每日一病综合征全髋关节置换术
2019-1-27 来源：本站原创 浏览次数：次股髋撞击综合征(femoroacetabularimpingement，FAI)最早由瑞士医师ReinholdGanz提出，它是由于解剖形态学异常，股骨近端和髋臼在关节终末运动期时发生的骨性撞击或非正常的反复摩擦，从而导致盂唇及临近软骨的损伤，最终演变为退行性骨关节炎。而撞击同样也存在于全髋关节置换术(totalhipreplacement，THR)后。假体的设计、位置、生物力学因素和个体差异都会引起撞击。撞击同样也是引起人工关节置换术后失败的一个重要原因，它可以导致关节不稳定，加速磨损，以及疼痛，并在一些翻修的病例中可以发现撞击引起脱位、加速磨损相关的证据。1THR术后撞击的生物学机制和分类在骨性髋关节或THR中，各种原因减小假体间距，使正常股骨和髋臼边缘或股骨假体与臼杯之间出现反复的摩擦或撞击，就会发生撞击。全髋假体间的撞击通常是由假体设计和术者决定的。假体头颈比率(股骨头颈直径的比值)减小，术者没有控制好的假体前倾和外展角，没有去除引起撞击的潜在的因素，如没有恢复肢体长度及股骨偏心距、没有充分切除骨赘等，都会导致THR术后撞击。THR术后撞击征临床上可表现为假体脱位、关节异响甚至假体碎裂、髋关节或腹股沟区不明原因疼痛、假体松动等。和FAI一样，THR术后假体撞击根据发生机制也分为三类:凸轮型(Camtype)、钳夹型(Pincertype)和混合型。(1)凸轮型:术中使用小球头和裙边样股骨颈假体组合，使股骨头颈比率减小，就会发生Cam型撞击。在上个世纪70～90年代欧美盛行使用Mittelmeier设计的裙边样股骨颈假体，这种组合使头颈比率减小，如果头颈比率＜2.0就增加了臼杯与股骨颈假体的撞击风险。Cam型撞击征几乎可见于所有使用大臼杯、小球头及裙边样股骨颈的THR患者，这种组合可以使头颈比率＜2.0;(2)钳夹型:限制性髋臼内衬、小的股骨头放置在较大的臼杯以及髋臼骨赘切除不彻底都可以引起钳夹型撞击;(3)混合型:同时具有引起凸轮及钳夹风险的因素会引起混合型撞击征。
2根据撞击的部位又可分为假体间撞击，假体与骨性撞击，骨性撞击以及假体与软组织之间的撞击。如果在股骨颈周围有瘢痕组织包绕的话，它可以导致假体与软组织的撞击。骨性撞击是由于假体的偏心距减小所引起的，假体间撞击很大程度上是由假体的设计及不良位置所造成的。术者在使用假体时，应熟悉其设计原理及生物力学优缺点，从而避免术后撞击的发生。2THR术后撞击的原因
2.1头颈比率头颈比率减小是引起THR撞击发生的一个重要因素，小的股骨头及粗大的股骨颈假体组合降低术后关节的活动度，且当假体头颈比率＜2.0时明显增加了假体间撞击的风险。D’LimaDD等对不同假体位置以及头颈比率的髋关节进行研究发现较小的头颈比率可以降低髋关节活动度，股骨颈假体直径每增加2mm，关节活动度相应减少1.5°～8.5°。国内罗志平等人通过对国产镁硅玉全髋假体研究结果表明由于头颈比太小，假体在任何安置方位其活动范围都较小，容易发生假体撞击，难于满足日常生活需要。2.2偏心距及假体颈干角术者在术中不能控制良好的假体位置和重建肢体的长度或股骨偏心距，就容易发生术后骨性撞击。肢体短缩或偏心距减小，在关节运动的终末期时会增加股骨和骨盆撞击的风险。更多时候，因为股骨头假体比骨性股骨头小，所以为了避免撞击都会将假体偏心距增加几个毫米。假体的颈干角可以影响肢体长度和偏心距的重建，同时也影响术中股骨颈截骨的平面。通常，股骨假体颈干角偏大时，偏心距减小;假体颈干角较小时，偏心距增加。当颈干角在°到°之间可以获得髋关节最佳的活动度，他可以允许最小的臼杯外展角，能够减小假体间边缘应力，从而减小撞击脱位的风险。2.3假体位置与撞击骨性髋臼的外展角平均为55°，前倾角平均12°，当假体位置不良时，可以引起撞击。