全髖置換術高位髖中心技術的基礎與臨床應用研究.pdf

1、本文分為五部分論述了全髖置換術高位髖中心技術的基礎與臨床應用研究。 第一部分：比較Ranawat和Pierchon這兩種髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心定位方法的精確性。 方法：選擇患單側(cè)髖關節(jié)骨性關節(jié)炎的病人30例，拍攝仰臥位骨盆前后位X線片，術后三個月再拍一次。以同心圓法作標準，確認術前和術后旋轉(zhuǎn)中心沒有變化后，應用Ranawat和Pierchon法在術前片上分別確定一個旋轉(zhuǎn)中心，然后比較哪一個更接近同心圓法測定的解剖髖關節(jié)中心。

2、 結(jié)果：Ranawat法與同心圓法有顯著差異X(P<0．0001)，Y(P<0．0001)；Pierchon法與同心圓法無顯著差異，X(P=0．534)，Y(P=0．243)。 結(jié)論：Ranawat方法傾向于把髖中心定位在解剖中心的更近側(cè)和更內(nèi)側(cè)；Pierchon方法更接近解剖中心。因此推薦當髖雙側(cè)病變時使用Pierchon方法。 第二部分：了解國人正常髖關節(jié)周圍的骨性參數(shù)，探討其對高位髖中心技術的影響。 方

3、法：在蘇州大學附一院影像中心數(shù)據(jù)庫調(diào)取2004年8月～2005年10月的影像資料，對掃描范圍包括骨盆和股骨上端的CT片進行篩選。其中排除影響股骨形態(tài)和體位不標準的樣本，從中挑選出CT表現(xiàn)完全正常，病例資料完整的男女各30例作為統(tǒng)計對象。設備為美國Marconi公司生產(chǎn)的multispiral-CT及其圖像測量軟件。由3位骨科博士研究生分別對雙側(cè)測量取均數(shù)。測量的參數(shù)包括：髖臼上方骨質(zhì)的厚度、頸干角、偏心距、股骨頭直徑、骨盆高度、骨盆寬度

4、。將年齡、體重、身高、性別和測量的各項參數(shù)值收集整理后，利用SPSS10．0統(tǒng)計軟件分析處理，統(tǒng)計方法分別使用獨立樣本的T檢驗和配對T檢驗。 結(jié)果：髖臼上方骨質(zhì)形態(tài)在通過股骨頭中心的冠狀面上呈倒漏斗形，由遠及近逐漸變薄，斷面呈扇形，角度逐漸增大，半徑逐漸變短。兩性均在髖臼上方3厘米后明顯變薄，平均厚度男性3．0厘米，女性2．85厘米。男女兩性之間的骨盆高度、骨盆寬度、頸干角、股骨頭直徑以及髖臼上方2厘米平面的骨質(zhì)厚度等參數(shù)有顯著

5、性差異(P<0．05)，特別是頸干角，男性平均為121．42°，女性平均為135．42°，相差達14°，男女兩性最小值與最大值相差達到24．1。 結(jié)論： 1.髖臼上方骨質(zhì)允許在全髖關節(jié)翻修術時垂直上方或上內(nèi)方3厘米放置高位髖中心。 2.正常國人髖關節(jié)周圍骨性參數(shù)男女差別較大，基于性別的差異，有必要在建立數(shù)據(jù)庫時進行區(qū)別，以更準確的指導科研與臨床。 第三部分：建立出男女兩性正常的冠狀面上的單肢站立髖關節(jié)生物

6、力學數(shù)學模型。 方法：根據(jù)男女各30例無髖關節(jié)病變的國人骨盆CT測量結(jié)果，獲得骨盆的平均高度和寬度以及股骨近端的骨性解剖參數(shù)，包括頸干角、偏心距，并記錄體重。根據(jù)文獻資料確定外展肌的起點(A)、止點(T)、髖關節(jié)中心(H)及重心點(G5)在髖關節(jié)二維坐標系中的位置關系。假設髖關節(jié)相關骨結(jié)構(gòu)為剛體桿件，關節(jié)為剛性、無摩擦的鉸，其負重屬于第一類杠桿。在標準骨盆平片上建立二維坐標系，以骨盆中軸線為Y軸(縱軸)，矢量向下：過髂嵴頂點做Y

