髋臼骨折术后并发创伤性关节炎的影响因素分析

聂志刚，彭昊，方洪松，鲁强，邓爽，王本超，孙凯，金志辉，陈森

(武汉大学人民医院骨科，湖北 武汉 430060)

髋臼骨折多由严重暴力引起，如车祸、坠落伤。这种骨折常合并骨盆骨折及骨盆旋转，加上骨折部位深、手术显露困难，因而复位困难。然而，解剖复位是髋臼骨折手术的重要要点，因为髋关节属于承重关节，尤其是髋关节特殊的杠杆作用使日常活动时关节面的应力达到体重的几倍，因此头臼关系不良将较容易使软骨磨损，从而产生创伤性关节炎，文献报道创伤性关节炎发生率达到21%[1]。创伤性关节炎给患者的生活和工作带来严重影响，部分患者需再次手术行关节置换手术治疗，但文献报道髋臼骨折术后创伤性关节炎的关节置换术相比股骨头坏死或其他创伤性关节炎的关节置换术的10年假体生存率低、并发症多[2]，原因可能是瘢痕组织增生、骨质疏松、骨盆畸形。随着手术量的增多和技术的进步，髋臼骨折的治愈率得到了提高，然而创伤性关节炎的发生率仍然居高不下。因此，研究髋臼骨折术后创伤性关节炎是否发生的相关影响因素以及如何有效预防及延缓其发生对骨科领域具有重要的意义。

现有关于髋臼骨折的文献报道主要集中在手术入路、安全置钉区、导航定位、内固定材料、生物力学研究、临床体会，也有关于术后疗效影响因素的研究，但鲜有关于创伤性关节炎发生与否的影响因素研究。然而创伤性关节炎发生与否是髋臼骨折手术疗效的重点要素，是治疗成败的关键。因此，本文对2005年2月至2015年1月我院骨科接受手术治疗的髋臼骨折患者进行回顾性研究，目的是：a)通过单因素分析发现对髋臼骨折术后创伤性关节炎发生有影响的因素；b)通过多因素Logistic回归分析，从这些对有影响的因素中找到独立影响因素；c)对重点的独立影响因素的数据再分析，进一步探寻其意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2005年2月至2015年1月行手术治疗的髋臼骨折患者，根据以下纳入及排除标准，共152例纳入研究。纳入标准：a)接受切开复位内固定手术的髋臼骨折；b)随访资料完整，有术前术后的三维重建CT资料；c)随访时间超过2年；d)知情同意；e)入组时间2005年2月至2015年1月。排除标准：a)病理性骨折；b)开放性骨折；c)患者手术后一直不能行走，如合并椎体骨折截瘫；d)患者合并对侧下肢骨折。其中男93例，女59例；年龄18～67岁，平均(40.9±11.5)岁。随访时间24～136个月，平均82.3个月。

1.2 治疗方法 患者入院后，先做全面检查来确定有无重要脏器损伤，如有则先进行治疗，有影响麻醉或手术的内科疾病者进行积极调整和治疗。有髋关节脱位者尽早在麻醉下行手法复位。手术前在病床上行持续股骨髁上骨牵引，并做骨盆与髋关节CT三维重建检查。术前30 min预防性使用抗生素，留置导尿管。手术时采取全身麻醉或硬膜外麻醉，根据骨折类型选择合适的手术入路。复位方法和内固定方式可根据术中具体情况进行调整，在保证骨折最充分的复位后，用重建钛板、皮质骨螺钉或空心钉等进行固定。术后伤口负压引流1～2 d，术后数天进行X线片及CT片复查。

1.3 随访方法与内容 门诊随访或电话随访，随访内容包括询问开始负重的时间、体力劳动强度、有没疼痛和疼痛程度、可步行距离，对患者进行必要的体格检查，检查骨盆X线片及三维CT(分析骨折复位质量)等。根据患者复查情况指导患者行相应功能锻炼和其他治疗。根据上述资料进行创伤性关节炎情况和相关影响因素的记录。

