股骨颈前倾角对髋关节发育不良患者临床症状

本文原载于《中华骨科杂志》年第12期

股骨颈前倾角又名股骨扭转角，是假定股骨远端固定，股骨近端沿股骨干轴线方向旋转的角度，即股骨干轴线与股骨髁连线所确定的平面与股骨颈轴线的夹角［1］。国外不同的研究者采用不同的方法测量出的正常成人股骨颈前倾角的范围是8°~18°［2-3］。髋关节发育不良患者的股骨颈前倾角往往大于正常值［4-7］。增大的股骨颈前倾角可导致患者出现一系列的临床症状。如过大的股骨颈前倾角会使患者髋关节内旋活动度大而外旋活动相对受限［8-9］，导致一些日常生活受限。此外前倾角增大可导致下肢生物力学异常［10-11］，长此以往可能造成髋关节磨损加快。因此，在针对幼年及青中年髋关节发育不良患者的治疗过程中，单纯矫正髋臼畸形往往是不够的，异常前倾角的矫正也是非常重要的一环。股骨去旋转截骨作为纠正股骨颈前倾角的常用方法［12］，有助于保持髋关节稳定［12-14］，甚至可以促进小儿髋臼的发育［15-16］。对于髋关节骨关节炎较重，需要行人工关节置换的髋关节发育不良患者，矫正增大的股骨颈前倾角可避免关节脱位及假体撞击［17-21］。

本文通过在Pubmed上以“femoralneckanteversion”为关键词进行检索，在结果中筛选出与“measurementmethod”、“hipdysplasia”、“rangeofmotion”、“femoralosteotomy”、“osteoarthritis”、“totalhiparthroplasty”相关的文献，重点对股骨颈前倾角的测量方法、股骨颈前倾角随年龄的变化规律及机制、股骨颈前倾角对髋关节活动度的影响、矫正股骨颈前倾角的保髋治疗、股骨颈前倾角与髋关节骨关节炎的关系、股骨颈前倾角对髋关节置换的影响几个方面进行综述。

一、股骨颈前倾角的测量方法

（一）物理检查

最常用的测量股骨颈前倾角的物理检查方法是Craig试验（trochantericprominenceangletest）［22］。被检查者取俯卧位，膝关节屈曲90°，检查者一手触摸其股骨大转子，另一手握住其踝关节并向内、外旋转髋关节直至大转子和检查床平行或达到其身体的最外侧；若被检查者的前倾角大于0°，此时髋关节应处于内旋状态，反之则髋关节应处于外旋状态。用小腿轴线与被检查者身体矢状轴的夹角表示股骨颈前倾角（图1）。

（二）X线法

双平面X线法是最早的测量股骨颈前倾角的影像学方法［23］。用X线照射某一物体，使其在两个垂直平面分别投影，根据其投影还原其在空间的真实位置。双平面X线法即应用这个原理，被检查者需要接受两次X线照射，一张髋关节前后位X线片和一张髋关节侧位X线片。摄片时患者仰卧位，髋关节处于自然放松状态，使股骨髁与桌面平行，减少测量误差。在两张X线片上分别测量股骨颈轴线与股骨干轴线的夹角，然后用数学方法计算出真正的股骨颈前倾角。

（三）CT法

CT为目前测量股骨颈前倾角最常用的方法。分别于股骨颈层面和股骨髁层面沿垂直于股骨干轴线方向进行扫描，确定其股骨颈轴线与股骨髁轴线，股骨颈轴线与股骨髁轴线的夹角即股骨颈前倾角。由于颈干角的存在，在普通二维CT上股骨头及股骨颈不会在一个层面完整显示。因此通常需要结合两个甚至更多层面来确定股骨颈轴线。许多研究者选取了不同的测量方法，其中常用的确定股骨颈轴线的方法有：（1）股骨头中心与股骨颈前后皮质垂直平分点的连线［24］；（2）在股骨颈层面选两个点并连线，这两个点均为其对应位置股骨颈的前后皮质垂直平分点［25］；（3）股骨头中心与大转子基底部中心的连线［26］（图2）。此外，通过计算机技术，可以选择性地将几个层面的图像进行叠加融合，使股骨头、股骨颈及大转子在一张图片上完整显示，使股骨颈轴线更加容易确定［1］。股骨髁的轴线则多采用股骨后髁连线［24］或股骨内外上髁线［27］（图3）。

