全髋置换术后髋臼和股骨假体联合前倾角的CT研究

吕 明，吴 坚，柳 剑，窦 勇，周一新，杨德金

（北京积水潭医院矫形骨科 100035）

髋关节活动度是全髋置换术后评价临床功能的重要指标之一［1］，而理想的假体安放角度是获得术后良好活动度的基础［2］。假体角度不良可导致术后假体撞击、脱位，甚至导致磨损增加以及假体松动，进而影响术后的长期疗效［2－5］。

Lewinneck等［6］通过对临床病例进行分析，建议将外展角40°±10°和前倾角15°±10°作为髋臼角度的安全范围，在此安全范围内的脱位率为1.5%，在此安全范围外的脱位率为6.1%。然而，为了保证在髋臼和股骨假体撞击之前有最大的活动范围，仅分析髋臼假体的角度是不够的，还应考虑股骨假体的前倾角。因此，有学者提出了联合前倾角的概念，即髋臼假体的前倾角与股骨假体前倾角之和［7－10］。

研究认为正常髋关节的联合前倾角平均为：男性29.6°，女性33.5°，而股骨前倾角平均为11.6°［11］。基于临床经验，Ranawat等［7］认为25°～45°是全髋置换术后获得满意临床结果的联合前倾角范围，男性在25°～35°之间，女性在25°～45°之间。而Dorr等［8］认为只有在联合前倾角大于50°时才可能发生前脱位，因此，建议联合前倾角的安全范围为25°～50°。

准确的安放髋臼和股骨假体的角度是对临床医生手术技术的要求。采用25°～50°为安全范围，Wassilew等［12］报道髋臼侧使用导航技术而股骨侧采用传统方法的46例患者中有22%在此安全区外；而Dorr等［8］报道采用计算机导航技术和股骨侧先手术的方法安放的联合前倾角96%在25°～50°范围内。虽然计算机导航技术可以提高假体安放角度的准确性［8］，但传统的手术方法仍然是国内主流的全髋置换方法。然而，关于使用传统手术方法安放联合前倾角的准确性，文献上并没有相关报道。

因此，本文对206例使用传统手术方法进行的髋关节置换术后联合前倾角进行了CT测量，并与Dorr等［8］建议的25°～50°联合前倾角安全范围比较，以评估传统手术方法安放联合前倾角的准确性，另外，还就医师的手术经验是否可以提高此准确性进行了分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料 对2011年9月20日至11月20在北京积水潭医院矫形骨科进行初次全髋关节置换的206例患者进行了研究，其中，男96例，女110例，平均年龄53.3岁。右侧髋关节95例，左侧髋关节111例。术前诊断包括：髋臼发育不良继发的骨性关节炎43髋，股骨头缺血坏死112髋，强直性脊柱炎21髋，股骨颈骨折术后股骨头缺血坏死4髋，髋臼骨折继发创伤性骨性关节炎2髋，髋关节陈旧感染9髋，髋关节类风湿性关节炎5髋，股骨颈骨折6髋（其中陈旧股骨颈骨折3髋），髋关节高脱位3髋，扁平髋1髋。所有髋臼和股骨假体均为非骨水泥型，其中12例股骨假体为组配型S－ROM，其余均为一体型非骨水泥假体。陶瓷对陶瓷关节面151髋，陶瓷或金属对聚乙烯关节面55髋。术后随访1年，没有脱位病例发生。

1.2 方法 所有手术均采用侧卧位后外侧入路，均采用传统手术方法，先进行髋臼侧准备和植入假体，然后进行股骨侧准备和植入假体，没有借助任何定向器等辅助器械。手术由12名医生完成，其中6名高级职称医生完成131髋，6名主治医师完成75髋。主治医师手术均在高级职称医师监督下完成，但安放的假体角度由主治医师判断。所有患者术后1周内均进行了CT检查。CT检查范围包括双侧髂前上棘至股骨近端和股骨髁上至膝关节，检查完成后对层厚为1mm的体积数据进行了采集，用于三维重建。