1.4 评价方法

1.4.1 髋臼骨折分型 根据Judet-Letournel分型，简单骨折五型：后壁骨折、后柱骨折、前壁骨折、前柱骨折、横型骨折；复杂骨折五型：T形骨折、双柱骨折、后柱伴后壁骨折、横断伴后壁骨折、前方伴后方半横行骨折。

1.4.2 髋臼骨折复位质量的评价 阅读患者手术后冠状面、水平面及矢状面的CT图像，选取移位程度最高的平面和节段进行分析。总体复位质量按照Matta评定标准进行评价，解剖复位：移位≤1 mm；复位可：移位1～3 mm；复位差：移位>3 mm。

1.4.3 结果指标 根据Tonnis OA分类[3]、髋关节X线片表现进行分型，Ⅰ型：硬化带增宽，并出现小骨赘；Ⅱ型：关节间隙中度狭窄，并出现囊性变；Ⅲ型：关节间隙<1 mm，合并其他退行性变。X线片出现I型及以上表现均判断创伤性关节炎。

12种影响因素包括：a)患者相关因素：性别、年龄、体重；b)骨折相关因素：受伤机制、骨折类型、是否合并髋关节脱位、手术时机、手术入路、术中是否发现有股骨头软骨缺损、复位质量；c)术后相关因素：开始负重时间、术后劳动强度。

首先对这12个因素进行赋值(见表1)，然后进行单因素卡方检验分析(见表2)，对有统计学差异的5个影响因素，包括骨折复位质量、骨折类型、是否合并股骨头软骨缺损、手术时机和术后劳动强度进一步采用多变量Logistic回归分析(见表3)。最后对复位质量这一重点独立因素按照手术后残留移位分解为裂隙移位和台阶移位进行分析(见图4)，分析它们与创伤性关节炎发生的相关性(见表4～5)。

2 结 果

2.1 一般情况 152例患者共有后壁骨折41例，后柱骨折15例，横行骨折11例，前柱骨折13例，前壁骨折8例，后柱加后壁骨折3例，横行加后壁骨折23例，双柱骨折28例，T型骨折6例，前柱加后半横骨折4例。在随访过程中，41例诊断为创伤性关节炎(发生率27.0%)，其中24例患者接受了关节置换治疗。发生创伤性关节炎的这41例患者归组为创伤性关节炎组，其余111例归组为非创伤性关节炎组。

2.2 创伤性关节炎单因素分析

表1 髋臼骨折术后并发创伤性关节炎的影响因素及赋值

2.2.1 患者相关因素比较(年龄、性别、体重) 非创伤性关节炎组共111例，男67例，女44例，年龄>40岁55例，≤40岁56例。体重指数BMI≥28 kg/m239例，BMI<28 kg/m272例。创伤性关节炎组共41例，男26例，女15例，年龄>40岁23例，≤40岁18例。体重指数BMI≥28 kg/m221例，BMI<28 kg/m220例。两组性别构成比较差异无统计学意义(P=0.732)，年龄比较差异无统计学意义(P=0.473)，体重比较差异无统计学意义(P=0.072，见表2)。

2.2.2 骨折相关因素(受伤机制、骨折类型、是否合并髋关节脱位、手术时间、手术入路、术中是否发现有股骨头软骨缺损、复位质量) 非创伤性关节炎组受伤原因车祸伤46例，坠落伤33例，其他32例；骨折类型是复杂骨折36例，简单骨折75例；合并中心脱位14例，后脱位28例，无脱位69例；伤后10 d后手术31例，10 d内手术80例；手术入路采用前后联合入路20例，髂腹股沟入路32例，Kocher-Langenberk入路59例；术中发现有股骨头软骨缺损9例，无股骨头软骨缺损102例；解剖复位24例，复位可75例，复位差12例。

