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生物力学在骨盆截骨术中的应用

2011-04-26罗荣城王立胜ChristianHeisel深圳市西乡人民医院骨科深圳580南方医科大学南方医院肿瘤中心ARCUS医院关节外科通讯作者mailwangchang606hotmailcom

山西医科大学学报 2011年3期
关键词:截骨术髋臼骨盆

王 昶, 罗荣城, 王立胜, Christian Heisel (深圳市西乡人民医院骨科, 深圳 580;南方医科大学南方医院肿瘤中心;ARCUS医院关节外科;通讯作者,E-mail:wangchang606@hotmail.com)

先天性髋臼发育不良改变了髋关节的正常生物力学结构,从而导致髋关节易发生骨性关节炎。对于髋臼发育不良治疗方法及手术方法也较多。骨盆截骨术的目的是尽量使异常的髋臼生物力学结构恢复正常。如何才能在骨盆截骨术后得到最理想的术后效果,是我们骨科医生面临的难题。本研究从生物力学角度解析如何得到理想的骨盆截骨术的治疗效果。

1 材料和方法

1.1 材料 研究对象为1991-12~2006-01收治的50例先天性髋臼发育不良患者。女性32例(64.0%),男性 18 例(36.0%)。年龄 30-73 岁,平均55.4岁。手术髋关节:右侧32例,左侧18例。我们按照下列步骤筛选先天性髋臼发育不良患者:①一侧髋关节做过全髋关节置换术;②非手术侧髋关节存在先天性髋臼发育不良患者,第一张X线片非手术侧髋关节无OA存在,并且从未接受过任何手术。

1.2 方法

1.2.1 髋臼负重区域角的测量 髋臼负重区域角为髋臼负重区域上下缘连线和水平线的夹角。1999年Tönni对髋臼负重区域角进行研究并总结了成人髋臼负重区域角度的正常范围[1]:1级,正常,髋臼负重区域角≤9°;2级,轻度异常,髋臼负重区域角为10°-15°;3级,异常,髋臼负重区域角为16°-25°;4级,极度异常,髋臼负重区域角 >25°。测量50例患者的髋臼负重区域角,比较分析髋臼负重区域角和总关节间隙变化的关系。

1.2.2 总髋关节关节间隙的测量 在50例患者的X线片上测量每例患者髋关节总关节间隙,髋关节总关节间隙是由4个部位的髋关节间隙之和得出。4个部位的髋关节间隙:①关节间隙Ⅰ是自股骨头中心到髋臼外缘连线上的关节间隙;②关节间隙Ⅱ是在经过股骨头中心的垂线上的关节间隙;③关节间隙Ⅲ是在股骨颈中心线上的关节间隙;④关节间隙Ⅳ是在股骨头中心的水平线上的关节间隙。记录每位患者初始的4个关节间隙和随访后的4个关节间隙,得出每位患者初始的总髋关节关节间隙和随访后的总髋关节关节间隙变化数据。

1.2.3 相关性指标 分析比较不同髋臼负重区域角和随访前后的总髋关节关节间隙变化之间的关系,得出多大的髋臼负重区域角可以使髋关节骨性关节炎发展最慢。从而得出骨盆截骨术在手术设计时,术后应该得到多大的髋臼负重区域角才能使术后髋关节骨性关节炎发展最慢,手术效果最好。

1.3 随访和髋关节髋臼负重区域角的评定 所有X线片由一人读片,本组50例患者,随访时间为6-20年,平均10.8年。记录50例患者初始的总髋关节关节间隙和随访后的总髋关节关节间隙变化数据。

1.4 统计学分析 采用SPSS13.0统计软件分析各项数据髋臼负重区域角和总髋关节关节间隙变化呈正态分布,统计分析方法采用Pearson相关分析和线性回归分析,通过统计分析得出不同髋臼负重区域角和总髋关节关节间隙变化的关系。用回归方程得出髋臼负重区域角可以使髋关节骨性关节炎发展最慢时髋臼负重区域角的理论数值。

2 结果

50例患者的髋关节髋臼负重区域角: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。

图1 随访前后关节间隙的变化和负重区域角Fig 1 Changes of joint space width and the angle of weight-bearing zone before and after follow up

图2 随访前后关节间隙的变化和4个关节间隙Fig 2 Changes of joint space width and 4 hip joint spaces before and after follow up

50例患者随访后的总髋关节关节间隙变化:变小最大者20.5 mm,变小最小者增宽2 mm,平均变小3.75 mm。图1中患者负重区域角为12°,随访前髋关节关节间隙Ⅰ为6 mm,间隙Ⅱ为5 mm,间隙Ⅲ为4 mm,间隙Ⅳ为10 mm,得出随访前总髋关节关节间隙为25 mm。同样得出随访后的总髋关节关节间隙为15 mm,随访前后总髋关节关节间隙变窄10 mm;图2为另一患者,其负重区域角为12°,随访前总髋关节关节间隙为23.5 mm,随访后的总髋关节关节间隙为22 mm,随访前后总髋关节关节间隙变窄1.5 mm(见图1,2)。

