全髋关节置换术中髋臼假体定位的研究进展

胡海贝，周建生

233004 安徽，蚌埠医学院第一附属医院骨科



·综述·

全髋关节置换术中髋臼假体定位的研究进展

胡海贝，周建生

233004 安徽，蚌埠医学院第一附属医院骨科

【摘要】目前全髋关节置换术已成为治疗终末期髋关节疾病的有效手段，由于髋臼侧结构的特殊性，髋臼杯位置的定位方法尚有争议。髋臼假体定位方法主要有根据术前、术中影像学资料定位，根据髋臼局部解剖特征和(或)结合机械设备定位等，本文就髋臼假体位置定位的研究进展作一综述。

【关键词】关节置换术； 全髋； 髋臼假体； 定位

从20世纪60年代现代意义上的第一例人工全髋关节置换术取得成功以来，在经历了不同的发展阶段后，全髋关节置换术现已成为治疗晚期髋关节疾病最有效的方法之一。随着经济社会发展及人们生活水平的提高，行全髋关节初次置换术的患者在世界范围内逐年增加，髋关节翻修术的病例也逐年增加。在全髋关节置换术中髋臼假体的位置是影响手术效果一个非常重要的因素，但目前髋臼假体位置的定位仍然是临床工作中一个难题。

1全髋关节置换术中良好的髋臼假体位置的重要意义

在全髋关节置换术中良好的髋臼假体位置符合髋关节的生物力特点[1]，具有良好的骨床包容和初始稳定性，降低早期假体的松动率，降低髋关节脱位率[2]，减少术后撞击综合征的发生率[3]，降低假体内衬的磨损[4]，可能会延长髋臼假体的使用寿命，从而降低髋关节的翻修率[5]，减轻患者和社会的经济负担[6]，使患者有良好的髋关节功能，提高术后效果满意度。

目前髋臼假体理想位置虽然存在争议,国内外学者观点也不统一。但在过去的几十年中，Lewinnek等[2]提出的“安全区”(外展角40°±10°、前倾角15°±10°)一直被作为髋臼假体放置的标准，多数骨科医师按照此标准进行手术。与此同时Murtha等[7]建立正常半骨盆的三维表面模型的研究，通过容积CT数据分析得出：Lewinnek“安全区”推荐的髋臼假体外展角小于患者解剖学上的髋臼外展角大约10°，可见髋臼解剖位置与Lewinnek所述髋臼假体位置的“安全区”并不完全匹配。Lewinnek也认识到，虽然臼杯安装在“安全区”内关节脱位率相对较低，但“安全区”仍然是一个相对宽泛的范围。良好的髋臼假体位置对维持髋关节正常的解剖关系及生理功能非常重要。不同患者的髋臼解剖参数差别也较大。杨成志等[8]报道的32例患者髋臼前倾角平均值为15.78°±7.42°。韩莹莹等[9]通过CT数据测量正常成年人髋臼前倾角平均角度为20.92°±5.55°、髋臼外展角为51.27°±4.16°。因此个体化确定臼杯位置对提高髋臼假体定位的准确性具有重要意义[10]。目前有关全髋置换术中髋臼假体的定位方法中，大致有以下几个方面:基于影像学资料定位髋臼假体，基于局部解剖结构和(或)结合机械设备定位髋臼假体。

2基于影像学的全髋置换术中的髋臼假体定位

2.1基于X线的髋臼假体定位传统的术前模板是术前借助患者髋关节X 线片和器械公司的假体胶片进行的术前设计和计划，这对纠正双下肢不等长及确定髋臼假体的大小有较重要意义，但对于指导确定髋臼假体位置的作用在文献中较少提及。学者Ezzet和McCauley[11]使用术中X线定位髋臼假体，术中可以及时评估臼杯的外展角、臼杯内移程度、股骨柄假体的大小、双下肢肢体长度情况等，进而确定臼杯位置，在报道的200例初次全髋置换术中，臼杯位置不佳和腿长不等长的发生率仅为1.5%。国内陆道望等[12]的实验也有相似的结果。虽然术中X线片能及时观察和评估髋臼假体的位置，提高髋臼假体位置放置的准确性，但面临着因术中患者骨盆倾斜度改变对髋臼假体安放影响的问题[13-14]。

