量化骨盆矢状面旋转对髋臼前倾角影响的研究进展

杨辉，韩永台

(1.冀中能源峰峰集团有限公司总医院骨一科，河北 邯郸 056200；2.河北医科大学第三医院骨病科，河北 石家庄 050051)

髋臼的空间定位决定于它的外展角和前倾角，其空间位置的变化将导致髋部病理学的改变，如发育不良、股骨头臼撞击等[1-3]。全髋置换中准确的髋臼假体植入是保障术后髋关节的正常活动范围、预防髋关节脱位、过度磨损及撞击的基础[4]。

在髋关节置换中，外展角的安装相对容易掌握，前倾角安装的精确性相对要求更高，安全范围更小。因髋臼的前倾角有个体差异，故有医师报道术前测量前倾角能够提高术中人工髋臼安装的精确度[5]。但是，单纯术前测量髋臼的前倾角是不够的，因为髋臼的前倾角受到骨盆矢状面旋转的影响[6-7]，原则上来说，骨盆向前旋转将减少髋臼的前倾角，这在多项研究中均已证实[8-11]。同时，最近的研究也已经证实了人由卧位到站位或坐位骨盆会有矢状面的旋转[12-13]。因此，在全髋关节置换中临床医生需要知道在骨盆矢状面旋转时会带给髋臼前倾角多大的变化，即量化骨盆矢状面的旋转对髋臼前倾角的具体影响。但该类文献报道并不多，本文对此做一综述。

1 骨盆矢状面旋转的测量

骨盆矢状面旋转的测量是通过骨盆倾斜角的变化确定的，大部分学者使用了骨盆前平面和躯体冠状面，也就是平卧位时的水平面、床面的夹角作为骨盆倾斜角。骨盆前平面，即双侧髂前上棘和耻骨联合三点所构成的平面，该平面1970年由McKibbin[14]提出作为一个骨盆标准化测量的平面，该平面很快被髋臼导航系统采用，并被广大学者接受。Anda[15]、Lembeck[16]、Zahn[17]等学者均采用该平面和冠状面的夹角作为骨盆倾斜角，所不同的是测量方法，Anda、Lembeck使用的是体外测量(Anda用的是罗盘，Lembeck在罗盘的基础上增加了超声定位)，Robert使用的是三维CT成像。朱天岳[18]所使用是骨盆入口平面和站立位水平面的夹角，也就是骨盆前倾角作为骨盆倾斜角。另外，李颖等[19]在测量非生理状态下髋臼前倾角随骨盆矢状面旋转的变化情况时，所采用的是三维CT成像后骨盆前平面和垂直于地面的平面之间的夹角作为骨盆倾斜角。

2 髋臼前倾角的测量

目前，髋臼前倾角的测量方法很多，大致可以分为实物测量、X线二维影像测量、多排螺旋CT三维医学影像和计算机辅助手术导航测量等四类。实物测量一般用于测量真实骨盆髋臼的相位，由于其实验对象多为标本、髋臼假体或者模型，仅用于实验室科研，该方法虽客观，但有一定的局限性。X线二维测量在临床应用较为广泛，其操作简单，成本较低，性价比高，但不能模拟非生理状态，同时二维影像因其自身的缺陷，在测量时存在一定的误差。计算机辅助手术导航测量则通常用于术前规划和术中的引导，在实际过程中，病理情况复杂，个体差异较大，使得结果误差较大，而且计算机辅助指导价格高昂，性价比低，难以普及。多排螺旋CT的出现在一定程度上弥补了上述几种方法中包含的缺陷[19]，故CT测量已经成为全髋置换术中及术后评判髋臼前倾角的金标准[20]。

但是即使是CT测量，也需要首先确定一个参考平面，前倾角的测量应该在垂直于参考平面的髋臼横断面上测量。最常用的参考平面为躯体的冠状面和骨盆前平面。冠状面为参考平面的测量方法如下：首先选择通过股骨头中心的层面作为赤道面，髋臼前倾角就是该平面上髋臼前后缘连线与双侧股骨头中心连线垂直线的外侧夹角[21-22]。在测量中，赤道面垂直于身体冠状面，双侧股骨头连线的垂线实际上是身体的矢状轴。骨盆前平面为参考平面的测量方法就是把垂直于冠状面的赤道面换成垂直于骨盆前平面。Zahn等[17]报道，相对于冠状面和骨盆前平面的髋臼前倾角比较差异无统计学意义，分别为(18.5±4.6)°及(18.3±4.5)°。

关于髋臼前倾角的性别差异，文献报道并不一致。朱天岳[18]报道的男性为(14.6±5.0)°，女性为(15.0±4.7)°；吴昊等[23]报道的男性为(18.7±3.6)°，女性为(17.8±3.9)°；性别之间比较差异均无统计学意义。然而，杨本涛等[24]报道的男性为(14.02±3.83)°，女性为(15.64±4.07)°；金进宝等[25]报道华南人男性髋臼前倾角为(15.48±3.52)°，女性髋臼前倾角为(17.45±4.24)°；性别之间比较差异有统计学意义，且女性髋臼前倾角大于男性。多数学者也认为女性的髋臼前倾角较男性大2°～5°[24]。

*本文通讯作者：韩永台

杨辉，韩永台.量化骨盆矢状面旋转对髋臼前倾角影响的研究进展[J].实用骨科杂志，2018，24(2)：153-155.

