全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后骨對(duì)線和股骨參數(shù)對(duì)關(guān)節(jié)負(fù)荷的影響

郭甲瑞

河南省焦作市第二人民醫(yī)院骨科 454000

全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(Total hip replacement，THR)是改善步行功能的常用手術(shù)方式，術(shù)后3個(gè)月患者基本可以恢復(fù)獨(dú)立行走能力。臨床研究表明，超過90%的患者可基本恢復(fù)步行功能，但仍有不少患者術(shù)后存在步行障礙[1-2]。近年有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，術(shù)后患者外側(cè)膝內(nèi)收力矩相比正常人群有明顯減少，提示膝關(guān)節(jié)存在負(fù)荷不對(duì)稱，而這可能是導(dǎo)致步行障礙的重要因素[3-4]。鑒于此，本次研究通過對(duì)THR患者手術(shù)前后、患側(cè)和健側(cè)X線下對(duì)線指標(biāo)和股骨相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，觀察對(duì)以關(guān)節(jié)力矩為表現(xiàn)的關(guān)節(jié)負(fù)荷的影響，探討可能影響關(guān)節(jié)負(fù)荷的相關(guān)因素，為臨床THR預(yù)后評(píng)估以及手術(shù)優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)將相關(guān)研究?jī)?nèi)容和結(jié)果報(bào)道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 以2017年3月—2018年5月于本院接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的43例患者作為研究對(duì)象進(jìn)行前瞻性研究，患者年齡50～76歲，平均年齡(62.34±10.05)歲，男20例，女23例，體質(zhì)量指數(shù)24.57±2.69。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥50歲；(2)確診為單側(cè)膝骨關(guān)節(jié)炎；(3)自愿接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)具有下肢肌肉萎縮或陳舊性下肢骨骼畸形者；(2)既往下肢骨折或手術(shù)史者；(3)合并有精神異?；蛘J(rèn)知功能障礙者。

1.2 方法 所有患者均于本院接受擇期全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，手術(shù)由同一副主任醫(yī)師及各主治醫(yī)師配合完成，術(shù)后接受常規(guī)藥物治療，包括抗感染、抗血栓等，并按照康復(fù)醫(yī)師要求進(jìn)行下肢功能訓(xùn)練。

1.3 觀察指標(biāo) (1)X線下骨對(duì)線檢查：由同一影像學(xué)醫(yī)分別于患者手術(shù)前和手術(shù)后1年接受X線檢查，包括：①髖膝關(guān)節(jié)軸角(Hip knee shaft angle，HKS)即下肢機(jī)械軸與股骨解剖軸的夾角；②股骨偏心距(Femoral offset，F(xiàn)O)，即股骨頭中心至股骨干直線的距離；③頸干角(Neck shaft angle，NSA)，即股骨干軸線與股骨頸軸線的夾角；④髖膝踝角(Hip knee angle，HKA)，即股骨機(jī)械軸與脛骨機(jī)械軸之間的夾角。(2)步態(tài)檢測(cè)：應(yīng)用多個(gè)高清紅外攝像頭和兩個(gè)地面測(cè)力臺(tái)組成步態(tài)分析實(shí)驗(yàn)室，依據(jù)Vicon-Plug-In-Gait Full-body模型粘貼反光球，在靜態(tài)下校準(zhǔn)后，囑患者以日常行走方式和速度來回行走在測(cè)力臺(tái)上，采用Vicom MX運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)收集動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，導(dǎo)出后采用標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算相關(guān)參數(shù)，其中包括：①膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩(Knee adduction moment,KAM)，第一峰值(KAM1)和第二峰值(KAM2)；②髖關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩(Hip adduction moment,HAM)，第一峰值(HAM1)和第二峰值(HAM2)；③站立狀態(tài)下最大膝關(guān)節(jié)屈曲度(Knee flexion，KF)、膝關(guān)節(jié)伸展度(Knee extension，KE)，矢狀面最大膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度(Knee range of motion，KROM)；④站立狀態(tài)下最大髖關(guān)節(jié)屈曲度(Hip flexion，HF)、髖關(guān)節(jié)伸展度(Hip extension，HE)，矢狀面最大髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度(Hip range of motion，HROM)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 將所得數(shù)據(jù)錄入SPSS24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，本次研究相關(guān)參數(shù)均為計(jì)量資料，以(均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差)表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，參數(shù)之間關(guān)系采用Spearman相關(guān)性分析，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)前后X線參數(shù)比較 與術(shù)前患側(cè)相比，術(shù)后患側(cè)HKS、FO水平增高，HKA水平降低；與健側(cè)相比，術(shù)后患側(cè)HKS、FO水平亦增高，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 手術(shù)前后各指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果比較