50例患者的髋臼负重区域角度和总髋关节关节间隙变化存在相关关系(r=0.285,P=0.045),同时存在线性回归关系(t=2.058,P=0.045),Y=-1.755+0.468X。由方程得出当 X=3.75 时 Y=0,所以在实施骨盆截骨术时,将髋臼负重区域角度控制在3.75°时术后髋关节关节间隙变窄最小、治疗效果最好。

3 讨论

骨盆截骨术包括单纯骨盆截骨或与切开复位联合手术,是增加或保持术后髋关节稳定的措施。骨盆联合截骨增加骨盆的稳定性。截骨的多少或如何达到理想的手术效果是骨科医生面临的问题。本研究通过生物力学研究,得出生物力学理论上髋臼的最佳角度。骨盆截骨术在先天性髋臼发育不良患者中被广泛应用。先天性髋臼发育不良改变了髋关节的正常生物力学结构,从而导致髋关节易发生骨性关节炎,对于髋臼发育不良治疗方法及手术方法也较多[2-4]。

骨盆截骨术包括:髂骨截骨术(Salter截骨术),髋臼成形术(Pemberton截骨术)[5],髋臼内移截骨术(Chiari截骨术),游离髋臼截骨术(Steel三联截骨或“盘式截骨”髋臼截骨术)[6]。Pemberton截骨术适用于18个月以上的儿童,髋臼成形是在髂骨做截骨以减少髋臼的倾斜度,Pemberton截骨术要求患儿的髋关节脱位在手术截骨时已复位,或切开手术时能够直接复位。Salter截骨术适用于18个月-6岁的儿童,术中整个髋臼耻骨、坐骨一起旋,Salter截骨术也适用于Perthes病[7]。Steel三联截骨术式使部分骨盆连同髋臼同时旋转。Chiari截骨术在临床上仍被广泛应用[8]。

50例位患者的总髋关节关节间隙变化范围:变窄20.5 mm至增宽2 mm,平均变窄3.75 mm。1例患者髋关节总间隙变化为增宽2 mm是因为该患者在随访期间发生了髋关节轻度脱位表现,由于股骨头向外侧移动使髋关节关节间隙Ⅳ发生了明显的增宽,虽然髋关节关节间隙Ⅰ和髋关节关节间隙Ⅱ有变窄,由于髋关节轻度脱位股骨头向外侧移动引起的髋关节关节间隙Ⅳ大于其他关节间隙变化之和。

我们测量50例患者X线片上的髋臼负重区域角度,髋臼负重区域角度为髋臼负重区域上下缘连线和水平线的夹角,比较分析髋臼负重区域角度和关节间隙变化的关系。结果发现髋臼负重区域角度和总髋关节关节间隙变化存在相关关系(r=0.285,P=0.045),同时存在线性回归关系(t=2.058,P=0.045),Y=-1.755+0.468X。由方程得出当 X=3.75时Y=0,所以在实施骨盆截骨术时,将髋臼负重区域角度控制在3.75°时术后髋关节关节间隙变窄最慢、治疗效果最好。

[1] Tönnis D,Kalchschmidt K,Heineke A.Die Hüftpfannenschwenkung durch Dreifachosteotomie des Beckens-Stellenwert und Indikation in der Vielfalt operativer Korrekturen der Dysplasiehüfte[J].Orthop Prax,1999,35(10):607-620.

[2] Yanagimoto S,Hotta H,Izumida R,et al.Long-term results of Chiari pelvic osteotomy in patients with developmental dysplasia of the hip:indications for Chiari pelvic osteotomy according to disease stage and femoral head shape[J].J Orthop Sci,2005,10(6):557-563.

[3] Jäger M,Westhoff B,Zilkens C,et al.Indications and results of corrective pelvic osteotomies in developmental dysplasia of the hip[J].Orthopade,2008,37(6):556-570.

[4] Pollet V,Pruijs H,Sakkers R,et al.Results of Pavlik harness treatment in children with dislocated hips between the age of six and twenty-four months[J].J Pediatr Orthop,2010,30(5):437-442.

[5] 吴铁男,郭宏钰,张云飞.Pemberton髋臼成形术治疗发育性髋关节脱位[J].中国骨伤,2008,21(9):681-683.

[6] Dungl P,Rejholec M,Chomiak J,et al.The role of triple pelvic osteotomy in therapy of residual hip dysplasia and sequel of AVN:long-term experience[J].Hip Int,2007,17(5):51-64.

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[8] Ito H,Matsuno T,Minami A.Chiari pelvic osteotomy for advanced osteoarthritis in patients with hip dysplasia[J].J Bone Joint Surg(Am),2005,87(9):213-225.

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