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老年股骨颈骨折的治疗进展

2014-03-06徐明轩综述审校

医学综述 2014年14期
关键词:空心假体股骨颈

徐明轩(综述),黄 野(审校)

(南京医科大学第二附属医院骨科,南京 210011)

老年人所发生的骨折当中,股骨颈骨折较为常见。股骨颈骨折发生后,老年人的生活质量会明显下降,并发症及其致死率也随之升高。老年人选择保守治疗,则需长期卧床(8周左右),随之带来一系列的并发症,如肺炎、深静脉血栓、褥疮等,甚至可能威胁生命。尽早、有效地处理股骨近端骨折,可以提高患者的生活质量,减少社会及家庭的负担。老年人股骨颈骨折尽可能选择手术治疗,这样可以使患者早期下床活动,减少卧床时间,避免并发症。

1 股骨颈的相关解剖及生物力学

股骨是人体中最长、最强的骨头。其长度与行走的步态有关,其力量与体质量、肌肉力量有关。股骨干大部分呈圆柱形,向前弯曲,颈部上有一个约呈圆形的关节头,向干部近侧中间弯曲。股骨头朝前上与髋臼形成关节。股骨头位于关节囊内,远端至赤道平面被髋臼唇包围。外围除了前面关节面,其余均延伸至颈部。圆韧带附着于股骨头凹,股骨头前表面被覆腰大肌,腰大肌囊和关节囊向中下自股动脉分开,股骨颈长5 cm,其中部最窄,外侧最宽,头颈以125°角相连(倾斜角、颈干角)。髋关节的辅助运动使下肢可以与骨盆运动自如,人体在站立或者运动的时候,股骨头、股骨颈和下肢会受到几倍于人体自身体质量的压力。股骨头和股骨颈所受的压力、拉力或剪力的大小和方向会随着人体的姿势和运动方式的变化而变化。朱文艺等[1]通过对30具新鲜尸体进行股骨上段骨密度的检测,得出结果,在股骨上段中的骨密度测定中骨密度最强的是股骨颈,其次是转子区,Ward氏三角的骨密度最低,女性和男性相比较,颈干角稍高之外,所测的各项指标均低于男性。鞠杨等[2]建立了一个针对高危女性人群的股骨结构的三维有限元模型,分析了主要在运动负荷的作用下股骨的应力变化及其应力分布和股骨可能出现骨折的部位,此实验利用60~70岁女性右股骨的实测数据,应用有限元程序ANSYS建立了股骨三维结构模型,结果表明,当受到较大负荷和压力的时候,股骨会产生较大的横向位移和弯曲变形;在股骨颈处应力和应变最大,导致股骨颈、大转子与股骨干的连接部位附近发生骨折。

2 股骨颈的损伤机制

老年股骨颈骨折原因主要是轻微的暴力,在年轻人中的股骨颈骨折的损伤机制则多为严重的创伤所致。股骨颈的损伤机制主要分为两种:①大转子在患者摔倒时受到了直接撞击引起的股骨颈骨折;②老年人的下肢外旋时应力作用于股骨颈,由于股骨颈骨质疏松导致的骨折。后一种骨折的机制中,股骨头主要由于前关节囊及髂股韧带牵拉而相对固定,股骨头向后旋转,后侧的皮质撞击髋臼而造成的骨折。张银光等[3]认为,从老年股骨颈骨折的生物力学方面考虑,主要有以下几点因素:①骨质疏松导致的股骨颈退行性改变,皮质骨疏松,骨小梁排布稀疏,张力骨小梁及压力骨小梁减少的尤为明显;②Ward三角区在老年人只有脂肪填充,加剧了此区的脆性;③随着年龄的增加,老年人髋部的肌肉退变,摔倒时不能有效地消除对股骨颈的应力伤害;④微观的结构特点。Bergmann等[4]在电镜观察下发现股骨上段的骨小梁及其周围的软骨等结构形成了许多特殊拱形结构,这些特殊拱形结构在发生摔倒时刻可有效地吸收股骨颈受到的震荡,并将其受到的应力传递给股骨的皮质。在老年人中,特别是老年女性,骨质疏松导致骨小梁的减少和小梁之间的间距增宽,使股骨颈在头颈交界处的结构减弱,导致股骨颈骨折。

3 股骨颈骨折的分类

临床上股骨颈骨折的分类有许多,主要有Garden分型、AO分型、根据Pauwells角分型等。国际上主要采取的分型方法是Garden分型,此分型可根据股骨颈骨折的情况来分析骨折的稳定性,以评估股骨颈股骨头的血供情况。股骨颈骨折根据Garden分型可分为以下4种:股骨颈不完全骨折;股骨颈完全骨折不伴有移位;股骨颈骨折伴有不完全移位;股骨颈完全骨折并伴有完全移位。Garden分型中从Ⅰ到Ⅳ级,股骨颈骨折的严重程度逐渐增高,骨不连、股骨头缺血性坏死的概率逐渐增高。

