全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)矢狀面關(guān)系

卜聿凡，黃廣鑫，趙 暢

（南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，廣東廣州 510630）

全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已成為治療終末期髖關(guān)節(jié)病變的標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)方式，手術(shù)量逐年遞增［1］。脫位是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的重要并發(fā)癥之一，每年發(fā)生率達(dá)0.2%～10%，術(shù)后脫位導(dǎo)致的翻修手術(shù)會(huì)大大加重患者的心理負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［2，3］。1978年Lewinnek等［4］提出了置入髖臼假體的安全角度范圍（Lewinnek's safe zones），建議安放髖臼假體的前傾角保持在 15°±10°，外展角保持在 40°±10°。Lewin?nek安全角度對(duì)于減少髖臼假體脫位率具有重要作用，但隨著全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)逐漸推廣普及、適應(yīng)證逐漸放寬，有關(guān)發(fā)生安全角度范圍內(nèi)撞擊、脫位病例的報(bào)道開始增多［5］。既往對(duì)于全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后脫位的研究聚焦于假體的設(shè)計(jì)與選擇、手術(shù)入路、手術(shù)方式、手術(shù)醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)、患者自身神經(jīng)肌肉疾病或認(rèn)知功能障礙等因素，常常忽略了脊柱對(duì)于髖關(guān)節(jié)活動(dòng)的影響。Thomasson等［6］在2004年發(fā)現(xiàn)腰椎形態(tài)異常可能與術(shù)后脫位的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。Heckman等［7］明確指出脊柱失衡是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生晚期脫位的重要的誘發(fā)因素。大量研究表明既往脊柱融合手術(shù)史的患者發(fā)生術(shù)后早期脫位的概率也同樣明顯增高［8-10］。腰骶部融合的患者在接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后脫位的發(fā)生率在1年內(nèi)為3%，2年內(nèi)為7.5%，而正常人群中的同期脫位率僅為0.4%和2.1%［11］。脊柱融合手術(shù)史是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生早期脫位的重要的危險(xiǎn)因素［12，13］。

對(duì)于某些患脊柱疾病的患者，其理想的髖臼假體安放角度位置可能是在傳統(tǒng)的Lewinnek安全區(qū)域以外的［14，15］。強(qiáng)直性脊柱炎患者在接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后，其不穩(wěn)定性較正?；颊呙黠@增高。這種脫位的危險(xiǎn)很可能是其脊柱形態(tài)異常導(dǎo)致的［16］。異常的脊柱對(duì)于髖臼假體的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生重要的影響，這提示在全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中應(yīng)考慮到脊柱的影響，以此更深入地認(rèn)識(shí)如何安全置入髖臼［17］。

1 髖臼方向是動(dòng)態(tài)變化的，其變化在矢狀面上與脊柱、骨盆運(yùn)動(dòng)相關(guān)

髖臼的方向在人體姿勢(shì)改變過程中并非是固定的。當(dāng)人從仰臥到站立時(shí)，髖臼在骨盆前平面上的前傾角和外展角均會(huì)增大［18］。同樣，髖臼方向在矢狀面上也會(huì)隨姿勢(shì)改變發(fā)生動(dòng)態(tài)改變。在矢狀面上測(cè)量髖臼變化必須涉及到髖臼的矢狀面角度，稱為矢狀面傾斜角 （acetabular sagittal inclination,ASI）。髖臼矢狀面傾斜角可以反應(yīng)髖臼前傾角與外展角在矢狀面上的聯(lián)合影響［19］。研究發(fā)現(xiàn)分別在仰臥位、站立位及坐位姿勢(shì)時(shí)測(cè)量髖臼前傾角、外展角、矢狀面傾斜角，均會(huì)發(fā)生變化［20］。Lembeck［21］發(fā)現(xiàn)骨盆前傾增大1°，髖臼矢狀面傾斜角減小約0.7°；骨盆后傾增大1°，髖臼矢狀面傾斜角增大0.7°。Zhu等［22］應(yīng)用導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)499例行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者拍攝側(cè)臥位X線片，發(fā)現(xiàn)每1°骨盆傾斜會(huì)改變髖臼前傾0.8°。Zilber［23］認(rèn)為髖臼在坐位時(shí)處于相對(duì)開放的狀態(tài)，站立時(shí)處于相對(duì)關(guān)閉的狀態(tài)。髖臼方向在矢狀面上不僅會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，而且其變化程度與脊柱和骨盆的運(yùn)動(dòng)程度密切相關(guān)。

