股骨偏心距对全髋关节置换术后步态的影响

邬培慧，傅 明，毛玉瑢，康 焱，杨子波，方淑莺，廖威明

关节外科专题

股骨偏心距对全髋关节置换术后步态的影响

邬培慧，傅 明，毛玉瑢，康 焱，杨子波，方淑莺，廖威明

目的探讨人工全髋关节置换术后股骨偏心距对行走过程中术侧下肢步态时间距离参数的影响。方法按入组标准对2000年1月—2005年12月于我院行单侧人工全髋关节置换术后患者29例58髋进行标准骨盆正位X线片检查，测量双侧股骨偏心距，计算股骨偏心距比（femoral offset ratio，FOR）。行三维步态分析，采集步态时间距离参数。根据FOR分组并对双侧下肢的各项数据进行统计学分析。结果手术侧FOR小于对侧为A组，共10例，手术侧单腿站立相、踏步时间及跨距与对侧比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；分别对双侧下肢的步频、步速、跨步时间、踏步距离及双腿支撑时间进行比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；手术侧FOR大于对侧为B组，共19例，双侧下肢各项步态时间距离参数差异均无统计学意义（P＞0.05）。结论人工全髋关节置换术后术侧股骨偏心距不足对患者步态具有重要影响；人工全髋关节置换术中重建股骨偏心距有助于髋关节生物力学的恢复和术后步态的改善。

关节成形术，置换，髋；步态；股骨偏心距

股骨偏心距（femoral offset）的重建对于恢复外展肌力和髋关节周围软组织张力平衡，维持关节稳定，恢复关节功能，减少术后跛行，降低假体磨损、人工关节脱位等并发症的发生率具有重要意义[1-2]。本文随访我院2000年1月—2005年12月行单侧人工全髋关节置换手术患者29例58髋，拍摄术后骨盆正位片，进行三维步态分析，获取术后步态时间距离参数，进而探讨股骨偏心距恢复程度与其之间的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

入组患者29例58髋，其中男10例20髋，女19例38髋，年龄33～75岁（平均年龄64.3岁），体重指数18.4～31.2 kg/m2（平均体重指数25.3 kg/m2），术后随访5～10年（平均随访时间7.7年）。入组标准：（1）初次单侧全髋关节置换术；（2）无其他下肢骨关节疾病；（3）无其他下肢骨关节手术史；（4）无神经系统疾病；（5）Harris评分在80分以上。所有手术均采用生物固定型人工髋关节假体（Depuy、Zimmer及Biomet，美国；Smith&Nephew，英国），行改良Gibson手术入路，由本院高年资手术医师完成。所有受试者均在检测前被告知检测内容，并签署知情同意书。

1.2 影像学检查

所有受试者均使用数字化摄片机拍摄骨盆正位X线片。标准的拍摄方法为：患者仰卧，下肢伸直，两侧足尖内旋使趾内侧接触，以耻骨联合上缘作为投照中心，X线垂直投影，发射器距离床面1 m。所有X线片经扫描仪得到数字图像，后期使用测量软件进行数字化测量。测量股骨偏心距，即股骨头旋转中心至股骨干中轴线的距离，按股骨头假体真实直径作参照换算即得距离的实际长度。计算手术侧股骨偏心距与对侧股骨偏心距之比（图1），获得股骨偏心距比（femoral offset ratio，FOR）。

图1 数字化测量股骨偏心距（股骨头旋转中心至股骨干中轴线的距离）

1.3 步态分析

运用Vicon MX三维步态分析系统（6台远红外摄像头，采集频率50 Hz）对受试者进行步态分析，采集骨盆的运动学参数。测试前要求受试者更换紧身衣裤，按软件系统要求将16个反光标记球分别贴置于受试者左右髂前上棘、髂后上棘、股骨外上髁上15 cm，股骨外上髁、外踝尖上15 cm，外踝尖，第1跗跖关节与第2跗跖关节之间以及跟腱附着处[3]。嘱受试者保持标准站立位，记录各标记点的空间测试原点，然后嘱受试者依日常行走方式及速度往复行走于长9 m的步行地毯上。每例至少记录5次步态参数。测试过程均由同一位经验丰富的康复科临床医生完成。