2.2杜浩等[15]报道使用CT数据进行三维重建结合Amira、Imageware和Rapid Form等软件，进行术前设计及构建的定位模板可以使髋臼假体位置精确定位, 避免术中操作误差。但是该项技术需要对相关的软件熟练应用，同时需要定制患者“个体化”的模板，使其难以推广。易里力等[16]报道利用术前三维CT 数据，测量出前倾角和外展角数据，换算出假体臼缘与骨臼缘的距离，从而较准确定位髋臼假体。在髋臼解剖结构变异的患者中该技术的应用可能会受到影响。随着计算机导航技术的出现，人们逐渐实现了在不完全显露及类直视下精确置入髋臼假体，从而获得最佳的髋臼杯位置，避免大的偏差，减少并发症，是一个具有巨大发展前景的髋臼假体定位方法。Lass等[17]进行的一项前瞻随机对照性研究表明在计算机辅助导航系统辅助下进行的全髋关节置换术，髋臼假体的外展角及前倾角的准确性及稳定性明显好于常规手术方法，使髋臼定位更加准确，误差率明显降低。但是在计算机导航技术的应用过程中，在系统中注册的解剖标志尚未统一[18-20]，同时也面临着手术花费增多、需要熟练的操作人员及昂贵的医疗设备、患者及医务人员放射线暴露剂量增多等问题，使其在短期内推广受到限制。

3基于局部解剖特征和(或)结合定位装置确定髋臼假体位置

3.1局部解剖特征在确定髋臼假体位置中的应用Archbold等[21]在1 000例全髋关节置换术中应用髋臼横韧带作为髋臼假体定位的解剖参考标志，判断患者解剖学上髋臼前倾角，使髋臼假体平行髋臼横韧带，以此“个体化”地定位髋臼臼杯的位置。术者也可以通过髋臼假体与髋臼横韧带和髋臼唇的相对位置来评价臼杯深度和高度，术后至少8个月的病例随访表明髋关节脱位率仅为0.6%，远低于文献报道的2%～4%的脱位率。但需要指出的是在严重髋关节发育不良等患者中髋臼横韧带的使用可能受到限制，因此髋臼横韧带不能常规地作为全髋关节置换术中确定假体位置的定位标准。周建生等[22]通过研究尸体骨盆标本发现Harris窝及髋臼切迹留有明显痕迹，发现残存的卵圆窝和髋臼切迹与髋臼中心点相对恒定的解剖关系，李军伟等[23]也认为卵圆窝解剖位置及形态相对稳定，不受患者体位变动的影响，Govsa等[24]认为卵圆窝的解剖特点与髋臼的生物力学特点相适应，临床上采取以卵圆窝为导向的髋臼中心化技术在全髋关节置换术中来确定髋臼假体位置。闫英杰等[25]随访93个病例认为通过卵圆窝为导向确定髋臼假体位置良好，无髋臼假体松动。Sotereanos等[26]介绍了骨盆上的三个骨性解剖标志，建立髋臼假体的参照平面，确定前倾和外展角度,帮助确定髋臼臼杯的位置。Maruyama等[27]提出了髋臼切迹角的概念，评价患者髋臼的前倾角。髋臼切迹角是指从坐骨大切迹到髋臼后壁的延长线与通过髋臼前后壁的直线之间的夹角，对髋臼骨性标志异常的患者手术参考意义有限。

