新型角度测量器在全髋关节置换术中的应用

李照文,李绪贵,唐 谨,叶 劲,李培金,王 威,唐 园

全髋关节置换术(THA)中髋臼臼杯放置的外展角、前倾角过大或过小时,均会导致术后发生假体脱位、磨损过快等问题[1-2],为避免误差过大,THA术中主要通过X线、计算机导航系统等技术来评估臼杯放置角度,但因相应操作较复杂,实际术者往往用肉眼评估,容易产生相对较大的误差[3]。鉴于此,我们研究设计一种新型角度测量器,并获得2项国家专利(专利名称:一种医用角度测量-控制器,专利号:CN 202121408958.6;专利名称:一种光导式医用角度测量-控制器,专利号:CN 202020528652.3)[4-5],以提高THA术中髋臼臼杯置入角度(外展角和前倾角)的精准度。2020年6月～2022年2月,我科对40例行THA治疗的患者分别采用新型角度测量器和传统方式置入髋臼臼杯,本研究比较两种方式下髋臼臼杯置入角度的精准度,报道如下。

1 材料与方法

1.1 新型角度测量器介绍新型角度测量器包括手柄和底部带旋转球头的角度测量尺(见图1A)。患者取标准侧卧位,患侧在上,患者冠状面与手术床纵轴线平行,让手柄圆弧面顺髋臼锉杆纵轴方向与之相贴,保持角度测量尺的表盘面与人体冠状面平行,此时通过表盘在手柄上的旋转角度可读出前倾角(见图1B),指针竖直向下,通过表盘指针可读出髋臼锉杆的外展角(见图1C)。当前倾角和外展角测得后,术者顺此方向进行髋臼磨挫等操作即可。

图1 新型角度测量器结构及操作示意 A.新型角度测量器结构示意:①为手柄,②为手柄上的圆弧面,③为刻度(测前倾角),④为表盘,⑤为指针,⑥为支杆,⑦为凹槽;B.实物操作斜视图,操作时保持角度测量尺的表盘面与人体冠状面平行,此时表盘面与髋臼锉杆纵轴之间的夹角即为髋臼锉杆的前倾角;C.实物操作正视图,调好髋臼锉杆的前倾角后,指针竖直向下,通过表盘指针可读出髋臼锉杆的外展角

1.2 病例资料本组40例,按照术中是否使用新型角度测量器置入髋臼臼杯将患者分为测量器组(使用新型角度测量器辅助置入髋臼臼杯行THA治疗,20例)和传统组(传统方法置入髋臼臼杯行THA治疗,20例)。① 测量器组:男6例,女14例,年龄43～80(66.3±10.2)岁。左侧9例,右侧11例。股骨头缺血性坏死(Ficat Ⅲ～Ⅵ期)7例,髋骨关节炎4例,髋臼发育不良继发晚期髋骨关节炎9例。病程0.4～20(7.7±5.8)年。② 传统组:男8例,女12例,年龄49～86(67.1±9.9)岁。左侧8例,右侧12例。股骨头缺血性坏死(Ficat Ⅲ～Ⅵ期)9例,髋骨关节炎3例,髋臼发育不良继发晚期髋骨关节炎8例。病程0.5～25(9.6±6.8)年。两组术前一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。术前规划髋臼臼杯置入外展角为40°、前倾角为20°,采用生物臼杯及陶瓷内衬。两组手术均由同一组医师完成。