1.4 统计学分析

受试者根据手术侧髋关节FOR分为两组，手术侧FOR小于对侧者为A组，手术侧FOR大于对侧者为B组。每组病人均以对侧正常髋关节作为对照。采用SPSS 11.0统计软件进行统计学分析，通过配对t检验分别比较每组患者行走过程中双侧下肢步态时间距离参数，P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

骨盆正位片的数字化测量结果：A组10例，手术侧股骨偏心距平均长33.2 mm，对侧股骨偏心距平均长38.2 mm，FOR为0.81±0.08；B组19例，手术侧股骨偏心距平均长35.2 mm，对侧股骨偏心距平均长29.3 mm，FOR为1.27±0.15。

两组受试者在行走过程中的双侧下肢步态时间距离参数如表1所示。A组受试者其手术侧单腿站立相为（0.39±0.03）s，明显小于对侧髋的（0.46±0.06）s（t=-4.288，P=0.000），跨距及踏步时间显著大于对侧髋[（1.07±0.10）m vs（0.96 ±0.13）m,t=2.424，P=0.024；（0.61±0.09）s vs（0.55±0.06）s，t=3.016，P=0.006]；对双侧下肢的步频、步速、跨步时间、踏步距离及双腿支撑时间分别进行比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。B组受试者双侧下肢各步态时间距离参数差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表1 两组行走过程中双下肢步态时间距离参数的比较（±s）

表1 两组行走过程中双下肢步态时间距离参数的比较（±s）

A组B组时间距离参数单腿支撑时相（s）跨距（m）踏步时间（s）步频（步/min）跨步时间（s）双腿支撑时相（s）踏步距离（m）步速（m/s）手术侧0.39±0.03 1.07±0.10 0.61±0.09 105.36±10.73 1.15±0.12 0.27±0.07 0.49±0.08 0.89±0.18对侧0.46±0.06 0.96±0.13 0.55±0.06 106.17±11.24 1.14±0.12 0.26±0.06 0.49±0.07 0.87±0.17 t值-4.288 2.424 3.016 -1.152 1.102 1.087 -0.152 1.993 P值0.000 0.024 0.006 0.264 0.278 0.291 0.884 0.063手术侧0.43±0.06 0.93±0.11 0.60±0.09 102.93±12.12 1.20±0.15 0.30±0.10 0.46±0.08 0.80±0.16对侧0.45±0.06 0.93±0.11 0.59±0.09 103.04±12.42 1.18±0.17 0.30±0.09 0.45±0.06 0.79±0.16 t值-0.297 1.023 0.419 -0.201 1.553 0.053 0.767 0.678 P值0.753 0.390 0.681 0.682 0.134 0.964 0.449 0.500

3讨论

人工全髋关节置换术后影响患者步态的因素是多方面的，主要包括手术入路的选择[4]，术前髋周软组织条件，以及术前因髋部疼痛而产生的适应性步态特征等[5]，其中股骨偏心距重建对术后步态的影响近年来逐渐引起人们的重视。在行走过程中，当人体处于单腿站立相时，外展肌以髋关节为支点做功，平衡身体重力力矩，在维持骨盆位置、身体平衡及正常的行走步态过程中起重要作用[6]。人工全髋关节置换术后股骨偏心距不足令臀中肌不能有效做功，维持骨盆稳定度需要通过躯干侧向支撑腿，同时缩短单腿支撑时相来代偿，以减少身体重力力矩和负重时间[7]，如此则导致对侧正常下肢摆动时相缩短，踏步时间及跨步距离减小。而为了保持一定的步速及步频，对侧肢体的单腿支撑时相会相应增加，术侧下肢摆动时相相应延长，踏步时间及跨步距离相应增大，继而出现明显的跛行步态。

