柳叶刀对全髋关节置换术的最新研究成果

全髋关节置换术是一种常见且非常成功的外科手术。该手术旨在为髋关节重度关节炎的患者减轻疼痛，并改善其功能。有症状的骨关节炎是最常见的手术指征。

引言

现代全髋关节置换术比任何其他择期手术都能提高患者的生活质量。自20世纪中叶Wiles、Charnley等人的开创性工作以来，植入物的技术得到了稳步的发展。

现在，超过95%的人工髋关节假体能在位10年以上，甚至许多假体通常能在位30年以上，这与Charnley的预测相悖。虽然重大设计创新的时代可能已经结束，但改进仍在不断地继续。

研究工作集中在三个关键目标：延长假体的在位时间，改善功能结果及减少并发症。

本系列论文是自年《柳叶刀》杂志对全髋关节置换术的最新研究成果的更新。

流行病学

全世界每年有多万例髋关节置换手术。年，美国进行了37万多例初次全髋关节置换手术，年澳大利亚有3.7万例，英国有9.7万例。

在发达国家，初次置换和翻修手术的数量每年都在增加。自年到年，全髋关节置换手术的量在英国增加了37%(图1)，瑞典、新西兰和韩国也出现了类似的增长。

图1：自年以来英格兰和威尔士按年龄划分的初次髋关节置换术分布图。数据取自英格兰和威尔士国家联合登记处。（横坐标为手术年份，纵坐标为初次髋关节置换手术量）

在过去10年里，全球经济衰退引发了对关节置换术增长可持续性的质疑。在美国，这种增长已被证明对宏观经济状况不敏感，预计到年，每年进行的初次全髋关节置换手术数量将达到例。在英国，每年的初次全髋关节置换手术数量在年首次趋于平稳，年再次增加。观测到的手术数量趋缓，可能与床位配给和数量等医疗系统因素有关，而不是需求下降。

原因

全髋关节置换术的主要适应证包括：骨关节炎(占年英国全髋置换手术总量的90%)、股骨颈骨折(5%)、缺血性坏死(2%)、发育不良(2%)和炎症性关节炎(1%)。

导致髋关节骨关节炎的原因有很多，生物和机械因素是由遗传和环境因素决定的。患者自身突出的特异性危险因素包括年龄、性别、创伤和关节形态。股骨髋臼撞击越来越被认为是一个原因。另外，髋关节骨关节炎与肥胖的关系远没有膝关节骨关节炎那么密切，原因尚不清楚。没有强有力的证据表明这与饮食有关。在世界范围内，随着人口年龄的增长，骨关节炎的发病率预计会上升。

在英国，初次全髋关节置换术的中位年龄是69岁(四分位间距为61-76岁)。在美国，接受手术的年轻患者比例有所上升，预计到年，65岁以下的患者将占所有患者的52%。然而，在英国和澳大利亚，这一比例保持稳定：36%的澳大利亚人年龄在65岁以下，32%的英国人年龄在65岁以下。全髋关节置换术在女性中仍然比男性更常见，在英国，这一比例稳定在1.5:1，这与男性和女性骨关节炎发病率的差异有关。

手术决策

全髋关节置换术的主要临床适应证是终末期关节炎，关节疼痛、僵硬，且非手术治疗效果不佳。

非手术治疗包括调整活动方式、物理治疗和口服止痛药。虽然在没有全层软骨丢失的情况下，手术指征并不强烈，但在影像学上，症状与结构疾病的程度并不一定相关。对于症状不典型的髋关节疼痛患者，可用髋关节关节内麻醉注射辅助诊断；然而，注射反应是否能预测髋关节置换术的结果仍不清楚。关节内注射皮质类固醇激素应在计划进行髋关节置换术前3个月内停止，因为这可能增加感染的风险。

共同决策对患者和医生都有益。根据患者特异性预测手术结果是决策过程的核心，应向患者提供明确的个性化信息。

风险预测工具，如美国外科医师学会(AmericanCollegeofSurgeons)的国家手术质量改进计划风险计算器(NationalSurgicalQualityImprovementProgramRiskcalculator)是有用的辅助工具。

患者的特征，包括高龄、肥胖和共病，限制了术后功能的改善，增加了并发症的发生率。然而，无论术前状态如何，患者报告的疼痛和功能均有显著改善。患者自身存在对预后不利的因素不应阻碍患者手术；相反，这些因素应该在共同决策过程告知患者。

对术前功能较强、等待时间较短的患者进行手术，术后功能效果最佳。然而，当患者只是早期疾病时，手术前应谨慎，因为术前功能较高的患者比术前功能较低的患者获得有意义的功能改善的可能性较小。

此外，手术年龄对翻修风险有显著影响。50-54岁男性患者终生翻修的风险为29.6%(95%CI26.6-32.6)，而70-74岁男性患者终生翻修的风险为7.7%(95%CI6.9-8.5)(图2)。这种巨大的风险差异可能会导致一些病人推迟手术。