除了二维CT，应用CT三维重建技术也可用于测量股骨颈前倾角。将股骨近端及远端进行三维重建，应用VirtualPlace?M软件（医学影像实验室,日本）对重建的股骨进行分析，确定其股骨颈轴线、股骨干轴线及股骨后髁连线，即可计算出股骨颈前倾角［28］。

（四）MRI法

虽然MRI成像原理与CT不同，但其测量原理与二维CT法完全相同，均在股骨横断面上进行测量。MRI较CT有独特的优势：避免被检查者接受放射线照射；对骨骼未发育成熟的儿童，MRI能更清晰地显示其骨骼形态。Tomczak等［26］分别用CT法和MRI法测量了44例患者的股骨颈前倾角，发现两种方法测量的一致性较好。

总体来看，Craig试验常用来粗略判断股骨颈前倾角的大小，操作简便，但精确性相对较差。双平面X线法在CT出现前是最主要的测量股骨颈前倾角的方法。CT应用后，双平面X线法逐渐被淘汰。因为双平面X线法拍摄相对麻烦，需要用数学公式进行复杂的计算，其精确性也不及CT。现阶段，CT法及MRI法是测量股骨颈前倾角的主流方法，并且随着计算机软件技术的进展，其测量方法逐渐趋于更加简便，测量准确性更高。

二、股骨颈前倾角随年龄的变化规律及机制

人的股骨颈前倾角并非一成不变。正常情况下，股骨颈前倾角在幼年时随年龄增长而减小。Crane［29］通过对0.5~9岁的名正常儿童共髋进行双X线片法股骨颈前倾角测量，发现正常儿童股骨颈前倾角随年龄增长而减小，6个月时平均42°，9岁时降至21°。Fabry［4］则对1岁到16岁共名正常儿童的髋进行研究，同样发现正常儿童股骨颈前倾角随年龄增长而减小，1岁时平均31°，5岁时26°，9岁时21°，14岁时15°，16岁时降为16°。大多数髋关节发育不良患者股骨颈前倾角在出生时就大于正常婴幼儿，而且没有像正常儿童那样随着生长发育在14岁左右时下降至正常水平［4］。

究竟什么原因导致了股骨颈前倾角的变化，目前尚未完全明了。现阶段的研究支持股骨的扭转源于施加在股骨上与骨骺生长平面垂直的力。这种能使股骨旋转的力由两部分组成，其一是相关肌肉的收缩，其二是周围结缔组织的限制作用［30］。Heuter?Volkmann定律及Wolff定律可用来解释股骨颈前倾角在力的作用下发生的渐进性变化。当髋关节处于极度内旋或外旋位时关节周围部分肌肉及部分关节囊被拉伸，而另一部分则松弛，这样关节周围软组织就会对股骨颈产生一个牵拉的力，股骨颈前倾角发生变化可能与这个力有关［29，31-32］。如髋关节经常处于极度内旋，前倾角就会增大；当髋关节常处于外旋状态时，前倾角会减小。相关的动物实验也证明，将髋关节限制于内旋或外旋状态，或切断髋关节内旋或外旋肌肉均可导致股骨颈前倾角发生变化［33］。当实验动物的髋关节被固定于内旋状态或切断其外旋肌肉时，其股骨颈前倾角较正常增大；反之，将髋关节固定于外旋状态或切断其内旋肌肉，其股骨颈前倾角较正常减小。Staheli等［34］通过对偏瘫患儿的股骨颈前倾角进行测量发现受累侧肢体前倾角较正常增大，而对侧肢体前倾角正常。这一现象也有助于验证关节周围肌肉对股骨颈前倾角变化的重要性。

三、股骨颈前倾角对髋关节活动度的影响

股骨颈前倾角与髋关节活动度有着密切的联系。Braten［8］通过观察名成年人，发现股骨颈前倾角大的髋关节内旋活动度大而外旋活动度小；反之，股骨颈前倾角小的髋关节外旋活动度大而内旋活动度小。Tonnis和Heinecke等［9］通过对名成年人的研究也得出了同样的结论。Crane［29］发现，股骨颈前倾角较大的患者，髋关节内旋活动度常大于60°、外旋活动度常小于30°。