表2 髋臼骨折术后并发创伤性关节炎的单因素分析

创伤性关节炎组受伤原因车祸伤21例，坠落伤12例，其他8例；骨折类型是复杂骨折28例，简单骨折13例；合并中心脱位10例，后脱位13例，无脱位18例；伤后10 d后手术20例，10 d内手术21例；手术入路采用前后联合入路13例，髂腹股沟入路13例，Kocher-Langenberk入路15例；术中发现有股骨头软骨缺损10例，无股骨头软骨缺损31例；解剖复位0例，复位可21例，复位差20例。

两组比较骨折类型(P<0.001)、手术时机(P=0.016)、术中是否发现股骨头软骨缺损(P=0.007)、复位质量(P<0.001)，差异具有统计学意义。两组受伤机制(P=0.441)、是否合并髋关节脱位(P=0.089)、手术入路(P=0.113)比较，差异无统计学意义(见表2)。

2.2.3 术后相关因素(开始负重时间、术后劳动强度) 非创伤性关节炎组3个月内开始负重62例，3～6个月开始负重36例，>6个月开始负重13例；术后劳动强度大63例，劳动强度小48例。

创伤性关节炎组3个月内开始负重19例，3～6个月开始负重15例，>6个月开始负重7例；术后劳动强度大31例，劳动强度小10例。

两组比较开始负重时间(P=0.518)差异无统计学意义；术后劳动强度比较(P=0.034)差异有统计学意义(见表2)。

2.2.4 创伤性关节炎多因素分析 多因素Logistic回归分析表明，骨折复位质量(P<0.001)和术后劳动强度(P=0.039)是影响患者术后是否发生创伤性关节炎的独立影响因素(见表3)；尚未发现骨折类型(P=0.458)、是否合并股骨头软骨缺损(P=0.637)、手术时机(P=0.980)对发生创伤性关节炎的影响。

骨折复位质量以及术后劳动强度与术后发生创伤性关节炎的Logistic回归方程为：y1=-3.930+1.723×1，y2=-3.930+0.970×2。

表3 髋臼骨折术后并发创伤性关节炎相关因素的Logistic回归分析模型结果

2.2.5 骨折复位质量与创伤性关节炎关系的再分析 根据以上分析，骨折复位质量是影响患者术后是否发生创伤性关节炎的独立影响因素和重点因素，因此我们将骨折复位质量与创伤性关节炎的关系进行再分析。X线片并不能理想地评估并反映患者预后，CT检测才是较准确的手段[4]。因此我们挑选出患者术后CT三维重建图像移位程度最大的平面和节段，根据CT上的比例尺用AutoCAD2008软件标出移位大小，并将此移位分解为与关节面平行的裂隙移位和与关节面垂直的台阶移位。移位大小采取四舍五入法，取整数记录。采用的方法见图1。

每增加1 mm的台阶移位，比增加1 mm的裂隙移位发生创伤性关节炎可能性更大。对总移位、台阶移位和裂隙移位与是否发生创伤性关节炎进行相关分析，由于不是计量资料，故进行Spearman秩相关分析，相关系数分别为0.532、0.699、0.432，结果见表4。台阶移位与创伤性关节炎强相关，总移位、裂隙移位与创伤性关节炎中等强度相关。说明台阶移位发生创伤性关节炎的可能性更大，危害更大。