1.3 髋臼前倾角的测量 使用MMICS10.01软件对采集的CT体积数据进行了骨盆和假体三维重建。根据Murray的髋臼角度定义［13］，测量髋臼假体轴线与冠状面的成角即放射学前倾角。其中选择功能冠状面（放射冠状面，即检查床面）作为标准冠状面（图1）。

1.4 股骨前倾角的测量 在PACS工作站分别测量股骨假体横断面的轴线与水平线的外侧夹角（近端角）和股骨后髁连线与水平线的外侧夹角（远端角），角在水平线上记为正值，在水平线下则记为负值。股骨前倾角＝近端角－远端角（图2）。所有髋臼前倾角和股骨前倾角均测量3遍，取其平均值作为最终结果。联合前倾角定义为髋臼假体的放射学前倾角＋股骨前倾角。

1.5 统计学处理 对髋臼假体的前倾角、股骨假体的前倾角和联合前倾角进行了描述，用表示。对髋臼假体前倾角在Lewinneck 15°±10°安全范围内的比例进行了统计。对联合前倾角在Dorr建议的25°～50°范围内的比例进行了统计。对高级职称医师和主治医师完成的病例进行了独立样本t检验以判断医师经验对安放髋臼假体前倾、股骨假体前倾和联合前倾角的影响。

2 结 果

在206例髋关节中，髋臼假体前倾角范围为－5.30°～38.61°，平均为16.23°±8.27°，在Lewinneck 5°～25°安全范围内的有157例（76.21%）。股骨假体前倾角范围为－7.23°～60.00°，平均为23.79°±10.70°。有2例髋臼发育不良患者大于50.00°，分别为60.00°和51.77°；另有2例股骨头坏死患者小于0.00°，分别为－3.73°和－7.23°，其余202例（98.06%）分布在0.00°～48.00°之间。联合前倾角范围为1.90°～71.10°，平均为40.02°±13.50°，在 Dorr建议的25°～50°范围内的有134例（65.05%），而在满足Lewinneck 5°～25°安全范围内的157例中有42例（26.75%）联合前倾角在Dorr的25°～50°安全范围以外。高级职称医师和主治医师完成的手术病例在髋臼假体前倾角、股骨假体前倾角和联合前倾角上均没有显著区别，P值分别为0.726、0.143和0.061。

图1 髋臼前倾角的测量及假体三维重建

图2 股骨前倾角的测量

3 讨 论

脱位是全髋置换术后主要的并发症之一，而软组织张力松弛和撞击是 导致术后脱 位 的2个 重 要 因 素［2－4，14，16］。术 后 假 体撞击与假体 的 安 放 角 度 有 着 密 切 联 系［2－3，14，16］。 因 此，文 献 上有许多髋臼假体角度和联合前倾角安全区的报道［2，6－10］。研究认为，为了在假体撞击前获得更大的活动范围，单纯考虑髋臼假体的角度是不够的，还应考虑股骨假体的前倾角，即联合前倾角［9－10］。基于 临 床 经 验，Dorr等［8］认 为 在 联 合 前 倾 角 大 于50°时易发生前脱位，而小于25°时易发生后脱位，因此，建议联合前倾角的安全范围为25°～50°。本院使用传统方法进行的206髋关节置换进行了联合前倾角的CT测量，与Dorr等的25°～50°安全范围进行了比较，以评估使用传统手术方法安放联合前倾角的准确性，并对影响联合前倾角的因素进行了分析。

将联合前倾角准确安放在目标范围内可以保证在假体发生撞击前有最大范围的活动度［9－10］。在传统的手术方法中，医生要依据手术经验、患者在手术床上的体位和髋臼的解剖结构先安放髋臼假体，然后依靠股骨的解剖形态来安放股骨假体［7，17］。由于联合前倾角受髋臼和股骨假体前倾角2个方面因素的影响，并且股骨生理前倾角变异较大，因此，使用传统手术方法进行非骨水泥全髋置换时，医生对联合前倾角的掌控能力是非常有限的［8，18］。Wassilew 等［12］报道髋臼侧使用导航技术而股骨侧采用传统方法的46例患者中有78%在25°～50°安全区内；Dorr等［8］报道采用计算机导航技术和股骨侧先安放的方法联合前倾角96%在25°～50°范围内。本研究中，使用传统手术方法，仅有65.05%的病例在25°～50°安全区内。因此，作者认为使用传统的手术方法（先安放髋臼假体，然后安放股骨假体）安放的联合前倾角是不准确的。分析其原因，有以下几点：