2.2 術(shù)后患者力學(xué)參數(shù)比較 術(shù)后與健側(cè)相比，患側(cè)KF、KROM以及HROM均減少，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 術(shù)后患者力矩參數(shù)比較

2.3 力矩參數(shù)與各指標(biāo)相關(guān)性分析 經(jīng)Spearmna

相關(guān)性分析，KAM1與FO、KROM呈正相關(guān)(r=0.304、0.310，P=0.048、0.043，見圖1～2)，與HKA呈負(fù)相關(guān)(r=-0.434，P=0.004，見圖3)；KAM2與HKA呈負(fù)相關(guān)(r=-0.409，P=0.007，見圖4)，HAM1與HKA呈負(fù)相關(guān)(r=-0.463，P=0.002，見圖5)。

圖1 KAM1與FO相關(guān)性

圖3 KAM1與HKA的相關(guān)性

圖4 KAM2與HKA相關(guān)性

圖5 HAM1與HKA相關(guān)性

3 討論

骨對(duì)線變化是THR術(shù)可預(yù)見的常見改變，既往的研究表示骨對(duì)線不齊會(huì)增加關(guān)節(jié)的負(fù)荷，如膝內(nèi)翻會(huì)增加膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)荷[5-6]。而適度增加FO則已作為THR標(biāo)準(zhǔn)操作成為提高假體穩(wěn)定性，減少關(guān)節(jié)磨損的重要環(huán)節(jié)。研究已證實(shí)，一定范圍內(nèi)的FO可使髖關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)最佳的外展功能和最小的關(guān)節(jié)面間應(yīng)力，從而達(dá)到股骨柄與其骨交界面間形成最小的軸向力矩[7-8]。本研究結(jié)果顯示，THR術(shù)后患側(cè)FO與術(shù)前及術(shù)后健側(cè)相比均有顯著增高，由此可以解釋關(guān)節(jié)負(fù)荷不對(duì)稱的原因之一，即FO較大會(huì)增加膝內(nèi)翻的風(fēng)險(xiǎn)，從而增加膝內(nèi)側(cè)力矩，成為影響關(guān)節(jié)負(fù)荷的重要因素，這與上述相關(guān)研究結(jié)果一致。在關(guān)節(jié)力矩方面，本次研究結(jié)果顯示，KAM第一峰值和第二峰值、HAM第二峰值與健側(cè)相比均無明顯差異，而HAM第一峰值則較健側(cè)明顯降低。部分國(guó)外研究中患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)力矩可受步行速度影響而減小[9-10]，而本次研究結(jié)果通過公式計(jì)算已排除步速對(duì)檢測(cè)值的影響，因而與健側(cè)并無明顯差異。但髖關(guān)節(jié)力矩減小與Ewen等人[11]的研究結(jié)果一致，通過相關(guān)性分析可以發(fā)現(xiàn)KAM1、KAM2以及HAM1與HKA存在相關(guān)性，HKA是下肢整體機(jī)械中心軸，恢復(fù)HKA是目前THR的目標(biāo)之一，由此推測(cè)術(shù)后膝髖關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的增加與對(duì)線不齊之間可能存在相互影響的關(guān)系。既往有研究得出了相似的結(jié)論，研究表示THR術(shù)后患者通常伴有足前進(jìn)角的增加和膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度的增加，這是在下肢力線改變下步行正?；厔?shì)的表現(xiàn)，而在這一過程中會(huì)影響KAM1或KAM2水平的增高[12]，本研究結(jié)果中KAM1與KROM的相關(guān)性印證了這一結(jié)論。Farkas等[13]人研究也顯示，與健側(cè)相比，患側(cè)的髖內(nèi)收力矩和關(guān)節(jié)活動(dòng)度均明顯減小，提示髖內(nèi)收力矩與關(guān)節(jié)活動(dòng)度有關(guān)。然而本次研究也存在一定的局限性，雖然手術(shù)均采用同一手術(shù)方案，并排除操作技術(shù)或經(jīng)驗(yàn)對(duì)術(shù)后結(jié)果的影響，但并未區(qū)分不同假體是否對(duì)術(shù)后結(jié)局及其相關(guān)參數(shù)造成干擾。另外機(jī)體局部肌肉的肌力也是影響關(guān)節(jié)負(fù)荷的因素之一，個(gè)體之間可能存在較大差異，因此在進(jìn)一步的研究中應(yīng)考慮該因素的影響。

綜上所述，本研究認(rèn)為THR術(shù)后患側(cè)與健側(cè)關(guān)節(jié)負(fù)荷有一定的差異，即關(guān)節(jié)負(fù)荷不對(duì)稱，而患側(cè)髖膝關(guān)節(jié)軸角、股骨偏心距增加以及髖膝踝角減少等下肢對(duì)線的改變與負(fù)荷不對(duì)稱有關(guān)。