股骨偏心距對全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后步態(tài)的影響

鄔培慧，傅 明，毛玉瑢，康 焱，楊子波，方淑鶯，廖威明

關(guān)節(jié)外科專題

股骨偏心距對全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后步態(tài)的影響

鄔培慧，傅 明，毛玉瑢，康 焱，楊子波，方淑鶯，廖威明

目的探討人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后股骨偏心距對行走過程中術(shù)側(cè)下肢步態(tài)時間距離參數(shù)的影響。方法按入組標準對2000年1月—2005年12月于我院行單側(cè)人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者29例58髖進行標準骨盆正位X線片檢查，測量雙側(cè)股骨偏心距，計算股骨偏心距比（femoral offset ratio，F(xiàn)OR）。行三維步態(tài)分析，采集步態(tài)時間距離參數(shù)。根據(jù)FOR分組并對雙側(cè)下肢的各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果手術(shù)側(cè)FOR小于對側(cè)為A組，共10例，手術(shù)側(cè)單腿站立相、踏步時間及跨距與對側(cè)比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；分別對雙側(cè)下肢的步頻、步速、跨步時間、踏步距離及雙腿支撐時間進行比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；手術(shù)側(cè)FOR大于對側(cè)為B組，共19例，雙側(cè)下肢各項步態(tài)時間距離參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后術(shù)側(cè)股骨偏心距不足對患者步態(tài)具有重要影響；人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中重建股骨偏心距有助于髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)的恢復(fù)和術(shù)后步態(tài)的改善。

關(guān)節(jié)成形術(shù)，置換，髖；步態(tài)；股骨偏心距

股骨偏心距（femoral offset）的重建對于恢復(fù)外展肌力和髖關(guān)節(jié)周圍軟組織張力平衡，維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定，恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，減少術(shù)后跛行，降低假體磨損、人工關(guān)節(jié)脫位等并發(fā)癥的發(fā)生率具有重要意義[1-2]。本文隨訪我院2000年1月—2005年12月行單側(cè)人工全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)患者29例58髖，拍攝術(shù)后骨盆正位片，進行三維步態(tài)分析，獲取術(shù)后步態(tài)時間距離參數(shù)，進而探討股骨偏心距恢復(fù)程度與其之間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

入組患者29例58髖，其中男10例20髖，女19例38髖，年齡33～75歲（平均年齡64.3歲），體重指數(shù)18.4～31.2 kg/m2（平均體重指數(shù)25.3 kg/m2），術(shù)后隨訪5～10年（平均隨訪時間7.7年）。入組標準：（1）初次單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)；（2）無其他下肢骨關(guān)節(jié)疾??；（3）無其他下肢骨關(guān)節(jié)手術(shù)史；（4）無神經(jīng)系統(tǒng)疾??；（5）Harris評分在80分以上。所有手術(shù)均采用生物固定型人工髖關(guān)節(jié)假體（Depuy、Zimmer及Biomet，美國；Smith&Nephew，英國），行改良Gibson手術(shù)入路，由本院高年資手術(shù)醫(yī)師完成。所有受試者均在檢測前被告知檢測內(nèi)容，并簽署知情同意書。

1.2 影像學(xué)檢查

所有受試者均使用數(shù)字化攝片機拍攝骨盆正位X線片。標準的拍攝方法為：患者仰臥，下肢伸直，兩側(cè)足尖內(nèi)旋使趾內(nèi)側(cè)接觸，以恥骨聯(lián)合上緣作為投照中心，X線垂直投影，發(fā)射器距離床面1 m。所有X線片經(jīng)掃描儀得到數(shù)字圖像，后期使用測量軟件進行數(shù)字化測量。測量股骨偏心距，即股骨頭旋轉(zhuǎn)中心至股骨干中軸線的距離，按股骨頭假體真實直徑作參照換算即得距離的實際長度。計算手術(shù)側(cè)股骨偏心距與對側(cè)股骨偏心距之比（圖1），獲得股骨偏心距比（femoral offset ratio，F(xiàn)OR）。

圖1 數(shù)字化測量股骨偏心距（股骨頭旋轉(zhuǎn)中心至股骨干中軸線的距離）

1.3 步態(tài)分析

運用Vicon MX三維步態(tài)分析系統(tǒng)（6臺遠紅外攝像頭，采集頻率50 Hz）對受試者進行步態(tài)分析，采集骨盆的運動學(xué)參數(shù)。測試前要求受試者更換緊身衣褲，按軟件系統(tǒng)要求將16個反光標記球分別貼置于受試者左右髂前上棘、髂后上棘、股骨外上髁上15 cm，股骨外上髁、外踝尖上15 cm，外踝尖，第1跗跖關(guān)節(jié)與第2跗跖關(guān)節(jié)之間以及跟腱附著處[3]。囑受試者保持標準站立位，記錄各標記點的空間測試原點，然后囑受試者依日常行走方式及速度往復(fù)行走于長9 m的步行地毯上。每例至少記錄5次步態(tài)參數(shù)。測試過程均由同一位經(jīng)驗豐富的康復(fù)科臨床醫(yī)生完成。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

