生物力學在骨盆截骨術中的應用

王 昶， 羅榮城， 王立勝， Christian Heisel (深圳市西鄉(xiāng)人民醫(yī)院骨科， 深圳 580;南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院腫瘤中心;ARCUS醫(yī)院關節(jié)外科;通訊作者，E-mail:wangchang606@hotmail.com)

先天性髖臼發(fā)育不良改變了髖關節(jié)的正常生物力學結構，從而導致髖關節(jié)易發(fā)生骨性關節(jié)炎。對于髖臼發(fā)育不良治療方法及手術方法也較多。骨盆截骨術的目的是盡量使異常的髖臼生物力學結構恢復正常。如何才能在骨盆截骨術后得到最理想的術后效果，是我們骨科醫(yī)生面臨的難題。本研究從生物力學角度解析如何得到理想的骨盆截骨術的治療效果。

1 材料和方法

1.1 材料 研究對象為1991-12～2006-01收治的50例先天性髖臼發(fā)育不良患者。女性32例(64.0%)，男性 18 例(36.0%)。年齡 30-73 歲，平均55.4歲。手術髖關節(jié):右側32例，左側18例。我們按照下列步驟篩選先天性髖臼發(fā)育不良患者:①一側髖關節(jié)做過全髖關節(jié)置換術;②非手術側髖關節(jié)存在先天性髖臼發(fā)育不良患者，第一張X線片非手術側髖關節(jié)無OA存在，并且從未接受過任何手術。

1.2 方法

1.2.1 髖臼負重區(qū)域角的測量 髖臼負重區(qū)域角為髖臼負重區(qū)域上下緣連線和水平線的夾角。1999年T?nni對髖臼負重區(qū)域角進行研究并總結了成人髖臼負重區(qū)域角度的正常范圍［1］:1級，正常，髖臼負重區(qū)域角≤9°;2級，輕度異常，髖臼負重區(qū)域角為10°-15°;3級，異常，髖臼負重區(qū)域角為16°-25°;4級，極度異常，髖臼負重區(qū)域角 ＞25°。測量50例患者的髖臼負重區(qū)域角，比較分析髖臼負重區(qū)域角和總關節(jié)間隙變化的關系。

1.2.2 總髖關節(jié)關節(jié)間隙的測量 在50例患者的X線片上測量每例患者髖關節(jié)總關節(jié)間隙，髖關節(jié)總關節(jié)間隙是由4個部位的髖關節(jié)間隙之和得出。4個部位的髖關節(jié)間隙:①關節(jié)間隙Ⅰ是自股骨頭中心到髖臼外緣連線上的關節(jié)間隙;②關節(jié)間隙Ⅱ是在經過股骨頭中心的垂線上的關節(jié)間隙;③關節(jié)間隙Ⅲ是在股骨頸中心線上的關節(jié)間隙;④關節(jié)間隙Ⅳ是在股骨頭中心的水平線上的關節(jié)間隙。記錄每位患者初始的4個關節(jié)間隙和隨訪后的4個關節(jié)間隙，得出每位患者初始的總髖關節(jié)關節(jié)間隙和隨訪后的總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化數據。

1.2.3 相關性指標 分析比較不同髖臼負重區(qū)域角和隨訪前后的總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化之間的關系，得出多大的髖臼負重區(qū)域角可以使髖關節(jié)骨性關節(jié)炎發(fā)展最慢。從而得出骨盆截骨術在手術設計時，術后應該得到多大的髖臼負重區(qū)域角才能使術后髖關節(jié)骨性關節(jié)炎發(fā)展最慢，手術效果最好。

1.3 隨訪和髖關節(jié)髖臼負重區(qū)域角的評定 所有X線片由一人讀片，本組50例患者，隨訪時間為6-20年，平均10.8年。記錄50例患者初始的總髖關節(jié)關節(jié)間隙和隨訪后的總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化數據。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件分析各項數據髖臼負重區(qū)域角和總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化呈正態(tài)分布，統(tǒng)計分析方法采用Pearson相關分析和線性回歸分析，通過統(tǒng)計分析得出不同髖臼負重區(qū)域角和總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化的關系。用回歸方程得出髖臼負重區(qū)域角可以使髖關節(jié)骨性關節(jié)炎發(fā)展最慢時髖臼負重區(qū)域角的理論數值。

2 結果

50例患者的髖關節(jié)髖臼負重區(qū)域角:38°-55°，平均46.2°。其中38°-39°有1 例;40°-41°有5例;42°-43°有7例;44°-45°有 9 例;46°-47°有9例;48°-49°有5例;50°-51°有 9 例;52°-53°有4例;54°-55°有1例。

