基于股骨近端影像学参数预测PFNA 术后失效风险的研究进展∗1

熊相华 汪赵富 罗小海 吴 宁 马小林 马 锋(通信作者)

( 1 宁夏医科大学, 宁夏 银川 750004 ; 2 宁夏回族自治区人民医院骨科中心)

股骨转子间骨折以老年群体最为多见,基于国内社会老龄化形势的不断加剧,此骨折类型的发病率也在逐年升高,其主要与骨质疏松及低能量损伤相关[1]。 研究显示保守治疗第1 年的死亡率高达23%—34%[2],保守治疗的高死亡率与下肢深静脉血栓形成、肺部感染等致命并发症有关,所以,该疾病也被戏称是“人生的最后1次骨折”。 目前,临床上对于此类患者尽早行手术治疗已达成共识[3]。 PFNA 因其具有微创、抗旋转性好、手术时间短及显著提高固定的稳定性等众多优势,在临床上应用广泛[4—5]。 然而,随着其手术量的逐年递增,出现内固定失效的情况也愈来愈多。 有研究表明,PFNA 在治疗不稳定股骨转子间骨折的失效率高达15. 7%—45%[6]。 内固定失效是极具破坏性的手术后并发症,往往会导致年老体衰的患者面对复杂的翻修手术,这对于患者身体状况来说是一个严峻的挑战,后果可能是毁灭性的[7]。 所以探讨老年PFNA 失败的原因具有很大的实际临床意义。因此,本研究通过股骨转子间骨折患者术前、术后股骨近端影像学参数作一系统总结,提出预测及预防措施,希望及早识别失效的高风险人群,及时避免失效的发生,为临床医师预防内固定失效提供参考。 现综述如下。

1 PFNA 术后失效的评判标准

评判标准:(1)骨折端位置移位,骨折处压缩,出现髋关节内翻畸形;(2)螺旋刀片切割股骨头,出现轴向移位;(3)螺旋刀片断裂、松动和脱出,内固定器械周围发生骨折;(4)骨折复位丢失;(5)患者因其他原因导致的植入物失效而接受2 次手术。

2 PFNA 术后失效的影像学预测因素

2.1 骨密度

绝大部分的老龄患者均伴随有不同程度的骨质疏松问题,骨质疏松已被证明是内固定失效的独立危险因素[8—10]。 赵晓涛[11]等提出老龄患者的患肢下地负重时间应推迟至10 周以上或通过影像学证实骨折端已恢复良好,且老龄患者术前及术后常规接受抗骨质疏松药物的干预往往可提高骨密度,降低内固定失效的风险。 戚春潮[12]等研究发现,年龄是发生螺旋刀片切割股骨头的重要因素,年龄≥70岁的患者内固定失效的概率将显著增加,这与高龄患者多存在骨质疏松有关。 Konstantinidis[13]等研究股骨头的骨密度与螺钉切出率的关系,发现当股骨头骨密度<250 mg/cm3时,术后内固定失败的风险很高。 Tang[14]等同样发现术前和术后抗骨质疏松治疗不仅对延缓骨丢失至关重要,而且对增强内固定器械的固定强度也至关重要。 Bonnaire[15]等研究发现当骨密度低于600 mg/cm3的情况下,骨折四周往往会因缺乏足够的把持力稳定螺旋刀片,从而导致其发生松动或切割。 因此,抗骨质疏松治疗,提高骨密度是降低PFNA 术后内固定失效的一项重要措施。

2.2 股骨内侧皮质的3 种支撑复位

众所周知,良好的骨折复位对于防止内固定失效至关重要。 张世民[65]将Gotfried 提出的股骨颈骨折非解剖复位理论运用至股骨转子间骨折,首次提出了股骨转子间骨折非解剖复位的观点。 他将股骨转子间内侧壁的复位情况分为阳性支撑、中性支撑(解剖复位)和阴性支撑3 种类型,并通过回顾性分析127 例获得完整随访的患者后,发现在股骨内侧皮质阳性支撑复位的情况下,头颈骨块通过有限的向外滑动能够得到和股骨干进一步紧密接触,从而实现2 次稳定坐实,为骨折提供了良好的愈合条件。许晓[17]等通过回顾性分析113 例采用PFNA 治疗的股骨转子间骨折病例,证实了阳性支撑复位对骨折愈合的积极作用。 冼树强[18]等通过回顾性分析80例使用PFNA 手术方式治疗的股骨转子间骨折后发现中性和阳性支撑复位2 组间均有较好的疗效,且显著优于阴性支撑复位组。 目前,阳性支撑复位对股骨转子间骨折患者的疗效已经在临床上不断地获得证实[19—21]。 故我们在复位时尽量达到股骨内侧皮质的中性或阳性支撑复位,使头颈骨块及股骨干彼此之间能够得到更为牢固的支撑,从而能够有效降低发生内固定失效等不良后果的风险[16,22]。

