那馨宇 王文波

人工全髋关节置换术 ( total hip arthroplasty，THA ) 从早期探索阶段到发展至今已经有了 100 余年的历史，植入物的材料和假体安放的位置是早期决定 THA 成功与否的重要因素。随着外科技术和假体设计的不断突破和创新，临床外科医师开始更多地关注髋关节解剖形态的重建和生物力学的恢复。髋关节作为人体最大的负重力学支点，全身的重力沿着髋关节向下肢传导。股骨偏心距( femoral offset，FO ) 也称为“股骨偏移量”，是指股骨头旋转中心到股骨长轴的垂直距离，其随着股骨头旋转中心及股骨尺寸大小的变化而变化。髋关节的外展肌群止点于股骨大转子，偏心距则作为髋关节的外展肌力臂，维持着人体重力和外展肌群张力之间的平衡。FO 的长短直接影响着人体重力的传导，髋关节置换术后保留的偏心距不足或过长，会造成外展肌力臂的缩短或延长，造成软组织张力的不平衡等一系列伴随问题。正因为 FO 的变化对恢复髋关节的解剖形态与生物力学具有重要的影响，越来越多的器械厂家也为此在假体型号不变的情况下生产出不同 FO 长度的假体供临床医师参考。FO 作为手术预后重要的影响因素，其临床意义一直被临床医师关注。笔者将从肌力、活动范围、摩擦界面、固定界面、疼痛以及步态六个方面综述重建 FO 对 THA 的临床意义及重要性。

一、偏心距对肌力的影响

髋关节作为人体最大的负重及多轴性关节，髋关节各向受力处于一种动态平衡。直立行走时，髋关节可视为这一平衡杠杆的支点，杠杆两侧受力为机体自身体重量及外展肌肌力，两者共同作用于髋关节。外展肌无力是 THA 术后常见的并发症之一，Hannes 等在研究股偏移量的变化对外展肌和关节反作用力的影响中，发现每20% 的 FO 变化平均导致 8% 的外展肌力矩、16% 的外展肌力量和 6% 的关节反作用力的变化。该研究证明了 FO的缺失会导致外展肌杠杆臂变短，外展肌张力下降，关节反作用力的增加，术后 FO 变小的患者需要额外增加外展肌的力量来维持正常的步态。Mahmood 等证实术后 FO较术前偏小的患者骨关节炎指数评分 ( western ontario and mcmaster universities osteoarthritis index，WOMAC ) 下降，外展肌肌力下降，助行器使用频率增多。另一方面，FO的恢复可以增加外展肌力臂，减轻外展肌负担，减少外展肌疲劳的发生，具有可比性。Cassidy 等同样发现术后低偏移量组 ( 与对侧正常髋关节相比 ＜ -5 mm ) 在 WOMAC运动功能评分要低于标准偏移量组 ( 介于 -5 mm～+5 mm之间 ) 和高偏移量组 ( ＞ +5 mm ) [ 分别为 72.03、82.23 和79.51 (= 0.019 ) ]。

Clement 等在研究中得出 THA 术后股骨偏移量的减少与髋关节特异性功能的降低是独立相关的，研究者认为外科医师手术中在不可避免的造成髋臼杯内移的同时，必须增加 FO 以进行补偿。所以，目前经过大量的证据证实，重建 FO 可以恢复外展肌群的张力，恢复股骨偏移量可以为 THA 术后提供良好的髋关节外展肌肌力和满意的髋关节功能评分。

二、偏心距对活动范围的影响

髋关节脱位一直是 THA 术后常见的并发症之一，良好的关节活动度是决定 THA 术后患者满意的重要标准。Hayashi 等使用计算机导航系统分析 FO 变化对术中运动范围 ( range of motion，ROM ) 的影响，该研究中两组患者分别采用标准 FO 假体和加长 FO 假体进行关节置换，最大 ROM 测量的终点是当系统检测到髋臼杯的旋转中心与股骨头旋转中心分离时的点。结果发现两组最大 ROM是相似的，两组假体均有足够的股骨偏移以避免植入物与骨的撞击，而假体与骨撞击常常是导致 THA 术后脱位的原因之一。实验中还发现在采用加长的 FO 假体时，髋关节外旋的范围明显更大，而与其它运动平面没有表现出明显的相关性。

Jinno 等的研究中，同样采用了标准 FO 假体和加长的 FO 假体，旨在研究不同的股骨偏移量对髋关节稳定性的影响。研究发现与标准的 FO 假体相比，高 FO 假体有着更大的外旋活动范围来防止髋关节后半脱位的发生。本研究发现，在行后外侧手术入路时预防原发性全髋关节置换术后不稳定方面，应该术前评估股骨偏移的大小，使用高偏移的股骨假体可能是一个有效的选择方案。综上所述，较高的股骨偏移可以有效避免假体与骨的撞击，使髋关节获得更大的外旋运动范围以及更好的活动稳定度。

