不同體位下EBRA法測(cè)量人工髖關(guān)節(jié)假體磨損的差異研究

錢青於, 龔 赟, 樊林峰, 王留蘭

(1. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院 放射科, 上海, 200011;2. 同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院 放射科, 上海, 200011)

目前，人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療成人終末期髖關(guān)節(jié)疾病的唯一有效方法。影響人工髖關(guān)節(jié)使用壽命的主要因素是關(guān)節(jié)假體的磨損和松動(dòng)。假體界面磨損產(chǎn)生的顆粒及其繼發(fā)生物反應(yīng)可導(dǎo)致假體周圍骨溶解，引起假體松動(dòng)[1-4]。本研究對(duì)隨訪術(shù)后髖關(guān)節(jié)功能良好的全髖置換患者分別進(jìn)行平臥位和站立位拍攝骨盆正位片，采用EBRA法測(cè)量?jī)煞N體位下髖臼假體和股骨頭假體的相對(duì)位移變化，探討兩種體位對(duì)EBRA法的測(cè)量假體磨損的影響，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2007年6—8月本院接受人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)患者30例，其中男17例，女13例，年齡55～73歲，平均65.0歲。納入標(biāo)準(zhǔn): 假體為金屬對(duì)聚乙烯全髖置換關(guān)節(jié); 髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)后無(wú)任何不適癥狀，髖關(guān)節(jié)功能良好; 雙下肢長(zhǎng)度等長(zhǎng)。

1.2 測(cè)量軟件

EBRA軟件購(gòu)自?shī)W地利因斯布魯克大學(xué)。影像拍片機(jī)器格式為DICOM, 使用Acculite軟件將DICOM格式轉(zhuǎn)換為BMP格式，圖片大小710 mm×580 mm, 電腦顯示器分辨率1 280像素×800像素。

1.3 攝片方法

試驗(yàn)前告知試驗(yàn)參加者相關(guān)情況，簽署知情同意書。本研究均由同一位X線片技師進(jìn)行拍攝。試驗(yàn)當(dāng)天，所有患者均連續(xù)拍攝4張骨盆正位片，包括平臥位2張、站立位2張，拍攝順序是平臥位、站立位、平臥位和站立位，并依次編為1、2、3、4號(hào)。每次體位變化過(guò)程中，患者需行走5 min。球管距離為120 cm, 球管中心對(duì)準(zhǔn)恥骨聯(lián)合，足尖朝前，保持雙下肢中立位。拍攝過(guò)程中，為保證下肢位置無(wú)明顯變化，用紙板標(biāo)記足部位置和方向，雙下肢位置始終保持一致。站立位拍片時(shí)，雙下肢均勻負(fù)重。

1.4 測(cè)量方法

采用盲法將4張平片隨機(jī)排序，分別比較不同平片的髖臼假體和股骨頭假體相對(duì)位移變化。將拍攝的4張骨盆平片的DICOM格式轉(zhuǎn)為BMP格式。使用EBRA軟件打開(kāi)平片，放射平片可比性設(shè)定為3 mm[5], 排除無(wú)法滿足測(cè)量條件的平片。分別測(cè)量4張平片間髖臼假體和股骨頭假體相對(duì)位移變化。

鑒于均在當(dāng)天完成檢查，髖關(guān)節(jié)假體磨損率為0%。理論上而言，相同體位下的骨盆片比較假體間位移變化也為0, 測(cè)量出的實(shí)際數(shù)值為測(cè)量誤差。不同體位下的骨盆片比較，測(cè)量出的實(shí)際數(shù)值由體位變化與測(cè)量誤差組成。

在可比性為3 mm的條件下，進(jìn)行同一體位間(平臥位1、3號(hào)與站立位2、4號(hào))的平片比較，統(tǒng)計(jì)可以進(jìn)一步測(cè)量的次數(shù)，并計(jì)算比率值。同時(shí)測(cè)量同一體位平片間髖臼假體和股骨頭假體相對(duì)位移變化。

在可比性為3 mm的條件下，進(jìn)行不同體位間(1、2號(hào)間, 1、3號(hào)間, 2、4號(hào)間, 3、4號(hào)間)的平片比較，統(tǒng)計(jì)可以進(jìn)一步測(cè)量的次數(shù)，并計(jì)算比率值。同時(shí)測(cè)量不同體位下平片間髖臼假體和股骨頭假體相對(duì)位移變化。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用卡方檢驗(yàn)，比較平臥位間、站立位間、平臥位與站立位可以進(jìn)行測(cè)量次數(shù)的比率差異。采用方差分析，比較平臥位間、站立位間、平臥位與站立位的假體位移的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

在平臥位下拍攝骨盆片，有23次(77.0%)允許進(jìn)行髖臼和股骨頭假體位移測(cè)量。在站立位下拍攝骨盆片，有25次(83.0%)允許進(jìn)一步測(cè)量。不同體位下拍攝骨盆平片比較，有43次(35.0%)允許進(jìn)一步測(cè)量。上述差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 其中不同體位下拍攝平片的允許測(cè)量次數(shù)最低。比較同一體位或不同體位下拍攝骨盆片的髖臼假體和股骨頭假體相對(duì)位移變化，平臥位間、站立位間、不同體位間的相對(duì)位移依次為為(0.145±0.096)、(0.142±0.100)、(0.186±0.100) cm, 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

