Crowe Ⅳ型髋关节发育不良的全髋关节置换术:术中股骨短缩截骨的文献回顾
2021-08-05刘宇博孔祥朋柴伟
刘宇博 孔祥朋 柴伟
发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是最常见的先天性畸形之一,导致DDH 形态学异常的病理生理学和病因目前仍不明了[1]。人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)是对病人生活质量进行改善的有效治疗方式。
Crowe 分型[2]的概念在1979 年被提出,Crowe Ⅳ型DDH是指股骨头的移位大于股骨头高度的100%,或超过骨盆高度的20%,是DDH中最严重的类型。
一、文献检索策略
本文通过英文检索词“developmental dysplasia of the hip”、“high dislocation”、“femoral osteotomy”、“total hip arthroplasty”,中文检索词“髋关节发育不良”、“先髋”、“高脱位”、“股骨短缩截骨”在PubMed、Web of Science、中国知网、维普数据库等数据库进行检索,共检索到文献328篇。去除重复及无法获得全文文献,最终依据纳入及排除标准纳入文献25篇与著作1 篇(图1)。文献纳入标准为:①已正式发表的期刊文献或著作;②文献内容与Crowe Ⅳ型DDH、THA 及股骨短缩截骨密切相关。排除标准为:①非英文的外文文献;②学位论文、会议文献、回复信件等非论著文献;③无法获得全文的文献。
图1 文献纳入流程图
二、股骨短缩截骨的目的及作用
股骨短缩截骨的主要目的及作用在于降低复位难度、恢复肢体长度,避免神经损伤,矫正股骨前倾,以及重获外展肌的功能。对于Crowe Ⅳ型病人,股骨长度是个棘手问题。若要将臼杯置于真臼内,股骨必然要向远端移动数厘米。股骨短缩截骨术可以不用广泛地松解软组织而将股骨头复位于髋臼内[3]。
坐骨神经和股神经损伤是髋关节高脱位病人行THA的重要并发症[3-4]。据报道,THA后神经损伤的患病率为0.3%~3.7%,可能的病因包括压迫及血肿形成、牵引、缺血、撕裂伤与热损伤等[5-6]。与无髋关节高脱位的THA相比,Crowe Ⅳ型DDH 病人由于需要将股骨头向远端复位,其神经损伤的发生率要更高。而股骨短缩截骨可以在一定程度上避免神经的过度紧张,从而降低损伤的发生率[3]。
DDH 病人的股骨颈短且窄,常伴有不同程度的前倾增大。THA中植入股骨假体时,股骨颈的显著前倾会起误导作用,从而造成关节前方不稳定,尤其是髋臼假体放置在较大前倾位时[3]。一些截骨术式如转子下横行截骨在完成股骨短缩的同时,还可以调整前倾角,以纠正下肢力线,减少假体的应力,降低脱位的风险[7]。
髋关节高脱位也使得外展肌的发育更差、走行更水平。内收肌、髂腰肌、腘绳肌、股直肌常短缩[3]。股骨短缩截骨配合以多余关节囊的切除,有助于恢复外展肌的功能。
三、股骨短缩截骨的历史与演变
股骨短缩截骨术主要包括近端截骨和股骨干截骨。近端短缩截骨又分为转子间和转子下截骨术。
1976年,Dunn等[8]创造性地提出将大转子与股骨近侧干骺端进行截骨来完成复位,从而避免坐骨神经的过度紧张,减少股骨干骨折的风险。1988年,Sponseller等[7]首先报道了转子下短缩截骨,并通过股骨假体实现了髓内固定。该法同时矫正了股骨的过度前倾与大转子后移畸形,保护了近端股骨干骺端的结构,并矫正了大转子和外展肌的方向。从此,越来越多的股骨短缩截骨术式被提出和描述,为Crowe Ⅳ型DDH病人带来了越来越多可供选择和个性化的治疗方案。