3 量化骨盆矢状面的旋转对髋臼前倾角的影响

1990年Anda等[15]通过对5具尸体进行测量，初次尝试量化骨盆矢状面的旋转对髋臼前倾角具体影响。他将5具新鲜尸体(2具女性，3具男性，年龄33～67岁，死亡原因及既往髋部病史不详)仰卧位放置于CT上，球管在±20°之间每隔5°进行一次扫描，扫描层厚5 mm。然后在CT影像上测量相对于APP平面的髋臼前倾角，再将髋臼前倾角随骨盆倾斜角的变化情况制作成线状图，通过该图发现骨盆每后倾1°，髋臼前倾角增大约0.5°。然后作者又描述了一个数学公式，整体来说髋臼前倾角随骨盆矢状面旋转的变化符合正弦曲线，并对之前的很多研究进行了分析，证实了该曲线的合理性。

在Anda等[15]的研究中，对骨盆倾斜角的测量采用的参考平面为骨盆前平面，测量仪器使用了自己设计的罗盘，在测量过程中默认为双侧髂前上棘和耻骨联合的软组织厚度一致，测量的结果为男性在仰卧位和站立位时骨盆倾斜角均平均为-6°左右，女性平卧位为-2°而站立位为-4.3°。但事实上该三处部位的软组织厚度是不可能相等的，所以造成了测量误差，进而影响了量化其对髋臼前倾角的具体影响。因此，2005年Lembeck等[16]仿制了Anda的罗盘，并加用B超测量双侧髂前上棘和耻骨联合部位的软组织厚度，通过运用数学公式计算，以求得更真实的骨盆前倾角。他的测试对象是30例志愿者(17例男性和13例女性，年龄20～43岁，无髋部及下肢的异常)，通过测量发现仰卧位时的平均骨盆倾斜角为-4°而站立位时为-8°，骨盆每后倾1°髋臼前倾角增加约0.7°。这和Anda等[15]的研究结论略有出入。

1995年朱天岳[18]通过对56具骨盆标本(男性35具，女性21具)进行了研究，采用的参考平面为骨盆入口平面，量化骨盆旋转的角度为骨盆前倾角，即骨盆入口平面和水平面的夹角，髋臼前倾角采用的参考平面为冠状面。作者使用自制的测量工具，动态的测量了髋臼前倾角随骨盆旋转的变化，并将该变化绘制成图表，得出结论为骨盆前倾角每增加10°髋臼前倾角随之减小约6°，两者呈负性线性相关关系，当骨盆前倾度增加到约85°时前倾角减至0°。由于骨盆前倾角和骨盆倾斜角为负相关，故该研究的结果也可以表示为骨盆每前倾10°髋臼前倾角减小约6°，骨盆每后倾10°髋臼前倾角增加约6°，介于Anda等[15]和Lembeck等[16]的结果之间。

杜学军等[26]2010年使用6具骨盆标本(3男3女，排除髋部疾病)进行了研究，将6具防腐标本剔除皮肤、肌肉，保存骶髂关节关节囊及耻骨联合，将骨盆固定在自制支架上投照X线，以骨盆前平面为参考平面，故垂直于骨盆前平面为中立位，在±30°范围内每隔5°投照1次骨盆正位X线片，获取Dicom格式的X线数据，导入计算机软件中。运用计算机软件计算髋臼的前倾角，然后通过使用线性回归分析的方法计算得出结论骨盆矢状轴每旋转1°，髋臼前倾角测量值变化为0.61°～0.73°，两者呈线性相关关系。

2016年李颖等[19]对100例怀疑有盆腔病变但无骨盆外伤病史的患者(男女各50例，20～50岁)的三维影像进行了研究，主要研究非生理状态下髋臼前倾角随骨盆矢状面旋转的变化情况。骨盆倾斜角的定义为骨盆前平面和垂直于地面的平面之间的夹角，髋臼前倾角取髋臼赤道面及其上下各5 mm截面三个前倾角的均值。经过线性相关及回归分析，得到方程y=-0.4613x+40.922，R2=0.9971。表明骨盆向前旋转1°，髋臼前倾角平均减少约0.46°。

2016年Zahn等[17]对138例志愿者(55例男性和83例女性，18～86岁，无腰部及下肢症状)进行研究，使用CT影像分别测量相对于冠状面及骨盆前平面的髋臼前倾角，骨盆倾斜角的参考平面为骨盆前平面，然后做线性相关分析。得出结论为骨盆倾斜角和髋臼前倾角存在正性线性相关关系，且女性的相关系数大于男性，相对于冠状面和骨盆前平面的髋臼前倾角差异无统计学意义。该研究发现了相关系数可能存在性别差异。

4 小结与展望

综上所述，人体体位的变化导致骨盆矢状面的旋转，骨盆矢状面的旋转进一步影响髋臼前倾角。两者呈线性相关关系，骨盆每后倾1°髋臼前倾角平均增加0.46°～0.73°，每前倾1°髋臼前倾角平均减少0.46°～0.73°，各研究的结论比较一致。这提示临床医师在全髋关节置换时，需要注意躯体处于各种姿势下髋臼前倾角的变化幅度，避免术后脱位。同时，Zahn等[17]的研究发现了骨盆倾斜角和髋臼前倾角之间的相关系数不同，但是没有进一步进行假设检验，应进一步研究骨盆矢状面的旋转对髋臼前倾角的影响是否存在性别差异。

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