三维步态分析可以通过收集下肢步态数据来定量描述下肢活动能力，从而对人工关节置换术后患者进行手术疗效的定量评价以及康复治疗的指导[8]。在步态中检测双侧髋关节时间距离参数能够客观地反映人工全髋关节置换术后髋周肌群的力量及协调性[9-10]。本研究采用三维步态分析比较A组（手术侧FOR小于对侧）和B组（手术侧FOR大于对侧）患者行走过程中双侧下肢步态时间距离参数，结果显示，A组手术侧单腿站立相、踏步时间及跨距与对侧相比，差异有统计学意义（P＜0.05）；B组双侧下肢各项步态时间距离参数差异均无统计学意义（P＞0.05）。上述统计学数据进一步证实股骨偏心距不足对全髋关节置换术后患者步态的重要影响。

研究显示，股骨偏心距的重建可以恢复肌肉初长度及外展肌的力臂，使肌肉有效做功，仅用较小的肌力即可平衡骨盆，提高步态的对称性[11]。此外，偏心距增加缓解经过髋关节的合力，使聚乙烯衬垫的磨损减少，进而降低由其引起的骨溶解发生率[2,12]。关振鹏等[13]分析股骨偏心距重建与76例单侧髋关节置换患者术后关节功能的相关性，平均随访23.2个月的结果表明，股骨偏心距与髋外展肌力臂具有正相关性，髋关节术后活动度、Harris评分与股骨偏心距均存在明显回归相关关系，股骨偏心距重建与否对下肢长度的影响存在显著性意义。由此可见，人工全髋关节置换术中重建足够长度的股骨偏心距是改善术后远期跛行步态的重要因素。

综上所述，在人工全髋关节置换手术的过程中，术者应尽可能重建患髋关节的生理解剖结构，恢复股骨偏心距，提高髋关节稳定性，减少假体磨损，以改善患者术后步态，避免术后臀中肌无力的发生。必要时还应结合围手术期有效的镇痛治疗和有针对性的髋周肌群力量训练，进一步提高髋外展肌力量，改善术后步态。

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Effect of femoral offset on the gait after total hip arthroplasty

WU Pei-hui*,FU Ming,MAO Yu-rong,KANGYan,YANG Zi-bo,FANG Shu-ying,LIAO Wei-ming.*Department of Joint Surgery,the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University,Guangzhou,Guangdong 510080,China

Liao Wei-ming,E-mail:liaoweiming29@163.com

Objective To investigate the effect of femoral offset ratio on gait temporospatial variables of operative side of lower extremity in walking after total hip arthroplasty(THA).Methods According to the inclusion criteria,29 patients(58 hips)of unilateral THA in our hospital were selected.Femoral offset ratio (FOR)were calculated by measuring the femoral offset of the bilateral hips through standard pelvis AP X-ray. The temporospatial variables were measured by three-dimensional gait analysis,and then were compared statistically between the operative and the opposite sides in both groups which divided by FOR.Results There were 10 patients in group A whose FOR of operative sides were smaller than the opposite sides,and the other 19 patients whose FOR vice versa in group B.In group A,the differences of single leg support time,step time and stride length between both sides had statistical significance(P＜0.05),while there were no statistical differences of stride frequency,gait velocity,stride time,step distance and double legs support time between both sides(P＞0.05).In group B,no statistical differences of temporospatial variables were found between both sides(P＞0.05).Conclusion The reduction of femoral offset of operative side has a serious effect on the gait after THA, and the construction of femoral offset should be helpful for the biomechanical rehabilitation of hip joint and the improvement of postoperative gait.

Arthroplasty,replacement,hip;Gait;Femoral offset

R687.42，R443.1

A

1674-666X(2010)04-0250-04

2010-11-15；

2010-12-10）

（本文编辑 白朝晖）

10.3969/j.issn.1674-666X.2010.04.002

国家自然科学基金（30872615）

510080广州，中山大学附属第一医院关节外科（邬培慧，傅明，康焱，杨子波，方淑莺，廖威明）；康复科（毛玉瑢）

廖威明，E-mail：liaoweiming29@163.com