臼杯置入髋臼内应获得良好的骨性覆盖，这样就必需增大臼杯的外展角，其优点是使髋关节的活动范围增大。但这易使假体间发生撞击，导致其他的问题出现，比如髋关节不稳定、假体脱位、撞击摩擦导致髋臼或内衬边缘损坏。如果术中减小臼杯外展角，术后同样易引起假体间的撞击，从而导致髋关节不稳定及磨损，最终致假体松动。当臼杯保持40°外展角置入，如果臼杯过度内置，将会增加骨性撞击风险。但是，这种撞击可以通过调整股骨颈截骨平面，或使用较大偏心距假体来避免。另外，髋臼的前倾角较大时，易引起髋臼前缘与髂腰肌腱之间的撞击摩擦，从而致髂腰肌肌腱炎或囊肿。D’LimaDD等通过研究发现臼杯外展＜45°时，髋关节外展及屈曲度数减小;臼杯外展＞45°时，外展和旋转度数减小;髋臼和股骨假体前倾增大，可以增大关节屈曲角度，但伸直受限。当臼杯外展角在45°～55°联合适宜的股骨和髋臼假体前倾角，就可获得较好的活动度及关节稳定性。2.4髋关节活动度与撞击即使术中进行了良好的生物力学重建，髋关节的活动度及骨盆倾斜的因素仍会导致术后发生撞击。患者如果需要髋关节过度屈曲活动，就会存在THR术后骨性撞击的风险，利用大头假体进行置换可以增加髋关节活动度从而减少撞击的风险。另外，当强直性脊柱炎患者或因脊柱侧弯出现代偿性骨盆倾斜的患者行THR术后也容易发生撞击。TangWM等利用三维CT模拟强脊炎患者骨盆进行研究，发现强脊炎患者普遍存在骨盆后倾现象，且随着后倾角度的增大，髋臼的外展角及前倾角增大，术中如不注意根据骨盆后倾角控制假体的前倾及外展角，术后当患者直立行走时假体的外展及前倾角会随着骨盆的后倾而增大，从而容易发生假体的撞击/脱位。3撞击的临床不良后果THR术后撞击可以引起许多临床上远期的并发症，包括:髋关节活动受限、假体脱位;疼痛;增加界面磨损，加速骨溶解，引起假体松动等。3.1假体脱位假体脱位是导致THR术后继无菌性松动失败的第二大原因，而引起脱位的常见原因就是假体撞击。BozicKJ等通过对北美翻修病例的流行病学研究发现，假体不稳定是导致关节翻修的主要原因，占全髋翻修的22.5%。一般来讲，当关节活动到其最大活动距离或“跳跃距离”时，将产生杆杠作用引发脱位。“跳跃距离”为股骨头直径的一半，因此增大股骨头可增加关节的稳定性。股骨颈的几何形状也影响撞击，股骨颈越细长，关节初始活动弧度也越大，故最大化头颈率，将明显增加髋关节的稳定性。BarrackRL等发现，临床上，使用股骨颈横断面为直径较大的圆形假体脱位率比较小直径的四边形假体高3倍。利用早期的计算机模型，他们证实使用较大锥度的股骨假体增加撞击的风险并减少46%的活动度。同样，Padgett等利用计算机建模研究发现，小直径股骨头和较大锥度股骨柄组合时，在髋关节屈曲＜90°时即发生撞击。在行初次置换的例髋关节中使用较大锥度的股骨颈，脱位的发生率为4.7%。当使用不同直径的股骨头时，脱位的发生率分别为:28mm股骨头，脱位率3.6%;26mm股骨头，脱位率4.8%;22mm股骨头，脱位率18.8%。故Padgett等已经停止使用22mm股骨头和较大锥度股骨假体组合。3.2撞击与疼痛引起THR术后疼痛的原因是多样的，包括感染、假体松动、磨损碎屑引起的假体周围骨溶解等。另外，髋部和臀部的疼痛有可能是腰椎病变，还有少见的腹腔内病变或血管病变。当假体与关节囊或肌腱等软组织发生撞击时，产生的炎症和肿胀通常会引起腹股沟区疼痛。与软组织撞击引起的疼痛有三种方式:(1)臼杯边缘向前内侧突出或小转子与坐骨毗邻，引起髂腰肌腱炎。虽然这种情况不多见，但是髂腰肌腱撞击和髂腰肌腱炎在THR术后出现腹股沟区疼痛很少被认识。一项研究表明在THR术后由髂腰肌腱撞击引起的疼痛占4.3%，其发生率在全髋翻修术后尚不清楚。引起前侧髂腰肌腱撞击及髂腰肌腱炎的原因有:臼杯位置不良或臼杯前缘突出，突出臼缘的骨水泥，过长的螺钉，或使用髋臼加强环。