全髖置換術(shù)高位髖中心技術(shù)的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用研究.pdf

1、本文分為五部分論述了全髖置換術(shù)高位髖中心技術(shù)的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用研究。 第一部分：比較Ranawat和Pierchon這兩種髖關(guān)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(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的病人30例，拍攝仰臥位骨盆前后位X線片，術(shù)后三個月再拍一次。以同心圓法作標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)術(shù)前和術(shù)后旋轉(zhuǎn)中心沒有變化后，應(yīng)用Ranawat和Pierchon法在術(shù)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(guān)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(dāng)髖雙側(cè)病變時使用Pierchon方法。 第二部分：了解國人正常髖關(guān)節(jié)周圍的骨性參數(shù)，探討其對高位髖中心技術(shù)的影響。 方

3、法：在蘇州大學(xué)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(jìn)行篩選。其中排除影響股骨形態(tài)和體位不標(biāo)準(zhǔn)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(jì)對象。設(shè)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(xiàng)參數(shù)值收集整理后，利用SPSS10．0統(tǒng)計(jì)軟件分析處理，統(tǒng)計(jì)方法分別使用獨(dú)立樣本的T檢驗(yàn)和配對T檢驗(yàn)。 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(yuǎn)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(dá)14°，男女兩性最小值與最大值相差達(dá)到24．1。 結(jié)論： 1.髖臼上方骨質(zhì)允許在全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)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(guān)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(jìn)行區(qū)別，以更準(zhǔn)確的指導(dǎo)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(guān)節(jié)生物

6、力學(xué)數(shù)學(xué)模型。 方法：根據(jù)男女各30例無髖關(guān)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(xiàn)資料確定外展肌的起點(diǎn)(A)、止點(diǎn)(T)、髖關(guān)節(jié)中心(H)及重心點(diǎn)(G5)在髖關(guān)節(jié)二維坐標(biāo)系中的位置關(guān)系。假設(shè)髖關(guān)節(jié)相關(guān)骨結(jié)構(gòu)為剛體桿件，關(guān)節(jié)為剛性、無摩擦的鉸，其負(fù)重屬于第一類杠桿。在標(biāo)準(zhǔn)骨盆平片上建立二維坐標(biāo)系，以骨盆中軸線為Y軸(縱軸)，矢量向下：過髂嵴頂點(diǎn)做Y

7、軸的垂線，作為X軸(橫軸)，矢量向右。然后進(jìn)行模型分析，推導(dǎo)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(guān)節(jié)的數(shù)學(xué)模型參數(shù)，在單肢站立時，負(fù)重側(cè)髖關(guān)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(guān)節(jié)接觸力與外展肌力以及髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心與髖關(guān)節(jié)接觸力的函數(shù)關(guān)系。 結(jié)論：本文所建立的正常冠狀面上的單肢站立髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)數(shù)學(xué)模型，能精確的反映國人髖關(guān)節(jié)

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

9、米就劃分為500×500=25萬個節(jié)點(diǎn)，共25×20=500萬個節(jié)點(diǎn)。通過專用軟件在高速計(jì)算機(jī)上(CPU-2．9GHz，MEM．1G)進(jìn)行分析，在這些節(jié)點(diǎn)上詳細(xì)搜索滿足以下條件的點(diǎn)。1髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心垂直上移時，外展肌力及髖關(guān)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(guān)節(jié)接觸力的變化趨勢。3保持髖關(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(guān)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(guān)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(guān)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(guān)節(jié)接觸力的影響更大。 3.男女兩性保持

12、髖關(guān)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(guān)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。總的趨勢是男性以角度變化為主，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(xiàng)研究所建立的國人高位髖中心數(shù)學(xué)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(xué)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(bǔ)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(dǎo)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(shù)行初次全髖置換術(shù)32例(43髖)，其中髖臼發(fā)育不良及脫位(DDH)繼發(fā)骨關(guān)節(jié)炎30例(41髖)，感染后繼發(fā)骨關(guān)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(biāo)準(zhǔn)：全髖關(guān)

15、節(jié)置換術(shù)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(shù)后髖中心位置、大轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)位置、偏心距、股骨距高度、下肢的長度，并統(tǒng)計(jì)其與臨床療效(Harris評分)的相關(guān)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(shù)病例。按照Harris評分，優(yōu)18例，良31例，中4例，差1例。隨訪中。術(shù)后患肢的長度平均短縮1．9厘米，術(shù)后90％的患肢體長度有恢復(fù)：下肢不等長與Harris臨床評分結(jié)

16、果呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)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(guān)關(guān)系：在橫軸上相關(guān)系數(shù)r=0．28，P<0．05，存在相關(guān)關(guān)系，在縱軸上相關(guān)系數(shù)r=0．73，P<0．01，存在較強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的位置與Harris臨床評分結(jié)果的相關(guān)關(guān)系：在橫軸上相關(guān)系數(shù)r=0．30，P<0．05，存在相關(guān)關(guān)系，在縱軸上相關(guān)系數(shù)r=0．75，P<0．01，存在較強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。術(shù)前與術(shù)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(guān)關(guān)系：相關(guān)系數(shù)r=0．94，P<0．01，存在高度相關(guān)關(guān)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(shù)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(guān)節(jié)置換術(shù)，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