7、軸的垂線，作為X軸(橫軸)，矢量向右。然后進行模型分析，推導出滿足模型的狀態(tài)方程組。 結(jié)果： 1.獲得了國人正常男女兩性髖關節(jié)的數(shù)學模型參數(shù)，在單肢站立時，負重側(cè)髖關節(jié)接觸力約為體重的2倍，外展肌力約為體重的1.5倍，男性比女性高10％左右。 2.建立了髖關節(jié)接觸力與外展肌力以及髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心與髖關節(jié)接觸力的函數(shù)關系。 結(jié)論：本文所建立的正常冠狀面上的單肢站立髖關節(jié)生物力學數(shù)學模型，能精確的反映國人髖關節(jié)

8、中心改變引起的生物力學變化。根據(jù)該模型，可以分析髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心H點不同變化情況下的髖關節(jié)接觸力的變化，還可以作為推導高位髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心數(shù)學模型的基礎。 第四部分：建立國人高位髖中心的數(shù)學模型，進一步了解髖中心高位放置以后的生物力學變化，探尋降低髖關節(jié)應力的途徑，并作出定量描述。 方法：在上一節(jié)正常髖關節(jié)數(shù)學模型的基礎上，將髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心H點上方向內(nèi)、外各2cm，向上5cm的區(qū)域進行節(jié)點的劃分。每厘米取點500個，每平方厘

9、米就劃分為500×500=25萬個節(jié)點，共25×20=500萬個節(jié)點。通過專用軟件在高速計算機上(CPU-2．9GHz，MEM．1G)進行分析，在這些節(jié)點上詳細搜索滿足以下條件的點。1髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心垂直上移時，外展肌力及髖關節(jié)接觸力的變化趨勢。2髖中心以與垂線外展10度的方向上移時，外展肌力及髖關節(jié)接觸力的變化趨勢。3保持髖關節(jié)接觸力不變，髖中心向內(nèi)上方移動的軌跡。4保持髖關節(jié)接觸力不變，大轉(zhuǎn)子的位置不變時，髖中心上移不同高度后，頸干角

10、與頸長的變化情況。5髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心垂直上移時，如果保持展肌力不變，重心的擺動幅度多大。 結(jié)果： 1.在髖中心垂直上移5cm以內(nèi)(包括5cm)，男女兩性外展肌力和髖關節(jié)接觸力的值都隨髖中心的垂直上升而逐漸升高。軌跡均呈拋物線，在3厘米以內(nèi)髖中心升高的幅度遠遠小于3厘米以上升高的幅度，最初升高l厘米變化的幅度還不超過10％。髖中心升高同樣的高度，對女性外展肌力和髖關節(jié)接觸力的影響更大。 2.髖中心以與垂線外展10度的

11、方向上移5cm以內(nèi)(包括5cm)，男女兩性外展肌力和髖關節(jié)接觸力的值都隨髖中心向外上方向上升而逐漸升高。每升高0．5厘米，外展肌力的增加率男性從7％升高到157％。女性從7．7％升高到195％，髖關節(jié)接觸力的增加率男性從5％升高到101％。女性從5％升高到126％，這些數(shù)字遠遠超過垂直上升時的增加率。升高相同高度時，外上方向上升是垂直方向上升的兩倍。髖中心升高同樣的高度，對女性外展肌力和髖關節(jié)接觸力的影響更大。 3.男女兩性保持