3.2定位装置在确定髋臼假体位置中的应用传统髋臼假体定位器需要将手术床作为参照物，并且术者在植入髋臼假体时需要根据自己的经验通过目测定位器和手术床的长轴及冠状面的夹角，判断前倾角及外展角大小，进而决定臼杯放置位置，因此在实际应用中受手术者的经验影响大，很多关节外科医生在术中弃之不用。因此学者Lim等[28]认为髋臼假体的放置主要依靠术者的临床经验，同时Ravi等[29]研究发现全髋关节置换术手术量高的医生较手术量低的医师,其术后假体脱位率明显低，但Bosker等[30]研究的结果表明全髋关节置换术中徒手放置髋臼假体置是不可靠的。学者在定位装置方面作了一些新尝试，如罗双元和戴文德[31]自制的角度尺、王海涛[32]发明的髋臼帽定位器、许杰等[33]开发的三维定向监测装置、葛兴涛等[34]引入的陀螺仪。这些尝试增加了术者对髋臼假体置入角度的可操控性，减少了术者主观目测的影响。同时类似的装置虽然可改善髋臼假体放置准确性,但或多或少存在不足，有时需要特殊的使用培训以及操作相对繁琐而影响了实际应用。

3.3局部解剖结构结合定位装置在确定髋臼假体位置的应用随着全髋关节置换术的普遍开展和个体化全髋关节置换技术的需要，有学者进行定位装置结合患者局部解剖结构确定髋臼假体位置的尝试。徐陈等[35]根据卵圆窝和髋臼切迹与髋臼中心点相对恒定的解剖关系，开发了髋臼中心定位器，并结合髋臼前后切迹确定髋臼中心点，进而最大程度恢复患者髋关节旋转中心，从而准确定位患者“个性化”的髋臼假体的位置。Shandiz等[36]设计一种叫“Optihip”的可调患者“特异性”新型臼杯定位机械装置，在尸体实验中结合人尸体髋臼“泪滴”等局部解剖学标志定位臼杯。与以前的体内报告相比，“Optihip”指导髋臼杯定位比地传统髋关节置换术更准确，可媲美计算机辅助手术技术。

4展望

在全髋关节置换术中髋臼假体位置影响髋关节置换术近期和远期疗效。许多学者提出自己确定髋臼臼杯位置的方法，取得较好的效果，并促进髋关节外科学的发展，但现阶段的髋臼臼杯定位方法仍然存在一系列问题有待解决。由于髋关节中髋臼侧解剖的复杂性及变异性和研究方法及条件限制，使得对髋关节局部解剖及生物力学等方面的了解不够全面。近年来兴起“数字骨科学”，是计算机科学和骨科学结合的新兴交叉学科，有助于获得大样本的精确髋关节形态学、解剖学及生物力数等参数。这对髋关节外科学的发展产生深远影响。其中的3D打印技术可以实现患者个体化髋臼模板，提高手术放置髋臼假体位置的准确度。此外术前规划、辅助手术设计和手术模拟、髋关节外科虚拟仿真手术、计算机辅助骨科导航手术、骨科机器人手术等是目前的研究热点，这些新技术为个体化定位髋臼假体奠定坚实的基础。

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(本文编辑： 郭卫)

Progress of research on the orientation of the acetabular component in total hip arthroplasty

HUHai-bei,ZHOUJian-sheng

(Department of Orthopaedics，First Affiliated Hospital of Bengbu Medical Colloge，BengbuAnhui，233004，China)

【Abstract】At present,total hip arthroplasty has become an effective method for the treatment of end-stage hip disease. Because of the special structure of the acetabulum,the methods for determining the position of the acetabular cup are disputed. The orientation methods of the acetabular components are mainly determined by the preoperative and intraoperative imaging data,local anatomical characteristics of the acetabulum in combination with the mechanical equipment. This paper reviews the progress in research on orientating acetabular prosthesis position.

【Key words】joint replacement; total hip; acetabular component; orientation

文章编号：1009-4237(2016)03-0182-03

通讯作者：周建生，E-mail：zhoujs12399@163.com

【中图分类号】R 687.4

【文献标识码】A【DOI】 10.3969/j.issn.1009-4237.2016.03.019

(收稿日期：2015-05-19； 修回日期： 2015-07-13)