1.3 手术方法腰硬联合麻醉或全身麻醉。患者标准侧卧位,患侧在上。采用髋后外侧切口,常规切开显露髋臼。① 传统组:采用传统方法先用小号髋臼锉磨锉至卵圆窝底部,用肉眼预估外展角40°、前倾角20°方向后逐级用大号髋臼锉进一步磨锉至髋臼2/3的创面渗血,擦干。再用肉眼预估外展角40°、前倾角20°方向置入髋臼臼杯,最后完成其它手术操作。② 测量器组:采用传统方法先用小号髋臼锉磨锉至卵圆窝底部,用肉眼预估外展角40°、前倾角20°方向摆放髋臼锉杆,并用新型角度测量器测量、验证髋臼锉杆的方向是否为外展角40°、前倾角20°,若不是可进行相应调整。锉杆角度调整合适后,逐级进行髋臼磨锉至髋臼2/3的创面渗血,擦干。将臼杯安装在把持器上,使把持器的底面与臼杯开口面相贴,把持器的把持杆垂直于臼杯的开口面所在平面。待把持器携臼杯置入后,用新型角度测量器测量、验证臼杯把持杆的方向是否为外展角40°、前倾角20°,若不是可进行相应调整。确认角度调整合适后取下把持器,检查臼杯置入稳固后再置入臼杯内衬,最后完成其它手术操作。

1.4 术后处理两组术后处理相同。常规给予抗生素预防感染、低分子肝素预防血栓以及镇痛等治疗。术后8 h开始指导患者进行股四头肌等长收缩功能锻炼。术后第2天指导患者开始扶拐下地行走。

1.5 观察指标① 术后第2天测量X线片上的髋臼臼杯外展角和前倾角,计算其与术前规划的误差,并比较两组的误差结果以评估新型角度测量器的作用。② 切口愈合及并发症发生情况。

2 结果

患者均获得随访,时间1～6个月。术后第2天髋臼臼杯外展角、前倾角与术前规划的误差测量器组均明显小于传统组,差异均有统计学意义(P<0.01),见表1。两组切口均一期愈合。除传统组1例出现肌间静脉血栓外,患者均未出现假体脱位、假体松动、深静脉血栓、感染等并发症。

表1 两组术后第2天髋臼臼杯外展角、前倾角与术前规划的误差

两组典型病例见图2～11。

图2 患者,女,64岁,因左髋痛10年、加重3年入院,诊断为左髋臼发育不良继发晚期髋骨关节炎,行左侧传统THA治疗 A.术前X线片,显示左髋臼发育不良,左髋关节间隙狭窄,股骨头形态不规则,髋臼骨质增生;B.术后1 d X线片,显示左髋臼及假体位置良好;C.术后1个月X线片,显示左髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动、下沉 图3 患者,女,68岁,因左髋疼痛并活动受限6年、加重2年、伴右髋痛1个月入院,诊断为双髋骨关节炎,行左侧传统THA治疗 A.术前X线片,显示双髋骨关节炎,左髋关节间隙明显狭窄,髋臼骨质增生、硬化;B.术后1 d X线片,显示左髋臼及假体位置良好;C.术后3个月X线片,显示左髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动 图4 患者,男,54岁,因右髋疼痛并活动受限7年、加重2年入院,诊断为右股骨头缺血性坏死,行右侧传统THA治疗 A.术前X线片,显示右髋关节股骨头坏死,股骨头塌陷、扁平,关节间隙狭窄;B.术后1 d X线片,显示右髋臼及假体位置良好;C.术后2个月X线片,显示右髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动 图5 患者,男,51岁,因左髋部疼痛伴活动受限10年、加重半年入院,诊断为左髋骨关节炎,行左侧传统THA治疗 A.术前X线片,显示左髋骨关节炎,关节间隙狭窄,髋臼骨质增生、硬化;B.术后1 d X线片,显示左髋臼及假体位置良好;C.术后3个月X线片,显示左髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动 图6 患者,女,72岁,因双髋疼痛5年、右侧加重1年入院,诊断为双侧髋臼发育不良继发髋骨关节炎,行右侧传统THA治疗 A.术前X线片,显示双侧髋臼发育不良,股骨头轮廓不规则,关节间隙狭窄;B.术后1 d X线片,显示右髋臼及假体位置良好;C.术后2个月X线片,显示右髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动