圖1 隨訪前后關節(jié)間隙的變化和負重區(qū)域角Fig 1 Changes of joint space width and the angle of weight-bearing zone before and after follow up

圖2 隨訪前后關節(jié)間隙的變化和4個關節(jié)間隙Fig 2 Changes of joint space width and 4 hip joint spaces before and after follow up

50例患者隨訪后的總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化:變小最大者20.5 mm，變小最小者增寬2 mm，平均變小3.75 mm。圖1中患者負重區(qū)域角為12°，隨訪前髖關節(jié)關節(jié)間隙Ⅰ為6 mm，間隙Ⅱ為5 mm，間隙Ⅲ為4 mm，間隙Ⅳ為10 mm，得出隨訪前總髖關節(jié)關節(jié)間隙為25 mm。同樣得出隨訪后的總髖關節(jié)關節(jié)間隙為15 mm，隨訪前后總髖關節(jié)關節(jié)間隙變窄10 mm;圖2為另一患者，其負重區(qū)域角為12°，隨訪前總髖關節(jié)關節(jié)間隙為23.5 mm，隨訪后的總髖關節(jié)關節(jié)間隙為22 mm，隨訪前后總髖關節(jié)關節(jié)間隙變窄1.5 mm(見圖1，2)。

50例患者的髖臼負重區(qū)域角度和總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化存在相關關系(r=0.285，P=0.045)，同時存在線性回歸關系(t=2.058，P=0.045)，Y=-1.755+0.468X。由方程得出當 X=3.75 時 Y=0，所以在實施骨盆截骨術時，將髖臼負重區(qū)域角度控制在3.75°時術后髖關節(jié)關節(jié)間隙變窄最小、治療效果最好。

3 討論

骨盆截骨術包括單純骨盆截骨或與切開復位聯合手術，是增加或保持術后髖關節(jié)穩(wěn)定的措施。骨盆聯合截骨增加骨盆的穩(wěn)定性。截骨的多少或如何達到理想的手術效果是骨科醫(yī)生面臨的問題。本研究通過生物力學研究，得出生物力學理論上髖臼的最佳角度。骨盆截骨術在先天性髖臼發(fā)育不良患者中被廣泛應用。先天性髖臼發(fā)育不良改變了髖關節(jié)的正常生物力學結構，從而導致髖關節(jié)易發(fā)生骨性關節(jié)炎，對于髖臼發(fā)育不良治療方法及手術方法也較多［2-4］。

骨盆截骨術包括:髂骨截骨術(Salter截骨術)，髖臼成形術(Pemberton截骨術)［5］，髖臼內移截骨術(Chiari截骨術)，游離髖臼截骨術(Steel三聯截骨或“盤式截骨”髖臼截骨術)［6］。Pemberton截骨術適用于18個月以上的兒童，髖臼成形是在髂骨做截骨以減少髖臼的傾斜度，Pemberton截骨術要求患兒的髖關節(jié)脫位在手術截骨時已復位，或切開手術時能夠直接復位。Salter截骨術適用于18個月-6歲的兒童，術中整個髖臼恥骨、坐骨一起旋，Salter截骨術也適用于Perthes?。?］。Steel三聯截骨術式使部分骨盆連同髖臼同時旋轉。Chiari截骨術在臨床上仍被廣泛應用［8］。

50例位患者的總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化范圍:變窄20.5 mm至增寬2 mm，平均變窄3.75 mm。1例患者髖關節(jié)總間隙變化為增寬2 mm是因為該患者在隨訪期間發(fā)生了髖關節(jié)輕度脫位表現，由于股骨頭向外側移動使髖關節(jié)關節(jié)間隙Ⅳ發(fā)生了明顯的增寬，雖然髖關節(jié)關節(jié)間隙Ⅰ和髖關節(jié)關節(jié)間隙Ⅱ有變窄，由于髖關節(jié)輕度脫位股骨頭向外側移動引起的髖關節(jié)關節(jié)間隙Ⅳ大于其他關節(jié)間隙變化之和。

我們測量50例患者X線片上的髖臼負重區(qū)域角度，髖臼負重區(qū)域角度為髖臼負重區(qū)域上下緣連線和水平線的夾角，比較分析髖臼負重區(qū)域角度和關節(jié)間隙變化的關系。結果發(fā)現髖臼負重區(qū)域角度和總髖關節(jié)關節(jié)間隙變化存在相關關系(r=0.285，P=0.045)，同時存在線性回歸關系(t=2.058，P=0.045)，Y=-1.755+0.468X。由方程得出當 X=3.75時Y=0，所以在實施骨盆截骨術時，將髖臼負重區(qū)域角度控制在3.75°時術后髖關節(jié)關節(jié)間隙變窄最慢、治療效果最好。

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