(一)转子间截骨
1.大转子截骨
Dunn等[8]在1976年对22例髋关节高脱位的病人应用大转子截骨并将股骨近侧干骺端切除2~3 cm,不仅利于关节复位,同时也避免了坐骨神经的过度紧张和股骨干的骨折。先将大转子截下,形成一大骨块,以利于再固定,并增加外展肌力臂。他们将干骺端每次切除骨质0.5 cm,反复试行复位,直到能将股骨头复位而又不使软组织紧张过高。最终所有病人的疼痛都有所缓解,步态也有所改善。
1990 年Paavilainen 等[9]报道了在DDH 病人THA 中股骨近端短缩手术的创新方法,将股骨经大转子顶端远端7~10 cm 的干骺端截开,并切除近端内侧的一半。带着完整附着的臀中肌和股外侧肌的大转子被向前拉伸,以利其很好地进入髋臼。然后对股骨干进行截骨,其长度根据髋部肌肉的松紧度进行调整。髋关节假体复位后,大转子及其肌肉附着体向远端移动足以收紧外展肌,并用2 至4 枚螺钉固定。当髋关节广泛外展时,大转子的前移和固定更容易。总的来说术后效果较好。
该改良方法可以有效矫正股骨和骨盆的严重畸形,如既往舒氏截骨造成的股骨弯曲畸形,同时还可以避免由当时技术受限所引起的多种并发症。在当时被认为适用于各种畸形和高脱位髋关节的置换。
2.小转子截骨
小转子截骨术代表了小转子水平上进行性股骨短缩的方法,目的是为DDH 病人提供解剖中心臼杯的最佳位置[10]。2013 年,Bao 等[11]提出了小转子截骨的方法,对28 例在THA中采用小转子截骨术的Crowe Ⅳ型DDH 病人进行了有效性和安全性的评价,平均随访时间为55.3 个月。单侧THA 病人术后平均腿长差异为8 mm。改良的Merle D'Aubigne评分从术前的9.3提高到术后的15.9。其中2例髋被确诊为坐骨神经麻痹,但6 个月后完全康复。末次随访,2 例髋的Trendelenburg征呈阳性。整个随访过程中病人都无需翻修手术。
这种手术的主要优点是大转子保持完整,从而提供更好的结果和较低的并发症发生率[11]。但当小转子截骨中牺牲过多的近端结构时,无骨水泥假体旋转不稳定的风险可能增加;并且由于多种原因,小转子截骨术后发生外展肌无力的风险通常更高[11]。
(二)股骨转子下截骨
股骨转子下截骨是DDH中最常用的股骨短缩手术。股骨转子下截骨采用如横行截骨、阶梯形截骨、斜形截骨或双“V”形截骨等手术方法,除缩短外,还可进行角度和旋转矫正。
1.横行截骨术
Sponseller 等[7]在1988年首先描述了股骨转子下短缩截骨。他们对一位27岁的左髋关节发育不良病人进行了小转子下方的横行截骨,并将前倾调整为20°。因为在近端骨碎片中形成了裂纹,所以采用钢丝环扎进行保护。病人在术后10 个月回到工厂上班。该成功案例说明在THA 中,股骨转子下截骨与髓内固定治疗股骨前倾过度的疗效值得肯定。与其他的前倾矫正方法相比,转子下截骨术最大限度地保留了骨量,不需要额外的切口和多余的材料。
Yasgur 等[12]在1997 年介绍了使用横行截骨来进行股骨转子下短缩和治疗股骨脱位的手术技术。其作为转子下横行和去旋转截骨术的改进技术,具有增强的扭转稳定性。通过旋转截骨碎片来实现前倾,并在需要时使用异体骨板和钛缆捆扎来增强扭转稳定性,以及采用非骨水泥的多孔涂层股骨柄压配固定。但是在复杂的THA中横行截骨可能并不稳定[13]。