首先，使用传统手术方法安放的髋臼假体前倾角是不准确的。Lewinnek等［6］通过对临床病例进行分析，建议将外展角40°±10°和前倾角15°±10°作为髋臼角度的安全范围，在此安全范围内的脱位率为1.5%，而在此安全范围外的脱位率为6.1%。Minoda等［19］报道使用传统方法86.7%的病例前倾角在Lewinnek等的安全范围内（5°～25°），Bosker等［20］报道82.7%的病例前倾角在此范围内。本研究中只有76.21%的髋臼前倾角在此范围内。由此可见，尽管前倾角15°±10°是一个很宽泛的范围，仍有约1／5～1／4的病例前倾角在安全范围外。如果考虑到同时满足外展角在40°±10°范围内，则约有40%的病例髋臼角度在安全范围以外［21］。导航技术在安放髋臼假体角度的准确性方面固然要比传统手术方法具有优势［22］，但传统手术方法仍是国内进行全髋置换术的主要方法，因此，如何提高传统手术方法安放髋臼假体角度的准确性是必须面临的问题，而对于髋臼角度定义的理解和辅助器械的改进将有助于缩小与安全范围偏差的程度［13，23］。

其次，股骨假体的前倾角存在着很大的不确定性。在使用非骨水泥假体时，由于受到股骨近端髓腔形态的限制，医生对股骨假体前倾角的调整是非常有限的。Bargar等［18］报道股骨生理前倾角平均为13.8°±7.9°（范围为－6.1°～32.7°），而最终股骨假体的前倾角平均为22.5°±8.5°（范围为1°～39°），并认为不能依靠生理的股骨前倾角来预测最终的股骨假体前倾角。Pierchon等［24］和 Wines等［25］报道术后股骨假体前倾角分布在－30°～45°之间，而Dorr等［8］报道使用导航技术安放的股骨假体前倾角在－17°～28°之间。本研究中，股骨假体前倾角的平均值为23.79°±10.7°，范围为－7.23°～60°。这一结果与Bargar等［18］报道的相同，均明显高于股骨生理的前倾角和手术技术要求的15°前倾角［7，18］。因此，即使髋臼假体前倾角安放满意，由于股骨假体前倾角异常仍有可能导致联合前倾角在安全范围以外。Wassilew等［12］报道髋臼侧使用导航技术而股骨侧采用传统方法的46例患者中有11%的髋臼前倾角在Lewinnek等［6］安全范围外，而22%的联合前倾角在Dorr等［8］的安全范围外。本研究有157例（76.21%）的髋臼前倾角在Lewinnek等［6］安全范围内，但在这157例中仍有42例（26.75%）联合前倾角在Dorr等［8］的25°～50°安全范围以外。为了获得理想的联合前倾角，必须考虑到股骨前倾角的不确定性。

医师的经验无疑对手术成功是非常重要的。但在安放假体角度的准确性方面，文献报道是有差异的。Bosker等［20］报道高级职称骨科医师安放髋臼假体角度的准确性要高于住院医师。而Kanoh等［23］报道高级职称医师和住院医师在安放髋臼假体角度准确性上没有区别。本研究表明高级职称医师与主治医师在安放髋臼假体前倾角、股骨假体前倾角以及联合前倾角方面是没有显著区别的。因此，要提高安放假体角度的准确性，仅仅依靠增加手术经验是不够的。

本研究表明，使用传统的手术方法安放联合前倾角是不准确的，仅有65.05%的联合前倾角在25°～50°的安全范围内，医师手术经验的增加并不能提高这一准确性。

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