髋臼分型理论在髋关节手术中的临床应用及意义

唐立群

髋关节是典型的杵臼关节,髋臼和股骨头良好的匹配是髋关节功能的重要保障。髋臼是位于髋骨外侧中央的一个大约半球形的空腔。髋臼由髂骨、耻骨、坐骨组成,面向前下,周围有不规则的边缘包绕,内上缘有月状关节面。髋臼起着传递躯体重量到下肢的作用［1］。由于经济社会的快速发展,交通事故、建筑行业高处坠落等高能量损伤造成骨盆、髋臼骨折的发病率明显增高［2,3］,其占全身骨折的3.73%［4］。髋臼的解剖结构复杂,位置较深,骨性结构呈不规则变化,周围有丰富的血管、神经,手术难度较大,易产生并发症。髋臼解剖结构复杂,合理的髋臼骨折分型可准确反映骨折移位程度、稳定性,有助于骨科医生精确判断骨折的严重程度,指导治疗方案及手术入路的选择［5-7］。目前的髋臼分型主要有Letournel-Judet 分型、Tile 分型、AO/OTA 分型、髋臼骨折浮动分型法、三柱分型法、无柱分型以及在此基础之上的改良分型。髋臼分型理论目前主要应用于髋臼骨折的治疗中,而此理论在关节外科髋关节置换术的应用未见报道,本文将髋臼分型理论的研究进展及临床应用作一综述。

1 髋臼分型理论在髋臼骨折中的应用

1.1 Letournel-Judet分型 组成髋关节的髋臼在未闭合之前是由坐骨、耻骨、髂骨三部分软骨组成。成年人的髋臼形状像被倒立的Y 形臂环绕。Judet 等［8］提出了髋臼的前后柱理论,其将髋臼骨折分为以下几种类型：复合型骨折、爆裂骨折、后壁、后柱、内壁、横断型、髋臼顶。Letournel［9］在此基础之上结合髋臼骨折的放射性表现、手术中的观察以及解剖标本,将Judet分型进一步改进,其将髋臼骨折分为简单骨折和复杂骨折两大类型,共10 种损伤类型：前壁骨折、前柱骨折、后壁骨折、后柱骨折、横形骨折、横行伴后壁、后柱伴后壁、前柱合并后半横形骨折、T 形骨折、双柱骨折,形成了经典的Letournel-Judet分型。目前此分型被广大骨科医师接受,并成为了临床上应用最广泛的分型系统［10-13］。但目前此分型依然有很多缺陷,例如忽略了髋臼负重关节面的骨折,未详细阐述骨折移位程度和方向、粉碎性骨折、合并关节脱位的髋臼骨折等,不利于手术方案的制定及预后的评估［5］。钟承桔等［14］发现51.7%的髋臼骨折不能按此分型系统进行划分。53.3%的不完全性骨折、30.4%的粉碎性骨折、16.3%的不完全性+粉碎性骨折不能纳入分型。改良后的Letournel分型共有以下8种类型：后壁骨折、后柱骨折、前壁骨折、前柱骨折、横形骨折、T 形骨折、前柱+后半横行骨折、双柱骨折。后柱+后壁骨折、横形+后壁骨折分别变成了后柱骨折、横形骨折的一种形式。根据改良Letournel 分型,分型率为100%［14］。Letournel 等曾指出此分型未纳入T 形合并后壁骨折、前柱合并前壁骨折。多个学者研究发按Letournel-Judet分型不能分类的髋臼骨折比例为1.0%～53.6%［15,16］,因此髋臼骨折分型理论需进一步完善。

1.2 Tile分型 Tile将髋臼骨折分为无移位和有移位两种类型。Tile 将移位髋臼骨折分为3 个主型及9 个亚型。Ⅰ型为髋臼后方骨折,可合并股骨头后脱位；Ⅱ型为髋臼前方骨折,可合并股骨头前脱位；Ⅲ型为横形骨折,可合并中心线脱位［17］。Tile 分型有合理性和科学性,但此分型的缺点是不能包含所有骨折类型。在反映髋臼骨折的严重程度和做出决策之间更像是“桔子”与“苹果”之间的比较,对手术入路的选择及内固定方式的选择未进行详细归纳［5］,在指导临床工作方面存在差距。