Masonis 等[14]在2003 年对21 例Crowe Ⅲ或Ⅳ型DDH 继发骨关节炎的病人行初次THA,采用转子下横行截骨术,病人平均年龄为48.2岁、平均随访时间为5.8年。Masonis等对截骨部位的愈合标准进行了定义:①截骨部位有骨痂;②前后或侧位片上近端和远端股骨之间的皮质连续性恢复;③截骨部位无进展移位或缝隙。91%的股骨截骨术后无并发症,2 例术后骨不连需要翻修,2 例因错位和聚乙烯磨损而行髋臼翻修,3例病人术后脱位,1例骨水泥股骨假体因松动而翻修,没有发现神经损伤。Harris 髋关节评分从32.5分提高到73.6 分。60%的病人跛行有所改善,40%的病人对辅助行走装置的依赖有所改善。他们认为,转子下横行截骨术是一种安全、可预测的修复高位先天性髋关节脱位的方法,但这些病人的并发症发生率高于因骨关节炎行初次THA的病人。
Kawai 等[15]在2011 年对Crowe Ⅳ型DDH 病人进行了股骨转子下横行截骨的骨水泥THA,在截骨部位用切除的骨块移植物进行覆盖,用环扎钢丝固定。短期结果良好,没有明显的并发症。Kawai等[16]在2020年的研究中表示,股骨横行截骨的长度越短,延迟愈合的风险越高。因为更长的切除可以得到更长的骨片固定,可能有助于增强截骨部位的稳定性。但该研究的证据级别较低,骨片长度对截骨部位愈合的有效性还需要进一步研究。
转子下横行截骨的截骨线位置一般为转子下2~3 cm,以保持转子区域的完整来保证足够的强度。另外,若截骨线过高,处于股骨向远端移行变窄的区域,会使近端和远端股骨的接触面积差异较大,增加固定的不稳定因素;若截骨线过低,远离干骺端,相对并不丰富的血供和股骨柄远端较差的压配固定都同样不利于愈合。截骨的长度视情况而定,不仅要以术后期望下肢长度作为参考,也应通过患侧软组织的张力进行充分的判断以避免术后脱位的发生。
2.斜行截骨术(短斜截骨)
Huo等[17]在1995年提出了一种斜行截骨技术,用于纠正股骨近端畸形和解决困难的翻修手术。这项前瞻性研究对25名病人进行26次截骨手术,最小随访期为3年,平均随访时间为50 个月。虽然在困难的股骨重建中,斜行截骨术是一种有用的辅助手术技术,但在该研究中,近25%的髋在中期随访检查中失败或松动。该技术在术中穿孔和骨折的风险较大,且计划进行非骨水泥重建的情况下,选择行斜向截骨可以促进显露,最大程度地对齐和匹配假体,并能实现截骨愈合和满意的临床结果。
Yıldız等[18]采用伺服液压试验装置进行轴向和扭转加压对斜行截骨和阶梯形截骨进行生物力学研究。但最后的对比结果没有显著性,不足以得出一种截骨术优于另一种的结论。
短斜截骨或阶梯形截骨可以比横行截骨提供更好的旋转稳定性,但操作难度增加[3]。
3.双“V”形截骨术
由于认为横行截骨会使短缩后的股骨倾向于扭转性不稳定,加上股骨前外翻的增加会使股骨假体的放置复杂化,如果不加以纠正,可能导致术后不稳定和假体脱位,Becker等[13]对7例髋进行了一种新技术的尝试,在DDH 中,THA 联合股骨转子下短缩去旋的双“V”截骨术。7例完全脱位髋的THA均取得了成功,这项技术也被认为提供了一种安全有效的手段,实现了全髋关节置换的“所有目标”。
Li 等[19]对双“V”形截骨术进行了改进,首先进行横行截骨,然后旋转对线以矫正前外翻,随后在垂直力线对齐后,在先前的横截骨部位行双“V”截骨术。他们在2000 年1 月至2006年2月间,对18例病人(22例髋)实施了此手术。平均随访时间为5.6 年。股骨转子下缩短截骨的平均值为38 mm。平均Harris 髋关节评分从术前的47 分提高到末次随访时的88分。在22例髋中有12例Trendelenburg征从阳性纠正为阴性。在随访期间,髋臼或股骨无松动或翻修需求。所有截骨部位在3~6 个月内全部愈合,无并发症。采用改良的双“V”形转子下截骨术的非骨水泥THA在22例Crowe Ⅳ型髋关节脱位中,短期内均取得了良好的效果。此外,其恢复了髋关节的解剖中心和肢体长度,有助于纠正跛行。