2.3 尖顶距(TAD)

即在术后正侧位X 线片上,螺旋刀片顶点至股骨头-颈中轴线与股骨头关节面交点的距离之和。Baumgaertner[23]等于1995 年第1 次提出将尖顶距作为股骨头中内固定器械的深度以及置钉位置的重要参数,并指出在尖顶距<25 mm 的患者中,内固定器械发生头颈切割的风险并不高。 Bojan[24]等强调内固定器械的位置不佳是引起术后内失效的一个关键因素。 Caruso[25]等则强调尖顶距是预测内固定术后失效发生概率大小的一项关键参数,指出其最大值不应>30.7 mm。 Nikoloski[26]等为研究TAD 与螺旋刀片失效的相关性,回顾性分析了97 例获得完整随访的股骨转子间骨折患者,提出尖顶距适宜的范围为20—30 mm 之间,该结论与Lenz[27]等及Flores[28]等的观点一致,当TAD 过小时,会因内固定器械过于贴近关节软骨,容易导致内固定器械的失效的发生[29]。 Yam[30]等在研究PFNA 术后失效的因素时对340 例患者进行了至少4 个月的随访,发现尖顶距超过27 mm 时会增加切出风险,因此建议应以尖顶距不超过27 mm 为目标,Zhou[31]等的观点与其类似,同时进一步提出TAD 控制在20—25 mm 区间内在避免术后内固定失效最为理想。 尽管尖顶距这一概念自提出以来,在临床上得到了众多骨科医师的认可并受到了广泛的运用,但对于螺旋刀片TAD 的阈值或者具体范围并没有达成统一观点,仍有待我们进一步去探讨。

2.4 股距尖顶距(Cal-TAD)

Kuzyk[32]等于2012 年改良尖顶距并首次提出了“Cal-TAD”的概念,主要区别在正位Cal -TAD 的测量方法上引入了1 条经过股骨距且平行股骨颈中轴线的切线,而侧位片测量方法不变。 他们用30 例合成股骨建立模型对内固定装置进行模拟加压,发现Cal-TAD 可以比TAD 更好的预测内固定的失败并建议在正位片上应偏下置入拉力螺钉,而在侧位片上则应放置于中央位置。 2014 年,Kashigar[33]等回顾性分析170 例股骨转子间骨折患者后发现股距尖顶距是预测术后螺钉失效的唯一指标,并且偏下放置螺钉可以降低螺钉切出的发生。 2017 年,Puthezhath[34]等通过回顾性分析190 例应用双螺钉系统的病例,其中67 例进行了至少3 个月的随访,发现Cal-TAD 比TAD 有更好预测效能。 目前螺旋刀片的Cal-TAD 最佳植入范围尚未探究清楚,且对PFNA 术后失效是不是有同样的预测作用,还有待我们进一步去验证。

2.5 颈干角(NSA)与前倾角

Turgut[35]等随访298 例患者后提出NSA >130 °是防止内固定器械切出的最主要原因。Ciufo[36]等研究也提出颈干角的复位不良是内固定器械发生切出的重要原因。 当手术操作过程中,骨折处在内翻角度复位的情况下,由于NSA 值降低,加之在杠杆臂的影响下,内固定器械遭受的应力将会成倍增长,提升了刀片切出的发生概率[30,37]。 针对手术操作过程中解剖复位困难的粉碎性转子间骨折,手术后对应的前倾角容易出现改变,学者黄华健[38]基于有限元研究方法,得出内固定术后无论前倾角增加或减小均可导致主钉与刀片交汇处以及周围骨组织之间的应力增加,增加螺旋刀片失效的发生概率。 所以,临床医生需要高度重视骨折处的解剖复位,针对部分在手术中颈干角的解剖复位困难时,更应关注外翻复位,防止内翻角度下复位。 若在手术操作过程中前倾角的变化难以避免的情况下,和降低前倾角相比,增大前倾角之后的稳定性会更加理想。

2.6 合理的置钉区域

螺旋刀片的置钉位置也是预测内固定术后失效的另一重要参考指标。 Cleveland[39]等首次提出将股骨头分成9 个象限,并提出将螺旋刀片尖端置于中心-中心、中-下象限可获得更好的固定稳定性,能显著降低内固定失效发生的概率,这已经在很多研究中得到证实[35,40-42]。 但近期有学者研究发现PFNA 螺旋刀片头端位于中心-中心、中-下、前下及后下象限均有较高的稳定性[27,43-44]。 Frei[45]等强调,在螺旋刀片置入操作过程中,在正位片上,内固定器械应置于股骨头的中轴线靠下区域,在侧位片上,为避免股骨头颈的旋转,其需规范放置于股骨头的中轴线上,而对于螺旋刀片的顶端则应放置在髋关节面下10 mm 左右的区域,这对于避免内固定术后失效具有重要价值。 但也有学者指出内固定成功与否和内固定尖端在Cleveland 9 个分象限中的位置并没有明显相关性[26]。 因此,结论仍需更大的样本数和长期随访等研究支持。