4 股骨颈骨折的治疗方法

股骨颈骨折多发于老年人,对于股骨颈骨折多采取手术治疗,手术治疗可使骨折断端解剖复位,并辅以坚强内固定,可使老年人早期活动,减少卧床时间及各种并发症。手术的选择方法主要依据患者的骨折移位程度、对功能的需求、患者的认知功能及生理的耐受程度[5-8]。老年人股骨颈骨折的处理主要分为两大类:内固定和关节置换术。Garden分型为Ⅰ、Ⅱ的老年患者主要内固定治疗,Garden分型Ⅲ、Ⅳ型主要采取人工关节置换术。Probe等[9]认为,对于60~80岁的老年股骨颈骨折Garden分型为Ⅰ、Ⅱ型的患者,同样可以行人工关节置换手术,主要根据老年患者的身体状况、有无合并基础疾病、骨折的类型等考虑选择手术方法。内固定的方法主要包括空心加压螺钉,动力髋螺钉(dynamic hip screw,DHS)内固定,刀片固定系统等;人工髋关节置换主要包括人工股骨头置换术和全髋关节置换术。

4.1内固定治疗 内固定治疗相对人工关节置换手术具有操作简单、手术风险小、手术时间短、创伤较小、出血少等优点,方法主要包括以下几种。

4.1.1空心加压螺钉 空心加压螺钉主要适用于Garden分型为Ⅰ、Ⅱ的老年股骨颈骨折患者,由于其具有可经皮操作、创伤小、对股骨头血供的损伤较小、术后疼痛较轻等优点,备受临床医师的青睐。王雷等[10]对收治的137例新鲜股骨颈骨折采取闭合复位空心加压螺钉治疗,其中Garden分型为Ⅰ、Ⅱ的患者共75例,愈合率达84%。李广伟[11]在收治的57例新鲜骨折患者采取闭合复位、侧方有限切开、应用空心钛合金螺钉固定后,优良率达85.9%。尽管空心钉治疗股骨颈骨折具有上述优点,但仍有其自身的局限。对于不稳定的股骨颈骨折,如内收型股骨颈骨折,骨折线之间的剪切力较大,空心钉的治疗效果欠佳。同时,空心钉治疗股骨颈骨折会伴有股骨转子下的骨折。Jansen等[12]对35例65岁以上的股骨颈骨折采取空心钉治疗的患者进行回顾性研究发现,2例患者发生了术后股骨转子下骨折。Kloen等[13]报道了4例空心钉治疗股骨颈骨折术后出现股骨转子下骨折的患者,认为空心钉治疗股骨颈骨折时主要采取正三角形或品字形方式排列,这种排列方式主要导致空心钉与空心钉之间的间距过小、3根空心钉之间的排列过于聚集,增加了术后股骨转子下骨折的风险。患者分为正三角形组(44例)和倒三角形组(45例),术后进行评估及随访发现,倒三角形组患者手术时间[(52.88 4±6.63) min]和术中出血量[(78.50 4±11.05) mL]均显著少于正三角形组[(68.13±8.88) min和(93.294±11.81) mL](P<0.05),但两组患者术后并发症发生率、骨折愈合时间及患髋哈里斯评分系统(Harris)评分结果差异均无统计学意义。李向民等[15]在对280例股骨颈骨折患者采用闭合复位3枚中空钉固定术,随机分为A组和B组,每组140例,A组采用3枚中空钉正三角形固定术,B组采用中空钉倒三角形固定术,术后均随访18个月,比较两组股骨头坏死率,两组均获得完整随访,结果显示,A组股骨头坏死率为4.3%,B组股骨头坏死率为15.0%(P<0.05),得出结论,正三角形置钉符合解剖学入钉要求,对股骨头血运破坏小,股骨头坏死发生率低,是最佳置钉方式。

4.1.2DHS、刀片固定系统 DHS固定系统负荷股骨近端的解剖和生物应力学的原理,具有动力加压和静力加压的双重功能。张锦洪等[16]在使用DHS联合拉力螺钉治疗32例股骨颈骨折后认为,在股骨近端从形态上来看,DHS的设计类似股骨颈部、转子和股骨干近端的形状,通过加压螺钉使钉板融为一体,从生物应力力学的角度来看,DHS可以将股骨头所承受的种种应力平均分担给股骨干中上段坚硬的骨皮质部,从而在骨折部位产生可调节的加压作用,防止骨折块的移位和塌陷。空心加压螺钉的加入,可有效防止旋转移位,增强其抗扭转能力,不会增加对股骨头血供的破坏。骆东等[17]在应用DHS螺旋刀片治疗41例股骨颈骨折中40例骨折愈合良好,愈合时间3~7个月,愈合率为97.56%,其认为DHS螺旋刀片具有传统DHS生物力学优势及多枚空心螺钉抗螺旋性好的双重优点。O′Neill等[18]从生物力学上对比研究DHS和DHS螺旋刀片,认为DHS螺旋刀片在抗挤压和抗扭转中更胜一筹。