2 脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)的正常矢狀面關(guān)系

骨盆與腰椎及髖關(guān)節(jié)在矢狀面上的運(yùn)動(dòng)不是孤立的，三者在姿勢(shì)改變中可以共同協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)以達(dá)到矢狀面平衡［24，25］。

骨盆入射角的概念首先由Legaye［26］提出，他認(rèn)為該角度在矢狀面上不會(huì)隨脊柱和骨盆的運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化，是可以確定脊柱初始形態(tài)的唯一參數(shù)，是研究脊柱-骨盆矢狀面平衡的重要因素［27］。Berthonnaud等［28］對(duì)160位健康青年人進(jìn)行站立位時(shí)的側(cè)位X線檢查的研究中發(fā)現(xiàn)骨盆與腰椎在矢狀面上具有較強(qiáng)相關(guān)性。Hayden等［29］對(duì)50例健康人的不同骨盆位置下脊柱參數(shù)進(jìn)行測(cè)量研究，腰椎前凸角、骨盆傾斜角、骶骨斜坡角的變化與脊柱-骨盆矢狀面運(yùn)動(dòng)有一定的模式關(guān)系。

脊柱以骶髂關(guān)節(jié)與骨盆相連，其改變會(huì)影響骨盆運(yùn)動(dòng)，而骨盆作為髖臼的載體，其改變也會(huì)影響髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)。在中立位時(shí)，腰椎前凸，骨盆前傾；在坐位時(shí)，腰椎前凸減少，骨盆向后傾斜15°～20°。在從站立位到坐位的動(dòng)作改變時(shí)，骨盆由前傾位置逐漸向后傾，腰椎前凸減少，髖臼矢狀面傾斜角增大約15°～20°以適應(yīng)股骨頭內(nèi)旋，髖關(guān)節(jié)屈曲 50°～70°［19］。關(guān)于健康人的脊柱-骨盆矢狀面研究提示脊柱、骨盆及髖關(guān)節(jié)組成了連接人體上身與下肢的運(yùn)動(dòng)鏈，在矢狀面運(yùn)動(dòng)中存在著密切的關(guān)系，任何部分的改變都會(huì)引起其他部分相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)改變以維持矢狀面的平衡。

3 脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)的異常矢狀面關(guān)系與全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)

脊柱的矢狀面關(guān)系早已成為脊柱外科醫(yī)生所熱議的話題，但關(guān)節(jié)外科醫(yī)生卻鮮少注意到脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)在矢狀面上的聯(lián)系對(duì)于全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的指導(dǎo)意義。Weng等［30］認(rèn)為髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者的矢狀面上骨盆形態(tài)正常，但髖關(guān)節(jié)活動(dòng)能力減少導(dǎo)致脊柱-骨盆矢狀面關(guān)系嚴(yán)重失衡，腰椎過度前凸和骨盆過度后傾將導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)不佳。Ko?bayashi等［31］發(fā)現(xiàn)部分接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者晚期發(fā)生了前向的失穩(wěn)，其病理機(jī)制是腰椎后凸導(dǎo)致骨盆后傾，最終導(dǎo)致發(fā)生髖臼前方的撞擊。在這樣一個(gè)共同的矢狀面運(yùn)動(dòng)中，如果其中一個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)受限，那么其他部位必須增大運(yùn)動(dòng)才能完成相應(yīng)姿勢(shì)改變，如坐下、站立等基本動(dòng)作。與脊柱形態(tài)及活動(dòng)正常的患者相比，發(fā)生術(shù)后脫位的患者從站姿到坐姿的改變過程中腰椎屈曲活動(dòng)明顯減少，骨盆后傾減小，髖關(guān)節(jié)屈曲活動(dòng)更大。