3 讨 论

3.1 复位质量与髋臼骨折术后创伤性关节炎发生的关系 许多研究表明髋臼骨折术后创伤性关节炎的发生与骨折复位质量相关。曹正春等[5]对66例髋臼骨折患者进行总结，12例发生创伤性关节炎，其中8例存在复位质量不佳，认为骨折复位的质量对于术后是否发生创伤性关节炎至关重要。王光林等[6]通过Logistic回归分析髋臼骨折术后疗效的影响因素，结果复位质量为第一影响因素。在本研究中复位质量这个因素在单因素卡方检验分析和多因素Logistic回归分析中都是第一位影响因素，说明了复位质量的重要性。髋臼骨折后，软骨的浅表层和中间层脆性大，弹性差，在应力下产生的形变下降，容易发生软骨破裂脱落[7]，软骨对应力的耐受性下降。加上髋臼骨折手术后关节面的平整性难以完全恢复，于是很容易发生创伤性关节炎，因此手术中解剖复位来减少局部应力至关重要。特别是累及距臼顶25°～30°范围的髋臼负重区的髋臼骨折，这种骨折必须手术达到解剖复位，恢复头臼对应关系[8]。然而，许多髋臼骨折的复位非常困难，因为手术位置深，血管神经多，加上合并骨盆骨折及骨盆旋转，解剖和力学关系复杂，复位难以施行和维持，能否得到复位与骨折复杂程度和手术者的经验有关。随着手术量的增多和相关研究的开展，髋臼骨折复位的成功率明显增高，手术入路的优化、四边体处安全置钉区的研究、微创手术的研究，均给患者带来了福音。近年来前后柱拉力螺钉的使用变得普遍，学者对拉力螺钉进钉的起点、方向、髋臼解剖学特性有许多研究[9]，螺钉的拉力作用能提高固定的牢靠性，微创的方法又很大程度上减轻了损伤。

注：从图中髋臼直径为 57.32 mm、 总移位7.20 mm 分解后得出台阶移位1.86 mm , 裂隙移位5.59 mm

图1 用CAD测量髋臼骨折术后对位情况

表4 髋臼骨折术后不同移位类型与创伤性关节炎的相关性分析

许多研究者通过有限元分析或生物力学测试表明髋臼骨折手术后残留的台阶移位的后果较裂隙移位严重。Malkani等[10]的研究表明，1 mm的台阶移位髋臼应力峰值增加20%，>2 mm则髋臼应力峰值增加50%。因此本研究将患者手术后的移位分解为台阶移位和裂隙移位进行分析，结果发现台阶移位与创伤性关节炎的发生更相关，与他们研究结论的方向一致。裂隙移位仅仅使股骨头与髋臼月状面的接触面积轻度减小，而台阶移位将使接触面积明显减小，单位软骨应力明显增大，患者更容易发生创伤性关节炎。

3.2 术后劳动强度与髋臼骨折术后创伤性关节炎发生的关系 髋关节关节面在日常活动中最大接触应力为体重的4～5倍，因此，相比膝关节或其他关节，高强度体力劳动对髋关节软骨面的破坏更显著，更易发生创伤性关节炎。因此理论上认为，髋臼月状面与股骨头的接触面积减少50%，只有减少50%的体力或体重才能最大程度上延缓创伤性关节炎的发生。在本研究中术后劳动强度在单因素分析为第五位影响因素，结果多因素分析上升为第二位影响因素，不能不说明术后减轻体重、减轻体力劳动强度或更换工种的必要性。

关于人体关节对体力负荷的适应方面，Jin等[11]的研究表明间断的低剪切应力能促进软骨胶原的合成，提高关节软骨对高压缩负荷的适应性，过度的负荷则可导致关节退变。人体有部分适应及代偿能力，遭遇骨折之后，需要循序渐进加强活动，增强关节软骨的适应能力，但不宜达到健康人的负荷强度。

3.3 骨折类型与髋臼骨折术后创伤性关节炎发生的关系 骨折的严重程度和能否达到解剖复位及患者预后相关，简单骨折容易达到解剖复位。复杂骨折的复位难度比简单骨折明显增高。贾健等[12]认为Judet-Letournel分型不足以指导治疗和推测预后，认为要重点了解臼顶的受累范围、骨折的粉碎程度、方向和稳定性。骨折类型在本研究的单因素分析中具有明显统计学意义，但多因素分析差异无统计学意义，说明了骨折类型对发生创伤性关节炎有部分影响。