图7 患者,男,75岁,因右髋疼痛4年、加重伴活动受限半年入院,诊断为右股骨头缺血性坏死,新型角度测量器辅助行右侧THA治疗 A.术前X线片,显示右髋关节股骨头坏死,股骨头塌陷、扁平,关节间隙狭窄;B.术后1 d X线片,显示右髋臼及假体位置良好;C.术后2个月X线片,显示右髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动 图8 患者,男,73岁,因右髋反复疼痛、活动受限半年入院,诊断为右股骨头缺血性坏死,新型角度测量器辅助行右侧THA治疗 A.术前X线片,显示右髋关节股骨头坏死,股骨头塌陷、扁平,关节间隙狭窄;B.术后1 d X线片,显示右髋臼及假体位置良好;C.术后3个月X线片,显示右髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动 图9 患者,女,71岁,因右髋疼痛6年、加重伴活动受限1年入院,诊断为右髋臼发育不良继发髋骨关节炎,新型角度测量器辅助行右侧THA治疗 A.术前X线片,显示右髋臼发育不良,股骨头塌陷,关节间隙狭窄;B.术后1 d X线片,显示右髋臼及假体位置良好;C.术后2个月X线片,显示右髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动 图10 患者,男,59岁,因左髋疼痛伴活动受限半年入院,诊断为左股骨头缺血性坏死,新型角度测量器辅助行左侧THA治疗 A.术前X线片,显示左股骨头形态不规则,关节间隙狭窄,髋臼骨质硬化;B.术后1 d X线片,显示左髋臼及假体位置良好;C.术后3个月X线片,显示左髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动 图11 患者,男,68岁,跛行40余年,因左髋疼痛10年、加重4年入院,诊断为左扁平髋继发髋骨关节炎,新型角度测量器辅助行左侧THA治疗 A.术前X线片,显示左股骨头扁平,左髋关节间隙狭窄、骨质硬化,左股骨大转子上移;B.术后1 d X线片,显示左髋臼及假体位置良好;C.术后3.5个月X线片,显示左髋臼及假体位置良好,头臼匹配佳,未见假体松动

3 讨论

3.1 传统THA治疗的现状分析THA治疗中,假体位置不良是造成脱位等并发症的重要因素[6],如:髋臼臼杯放置的前倾角过大易引起前脱位,前倾角过小易引起后脱位,外展角过大会增加磨损和脱位率,外展角过小会导致髋关节屈曲、后伸和外展活动度较小。为避免误差过大,THA术中主要通过Lewinnek“安全区”、解剖结构、X线透视、计算机导航系统、3D打印技术等方法来评估髋臼臼杯放置的角度[7-10],不仅相应操作较复杂,而且还可能对人体产生放射线损害。因此,术者往往用肉眼来评估操作方向,这容易产生相对较大误差,可能导致髋臼假体安装角度不理想,使患者术后疗效不佳[11]。

3.2 采用新型角度测量器辅助THA的结果分析本研究中,术后第2天测量器组前倾角误差为0.8°～4.5°(2.32°±0.99°),考虑误差的原因是术中患者摆放的体位不标准,如术前摆放为标准侧卧位,术中因手术操作等因素导致体位变化,或是术中用肉眼评估新型角度测量器的表盘与人体冠状面平行时产生一定误差,但相对传统组误差较小,差异有统计学意义(P<0.01)。本研究中,术后第2天测量器组外展角误差为0.1°～2.7°(1.19°±0.75°),考虑误差较小的原因:术前体位摆放、固定在标准的侧卧位后,术中操作虽然致骨盆在前、后倾方向上的变化较大,但前、后倾的误差对外展角的影响不大。

计算表明:假设术中体位不正,例如术中体位是在标准侧卧位的基础上前倾了15°,即实际体位前倾误差达15°,此时外展角的误差只有1.72°。详见图12及下列计算方式。

图12 前倾角误差对外展角影响的模型演示

已知∠CBC1(外展角)=40°,∠A1BC1(前倾角)=15°,求∠A1BA?

因此可得:∠A1BA=41.72°,∠A1BA-∠CBC1=1.72°

综上所述,新型角度测量器结构简单、操作简便,在THA术中不仅能对髋臼锉杆操作方向进行刻度化测量或指引,利于髋臼锉对髋臼的同心圆磨锉,使臼杯与髋臼良好匹配,而且能对臼杯置入后的前倾角和外展角进行刻度化测量,以有效减小术中用肉眼评估的误差。