基于異常脊柱形態(tài)及不同的運(yùn)動(dòng)類型，Phan［32］將脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)的異常矢狀面關(guān)系分為4種類型：靈活和平衡的矢狀面關(guān)系、僵硬和平衡的矢狀面關(guān)系、靈活和不平衡的矢狀面關(guān)系以及僵硬和不平衡的矢狀面關(guān)系。對(duì)于脊柱靈活、矢狀面平衡的患者可以常規(guī)安放髖臼假體。對(duì)于脊柱僵硬，但矢狀面平衡的患者，由于脊柱無法代償，髖關(guān)節(jié)活動(dòng)增大，發(fā)生術(shù)后前側(cè)撞擊和髖臼后脫位的概率較大；對(duì)于脊柱靈活但矢狀面不平衡的患者，長時(shí)間的異常矢狀面形態(tài)導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)伸展活動(dòng)減少，較易出現(xiàn)術(shù)后后側(cè)撞擊和髖臼前脫位；脊柱僵硬且矢狀面關(guān)系不平衡的患者在THA術(shù)后發(fā)生撞擊與脫位的概率極大，需要在術(shù)前嚴(yán)格考慮其異常矢狀面關(guān)系對(duì)于手術(shù)的影響。

4 基于矢狀面關(guān)系的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)位方案

對(duì)于全髖關(guān)節(jié)置換的患者，入院后應(yīng)該強(qiáng)烈關(guān)注其有無脊柱手術(shù)史，有無骶髂關(guān)節(jié)明顯病變等。既往術(shù)前規(guī)劃中通常使用骨盆正位X線片對(duì)假體的大小、安放角度、位置進(jìn)行測(cè)量評(píng)估，但單純的骨盆正位X線片無法體現(xiàn)脊柱病變患者的脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)矢狀面關(guān)系。因此需拍攝髖關(guān)節(jié)最大屈曲程度和站立位的脊柱、骨盆、髖關(guān)節(jié)側(cè)位X線片（圖1）。In?nmann等［33］研究認(rèn)為X線片診斷脊柱僵硬的敏感性達(dá)90%，特異性為63%；診斷腰椎過度活動(dòng)的敏感性達(dá)84%，特異性為67%。通過對(duì)矢狀位X線片脊柱與骨盆參數(shù)的測(cè)量可以在術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估矢狀面的異?；顒?dòng)，是可靠的篩查工具。

圖1 脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)側(cè)位X線片中各矢狀面參數(shù) 1a:站立位 1b:坐位 正常人由站立位轉(zhuǎn)為坐位時(shí)，PI作為形態(tài)參數(shù)保持不變，腰椎前凸程度減少，即LL減小，SS角減小，PT角增大，PFA減小，AI角增大以適應(yīng)股骨頭內(nèi)旋（注：LL，lumbar lordosis，腰椎前凸：從L1椎體上緣到S1椎體上緣；SS，sacral slope，骶骨傾斜角：S1椎體上緣與水平線的夾角；PT，pelvic tilt，骨盆傾斜角：從S1椎體上緣中點(diǎn)到雙側(cè)股骨頭中心軸線的連線與垂直線的夾角；PI，Pelvic incidence，骨盆入射角：S1椎體上緣中點(diǎn)的垂線與S1椎體上緣中點(diǎn)至雙側(cè)股骨頭中心軸線的連線之間的夾角；AI，acetabular inclina?tion，髖臼傾斜角：矢狀面上髖臼前后緣連線與水平線的夾角；PFA，pelvic femoral angle，骨盆股骨角：從S1椎體上緣中點(diǎn)到雙側(cè)股骨頭中心軸線的連線與股骨頭中心到股骨腹側(cè)皮質(zhì)線所形成的夾角［33］）

Rivière 等［34］提出了 Bordeaux 矢狀面關(guān)系分型，根據(jù)腰椎骨盆復(fù)合體狀態(tài)在術(shù)前將患者分型，以指導(dǎo)全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)。Bordeaux分型腰椎骨盆復(fù)合體1型是指形態(tài)學(xué)上骨盆入射角<40°的人群，也被稱為“靈活髖關(guān)節(jié)人群”，這類人群骨盆入射角較小，在完成姿勢(shì)變化過程中髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度較大（圖2a）；腰椎骨盆復(fù)合體2型是指形態(tài)學(xué)上骨盆入射角>40°的人群，被稱為“靈活脊柱人群”。這類人群骨盆入射角較大，在完成動(dòng)作時(shí)腰椎與骨盆可代償部分髖關(guān)節(jié)活動(dòng)（圖2b）。