尽管内固定治疗有着上述优点,但是存在着一定的问题。最大的缺点主要是骨折不愈合、股骨头缺血性坏死以及二次手术取钉。根据报道,老年股骨颈骨折采取内固定治疗后发生骨折不愈合的概率为15%,而发生股骨头缺血性坏死的概率为20%~30%,一旦出现这样的并发症,患者将要面对采取人工关节置换手术,不仅增加患者手术的费用,增加社会的负担,也增加了患者二次手术的创伤[19]。

二次取钉手术会引起股骨颈坏死。孙欣等[20]分析空心钉治疗股骨颈骨折术后股骨头坏死的原因分析,认为引起股骨颈骨折的主要因素有以下几点:①股骨颈骨折影响股骨头血供,经及时治疗后逆转,虽能保证股骨头的血供,但已损伤容易再次发生缺血;②手术取钉时,钉孔周围血运破坏,骨质缺血发生坏死;③手术刺激使局部血管痉挛,血流量进一步减少;④手术使血液处于高凝的状态下局部血栓形成后股骨头处的血管栓塞导致缺血性坏死;⑤手术操作可能引起关节内的血肿,关节囊内压力增加,当关节囊的压力升高至股骨头内静脉水平,将会对股骨头血供造成不利影响[21];⑥3枚空心螺钉取出后,生物力学发生变化,局部骨板重新塑形,骨小梁重排,可能造成血管畸形闭塞。

磁共振成像对于股骨头缺血性坏死早期诊断灵敏度可达100%[22]。T1相上显示股骨头软骨下骨带状低信号区,其具有特异性;T2相上显示为“双线征”,一圈较低信号区环绕一圈高信号区,通常见于应用糖皮质激素治疗的病患。这个征象由Mitchell等[23]首次提出,可以作为股骨头缺血性坏死的特异性提示,外圈的环是反应骨,内圈的环是坏死骨组织界面内的血管组织和其他再生组织,这种征象可以在80%的坏死组织中显示。赵培荣等[24]收集的99例股骨头缺血性坏死中,60例(61%)磁共振成像上显示股骨上段出现股骨骨髓水肿,同时以股骨上段骨髓水肿出现的概率和水肿的程度与股骨头缺血性的分期密切相关,以Ⅱ、Ⅲ期股骨头缺血性坏死股骨上段骨髓水肿出现概率最多,水肿范围最广,同时伴有明显关节积液。骨髓上段的骨髓水肿提示股骨病变的存在,其水肿程度与缺血性坏死的病变轻重成正比;骨髓水肿的范围进一步扩大可以认为是股骨头血液循环损害加重、缺血进一步发展的表现[25]。赵培荣等[24]认为骨髓水肿的发生、发展、消退可以用于临床评价股骨头缺血性坏死发展及治疗后疗效的参考指标。

鉴于股骨颈骨折的各种并发症,对于股骨颈骨折手术的指征要求严格把握。对于Garden分型为Ⅰ、Ⅱ的老年股骨颈骨折患者,初次手术可采取内固定治疗,术中要将骨折复位良好,固定牢靠,减少对股骨头血供的损伤。对于Garden分型为Ⅲ、Ⅳ型的老年股骨颈骨折患者,术中复位困难,多采取人工关节置换术,杜绝骨折不愈合和股骨头缺血性坏死的可能,从而达到较好的临床效果。

4.2人工关节置换手术 人工关节置换术与内固定治疗股骨颈骨折相比,主要的优点在于术后没有骨折不愈合和骨不连这些并发症,术后可以早期下床活动,减少卧床时间,可早期进行功能锻炼,减少老年人由于卧床引起的一系列并发症。Antapur等[26]认为,人工关节置换术主要的目的是减轻疼痛,早期活动,尽量恢复到伤前状态,术后独立活动。人工关节置换术主要包括人工股骨头置换术和全髋关节置换术,其选择手术方式的标准主要根据患者骨折分型、身体一般情况、术前活动程度、对于术后活动的要求。