图2：全髋关节置换术后终身翻修风险在进行全髋置换术的初次手术（每5岁为一年龄段）时，按年龄对全髋置换进行翻修的终生风险估算值，按性别进行分层（针对丢失和受到检查的人群进行调整后的结果）。经Bayliss及其同事许可后重绘。（横坐标为髋关节置换时的年龄，纵坐标为终身翻修风险）

在某些国家/地区，相对于需要手术的人数，提供髋关节置换术的地区有所不同。这种明显的不平等现象与年龄，性别，贫困，农村和种族因素有关。尽管这些因素可能会影响患者的手术意愿，但提供的差异可能是由于全科医生和外科医生的实践差异所致。

加拿大的一项研究表明，缺乏何时推荐患者进行全髋关节置换的临床指南可能是造成这种变化的原因，有44％的初级保健医生报告说：“手术指征缺乏明确性阻止了他们将患者转诊至TJA[全关节置换]”。尽管在英国，有意将制定推荐指南的责任下放给地区临床委托小组，以允许医疗保健提供者响应当地居民的需求，但协调全国全科医生的转诊指南可能会将实践中的差异降至最低。

在英国，国家健康与临床卓越研究所（NICE）建议，对于能够独立行走，没有认知障碍，并且在医学上适合该程序的患者，应该对囊内髋部骨折进行全髋关节置换。该建议依据的证据表明，与该队列中的半髋关节置换术相比，全髋手术可改善髋关节功能和生活质量。但是，依从性仍然很差，只有37％符合标准的患者进行了全髋关节置换，而42％接受该程序的患者不符合标准。

评估结果

评估手术结果的主要方法是以翻修手术为终点的Kaplan-Meier生存分析。翻修髋关节置换指的是置换人工髋关节的一个或多个组件。与初次髋关节置换术相比，翻修术并发症更多，功能预后更差，仅在出现或预测有包括疼痛或骨折在内的严重不良症状时才适用。

关节置换术登记处是跟踪单个植入物翻修率的强大资源。自从40年前第一个髋关节置换术登记系统在瑞典建立以来，已经被证明可以成功地识别出高失败率的器械。

国际关节成形术注册协会统计了25个国家/地区的成员，地域覆盖范围稳步扩大。自年以来，在英格兰和威尔士，国家联合注册局（NJR）收集了万髋关节置换手术的数据；NJR报告，植入物的14年总生存率为92.7％（95％CI，92.6-92.9）。额外的数据收集可以分析病人、程序、医院和外科医生因素的比较影响。目前未报告医生个人的翻修结果。这是由于担心，如果没有充分考虑患者因素，这些数据的发布可能会影响初次和翻修手术的临床决策。

要从注册表数据做出可靠的推断，遵守手术翻修报告是至关重要的。一项审计发现，在英国国家卫生服务（NHS）医院进行的髋关节置换手术中，有95％的初次髋关节置换手术和90％的翻修髋关节置换手术记录在NJR中；记录翻修的较低准确性令人担忧，因为它会导致对植入物性能的高估。缺失的数据代表随机事件还是潜在的偏倚还在调查中。

使用翻修手术作为唯一的结果指标是有局限性的，因为患者会出现并发症，疼痛或功能不良无需翻修。实际上，在髋关节置换的5年内，10％的患者可能会持续疼痛或关节功能不佳。患者报告的结局评分（用于评估疼痛，功能，生活质量和满意度）与生存分析一起用于评估髋关节置换的结局。尽管NJR并未记录不需要翻修的并发症，但现在常规记录了两个患者报告的结局：用于评估疼痛和功能状态的牛津髋关节评分（OKS）以及用于评估生活质量的EQ-5D评分。

在英国，临床试验小组越来越多地使用病人报告的结果作为转诊到二级护理的标准。尽管分数并未为此目的进行验证，但分数高于本地设置阈值的患者将不会被转诊。此外，患者报告的结局会受到年龄和合并症的影响，这使得通用阈值成为难以区分的因素。

髋关节置换术对医疗保健系统的财政负担很高。仅在美国，每年的花费就超过亿美元。髋关节置换术获得的每质量调整生命年（QALY）成本在0美元至美元之间。该值远远小于NICE为指导新技术的成本效益评估而选择的每QALY2万至3万英镑的门槛。

此外，有证据表明，从长期来看，人工关节置换术可以节省医疗保健费用，与之相比，每位匹配的非手术对照患者每年增加美元，从而使每位患者每年减少美元的费用。对于预期寿命尚久的患者，髋关节置换术是一种经济有效的干预措施。

翻修的原因

无菌性松动是最为常见的翻修适应证，占NJR所记录翻修手术的48%。无菌性松动最常见的原因是负重界面的磨损，在有效关节腔内产生磨屑。巨噬细胞吞噬异物并启动肿瘤坏死因子α介导的炎症级联反应，使破骨细胞活性增加，造成骨质净吸收和假体固定强度降低。

髋关节置换术后有0.2-10%的患者发生脱位，其中77%的患者脱位发生在术后1年内。年龄、肌张力、不配合避免特定动作、手术入路、假体位置及大小均影响脱位率。翻修手术中有15%是由于脱位。