受試者根據(jù)手術(shù)側(cè)髖關(guān)節(jié)FOR分為兩組，手術(shù)側(cè)FOR小于對側(cè)者為A組，手術(shù)側(cè)FOR大于對側(cè)者為B組。每組病人均以對側(cè)正常髖關(guān)節(jié)作為對照。采用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，通過配對t檢驗分別比較每組患者行走過程中雙側(cè)下肢步態(tài)時間距離參數(shù)，P＜0.05認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

骨盆正位片的數(shù)字化測量結(jié)果：A組10例，手術(shù)側(cè)股骨偏心距平均長33.2 mm，對側(cè)股骨偏心距平均長38.2 mm，F(xiàn)OR為0.81±0.08；B組19例，手術(shù)側(cè)股骨偏心距平均長35.2 mm，對側(cè)股骨偏心距平均長29.3 mm，F(xiàn)OR為1.27±0.15。

兩組受試者在行走過程中的雙側(cè)下肢步態(tài)時間距離參數(shù)如表1所示。A組受試者其手術(shù)側(cè)單腿站立相為（0.39±0.03）s，明顯小于對側(cè)髖的（0.46±0.06）s（t=-4.288，P=0.000），跨距及踏步時間顯著大于對側(cè)髖[（1.07±0.10）m vs（0.96 ±0.13）m,t=2.424，P=0.024；（0.61±0.09）s vs（0.55±0.06）s，t=3.016，P=0.006]；對雙側(cè)下肢的步頻、步速、跨步時間、踏步距離及雙腿支撐時間分別進行比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。B組受試者雙側(cè)下肢各步態(tài)時間距離參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 兩組行走過程中雙下肢步態(tài)時間距離參數(shù)的比較（±s）

表1 兩組行走過程中雙下肢步態(tài)時間距離參數(shù)的比較（±s）

A組B組時間距離參數(shù)單腿支撐時相（s）跨距（m）踏步時間（s）步頻（步/min）跨步時間（s）雙腿支撐時相（s）踏步距離（m）步速（m/s）手術(shù)側(cè)0.39±0.03 1.07±0.10 0.61±0.09 105.36±10.73 1.15±0.12 0.27±0.07 0.49±0.08 0.89±0.18對側(cè)0.46±0.06 0.96±0.13 0.55±0.06 106.17±11.24 1.14±0.12 0.26±0.06 0.49±0.07 0.87±0.17 t值-4.288 2.424 3.016 -1.152 1.102 1.087 -0.152 1.993 P值0.000 0.024 0.006 0.264 0.278 0.291 0.884 0.063手術(shù)側(cè)0.43±0.06 0.93±0.11 0.60±0.09 102.93±12.12 1.20±0.15 0.30±0.10 0.46±0.08 0.80±0.16對側(cè)0.45±0.06 0.93±0.11 0.59±0.09 103.04±12.42 1.18±0.17 0.30±0.09 0.45±0.06 0.79±0.16 t值-0.297 1.023 0.419 -0.201 1.553 0.053 0.767 0.678 P值0.753 0.390 0.681 0.682 0.134 0.964 0.449 0.500

3討論

人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后影響患者步態(tài)的因素是多方面的，主要包括手術(shù)入路的選擇[4]，術(shù)前髖周軟組織條件，以及術(shù)前因髖部疼痛而產(chǎn)生的適應(yīng)性步態(tài)特征等[5]，其中股骨偏心距重建對術(shù)后步態(tài)的影響近年來逐漸引起人們的重視。在行走過程中，當人體處于單腿站立相時，外展肌以髖關(guān)節(jié)為支點做功，平衡身體重力力矩，在維持骨盆位置、身體平衡及正常的行走步態(tài)過程中起重要作用[6]。人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后股骨偏心距不足令臀中肌不能有效做功，維持骨盆穩(wěn)定度需要通過軀干側(cè)向支撐腿，同時縮短單腿支撐時相來代償，以減少身體重力力矩和負重時間[7]，如此則導(dǎo)致對側(cè)正常下肢擺動時相縮短，踏步時間及跨步距離減小。而為了保持一定的步速及步頻，對側(cè)肢體的單腿支撐時相會相應(yīng)增加，術(shù)側(cè)下肢擺動時相相應(yīng)延長，踏步時間及跨步距離相應(yīng)增大，繼而出現(xiàn)明顯的跛行步態(tài)。

