节进行全髋关节置换术后7年随访时有40%的患者出现了假体松动。在这种背景下，非骨水泥型假体得到了进一步发展〔17〕。在设计髋关节假体(尤其是非骨水泥假体)时，其形态与股骨髓腔的匹配是非常重要的，两者匹配是否良好，在很大程度上影响了手术的成败以及术后的长期生存率，如果两者尺寸不能良好匹配，会导致术后出现假体无菌性松动，负荷分配不当和股区痛等一系列并发症〔18〕。

髋关节假体与股骨髓腔的匹配很大程度上依赖于术前对患者近端股骨髓腔解剖结构的评估，并据此选择合适的假体。本研究股骨近端髓腔形态特点时，发现股骨近端髓腔不是斜坡式的开大，而是呈渐进性曲线式的开大，并通过引入斜率及其增长率最终提出了近端股骨髓腔开大指数PCFI。CFI对股骨近端髓腔形态描述不理想。MCFI对假体设计及选择并没有很大现实意义，应用不是特别广泛。PCFI将整个近端髓腔的内径变化都考虑在内，能较全面地反映近端股骨髓腔结构。反映侧壁曲线式的开大结构，其局限性在于用于计算的参数数量仍然过少，无法应用科学的微积分数学方法计算精确的开大指数，但考虑到引用于临床需要简便的测量及计算，其精确程度还是可以接受的。

PCFI结果各人群差异性很大，本研究结果说明PCFI对股骨近端髓腔形态的描述有其独到性，其反映的结构特点是其他两个指数所无法描述的。

PCFI所反映的髓腔侧壁斜率增长率对新型假体设计有一定指导作用，其较大差异性说明人群之间近端髓腔开大程度有较大差别，髓腔壁的曲度形态各不相同，那么人工髋关节假体要想达到与近端髓腔的最大程度压配就需要不同的曲度型号来适应，从而达到较好的初期稳定，以减少初期的失败率及中远期松动等并发症的出现。

1 Pang T，Atefy R，Sheen V.Malformations of cortical development〔J〕.Neurologist，2008;14(3):181-91.

2 Martell JM，Pierson RH，Jacobs JJ，et al.Primary total hip reconstruction with a titanium fiber-coated prosthesis inserted without cement〔J〕.J Bone Joint Surg Am，1993;75:554.

3 Sotereanos NG，Engh CA，Glassman AH，et al.Cementless femoral components should be from cobalt chrome〔J〕.Clin Orthop，1995;313:146.

4 Havelin LI，Espehaug B，Vollset SE，et al.Early aseptic loosening of uncemented femoral components in primary total hip replacement〔J〕.J Bone Joint Surg Br，1995;77(1):11.

5 Owen TD，Moran CG，Smith SR，et al.Resultsof uncemented porous-coated anatomic total hip replacement〔J〕.J Bone Joint Surg Br，1994;76(2):258.

6 Paredes MF，Li G，Berger O，et al.Stromal-derived factor-1(CXCL12)regulates laminar position of Cajal-Retzius cells in normal and dysplastic brains〔J〕.Neuroscience，2006;26(37):9404-12.

7 Noble PC，Alexander JW，Lindahl LJ，et al.The anatomic basis of femoral component design〔J〕.Clin Orthop Rel Res，1988;235:148-65.

8 Laine HJ，Lehto MU，Moilanen T.Diversity of proximal femoral medullary canal〔J〕.J Arthrop，2000;15(1):184-90.

9 Massin P，Geais L，Astoin E，et al.The anatomic basis for the concept of lateralized femoral stems〔J〕.Arthroplasty，2000;15(1):93-101.

10 Atilla B，Oznur A，Caglar O，et al.Osteometry of the femora in Turkish individuals:a morphometric study in 114 cadaveric femora as an anatomicbasis of femoral component design〔J〕.Acta Orthop Traumatol Turc，2007;41(1):64-8.

11 刘宏伟，孙俊英，张云坤，等.股骨近段髓腔解剖参数测量与不同类型人工股骨假体的选择〔J〕.中国临床解剖学杂志，2011;29:1.

12 Shetty AK，Zaman V，Shetty GA.Hippocampal neurotrophin levels in a kainate model of temporal lobe epilepsy:a lack of correlation between brain-derived neurotrophic factor content and progression of aberrant dentate mossy fiber sprouting〔J〕.J Neurochem，2003;87(1):147-59.

13 Miki T，Sawada K，Sun XZ，et al.Abnormal distribution of hippocampal mossy fibers in rats exposed to X-irradiation in utero〔J〕.Brain Res Dev Brain Res，1999;112(2):275-80.

14 Fan QY，Ramakrishna S，Marchi N，et al.Combined effects of prenatal inhibition of vasculogenesis and neurogenesis on rat brain developmen t〔J〕.Neurobiol Dis，2008;32(3):499-509.

15 Amstutz HE.Complications of total hip replacement〔J〕.Clin Orthop，1970;72:123-37.

16 Olsson SS，Jeniberger A，Tryggo D.Clinical and radiological long-term.Resultsafter Charnley-Muller total hip replacement:a 5 to 10 year follow-up study with special reference to aseptic loosening〔J〕.Acta Orthop Scand，1981;52:531-42.

17 Morscher E.Cementless total hip arthroplasty〔J〕.Clin Orthop，1983;181:76-91.

18 Engh CA.Hip arthroplasty with a Moore prosthesis with porous coating;A five year study〔J〕.Clin Orthop，1983;176:52-66.