1.3 AO 分型 AO 组织按照骨折的严重程度提出了AO 分类方法,其实质上是改良的Letournel 分类。从A、B、C,程度逐渐加重,A 型最轻,C 型最重。每个主型又分为3 个亚型。A 型：仅有累及部分关节或一柱；A1：后壁骨折；A2：后柱骨折；A3：前柱或前壁骨折。B型：部分关节内骨折(横形或T形,累及双柱)；B1：横行骨折；B2：T 型骨折；B3：累及前柱和后半横行骨折。C 型：两柱骨折,漂浮髋臼；C1：骨折线高位双柱；C2：低位延伸到髂骨前方边缘；C3：延伸到骶髂关节的骨折［18］。AO 分类是按照由轻到重的分类方式,AO 分型的特点是每一主型包括3 个亚型,每个亚型又细分为若干个组,对骨折特点描述的更加详细。AO 分型系统内容详尽,逻辑性强,有助于骨科医师制定个性化的手术方案,但此分型的最大缺点是复杂而繁琐,难以记忆［19］,因此其临床应用受到限制［20］。

1.4 髋臼骨折浮动分型 张春才等［21］在深入研究髋臼生长发育规律、髋臼生物力学及解剖学的基础上,从人类髋臼进化的解剖学和治疗髋臼骨折的实用角度,结合自身临床经验,提出了髋臼骨折浮动分型法。张春才基于髋臼皮质解剖学及关节月状面的分布,提出了髋臼三柱理论。其以最薄弱处的髋臼窝为中心,其前方是髋臼中柱,髋臼窝的前下方内侧为前柱；髋臼窝的后下方外侧为后柱。其将髋臼骨折移位≥2 mm 定义为骨折浮动区,共分为4 大类浮动及4 型。A 类浮动：单柱髋臼骨折；B 类浮动：髋臼二或三柱、壁混合变位性多处骨折；C 类浮动：双柱或三柱髋臼骨折,合并骶髂关节分离；D 类浮动：髋臼多柱移位性骨折。髋臼骨折导致“头臼对应”关系失去稳定性,完整的髋臼被骨折分割成若干浮动区［22,23］。髋臼浮动分区可以准确评分骨折的严重程度,也为给患者制定个体化的治疗方案提供了思路。

1.5 三柱分型 侯志勇等［24］根据髋臼的解剖特性及力学特点对髋臼骨折分型进行了改良,其将髋臼划分为三柱四壁。其提出人类在发育阶段,髋臼是由髂骨、耻骨和坐骨的软骨交汇形成的。发育成熟后,骨盆的髂骨、耻骨和坐骨组成了三柱：顶柱、前柱和后柱。其将髋臼周围的薄弱区命名为前壁、后壁和内壁,将髋臼的负重区命名为顶壁。根据髋臼三柱理念优化了骨折分型。将髋臼骨折分3 型：A 型：单柱骨折,按照骨折部位细分为A1：前柱/壁骨折；A2：后柱/壁骨折；A3：顶柱/壁骨折。B 型：两柱骨折；B1：后柱与主骨相连的顶前柱骨折；B2：顶柱与主骨相连的前后柱骨折。C 型：三柱骨折,即前柱、后柱、顶柱均与主骨支撑柱分离；C1:简单三柱骨折；C2:三柱骨折累及后壁；C3:前后柱粉碎的三柱骨折［25］。该分型包括了髋臼损伤的所有类型,而且便于理解,进一步解释了“柱”的概念。王忠正等［26］纳入463 例髋臼骨折患者,采用Landis 可信度评价改良髋臼骨折分型系统,并与Letournel-Judet分型系统的可信度和可重复性比较,发现改良分型系统的可信度与可重复性均高于Letournel-Judet分型系统。根据此新的分型,术者可以根据不同的损伤类别制定手术方案,为患者获得良好的预后提供坚实的基础。