3.4 股骨头软骨缺损与髋臼骨折术后创伤性关节炎发生的关系 创伤性关节炎的发生与头臼两个界面的接触面积减小有关。股骨头软骨缺损不仅可以减少髋关节接触面，而且由于股骨头血供来源较差，不管是软骨剥脱或合并软骨下骨质缺损，局部愈合困难，可能导致股骨头塌陷[13]。股骨头软骨是否有缺损，只能在手术中观察，影像学难以发现。Maini等[14]对22例髋臼骨折在术中全部通过将股骨头脱出的方式来观察髋臼关节面的对位，发现有9例股骨头软骨缺损(40.9%)，所有患者术后并未出现股骨头坏死。我们一般通过复位髋臼时的小视野观察股骨头，为预防股骨头坏死，并未脱出股骨头。他们的研究说明实际上股骨头软骨缺损的发生率更高，可以部分解释那些复位良好的患者发生创伤性关节炎的原因。本研究中股骨头软骨缺损在单因素分析中差异具有统计学意义，多因素分析差异无统计学意义，可能是发现股骨头软骨缺损病例较少的缘故。

3.5 手术时机与髋臼骨折术后创伤性关节炎发生的关系 Dailey等[15]将650例髋臼骨折患者根据手术后X线片错位≤1 mm、1～3 mm、>3 mm分为解剖复位组553例，不满意复位组74例，复位差组23例，算出受伤到手术的平均时间分别为3 d、4.5 d、7 d，认为手术时间越早，患者获得解剖复位的可能性越大。本研究中手术时机在单因素分析中具有统计学意义，说明手术时间这个因素起到了一定的作用，原因可能是早期手术机化组织形成较少、容易复位。对于骨科医生，要在患者生命体征平稳、手术前各项指标基本正常的前提下尽早手术。

3.6 其他因素与髋臼骨折术后创伤性关节炎发生的关系 其他因素属于临床上推测可能与创伤性关节炎发生有关，故纳入研究，在这里经统计分析差异无统计学意义。老年人比年轻人更易发生骨关节炎，因此对于创伤性关节炎，我们将年龄纳入研究，结果显示在>40岁与≤40岁组发生率分别为29.5%、24.3%，年龄与是否发生创伤性关节炎无关。本研究结果显示性别也与是否发生创伤性关节炎无关。肥胖影响骨折复位，也可增加关节负荷，增加创伤性关节炎的发生。Lawyer等[16]的研究结果显示39例病态肥胖的髋臼骨折患者术后创伤性关节炎的发生率高达68%。控制体重的最佳方式是饮食控制，因为患者往往减少运动以减轻髋关节负荷，反而容易肥胖。本研究中超重者创伤性关节炎发生率增高，但尚未达到差异有统计学意义的程度。髋关节中心脱位常合并四边体区骨折，复位困难，合并脱位者比无脱位者可能存在更大的暴力作用。现今手术入路类型增多、显露的范围增大。改良Stoppa入路[17]较以前的手术入路能显示更大的手术视野、能复位更深的骨折。若单一入路复位不满意，可采用前后联合入路得到最满意的显露[18]。车祸和坠落属于高能量损伤，产生的严重难以复位的骨折更多，创伤性关节炎的发生率较其他伤更高，但单因素分析差异无统计学意义。合并脱位、手术入路、受伤机制不是影响因素，原因可能是合并脱位、采用联合入路以及严重暴力伤虽然意味着骨折更严重，但也有部分复位良好的病例。对于负重时间，因为软骨损伤有一定程度的自行修复能力，加上髋臼骨折后软骨的脆性降低，要给软骨充分的时间达到最大程度代偿，所以建议晚期负重。但在本研究中开始负重时间越晚，创伤性关节炎发生反而越高，原因可能是病情较轻的患者不能坚持按照医生的要求晚些负重，而病情重者被迫晚期下地。

3.7 研究局限性 本研究存在如下局限性。首先，由于伦理的局限性，对台阶移位和裂隙移位的分析，只能做回顾性研究，因而研究的准确性降低。其次，如果有更大的样本量，可能会得到更多有意义的发现。

综上所述，本研究的结果显示髋臼骨折术后创伤性关节炎发生的独立影响因素是骨折复位质量和术后劳动强度。因此，手术医生术前详细研究骨折移位情况，采取恰当的手术入路充分显露，力争解剖复位，手术后患者要注意保护关节，减少负重，减轻关节负荷，是手术效果的关键。

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