双“V”形截骨有利于截骨部位固定的稳定性,但可能需要复杂和详细的术前计划。
4.阶梯形截骨
股骨转子下阶梯形截骨术被认为可以保留股骨近端解剖结构,并通过提供扭转稳定性,方便非骨水泥股骨假体的放置[20]。
Ozden 等[21]为评估非骨水泥THA 在高位髋脱位合并股骨近端截骨病人中的长期临床和放射学结果,在1993 年~2008年对平均年龄为42岁的21名病人采用股骨转子下阶梯形截骨术,平均随访12年。最终受试者的平均Harris髋关节评分由39.5分提高到88.7分,单侧病例的下肢长度平均差异由54.5 mm 减小到12.3 mm,股骨缩短量平均为37 mm,平均愈合时间为3.5 个月,无延迟愈合和不愈合发生。股骨转子下阶梯形截骨THA被认为是改善股骨近端畸形青年病人髋关节功能和重建肢体长度差异的一种成功技术。
Cascio 等[22]在对比各种截骨方式的生物力学试验中报道了阶梯形截骨模型在截骨线的边角处形成了裂缝,并认为阶梯形截骨是一种不太理想的结构,会使应力升高,可能会产生不均匀的压力分布。
5.股骨近端长斜截骨术(尚氏截骨术)
Chen等[23]在2019年介绍了一种股骨近端的长斜截骨辅以双环钢丝环扎的股骨近端重建方法。首先,股骨近端干骺端血管供应远大于转子下区域,是截骨部位愈合的生物学基础;其次,截骨碎片的大小较转子截骨大,增加了接触面积,有利于骨愈合;第三,采用多根双环环扎钢丝将截骨后的骨块重新附着于股骨干,力学稳定性对骨愈合至关重要。Chen等在2006 年至2015 年间,对26 名病人33 例髋的初次THA采用了股骨近端重建方法(PFR 组),对13 名病人16 例髋采用了转子下横行截骨(STO组)。PFR组平均随访4.2年,STO组平均随访5.9 年。在末次随访时,对PFR 组的33 例髋和STO 组的15 例髋(16 例中有1 例失访)的临床评分和影像学结果进行了评估。两组术后的Harris 髋关节评分和假体位置的差异无统计学意义。PFR组股骨近端长斜截骨线平均长度为6.9 cm。PFR 组术后6 个月内骨愈合率为72.7%(24 例髋),STO 组为60.0%(9 例髋)。PFR 组术后出现了3 例并发症,1 例术后2 周复发性脱位的病人采用增加股骨柄颈长的方法进行翻修以稳定髋关节;1例是髋关节股骨柄下陷和力线的逐渐内翻,假体无菌性松动的主要原因是早期完全负重和术中股骨峡部内侧皮质骨折继发的远端固定长度不足;1例病人因浴室失足跌倒而发生Vancouver C型股骨假体周围骨折,被予以切开复位内固定治疗。STO 组1例髋关节出现内侧股骨距的骨侵蚀,但是由于无痛而未行翻修。
作者认为,与转子下横行截骨相似,股骨近端重建技术在THA 中对于DDH 病人(Hartofilakidis C 型)是一种可靠的解决方案。该截骨术作为一种折中方法,适用于除S-Rom、Wagner Cone 等本身具有去旋功能外的其他股骨柄,同样由于其难度大、所造成的创伤大、软组织拮抗大以及大转子不稳定等原因,临床推广意义有限。
(三)股骨干截骨