12、髖關節(jié)接觸力不變時髖中心向上內(nèi)移動的軌跡，在縱向變化5厘米的范圍之內(nèi)時，橫向不超過1．6厘米，在縱向變化3厘米的范圍之內(nèi)時，橫向不超過1．0厘米。 4.男女兩性保持髖關節(jié)接觸力不變，保持大轉(zhuǎn)子的位置不變時，髖中心高度升高3cm，頸干角角度變化男性不超過17度，女性不超過10度；頸長變化男性不超過2．7cm，女性不超過2．9cm。升高5cm時，頸干角角度變化男性不超過23度，女性不超過14度；頸長變化男性不超過4．6cm，女性不超

13、過4．9cm?？偟内厔菔悄行砸越嵌茸兓癁橹?，女性以頸長變化為主。 5.保持外展肌力不變，髖中心垂直上移時，男女兩性重心的擺動幅度逐漸增加。上升同樣的高度女性擺動幅度大于男性。升高到3厘米時，男性搖擺幅度大約7度，女性大約9度。 結(jié)論：本項研究所建立的國人高位髖中心數(shù)學模型，可以比較精確地模擬髖中心高位放置以后的生物力學變化。模擬顯示髖中心上內(nèi)放置，再通過增加頸長或改變頸干角以補償外展肌的長度并保持偏心距，在升高不超過3厘

14、米的范圍內(nèi)，可以避免因外展肌力改變導致的髖臼接觸力的升高。 第五部分：總結(jié)高位髖中心的臨床療效及其影響因素。 方法：采用高位髖中心技術行初次全髖置換術32例(43髖)，其中髖臼發(fā)育不良及脫位(DDH)繼發(fā)骨關節(jié)炎30例(41髖)，感染后繼發(fā)骨關節(jié)炎2例；行翻修28例(28髖)，翻修前均為骨水泥固定，均為首次翻修。其中54例(65髖)獲得1-5年，平均39．8個月的隨訪。均采用生物型假體，臼杯為半球形。病例選擇標準：全髖關

15、節(jié)置換術后重建的髖中心高出正常髖中心1cm即確定為高位髖中心病例。測量以下參數(shù)：術后髖中心位置、大轉(zhuǎn)子頂點位置、偏心距、股骨距高度、下肢的長度，并統(tǒng)計其與臨床療效(Harris評分)的相關性。 結(jié)果：在得到隨訪的54例(65髖)中，1例松動，無翻修病例，無再手術病例。按照Harris評分，優(yōu)18例，良31例，中4例，差1例。隨訪中。術后患肢的長度平均短縮1．9厘米，術后90％的患肢體長度有恢復：下肢不等長與Harris臨床評分結(jié)

16、果呈負相關關系，相關系數(shù)r=0．91，P<0．01。髖中心的位置與Harris臨床評分結(jié)果的相關關系：在橫軸上相關系數(shù)r=0．28，P<0．05，存在相關關系，在縱軸上相關系數(shù)r=0．73，P<0．01，存在較強相關關系。轉(zhuǎn)子頂點的位置與Harris臨床評分結(jié)果的相關關系：在橫軸上相關系數(shù)r=0．30，P<0．05，存在相關關系，在縱軸上相關系數(shù)r=0．75，P<0．01，存在較強相關關系。術前與術后比較，大轉(zhuǎn)子的高度明顯下降，外置率明

17、顯增加。偏心距與Harris臨床評分結(jié)果的相關關系：相關系數(shù)r=0．94，P<0．01，存在高度相關關系；偏心距小于健側(cè)組分別與等于健側(cè)組和大于健側(cè)組比較在Harris臨床評分上差別有顯著性，而等于健側(cè)組和大于健側(cè)組比較差別沒有顯著性。11例雙側(cè)置換病人術后結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低偏心距一側(cè)容易疲勞，滿意率不及高的一側(cè)。 結(jié)論：使用生物型假體對髖臼上方存在骨缺損的病例行全髖關節(jié)置換術，放置高位髖中心也可獲得滿意療效。影響其療效的因素主要是軟