同样，术中没有恢复假体偏心距或肢体长度，股骨小转子上移与坐骨支靠近，易发生髂腰肌腱的撞击;(2)关节囊在股骨颈与臼杯间受压;(3)或关节囊在股骨大转子与髂骨间受压。THR撞击后的疼痛可通过局部神经阻滞缓解，发生髂腰肌腱炎的可以通过外科松解或切断髂腰肌腱，必要时行臼杯翻修可以达到良好的效果。3.3撞击与磨损在一些全髋术后翻修的病例研究中发现撞击可以加速假体间的磨损YamaguchiM等研究撞击与内衬磨损间的相关性，发现没有发生撞击的内衬线性磨损率为(0.19±0.14)mm/年，发生撞击的内衬平均线性磨损率(0.33±0.28)mm/年。UsreyMM等在一项例臼杯翻修的病例研究中发现，撞击的程度与内衬的容积磨损率具有相关性。THR术后具有严重撞击的内衬容积磨损率平均为(±42)mm3/年，THR术后没有撞击或轻微撞击的内衬容积磨损率为(70±21)mm3/年。Kligman等发现在86例聚乙烯内衬有62例发生撞击的证据，并认为聚乙烯后方的磨损、臼杯的腐蚀磨损都与撞击有关。YamaguchiM等通过研究发现撞击的部位多位于后上方78°±20°。3.4撞击与假体松动THR术后撞击可以引起包括股骨及髋臼的早期松动。BoscoJA等在一个病例报道中叙述了假体间撞击与磨损、骨溶解的相关性。作者发现颈杯撞击处产生的聚乙烯磨损碎屑是引起股骨假体松动的直接原因。IsaacGH等在翻修病例的研究中，发现撞击可以增加骨水泥界面的剪切力及张力，这可能是导致臼杯松动的原因之一。4避免THR术后撞击4.1假体位置THR术后假体稳定且不发生撞击的位置称为安全区，这也是历来被研究的焦点。对于髋臼前倾角的大小，Charnley建议骨水泥臼杯少许前倾或无前倾，Müller和Coventry建议臼杯前倾角为10°，Harris推荐为20°，LewinnekGE等人通过研究认为髋臼前倾的安全角度为5°～25°，McCollum和Gray则建议臼杯前倾角为20°～40°。对于股骨假体前倾角，McCollum和Gray认为并不是那么重要，因为他们使用骨水泥柄，在他们的研究中发现当股骨柄前倾10°～15°时，内外旋下肢，臼杯对股骨头覆盖没有明显差异。但是，在一些研究中发现，术者对于非骨水泥柄前倾的控制能力并不是很好。每个人的股骨颈前倾角及股骨干向前的生理弧度都是不一样的，这都会影响到股骨柄安放的位置。WinesAP和McNicolD［15］通过CT扫描发现，术后股骨柄安放的前倾角为15°(后倾)～45°(前倾)，平均16.8°。对于如何放置假体前倾角，在上个世纪90年代，Ranawat提出了臼柄联合前倾角的概念，并建议男性为45°，女性为20°～30°。Widmer和Zurfluh将其计算公式定义为臼杯前倾角+(0.7×股骨柄前倾角)=37.3°。Ranawat等人还描述了术中测量联合前倾角的方法:将髋关节屈曲大约30°，股骨内旋至假体柄与臼杯平行为止，测量股骨内旋的角度，在组件平行的理想位置股骨应该内旋45°，臼杯与柄的联合前倾角即为45°。KomenoM等人利用CT比较20个脱位和18个没有脱位的日本人髋关节，当联合前倾角平均为47.8°时没有脱位发生;
联合前倾角平均为27.4°时易发生后脱位，联合前倾角平均为72.2°时易发生前脱位。最后，KomenoM得出结论，髋关节脱位率受联合前倾角的影响，而不是由臼杯或股骨柄位置单一因素所决定。众所周知，臼杯的外展角≤45°时可以达到最佳的髋关节稳定，并减少假体间磨损。臼杯外展40°被认为是最理想角度，达到此角度，需内置或上移髋臼旋转中心。改变髋臼旋转中心可以阻止颈杯撞击，但同时也减小了肢体长度和偏心距，可以引起骨性撞击。解决这些问题，需术中增加股骨颈截骨平面，选择长颈股骨头，使用具有较大偏心距股骨假体。