三、偏心距对摩擦界面的影响

摩擦界面的选择是相对内衬和股骨头而言的，THA术后摩擦界面的无菌性松动和骨溶解产生是一个相当复杂的过程，其受患者、材料和手术等众多因素的影响。最早 Sakalkale 等研究了股骨假体偏移对全髋关节置换术中聚乙烯磨损的影响。本实验采用最佳临床模型，即17 例接受了分期双侧 THA，一侧采用标准偏心距假体，一侧采用高偏心距的假体。这种模型控制了大多数与患者相关的因素 ( 如体重、性别、活动水平等 )，所有其它参数 ( 组件类型、臼杯大小、臼杯位置、股骨头大小和聚乙烯类型 ) 也都相似或相同。标准偏移组平均随访 5.70年，高偏移组平均随访 5.67年。结果发现 FO 的改变对聚乙烯的线性磨损率有显著影响 (= 0.0136 )，且偏移量的大小与线性磨损率呈负相关。在标准 FO 假体一侧，有 2 例( 11% ) 髋臼溶解现象发生，在高 FO 假体一侧，髋臼侧无骨溶解现象发生。在本系列中，经 X 线片测定，采用高FO 假体的患者线性聚乙烯磨损率降低了 52.4%。

同样在 Nick 等的研究中，发现术后股骨偏移量恢复到正常侧±5 mm 以内的患者中体积磨损率较低 (=0.17 )，髋臼倾斜度 ＜ 45° 组的线磨损率较低 (= 0.012 )。如果不能将股骨偏移恢复到正常侧股骨偏移量的 5 mm 以内，则会导致超高分子聚乙烯 ( ultra-high molecular weight polyethylene，UHMWPE ) 的线性磨损增加 33%，体积磨损增加 32%。研究者们认为 FO 过小将会对股骨头与髋臼交界面产生较大轴向力矩和内翻应力，导致聚乙烯的磨损增加。而 FO 过高，假体的扭矩增加则同样会导致磨损的增加。所以就目前的研究结果证明，FO 的改变对聚乙烯的磨损有着重要的影响，为了减少 THA 术后假体的磨损以及骨溶解的发生，应该将 FO 恢复到正常侧±5 mm 以内且尽量避免偏心距的短缩。

四、偏心距对固定界面的影响

髋关节假体固定的稳定性与界面微动密切相关，临床上所指的界面微动指发生在假体 - 骨或骨水泥 - 骨界面的活动，与假体松动有直接的关系。Kleemann 等最早提 FO 对股骨近端的应力传导具有重要作用，股骨偏移的增加可能导致股骨近端扭矩和扭转力的增加，增加股骨近端的应力传导，并可能导致股骨组件过早的发生无菌性松动。但是因该研究是在一个肌肉骨骼模型中进行的，所以得出的结论在当时颇具争议。后续有 Amirouche 等同样在实验模型中研究则证明股骨偏移量的改变对假体股骨侧的微动并无影响。临床研究中，Sakalkale 等在对所有采有非骨水泥假体的患者平均 5年的随访中均未发现标准FO 和高 FO 假体患者的股骨侧有骨溶解现象发生，其认为FO 的改变似乎并没有影响股骨假体股骨侧的稳定性。

Michael 等对新西兰联合注册中心初次行 THA 患者的 16年随访结果进行回顾性队列分析，该研究比对了采用低 FO ( ＜ 42 mm )、标准 FO ( 42～48 mm ) 和高 FO ( ＞48 mm ) 假体患者的翻修率，发现在非骨水泥假体中，FO的改变与股骨侧假体无菌性松动的发生率没有显著相关性。而在骨水泥假体中，高 FO 假体和低 FO 假体比标准FO 假体具有更高的翻修风险。研究者们认为这可能是由于骨水泥附加界面的存在，使得生物力学变得更加重要。所以从目前的研究来看，并没有非常直接有效的证据来证明 FO 的改变会对假体的固定界面产生重要影响。近些年来随着生物型假体广泛的应用到临床，其界面设计、生物力学、固定和承重原则都有了很大的改进，假体种类的选择和外科技术似乎成了目前影响股骨侧假体稳定性的最重要因素。