2.7 后内侧壁不完整

Evans[46]首次提出了内侧壁的观点,基于对髋部解剖学认识的不断深入,证实了股骨转子后内侧壁主要由小转子以及股骨距等组成,其为传递压力的关键结构,是抗屈折和内翻的核心部位。 股骨转子间骨折合并后内侧壁骨折会引起股骨距等支持结构的丢失,它的完整性与骨折稳定性联系密切,后内侧壁破坏越明显的情况下,骨折稳定性就越不理想[47]。 另外也有部分学者[48]随访部分病例之后发现后内侧壁的修复与否和病人术后恢复情况并无显著的联系,其认为修复后内侧壁通常会进一步扩大创伤的程度,增加手术时间,甚至影响患者术后的康复。 但毋庸置疑,后内侧壁的完整性与股骨转子间骨折的稳定性密切相关。 张斌[49]等对不同缺损面积内侧壁的股骨头标本进行加压实验,发现内侧壁缺损越大,则骨折处位移程度越明显,骨折的稳定性就越不理想。 随着研究的不断深入,越来越多的学者[47,50]证实了股骨转子间内侧壁损伤与术后内固定失效密切相关,在手术操作中将内侧壁进行修复,能够切实提升手术治疗效果,如彭硕[51]等采用PFNA 联合空心螺钉的手术方式治疗40 例股骨转子间骨折合并后内侧壁骨缺损的患者,显著提高了治疗效果。 宗双乐[47]等回顾性分析26 例采用髓内钉联合锁定钢板重建股骨后内侧壁的股骨转子下粉碎性骨折患者,全部病例获得骨性愈合,术后随访1 年,均未出现任何术后相关的合并症。 Kim[52]及其团队优化了糖果环扎术,联合髓内钉固定术治疗不稳定性转子间骨折,随访结果显示所有病例均成功愈合。所以,内侧壁的破损情况和术后内固定失效两者之间有极大的联系。

2.8 股骨转子外侧壁厚度

在术前正位X 线片上,在股骨大粗隆无名结节下方3 cm 向上成135 °与骨折线连线的距离。 过去大部分学者研究认为股骨近端后内侧壁的完整情况是保证骨折稳定的重要因素,而这些年股骨转子外侧壁的完整性对于转子周围骨折的重要性引起了越来越多的学者关注,外侧壁太薄或破损均会影响内固定器械在股骨头颈内的稳定性[54-55]。 Gotfried[56]等回顾性研究发现,所有股骨转子外侧壁破损患者,术后随访均观察到出现了骨折塌陷,证实外侧壁的完整性对骨折愈合及内固定器械稳定性的重要价值。 外侧壁是一个脆弱的骨性结构,因此,在手术操作中应对外侧壁加以保护,尤其是在这种很脆弱的部位钻孔时应特别谨慎[57]。 Palm[58]等研究同样发现,股骨外侧壁破损是内固定失效的重要预测因素,其重要性甚至超过螺钉的TAD 值。 Im[59]等研究发现股骨外侧壁在内固定术后的稳定性中起关键作用,在外侧壁破损患者中,即使股骨后内侧壁仅有1条骨折线也终将发生内固定失败。 富仁杰[60]等研究发现在外侧壁分型为Ⅲ型的股骨转子间骨折,尽管尖顶距数值在上述所探讨的安全范围内,但出现术后失效的风险依旧很高。 Hsu[53]等首次量化了股骨粗隆部外侧壁厚度,指出外侧壁厚度是术后外侧壁骨折的可靠预测因素,当其厚度>20.5 mm 阈值时,可显著降低术后内固定失效的发生率。 此外,也有一些学者指出,当外侧壁厚度≥20.5 mm 时易出现医源性外侧壁损坏,在出现外侧壁骨折情况下,内固定器械遭受的应力将会成倍增长,致使术后内固定的切出率增加[61]。 但对于外侧壁完整的稳定型股骨转子间骨折,髓内固定预后和髓外固定预后区别并不明显[62]。 王茂林[63]等回顾性分析106 例采用PFNA 闭合复位内固定术的股骨转子间骨折患者,发现术后内固定成功组的患者外侧壁厚度达到了(28.12 ±4.86)mm,而相比较于术后内固定失效的患者仅为(20.90 ±2.58)mm,2 组之间的数值差异显著。 富仁杰[60]等和孔杨[64]等对行PFNA 治疗的股骨转子间骨折的患者进行随访分析,均发现PFNA失效组的外侧壁薄于成功组,该结论和Hsu[53]等及张世民[65]等研究结论相同。 虽然现阶段对于外侧壁厚度的阈值的讨论较多,但并没有达成统一观点,许多研究的循证医学证据水平均不高,所以仍需我们进一步去探究。