4.2髋关节生物学重建及增生骨赘切除恢复THR术后肢体长度和髋关节偏心距对于避免撞击是非常必要的。股骨的解剖学重建决定着其生物力学重建，因为股骨颈截骨平面及颈长影响肢体长度和偏心距的恢复。CharlesMN等研究软组织对髋关节稳定的影响，当臼杯不能改变髋关节旋转中心，改变股骨颈截骨水平能重建肢体长度和偏心距。如果臼杯过度内置或颈干角≤°，使用偏心距假体可以重建髋臼中心。术中通过解剖标志正确重建肢体长度和偏心距，并避免撞击。在下肢伸直位时，小转子与坐骨不接触，两者间隙至少包括一横指。在肢体外旋外展、屈曲外展或内旋位时，保证股骨大转子不与髂骨发生撞击。同时髋臼包括股骨转子间的骨赘必须充分切除，保证髋关节极度活动时，股骨颈与髋臼不发生撞击。并在活动髋关节时检查有无软组织嵌入假体间，如存在予以切除，避免软组织与假体间撞击，引起术后髋关节不明原因疼痛。4.3假体选择关节假体设计的改善在预防假体撞击方面带来许多益处。WiadrowskiTP等人早在20世纪90年初期发现Wagner金对聚乙烯表面假体的臼杯设计存在缺陷，在例翻修的组件中有29例因颈杯撞击而发生臼杯边缘的损害。他将撞击的原因归结于半球形臼杯的设计，并建议臼杯设计为扇球形。新一代的表面全髋假体，如Birmingham假体(SmithandNephew)和Durom假体(Zimmer)臼杯的扇形角分别为.2°和°。同样，使用大股骨头能够保证有一个良好的头颈比，可以避免术后撞击。对于喜欢屈曲活动的女性，即使使用14/16mm锥度的股骨颈，当股骨头直径≥36mm，仍然能提供良好的头颈比。但是大头可以明显增加假体边缘应力，当臼杯外展角＞50°，特别是陶对陶关节容易发生撞击后陶瓷破裂或异响。5THR术后撞击的实验研究撞击是一个动态的过程，通过普通的临床评估及影像学检查很难确定。通过建立有限元模型，分析关节活动度和假体设计以及位置，可以从一定程度上反应各因素与撞击的关系。但对于THR撞击的许多早期实验研究都只停留在二维活动，而标志性的进展是Amstutz等发明了一个三维检测的仪器，他们用这样的仪器可以检测出体外使用不同全髋系统，包括不同大小的的股骨头从22mm(Charnley)到41mm(McKee－Farrar)，不同臼杯位置避免撞击的安全活动度。关键性的研究是发现Müller假体设计比Charnley假体可以增加16°的屈曲活动度;同时，髋关节的活动度可以通过增大头颈比率，减小臼深/头直径比率，最佳颈和臼缘关系来增加。Chandler等利用尸体研究发现头颈比率和颈长都会影响髋关节的安全活动度，并且随着股骨头直径的增加，撞击的趋势从假体转移到骨性。Robinson等根据正常髋关节CT模拟出三维计算机模型，在肢体中立位，增加臼杯外展、前倾，股骨柄前倾可以增大髋关节屈曲活动度;在髋关节屈曲90°时，假体位置的改变可以增加内旋角度。但这个模型不能反应出力和力矩的变化，同样也不能反应软组织在撞击过程中的作用，不能模拟有脱位风险病人多轴运动的特征。Jaramaz等改良了这一软件模型，可以计算出不良假体位置患者的安全活动度。Noble研究小组开发出一种先进的物理模型，用电脑控制尸体肌肉力量和导电膜模拟技术来检测撞击脱位瞬间。D’Lima等对发生撞击的假体间磨损做了相关研究，并认为臼杯理想的外展角是40°～45°，当外展角大于45°时，聚乙烯内衬的线性磨损率会平均增加40%。THR术后撞击是长久以来存在的一个问题，它是引起假体脱位、磨损、甚至松动的重要原因。术中髋关节生物力学重建，正确选择假体，良好的手术技巧，精确的假体位置，切除可以引起撞击的骨赘增生，且随着实验室研究的完善、假体设计的进一步改善和手术技术的提高，THR后撞击所带来的不良后果将会被降低到最小。
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