1.6 无柱分型 Herman 等［27］颠覆了传统的髋臼骨折分型理论,基于骨折移位方向和精确的骨折类型提出无柱理论,此新型分型系统将3 个骨折移位方向与6种骨折类别相结合,共分3型。Ⅰ型：后方移位型骨折,包括3 个亚型：Ⅰ1 型：仅累及后壁；Ⅰ2 型：累及髋臼后壁和坐骨；Ⅰ3 型：累及坐骨及方形区,但未累及后壁。Ⅱ型：内上方移位型骨折,包括3 个亚型：Ⅱ1 型：累及髂骨翼、骨盆边界、方形区及坐骨区；Ⅱ2 型：累及骨盆边界、方形区及坐骨区；Ⅱ3 型：累及髂骨翼、骨盆边界。Ⅲ型：复合移位型骨折,包括2 个亚型：Ⅲ 1 型：ⅡA 合并后壁骨折；Ⅲ2 型：ⅡB 型合并后壁骨折。无柱分型理论有助于医师在受力方向的角度去理解骨折的特点,但此分型并未被广大学者接受,其临床效果有待于进一步验证。

2 髋臼分型理论在髋关节置换中的应用

发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是髋臼与股骨头在关节囊内失去正常的对位关系,进而导致髋关节未能正常发育［28,29］。DDH是导致髋关节骨性关节炎的重要原因,由于股骨头在髋臼内的覆盖减少,导致股骨头向前外侧移位合并不稳定,使得髋关节受力状态改变,最终导致患者残疾,DDH 随年龄增加可逐渐加重,严重影响患者正常工作、生活。DDH 的主要临床表现为髋关节疼痛、活动受限、跛行步态、肢体短缩。DDH 晚期患者最终需行人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)。THA是临床上解决DDH 的重要有效方法,由于DDH 患者的解剖异常：股骨前倾角大、股骨头小等特殊性,增加了手术难度［30］。DDH 的患者行THA 术的难点之一是髋臼重建。髋臼较浅,往往合并有前外侧壁缺损,股骨头的骨性覆盖不足。有些患者股骨发生半脱位或脱位,形成假臼,术中很难定位真正的髋臼位置。另外,平衡髋关节周围软组织也是一个手术难点［31］。术中缺失正常解剖标志,使THA 术面临诸多挑战。如何重建股骨头的解剖旋转中心,是一个非常重要的问题。恢复解剖的旋转中心可以减少关节的异常应力。降低髋关节假体的松动率及磨损率,重建髋臼包括恢复髋臼的真实旋转中心、外展角及前倾角。Fujita K 以术中的横韧带作为定位标志,指导臼杯放置于真臼位置,并合理判断假体前倾角,有效降低了关节脱位的发生率。相关研究曾报道根据 Harris窝和髋臼切迹与髋臼中心的解剖学关系定位安装髋臼假体。目前术中如何确定旋转中心及髋臼重建依然是难以解决的问题。

根据髋臼三柱理论,髋臼的髂骨、耻骨、坐骨分别被定义为顶柱、前柱、后柱；将顶前柱、顶后柱、前后柱之间的交界部位分别定义为前壁、后壁、内壁,将髋臼负重顶区定义为顶壁［25］。髂骨、坐骨、耻骨所对应的月状关节面面积与其骨量呈正比［32］。人体步态周期中髋关节的受力分析认为臼顶是髓臼负重的重要部位,在髋关节负重方面起重要作用。作者术前通过3D 打印人体髋臼模型,运用髋臼三柱分型理论在模型上寻找髋臼前、中、后柱力线定力点,用于术中寻找真臼、确定臼杯安放位置、角度和大小,以期实现术中髋臼假体的准确放置、减少手术时间以及减少术后髋关节脱位、双下肢不等长等并发症的发生。

总之,髋臼分型理论目前主要应用于髋臼骨折的治疗中,三柱分型理论是对传统分型的颠覆,而此理论在关节外科髋关节置换术的应用未见报道。作者在总结各类髋臼分型理论的基础之上创新性的将髋臼三柱理论应用于髋关节置换术中。相信髋臼分型理论将来能在关节置换领域广泛应用,指导骨科医师制定手术方案,为患者获得良好的预后提供坚实的基础。