3 预防内固定失效的措施

3.1 骨密度

老年群体骨质疏松的情况十分普遍,骨量降低,骨组织细微结构的受损,进而造成患者骨质的强度降低,使内固定器械在骨折中的稳定性受到了直接影响。 因此,对于老年病患而言,入院后应常规进行抗骨质疏松治疗,术后早活动但晚负重,即适当延迟术后下地负重时间。 对于存在重度骨质疏松不稳定的股骨转子间骨折,术后发生内固定失效的风险较高,建议考虑其他手术方案,如进行髋关节置换等。

3.2 内侧皮质的3 种支撑复位

在手术操作中尽可能达到股骨内侧皮质的中性支撑(解剖复位),当在术中难以实现解剖复位时,可考虑使骨折远端骨块略向外滑动达到阳性支撑。 股骨内侧皮质的阳性支撑虽然是非解剖复位,但能在头颈骨块和股骨干之间提供更稳定的支撑,提升转子间骨折术后的疗效,同样有助于患者的更快恢复,是临床治疗中值得追求的复位目标。

3.3 尖顶距

大量研究证实TAD 对股骨转子间骨折术后内固定失效有重要影响,但目前仍缺乏统一观点,基于已发表文献和我们自己的经验,我们建议将TAD 控制在20—30 mm 范围以降低螺旋刀片切出的发生率,但并不强制要求控制在某个数值上,尽量防止因寻求某个完美的区域而增加术中反复操作的次数而损伤骨质的情形发生。

3.4 颈干角与前倾角

建议将股骨颈干角进行轻度外翻位复位,即颈干角≥130 °,轻度外翻位复位能够进一步降低内固定失效的发生概率。 另外,当术中出现前倾角的变化难以避免时,与降低前倾角相比,增大前倾角后的稳定性会更为理想。

3.5 内固定置钉位置

建议内固定的尖端尽量置于中心—中心或中—下象限,这样可以得到更好的机械稳定性,进而降低术后内固定器械失效的可能。 另外,由于股骨头颈的骨量有限,且患者存在不同程度的骨质疏松,如植入螺旋刀片后发现位置不理想,不建议反复调整其位置。 这时候让患者晚负重及使用骨水泥加固内固定装置是一种较为理想的补救措施。 骨水泥能够提升内固定器械在股骨头颈内的稳定性,因此可降低内固定失败的发生率[66—67]。

3.6 后内侧壁不完整

由于患者内侧壁存在不同程度的损伤,将导致骨折不稳定性增加,进而容易出现内固定失败。 所以,针对伴有严重内侧壁破坏的患者,要结合患者的实际情况对内侧壁进行修复。

3.7 股骨转子外侧壁

由于髓内钉的螺旋刀片是通过外侧壁置入,所以对股骨转子外侧壁结构要求较高,在术中操作时应注意保护,防止加重外侧壁的损伤。 大量研究已证实,股骨转子外侧壁厚度对于术后内固定的成功与否有着密切的联系。 股骨外侧壁越厚,术后内固定器械的稳定性就越高,即内固定失败率越低。 因此,对于股骨转子外侧壁破损患者应根据患者情况尽可能进行外侧壁重建或修复,并适当延长卧床时间,推迟下地负重时间,以降低术后内固定失效的风险。

4 总结与展望

现如今,PFNA 是治疗股骨转子间骨折最常用的髓内固定方式之一,其疗效已被众多专家所认可。但术后内固定失效也时有报道,影响术后内固定失效的因素是多方面的。 就影像学参数而言,股骨转子外侧壁厚度、外侧壁及后内侧壁的缺损为预测内固定失效的主要危险指标,所以,对于股骨转子间内外侧壁破损的患者术中尽可能进行重建;其次是内固定器械TAD 推荐控制在20—30 mm 范围内;骨折端解剖复位可降低内固定失效的风险,但不应过分追求,阳性支撑也有利于患者的早日康复;积极防治骨质疏松,轻度髋外翻位复位固定同样可降低内固定术后失效的发生。 因此,临床医生在工作中务必要认真仔细查阅患者的影像学资料,综合评估内固定失效的风险,做到心中有数,早期识别内固定失效的高风险人群,及时采取相应的干预措施去避免内固定失效的发生。 目前,我们对于股骨转子间骨折的研究并不是十分完善,还有很多方面的问题研究人员们尚未达成一致意见,甚至在有些方面还存在相悖的观点,这是一件任重道远的工作,需要我们继续地去探索。