假体周围感染是关节置换术的一种灾难性并发症，可引起疼痛、功能丧失、全身疾病甚至死亡。术后2年内的感染发生率为1-2%。微生物在假体表面形成生物膜，降低抗生素的有效率。通常需要手术干预，包括清创和假体取出，一期或二期翻修，占所有翻修手术的9%。其他常见的翻修适应证包括假体周围骨折(10%)和假体位置不良(5%)。

翻修的适应证因患者而异。对于55岁以下初次手术患者，无菌性松动是最常见的适应证，而84岁以上患者脱位、假体周围骨折、感染等是最常见的适应证。

在实践中进步

在英国，65-74岁的成年人平均每周花6.5小时从事体育活动。因此对植入物的要求很高，开发具有更好耐磨损特性的假体是最关键的挑战。

股骨头与髋臼臼杯在承重界面处连接。理想的负重界面要求其在体内是化学惰性的，磨损率低，产生非免疫原性磨损碎屑，并具有足够的韧性来抵抗断裂。

年，在英国，57%的手术中使用金属对聚乙烯假体，33%使用陶瓷对聚乙烯假体，9%使用陶瓷对陶瓷假体。

早期的金属对聚乙烯假体在术后14年内有很高的失败率，因为相对较软的聚乙烯可产生磨损碎屑。然而，现代高交联聚乙烯比早期材料更耐磨，对关节登记系统数据分析后发现，现代金属对聚乙烯、陶瓷对聚乙烯和陶瓷对陶瓷假体的中期翻修率没有差别。在翻修率差异极小的情况下，选择何种假体应考虑其他因素。现代陶瓷对陶瓷假体虽然比其他假体更贵，且有可能发出“吱吱”异响，但与早期、更脆的假体相比，它们并没有增加假体碎裂的风险。

金属对金属假体由于比金属对聚乙烯假体具有更低的界面线性磨损，在20年前得到了广泛的应用。年金属对金属假体的使用达到了顶峰，占当年所有假体的21%，当分析登记系统数据后发现，金属对金属假体的效果比其他类型的假体差得多。总的来说，非骨水泥型金属对金属全髋关节置换术10年后的翻修率为18.2%(95%CI17.7-18.8)。自年以来，这类髋关节置换手术在所有髋关节置换假体中所占比例不到1%，而且几乎都是股骨头表面置换术。

金属对金属假体的失效是由于摩擦界面释放金属离子磨屑所致。磨屑会激发不良的免疫反应，导致局部骨质破坏和软组织坏死。对于使用金属对金属假体的患者，早期发现软组织不良反应并及时进行翻修手术可改善临床结果。药品和保健产品监管机构已经发布了对这些患者进行筛查的具体建议，包括定期血液金属离子检测、功能评估和影像学检查。关于金属对金属假体可能通过全身金属离子暴露与癌症发病率增加有关的担忧尚未得到证实，目前正在对此进行长期随访。

近十年来，股骨头假体直径有增大的趋势。增大股骨头的尺寸可以降低髋关节置换后假体脱位的发生率，因为与较小尺寸的股骨头相比，较大尺寸的股骨头在撞击发生前有较大的运动范围。曾经大直径股骨头假体的使用受限，主要是由于有证据显示此类假体可导致聚乙烯内衬的容积磨损增加；然而，对于现代高交联聚乙烯内衬，更大的接触面积与较小的接触面积相比，并不会增加磨损。

关于何种方式固定全髋关节置换术假体更佳仍有争议(图3)。骨水泥固定假体长期来看翻修率更低，与非骨水泥固定假体相比，手术14年后总体翻修率更低(图4)；非骨水泥假体的高失败率大多由于术后早期固定失效。

图3：使用不同的植入物设计和固定方式进行的全髋关节置换骨水泥固定全髋关节置换术的术后X光片（A）;使用常规长度股骨柄的非骨水泥全髋关节置换术（B）；股骨短柄非骨水泥全髋关节置换（C）；和混合固定全髋关节置换术（D）。图4：不同固定方式对初次全髋关节置换术后的累积翻修量（初始诊断为骨关节炎）经澳大利亚骨科协会国家联合置换登记处的许可，转载自澳大利亚骨科协会的年度报告。（横坐标为初次手术后的年数，纵坐标为累计翻修率%，绿线为骨水泥固定，蓝线为非水泥固定，红线为混合固定）

然而，在术后前十年中，非骨水泥固定假体的翻修率可能比骨水泥固定的假体低，并且对于年龄低于65岁的患者，其翻修率更低。该技术也避免了与骨水泥相关的栓塞并发症的风险。在澳大利亚、英国和美国，非骨水泥固定最为常用。

髋臼无菌性松动被认为是60岁以下患者骨水泥假体失败的主要原因。混合固定是指在股骨侧使用骨水泥，髋臼侧不使用骨水泥，这种技术作为替代方案，经过14年随访，疗效优于非骨水泥固定，但逊于骨水泥固定。

对非骨水泥短股骨柄的