五、FO 对疼痛的影响

众所周知，大转子周围疼痛是 THA 术后常见的并发症，术后的疼痛一定程度上影响了患者的活动能力，生活质量以及对手术效果的满意度。Cassidy 等的一项研究表明，在术后 1年的随访中，股骨偏移量的改变不会显著影响患者的疼痛评分。Mahmood 等研究结果表明 FO 值降低组 ( 较正常侧减少 5 mm 以上 )、FO 值恢复组 ( 恢复5 mm 以内 ) 和 FO 值升高组 ( 增量 5 mm 以上 ) 三组患者术后的髋部疼痛发生率和止痛药使用频率相似。Liebs 等招募了 362 例旨在研究 FO 对全髋关节置换术后疼痛的影响。结果提示在 24 个月内所有的随访时间间隔中，与正常偏移组或高偏移组相比，低偏移组在 WOMAC 疼痛量表报告的疼痛更少。此外，在对多个混杂变量进行调整后，在低偏移组中术后疼痛改善的程度最大，而且正常偏移组也比高偏移组在疼痛上表现出更多的改善。所以该试验研究者们建议为了保证术后更好的疼痛改善满意度，应该避免术中 FO 的过高补偿。

当然，THA 术后疼痛受众多客观与主观因素影响，在最新的一项研究中，Michael 等认为下肢长度、髋臼位置和股骨偏移量均在 THA 术后疼痛中占据影响地位，三者联合重建可以显著减少术后粗隆疼痛的发生率，改善了患者的临床结果。所以，为了有效的避免 THA 术后的疼痛的发生，应该最大限度地重建并恢复髋关节的各项解剖结构。

六、偏心距对步态的影响

步态分析在近些年来广泛的应用到各项临床试验中，其设计操作简单，便携无创，可以在多个平面动态的观察关节的运动情况。其可以不仅用于体育科学或基础生物力学研究，而且还已扩展为临床诊断，是监测功能恢复和肌肉骨骼康复非常有价值的工具。已知 FO 的变化可以影响髋外展肌肌力，不同长度的 FO 假体也会影响到下肢的长度，这些因素都会对步态产生一定的影响。Sariali等利用可移动步态分析设备研究了股骨偏移的修正对全髋关节置换术后步态的影响。为了最大限度避免偏倚，所有研究患者在术前、术后都进行了三维髋部解剖分析，严格挑选出单纯的 FO 改变的患者，即 FO 是惟一改变的解剖参数，排除了其它众多的混杂因素。随访 1年后结果发现与 FO 恢复组和 FO 增加组相比，FO 减少组患者的置换侧肢体与健康侧肢体之间的步态存在明显的不对称性。膝关节活动范围与正常侧相比缩小 6° (= 0.004 )，最大摆腿幅度与正常侧相比减少 22° / s (= 0.01 )。相比之下，在其它两组中，置换侧肢体的步态没有明显变化。该研究证明 THA 术后 FO 值较术前减少 6～12 mm 可能会改变步态轨迹。

Bolink 等研究结果提示股骨偏移量减少似乎与骨关节炎功能评分降低、步态不规则和步态不对称有关。然而，观察到的关联性很弱，不太可能代表实质性的临床差异。Sato 等同样利用步态分析分析了 FO 减少组 ( 手术侧与对侧相比 ＞ 减少 5 mm )，FO 恢复组 ( ±5 mm 以内 )，FO 偏大组 ( ＞ 5 mm ) 三组患者的步态。该试验也提出 FO减少组 ( ＜ 5 mm ) 与髋部外展肌无力相关，且 FO 偏移减少将导致步幅较小，行走速度较慢。这与之前 Sariali 等的结论一致。所以从现有的文献报道得出，股骨偏移量的改变虽然没有带来临床上显著的步态差异，但是仍然存在一定的影响，术中避免股骨偏移量的减少可以有效降低术后步态不规则问题发生的概率。

综上所述，随着 THA 患者的年轻化，外科技术及假体设计的优良改进，髋关节形态特征的重建在全髋关节置换中占有越来越重要的地位，良好的髋关力学重建是实现良好功能的必要条件。从目前的研究结果来看，FO 的变化对肌力、运动功能及稳定度、聚乙烯的磨损、假体使用使命及步态等均有着一定程度的影响。在进行术前规划时，术前应用 CT 测量比普通的 X 线片测量具有更高的精确度。随着计算机行业的发展，目前越来越多的医院也开始应用术中导航技术，来更准确地恢复髋关节的解剖结构。所以作为临床外科医师，对每 1 例 THA 患者进行充分的术前规划及个体化治疗变得越来越重要，应该学习并探索更加高效的重建偏心距的方法，为每 1 例患者带来最满意的术后疗效。