三維步態(tài)分析可以通過收集下肢步態(tài)數(shù)據(jù)來定量描述下肢活動能力，從而對人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者進行手術(shù)療效的定量評價以及康復(fù)治療的指導(dǎo)[8]。在步態(tài)中檢測雙側(cè)髖關(guān)節(jié)時間距離參數(shù)能夠客觀地反映人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后髖周肌群的力量及協(xié)調(diào)性[9-10]。本研究采用三維步態(tài)分析比較A組（手術(shù)側(cè)FOR小于對側(cè)）和B組（手術(shù)側(cè)FOR大于對側(cè)）患者行走過程中雙側(cè)下肢步態(tài)時間距離參數(shù)，結(jié)果顯示，A組手術(shù)側(cè)單腿站立相、踏步時間及跨距與對側(cè)相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；B組雙側(cè)下肢各項步態(tài)時間距離參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。上述統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)進一步證實股骨偏心距不足對全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者步態(tài)的重要影響。

研究顯示，股骨偏心距的重建可以恢復(fù)肌肉初長度及外展肌的力臂，使肌肉有效做功，僅用較小的肌力即可平衡骨盆，提高步態(tài)的對稱性[11]。此外，偏心距增加緩解經(jīng)過髖關(guān)節(jié)的合力，使聚乙烯襯墊的磨損減少，進而降低由其引起的骨溶解發(fā)生率[2,12]。關(guān)振鵬等[13]分析股骨偏心距重建與76例單側(cè)髖關(guān)節(jié)置換患者術(shù)后關(guān)節(jié)功能的相關(guān)性，平均隨訪23.2個月的結(jié)果表明，股骨偏心距與髖外展肌力臂具有正相關(guān)性，髖關(guān)節(jié)術(shù)后活動度、Harris評分與股骨偏心距均存在明顯回歸相關(guān)關(guān)系，股骨偏心距重建與否對下肢長度的影響存在顯著性意義。由此可見，人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中重建足夠長度的股骨偏心距是改善術(shù)后遠期跛行步態(tài)的重要因素。

綜上所述，在人工全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)的過程中，術(shù)者應(yīng)盡可能重建患髖關(guān)節(jié)的生理解剖結(jié)構(gòu)，恢復(fù)股骨偏心距，提高髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，減少假體磨損，以改善患者術(shù)后步態(tài)，避免術(shù)后臀中肌無力的發(fā)生。必要時還應(yīng)結(jié)合圍手術(shù)期有效的鎮(zhèn)痛治療和有針對性的髖周肌群力量訓(xùn)練，進一步提高髖外展肌力量，改善術(shù)后步態(tài)。

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Effect of femoral offset on the gait after total hip arthroplasty

WU Pei-hui*,FU Ming,MAO Yu-rong,KANGYan,YANG Zi-bo,FANG Shu-ying,LIAO Wei-ming.*Department of Joint Surgery,the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University,Guangzhou,Guangdong 510080,China

Liao Wei-ming,E-mail:liaoweiming29@163.com

Objective To investigate the effect of femoral offset ratio on gait temporospatial variables of operative side of lower extremity in walking after total hip arthroplasty(THA).Methods According to the inclusion criteria,29 patients(58 hips)of unilateral THA in our hospital were selected.Femoral offset ratio (FOR)were calculated by measuring the femoral offset of the bilateral hips through standard pelvis AP X-ray. The temporospatial variables were measured by three-dimensional gait analysis,and then were compared statistically between the operative and the opposite sides in both groups which divided by FOR.Results There were 10 patients in group A whose FOR of operative sides were smaller than the opposite sides,and the other 19 patients whose FOR vice versa in group B.In group A,the differences of single leg support time,step time and stride length between both sides had statistical significance(P＜0.05),while there were no statistical differences of stride frequency,gait velocity,stride time,step distance and double legs support time between both sides(P＞0.05).In group B,no statistical differences of temporospatial variables were found between both sides(P＞0.05).Conclusion The reduction of femoral offset of operative side has a serious effect on the gait after THA, and the construction of femoral offset should be helpful for the biomechanical rehabilitation of hip joint and the improvement of postoperative gait.

Arthroplasty,replacement,hip;Gait;Femoral offset

R687.42，R443.1

A

1674-666X(2010)04-0250-04

2010-11-15；

2010-12-10）

（本文編輯 白朝暉）

10.3969/j.issn.1674-666X.2010.04.002

國家自然科學(xué)基金（30872615）

510080廣州，中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院關(guān)節(jié)外科（鄔培慧，傅明，康焱，楊子波，方淑鶯，廖威明）；康復(fù)科（毛玉瑢）

廖威明，E-mail：liaoweiming29@163.com