3 討 論

早期監(jiān)測(cè)人工關(guān)節(jié)的磨損有助于深入了解人工關(guān)節(jié)的失敗機(jī)制。目前，臨床監(jiān)測(cè)人工髖關(guān)節(jié)磨損多采用影像學(xué)方法[6], 即通過(guò)一段時(shí)期內(nèi)的X線骨盆片前后對(duì)比，測(cè)量髖臼假體和股骨頭假體的相對(duì)位移變化，計(jì)算人工關(guān)節(jié)的磨損率。然而，放射球管的投照距離和角度的變化也會(huì)引起二維投照的X線片不同，使對(duì)比測(cè)量的X線片缺乏可比性，發(fā)生測(cè)量誤差。此外，投照時(shí)患者采用平臥位或站立位等不同體位也可能引起測(cè)量誤差。

針對(duì)球管位置變化對(duì)X線片的影響，臨床上使用了EBRA法[7-8]。采用EBRA法測(cè)量假體磨損的前期工作與傳統(tǒng)方法相同，不同的是在后期測(cè)量時(shí)，其先在X線片上標(biāo)記多個(gè)骨性標(biāo)志物并測(cè)量距離，通過(guò)比較不同時(shí)間點(diǎn)X線片的骨性標(biāo)志物間距離，排除因球管位置的變化而導(dǎo)致的X線片改變，然后再測(cè)量具有可對(duì)比性的X線片。有研究[9]顯示，在體外模擬假體磨損的實(shí)驗(yàn)中, EBRA法的精確度達(dá)到0.128 mm。針對(duì)拍照時(shí)采用的不同體位可能對(duì)測(cè)量引起的誤差，理論上是由于站立位時(shí)體質(zhì)量的原因?qū)е鹿晒穷^假體更深入于髖臼假體內(nèi)，而平臥位時(shí)髖關(guān)節(jié)周圍軟組織的張力可能不夠，不能使股骨頭假體很好地位于髖臼假體內(nèi)。根據(jù)影像學(xué)測(cè)量假體磨損的原理，如果二者的相對(duì)位置無(wú)可比性，也就無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量關(guān)節(jié)磨損。

對(duì)于某些解剖部位，臨床上進(jìn)行負(fù)重位拍片是非常必要的，如膝關(guān)節(jié)和腰椎。對(duì)于髖關(guān)節(jié)而言，目前大多采用平臥位拍攝骨盆片，但有時(shí)也會(huì)采用站立位拍攝，這就對(duì)EBRA法測(cè)量假體磨損可能造成測(cè)量誤差。本研究顯示，對(duì)不同體位下的X線片測(cè)量，滿足EBRA法測(cè)量要求的次數(shù)顯著低于對(duì)同一體位下的X線片可測(cè)量次數(shù)。一旦滿足測(cè)量要求后，平臥位間、站立位間和不同體位間骨盆片的假體位移變化無(wú)顯著差異。結(jié)果表明，不同體位下拍攝的骨盆片對(duì)比測(cè)量，滿足EBRA法測(cè)量的骨盆片數(shù)量減少; 而對(duì)滿足測(cè)量要求的骨盆片，體位變化對(duì)EBRA法測(cè)量假體間位移變化無(wú)顯著影響。對(duì)比使用不同體位下拍攝的骨盆片來(lái)測(cè)量假體間距離變化會(huì)導(dǎo)致滿足EBRA法要求的骨盆片數(shù)量減少，這可能是由于在平臥位和站立位下的人體力線發(fā)生變化，負(fù)重后骨盆發(fā)生前后旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于球管的投照方向發(fā)生變化，從而使EBRA法的骨盆片排除率增高。

有學(xué)者[10]認(rèn)為，髖關(guān)節(jié)周圍肌肉張力不足而致人工關(guān)節(jié)松弛多發(fā)生在術(shù)后早期，因此建議測(cè)量關(guān)節(jié)磨損應(yīng)從術(shù)后6周后開(kāi)始。本研究納入的均為術(shù)后2年以上的髖關(guān)節(jié)置換者。多數(shù)文獻(xiàn)[10-14]認(rèn)為不同體位下拍片對(duì)于測(cè)量假體磨損無(wú)影響。Simth[15]研究表明，負(fù)重位拍片測(cè)量關(guān)節(jié)磨損會(huì)更為顯著，其研究中使用的測(cè)量方法是Livermore 法和Scheier-Sandel法，被認(rèn)為測(cè)量精確性低于EBRA法[16], 都不能排除因球管變化而改變X線片。

作為目前被認(rèn)為“金標(biāo)準(zhǔn)”的RSA法，研究[17-18]表明體位變化對(duì)于測(cè)量結(jié)果無(wú)顯著影響。RSA法測(cè)量假體磨損的原理是使用2個(gè)球管同時(shí)曝光，進(jìn)行三維投照，消除單球管的投照距離及投照角度的變化對(duì)X線片的影響。這種方法的缺陷是需要價(jià)格昂貴的專用放射儀器，監(jiān)測(cè)的假體需要有標(biāo)志物[19]。文獻(xiàn)[16]表明與RSA法比較，EBRA法測(cè)量磨損的精確度僅相差0.11 mm, 操作也相對(duì)容易。