多数髋关节发育不良患者股骨颈前倾角大于正常，因此髋关节内旋活动度大于外旋。为了恢复股骨头与髋臼之间的关系，部分患者常习惯性内旋髋关节，所以他们在日常活动中的一些姿势、体位均与正常人不同。例如，部分前倾角较大的髋关节发育不良患者在端坐时双腿常呈“W”形，即双髋关节极度内旋、双膝关节屈曲超过90°［29］；站立位及行走时患者常表现为内“八”字步态，即站立或行走时脚尖处于内旋状态［4，29］。当然，是否有内“八”字步态不单纯是由股骨颈前倾角所决定，还取决于胫骨扭转角的大小［35］。

四、矫正股骨颈前倾角的保髋治疗

虽然儿童髋关节发育不良患者股骨颈前倾角可能随生长发育而逐渐减小，但手术矫正过大的前倾角可以立即改善股骨头覆盖［36］，其中股骨去旋转截骨是最常用的手术方式。股骨截骨是由Somerville和Scott［12］推广流行的。股骨去旋转截骨是指在转子下平面或转子间平面将股骨截断，然后通过外旋截骨线远端股骨或内旋截骨线近端股骨使股骨颈前倾角减小，最后以钢板螺钉进行固定的方法。去旋转角度的精确控制常需借助克氏针法［25，37］。即在截骨前于截骨线近端和远端分别打入一枚克氏针，两枚克氏针保持平行，截断股骨后通过两枚克氏针所呈的夹角来确定去旋转角度。

对于股骨去旋转截骨术的指征目前尚无定论。多位作者认为股骨去旋转截骨有助于维持髋关节的稳定［12-14］。Bhuyan［38］则对股骨颈前倾角超过60°的患儿采用去旋转截骨。对于去旋转的角度，同样也没有定论。Somerville和Scott［12］、Blockey［15］认为患儿股骨去旋转的角度为60°~90°，而Fritsch等［39］则以患儿股骨颈前倾角矫正至正常值为标准。

对小儿髋关节发育不良患者，由于髋臼发育异常，股骨去旋转截骨常需联合骨盆截骨术来共同矫正畸形。此外，股骨去旋转截骨也常联合股骨短缩截骨及股骨内翻截骨。多名作者［13，38-40］报告了对小儿髋关节发育不良患者行股骨去旋转截骨（或同时进行股骨短缩、内翻截骨）联合骨盆截骨术，术后经过2~20.6年随访，大多数患儿髋臼发育和关节对位良好。他们认为，这一系列的治疗措施是治疗儿童髋关节发育不良的有效方法。

Blockey［15］对18个月到4岁的髋关节发育不良患儿共个脱位髋关节进行研究。治疗包括关节闭合复位（对不能复位的行切开复位）及内收肌切断、石膏固定、股骨90°去旋转截骨。所有患儿随访18~27年，个髋关节恢复良好，16个髋关节出现不同程度半脱位，效果相对欠佳。他认为对小儿髋关节发育不良患者在不矫正髋臼畸形的情况下，单纯行股骨去旋转截骨可以促进髋臼发育。Fairbank［16］对小儿髋关节发育不良患者行关节切开复位及股骨去旋转截骨术，术后髋关节疼痛症状及半脱位情况均有明显好转。因此他们认为，4岁以前行股骨去旋转截骨可促进髋臼发育，4岁以后再行股骨去旋转截骨对臼发育影响不大。

对于大龄儿童或成人髋关节发育不良，股骨去旋转截骨仍然是一种有效的治疗手段。Katz等［14］对8名唐氏综合征的髋关节发育不良患者进行了伯尔尼髋臼周围截骨术治疗，术后2例患者出现了关节半脱位，再行股骨去旋转内翻截骨后关节未出现半脱位。

五、股骨颈前倾角与髋关节骨关节炎的关系

髋关节发育不良患者由于髋臼及股骨近端形态异常，髋关节的磨损常较正常关节快。髋臼形态异常被认为是导致髋关节骨关节炎的主要原因，但股骨颈前倾角与髋关节骨关节炎关系的研究相对较少。有学者对髋关节骨关节炎患者进行了回顾性研究，分析了髋关节骨关节炎与股骨颈前倾角的关系，但结论尚不统一。一些学者认为前倾角增大可导致骨关节炎［24，41-42］，一些认为两者之间无明显关系［1，43-45］，而Tonnis和Heinecke［46］则认为前倾角减小会导致骨关节炎。