圖2 “髖關(guān)節(jié)靈活者”與“脊柱靈活者”對(duì)比，實(shí)線為站立位角度，虛線為坐位角度，綠色為骶骨傾斜角，橙色為骨盆股骨角 2a:髖關(guān)節(jié)靈活者在由站姿改為坐姿的體位變化中（骶骨傾斜角改變僅5°，骨盆股骨角改變80°），髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍明顯較脊柱靈活者增大，腰椎與骨盆活動(dòng)范圍明顯較小 2b:脊柱靈活者在由站姿改為坐姿的體位變化中（骶骨傾斜角改變40°，骨盆股骨角改變僅45°），髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍明顯小于髖關(guān)節(jié)靈活者，但腰椎與骨盆活動(dòng)范圍明顯增大［34］

近年已有一些臨床研究基于髖臼安全置入的全新理念提出了全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)位（kine?matic alignment,KA）方案。其中包括計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和徒手對(duì)位方案。

Pierrepont等［35］采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)即優(yōu)化定位系統(tǒng)（the optimized positioning system,OPS），術(shù)前收集不同體位的脊柱、骨盆及髖關(guān)節(jié)的參數(shù)，并使用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)分析來考慮髖臼前傾角及外展角的可接受范圍、手術(shù)入路以及骨盆-髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的預(yù)期變化。術(shù)中根據(jù)術(shù)前計(jì)劃使用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航置入髖臼假體。也有研究者使用OPS系統(tǒng)在術(shù)前收集患者矢狀面參數(shù)，術(shù)中使用特定激光定位系統(tǒng)完成髖臼假體的置入，術(shù)后也獲得較滿意的效果［36］。

Stefl等［37］根據(jù)ΔST，即站立位和坐位之間的ST值變化，可將患者的脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)矢狀面關(guān)系分為正常、僵硬以及過度活動(dòng)的，并根據(jù)三種關(guān)系提出了髖臼置入角度方案。術(shù)后患者在6個(gè)月的隨訪中僅有3例出現(xiàn)脫位，且脫位原因均為自身不良動(dòng)作，如過度屈髖下蹲和翹二郎腿；其余脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)矢狀面關(guān)系不良患者均活動(dòng)良好。

由于計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)尚未得到廣泛應(yīng)用，徒手對(duì)位方案仍具有一定意義。Rivière等［38］提出了全髖關(guān)節(jié)置換運(yùn)動(dòng)學(xué)徒手對(duì)位方案。該方案基于其在2017年提出的Bordeaux分型，根據(jù)不同術(shù)前分型進(jìn)行術(shù)中安放髖臼前傾角和外展角的調(diào)整，術(shù)者充分考慮脊柱僅存的靈活性對(duì)于手術(shù)后的影響。該研究中KA組患者滿意度為95.4%，相比于機(jī)械對(duì)位組的89.5%明顯升高，且KA組術(shù)后髖關(guān)節(jié)功能評(píng)分也較為滿意。

綜上所述，正確認(rèn)識(shí)脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)的矢狀面關(guān)系對(duì)于減少全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)術(shù)后臼緣磨損、撞擊、脫位等并發(fā)癥有重要意義。對(duì)于脊柱-骨盆復(fù)合體活動(dòng)較差的患者，應(yīng)將這一矢狀面關(guān)系納入髖臼假體安全置入的規(guī)劃中，而不是單純的使用Lewinnek安全區(qū)域來評(píng)估假體安放角度。該矢狀面關(guān)系如何具體指導(dǎo)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)仍缺乏大宗臨床研究，尤其需要進(jìn)一步研究異常的脊柱矢狀面參數(shù)對(duì)于術(shù)后不同日常動(dòng)作中髖臼角度的影響，以及如何通過評(píng)估不同的矢狀面關(guān)系加深認(rèn)識(shí)個(gè)性化安全置入理念。未來亟需更深入研究脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)的矢狀面關(guān)系，通過大樣本、多中心的研究最終推出切實(shí)可行的臨床指導(dǎo)方案。