4.2.1人工股骨头置换术 人工股骨头置换术俗称半髋置换手术,主要针对年龄>65岁、身体情况较差、术后活动要求不高、存在严重内科疾病不能耐受全髋手术的患者,其操作简单、手术创伤小、手术时间短。人工股骨头置换根据植入物的不同分为骨水泥型假体和生物型假体。骨水泥型假体在老年人中应用相当广泛,其依据骨水泥与骨小梁间锚固嵌合作用,使骨水泥与股骨内壁间固定[27]。骨水泥型假体主要的优点为术后减轻患者股骨颈骨折的疼痛、可以早期进行术后的功能锻炼、患者术后的行走能力损失相对较小[28]。刘海等[29]应用骨水泥型人工假体治疗高龄股骨颈骨折46例,30例患者可逐渐丢弃拐杖行走,其余患者出现不同程度的髋部、膝关节疼痛,需扶拐行走。Parker等[8]在对6个临床试验899例患者的疗效分析后得出,骨水泥型假体在术后1年内可有效减少患者的疼痛,改善患者的活动能力。生物型假体主要根据骨小梁的生长特性,依靠骨小梁的生长进入假体的微孔表面,达到骨与假体间的固定,在6~8周内,即可初步达到生物固定的目的,且远期固定效果可靠[27]。齐进等[30]对27例股骨颈骨折患者使用羟基磷石灰生物型假体治疗后进行Harris评分,优良率达到91.3%。就这两种假体而言,骨水泥型假体可以早期进行功能锻炼,较早地减轻患者术后疼痛,这个是生物型假体所不能比拟的。Taylor等[31]对160例无严重内科疾病的股骨颈骨折患者进行临床随机试验,并随访2年,从患者术后疼痛、病死率、患者的活动度、并发症、再手术的,概率、生活质量来对生物型和水泥型假体治疗股骨颈骨折进行评估,认为生物型假体术后并发症更多、术后骨折的概率较大、术后下肢短缩概率高、患者髋关节的活动评分更低。对老年股骨颈患者,水泥型假体的使用更广泛。

无论何种人工股骨头置换术,都会面对同样的问题,即假体使用寿命有限、假体对髋臼的磨损。髋臼磨损会带来一系列的问题,如磨损带来的髋关节疼痛、创伤性关节炎、股骨头中心性脱位等,这些并发症最终将导致患者二次手术。二次手术难度大、风险高、手术时间长、术中容易出现神经和血管的损伤,加重患者的损伤及经济负担。据文献报道,在进行人工股骨头置换术后5年的随访中发现,髋臼磨损高达64%[32]。因此对于进行人工股骨头置换术要严格把握手术指征。

4.2.2全髋关节置换术 全髋关节置换术主要针对65岁以下、对术后活动要求较高、无严重基础内科疾病、可耐受全髋关节置换术的患者。全髋关节置换术的优点在于髋臼假体可与人工股骨头完全切合,同时假体之间的磨损较小,减少术后创伤性关节炎、股骨头中心性脱位的发生,延缓二次翻修的时间,减少患者远期的疼痛。van den Bekerom等[33]在对252例股骨颈骨折患者进行人工股骨头置换术和全髋关节置换术临床研究,随访后1~5年对比后得出结论,全髋关节置换手术与人工股骨头置换术相比,前者手术的时间较长,术中出血量较大。Parker等[8]对7个临床试验734例股骨颈骨折的患者使用人工股骨头置换术或全髋关节置换术后结果分析,认为全髋关节置换术手术时间稍长,术后患者活动功能更好。Baker等[34]和Blomfeldt等[35]展开的临床研究得出相似的结论,即行全髋关节置换术后的病人功能锻炼方面有更好的效果。

全髋关节置换术置换手术可以给患者术后提供更好的肢体功能,但髋关节脱位一直是全髋关节置换术的主要术后并发症。。脱位的原因主要包括手术入路的选择、术后患者不恰当的体位、关节周围软组织损伤较大。周海等[36]对15名健康人进行下肢运动学测量后认为,髋关节假体在高度屈曲的状态下性能明显不足,对假体的脱位影响最大。van den Bekerom等[33]认为,选择髋关节后外侧手术入路是导致髋关节假体松动的主要原因。行全髋关节置换术尽量选择前外侧入路,手术后告知患者注意体位,推迟髋关节的活动,保持一定的时间使局部组织愈合。

5 小 结

老年人的股骨颈骨折治疗方法较多,各有优缺点,内固定手术方式损伤小,可达到解剖复位,但是缺点有骨折不愈合、股骨头缺血性坏死以及二次手术取钉等。关节置换手术可以克服以上缺点,但是手术损伤大及术后假体脱位也是不可忽视的缺点。因此,对于老年人的股骨颈骨折要根据老年人的骨折类型、移位的程度、对于活动的要求、有无合并严重的基础疾病等区别对待、综合考虑,选择最合适的手术方法,提高手术的治疗效果,同时在临床中不断地改进和创新,研究更新更有效的治疗方案。

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