虽然股骨颈前倾角与骨关节炎关系尚无定论，但现有的其他研究更倾向于股骨颈前倾角增大会加速骨关节炎进展。当股骨颈前倾角和髋臼前倾角在一定关系时能使髋关节处于稳定状态，当有一方不正常时，髋关节的稳定状态就会被打破。研究发现股骨颈前倾角和髋臼前倾角的大小之间没有相关性，因此当股骨颈前倾角增大时，机体不会通过减小髋臼前倾角来进行代偿［24］。股骨颈前倾角和髋臼前倾角之间的异常匹配及关节不稳会导致关节生物力学异常。例如，股骨颈前倾角增大，在患者下肢外旋时股骨头可能会向外侧和前方移位，股骨头受到的压力增加，而这些机械力的作用正是导致骨关节炎的主要因素［10-11］。骨关节炎患者股骨头软骨磨损最严重的部位是没有持续被髋臼包裹处［47］。在股骨颈前倾角过大或髋臼前倾角过大时，股骨头前方未被覆盖的区域就会增大。

六、股骨颈前倾角对髋关节置换的影响

由于髋关节形态异常，关节磨损较发育正常的关节快，许多髋关节发育不良患者晚期都需要接受髋关节置换。由于多数髋关节发育不良患者有股骨颈前倾角增大的情况，有些甚至大于40°，因此在行髋关节置换时必须考虑股骨颈前倾角的大小。另外，在行关节置换还必须考虑联合前倾角，即股骨假体前倾角与髋臼前倾角之和。有研究表明，当联合前倾角在平均37°（25°~50°）时，关节不容易发生撞击和脱位［17-21］。Widmer和Zurfluh［48］的研究证实，如果联合前倾角不在40°~60°的范围内，则术后发生关节脱位的风险将增加6.9倍。当髋臼前倾角固定时，如果股骨颈前倾角过大，则关节前脱位的风险增加；反之，如果股骨颈前倾角过小，则关节后脱位的风险增加［49］。股骨颈前倾角过大除导致关节不稳与假体撞击外，还会引起一些其他问题。Matsushita等［50］研究发现，假体前倾角过大使髋关节外旋活动受限，当股骨假体前倾角为60°时，即使髋臼前倾角调整至-10°，髋关节外旋活动度仍小于10°。Politis等［51］通过对髋关节模型进行生物力学研究发现，股骨假体前倾角过大会使股骨前方皮质压力增高，长此以往将可能导致大腿前方疼痛及假体松动。因此，对股骨颈前倾角过大的髋关节发育不良患者，在行人工关节置换术时必须采用特殊的方案。

股骨颈前倾角过大的髋关节发育不良患者的关节置换，目前有两种较好的手术方案，即转子下去旋转截骨和应用特殊的假体。转子下去旋转截骨即在大转子下方截断股骨，内旋股骨近端或者外旋股骨远端，从而使股骨颈前倾角减小，最后通过人工假体或其他内固定物将股骨重新连接固定［52］。这一方法不会影响到外展肌，因此也不会影响到患者术后髋关节的外展功能。对于髋关节高脱位的患者，有时因股骨头复位困难，可同时进行股骨短缩截骨［53］。目前有许多厂家都能提供多种适用于股骨颈前倾角过大患者的特殊假体。这些假体可以自由调节前倾角，从而在确保关节稳定的前提下提高关节活动度，避免假体撞击。例如Wagner假体的锥形设计，可以沿髓腔方向以任意角度插入股骨髓腔；S?ROM假体的柄与近端袖套以任意角度嵌插；Modular假体有不同前倾角的颈与柄自由的组配；骨水泥假体可以在髓腔旋转至合适角度固定［54］。

综上所述，髋关节发育不良患者股骨颈前倾角常大于正常，其步态、坐姿的异常有助于疾病的早期发现。对儿童髋关节发育不良患者，手术矫正过大的股骨颈前倾角有助于促进髋臼的发育，增加疾病的治愈率。对成年髋关节发育不良患者，矫正过大的股骨颈前倾角也有助于增加关节稳定性，并且从长远角度有可能延缓骨关节炎的进展。对需行人工髋关节置换的髋关节发育不良患者，术前测量股骨颈前倾角非常必要，前倾角过大的患者应使用特殊假体。

参考文献(略)

（收稿日期：-08-27）

（本文编辑：马英）

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