Koulouvaris 等[24]认为股骨近端和股骨转子下截骨术要求较高,容易引起股骨髓腔变形和骨不连,并可能增加股骨干的应力。他们报道了一种联合手术,在术前3D CT扫描作为术前规划的基础上,对24例病人使用定制的股骨植入物,将THA 与严重畸形髋的股骨远端短缩结合。首先,采用解剖位安放臼杯,然后在股骨远端行股骨短缩术。钢板的第一个螺孔与股骨柄的距离大于2 cm,采用LC-DCP 股骨钛板固定股骨截骨。该研究共报告24 例病人,随访时间为4.5 年,只有1 例延迟愈合,9 个月后导致畸形愈合。技术的主要优点之一是可以对同侧膝关节外翻畸形进行联合矫正,只需改变截骨碎片的形状即可完成。这样,对外翻膝关节截骨术进行常规固定即可。股骨远端短缩截骨术被认为是对发育不良和难以复位的髋关节THA的一种补充[10]。
四、截骨后的固定方式
(一)仅靠假体支撑连接的髓内压配固定
由于机械性松动和伴有骨水泥碎裂的广泛骨丢失等问题,生物固定型股骨假体的应用在数十年来取得了长足的进展。不论何种位置与形状的股骨截骨术式,生物固定需要满足两个先决条件,即手术时假体获得即刻稳定,以及假体表面与活性宿主骨取得密切接触[3]。
(二)单纯线缆固定
在THA 中,股骨短缩截骨额外固定的最常用方法是单纯使用线缆固定,如钢丝、钛缆等材料。单纯线缆固定一般用于在扩髓前对近端股骨或远端股骨进行预防性捆绑防止骨折。
(三)线缆联合骨块固定
近年来,线缆联合自体或异体骨块固定的方法被越来越多术者所尝试和推荐。具体方法是在短缩截骨后,将异体骨块或截骨片像“翻书”一样打开后扣在截骨部位,然后用线缆捆绑进行固定。截骨处的骨片覆盖对截骨部位的愈合是否有促进作用还需要进一步的研究。
(四)钢板螺钉固定
钢板螺钉固定在DDH的短缩截骨中应用较少。Koulouvaris 等[24]对严重畸形髋的股骨远端进行短缩截骨后,使用LC-DCP 股骨钛板对截骨部位进行固定。术后6 个月,24 例病人中只有1例延迟愈合,没有翻修、机械性失败、无菌松动和异位骨化发生。
Çagˇlar等[25]首次报道了使用肱骨近端钢板固定Crowe Ⅳ型DDH的股骨转子下短缩截骨。肱骨近端钢板的设计初衷是为了增加肱骨近端松质骨的旋转和轴向稳定性,多方向锁定螺钉用于骨质量差的病人[26]。股骨转子区松质骨含量与肱骨近端相似。Ça gˇlar 等[25]回顾性评估了2014 年1 月至2018 年6 月间接受股骨近端短缩的THA 和肱骨近端钢板固定的30名女性病人,平均年龄为49.8岁,平均随访时间为28个月,平均愈合时间为106 d,截骨近端平均固定皮质数量为6.2,远端平均固定皮质数量为4.0。无病人出现假体刺激或假体植入失败,只观察到1例骨不连,骨不连率为3.3%。
五、总结
综上所述,通过对以上文献进行系统分析及评价,我们发现Crowe Ⅳ型DDH病人所应采取的截骨方式,选择的挑战性在于对病人病情的个性化分析。最常用的截骨及固定方法当属横行截骨联合线缆固定,这种方式在文献报道中取得了较好的临床结果——包括愈合率高、并发症发生率低、较易矫正股骨前倾畸形等。同时手术操作相对简便,较易按照术前计划进行截骨。但对截骨高度的选择、所截长度的把握等手术技术和细节的要求较高,而其会对术后功能和恢复效果产生密切影响。斜行截骨、双“V”形截骨和阶梯形截骨的手术术式复杂,出血量大,且很难改变旋转角度,难以纠正股骨前倾畸形。同时由于其较难按照术前计划进行精确操作,临床应用较少。
本综述的局限性包括以下几点:①没有讨论各研究中的假体种类及固定方式因素;②新文献较少;③尽管研究对象都是Crowe Ⅳ型DDH,但不同研究中病人的脱位程度、软组织张力、矢状位畸形的差异也会影响手术效果。