王 昶， 羅榮城， 王立勝， Christian Heisel (深圳市西鄉(xiāng)人民醫(yī)院骨科， 深圳 580;南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院腫瘤中心;ARCUS醫(yī)院關(guān)節(jié)外科;通訊作者，E-mail:wangchang606@hotmail.com)

當(dāng)髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)出現(xiàn)以后，很多患者在數(shù)年時(shí)間里保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而另外一些患者卻發(fā)展迅速。而影響髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎病情發(fā)展的原因尚不清楚。我們研究4個(gè)髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)角度與關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系，希望能揭露髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎病情發(fā)展的生物力學(xué)原因。

1 材料和方法

1.1 材料 研究對(duì)象選擇1991-12～2006-01收治的50例DDH全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者。女性32例(64.0%)，男性 18 例(36.0%)。年齡 30-73歲，平均55.4歲。手術(shù)髖關(guān)節(jié):右側(cè)32例，左側(cè)18例。我們按照下列步驟篩選DDH患者:①一側(cè)髖關(guān)節(jié)做過全髖關(guān)節(jié)置換術(shù);②非手術(shù)側(cè)髖關(guān)節(jié)存在DDH，第一張X線片非手術(shù)側(cè)髖關(guān)節(jié)無OA存在，并且從未接受過任何手術(shù)。

1.2 方法 關(guān)節(jié)間隙的測(cè)定:在X線片上我們測(cè)量每位患者4個(gè)部位的關(guān)節(jié)間隙:①關(guān)節(jié)間隙Ⅰ是自股骨頭中心到髖臼外緣連線上的關(guān)節(jié)間隙;②關(guān)節(jié)間隙Ⅱ是在經(jīng)過股骨頭中心的垂線上的關(guān)節(jié)間隙;③關(guān)節(jié)間隙Ⅲ是在股骨頸中心線上的關(guān)節(jié)間隙;④關(guān)節(jié)間隙Ⅳ是在股骨頭中心的水平線上的關(guān)節(jié)間隙(見圖1)。記錄每位患者初始的4個(gè)關(guān)節(jié)間隙和隨訪后的4個(gè)關(guān)節(jié)間隙。

圖1 測(cè)量的4個(gè)關(guān)節(jié)間隙Fig 1 Width measurements of four types of hip joint space

髖臼負(fù)重區(qū)域角(the angle of weight-bearing zone，AWZ)角的測(cè)定:我們測(cè)量每位患者X線片上的AWZ角，AWZ角為髖臼負(fù)重區(qū)域上下緣連線和水平線的夾角(見圖2)。記錄并比較分析AWZ角和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系。

圖2 AWZ角的測(cè)定Fig 2 The angle of the weight-bearing zone

頸干角(shaft neck angle，SN)的測(cè)定:我們測(cè)量每位患者X線片上的頸干角(CCD角或SN)，CCD角為股骨干軸線和股骨頸軸線的夾角(見圖3)。記錄每位患者的CCD角并比較分析CCD角和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系。

圖3 CCD角的測(cè)定Fig 3 The measurement of shaft neck angle

中心邊緣角(centre edge angle，CE)的測(cè)定:我們測(cè)量每位患者X線片上的CE角，CE角為股骨頭中心的垂線和股骨頭中心到髖臼外緣連線的夾角(見圖4)。記錄每位患者的CE角并比較分析CE角和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系。

圖4 CE角的測(cè)定Fig 4 The measurement of centre edge angle

Idelberger角(ACM)的測(cè)定:我們測(cè)量每位患者X線片上的ACM角，ACM角為髖臼上下緣連線的垂直平分線MC，該垂直平分線MC和髖臼底交點(diǎn)C，連接C點(diǎn)和髖臼上緣的連線為CE，MC和CE的夾角為ACM角(見圖5)。ACM角可用于評(píng)估髖關(guān)節(jié)的深度。我們記錄每位患者的ACM角并比較分析ACM角和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系。

圖5 ACM角的測(cè)定Fig 5 The measurement of Idelberger angle

1.3 隨訪 本組50例患者，所有X線片由一人讀片，隨訪時(shí)間為6-20年，平均10.8年。記錄每位患者4個(gè)部位關(guān)節(jié)間隙隨訪前后的變化，分析比較不同CCD，CE，AWZ及ACM角度和關(guān)節(jié)間隙變化之間的關(guān)系。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 我們首先用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析了各項(xiàng)數(shù)據(jù)(CCD，CE，AWZ及ACM角度和4個(gè)關(guān)節(jié)間隙變化)均呈正態(tài)分布，故采用Pearson相關(guān)分析方法，通過統(tǒng)計(jì)分析得出不同CCD，CE，AWZ及ACM角度與4個(gè)關(guān)節(jié)間隙變化之間的關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 髖臼負(fù)重區(qū)域角(AWZ)和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系 50例患者的AWZ范圍是5°-20°，平均11.8°。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)軟件分析得出AWZ與關(guān)節(jié)間隙Ⅰ的變化(r=0.282，P=0.047)和關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化(r=0.282，P=0.047)均呈正相關(guān)關(guān)系。AWZ 與關(guān)節(jié)間隙Ⅱ的變化(r=0.138，P=0.338)、關(guān)節(jié)間隙Ⅲ的變化(r=0.133，P=0.358)均無相關(guān)關(guān)系。

2.2 頸干角和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系 50例患者的CCD 角范圍是115°-146°，平均 130.8°。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析得出CCD與關(guān)節(jié)間隙Ⅰ的變化(r=-0.075，P=0.607)、關(guān)節(jié)間隙Ⅱ的變化(r=-0.239，P=0.095)、關(guān)節(jié)間隙Ⅲ的變化(r=-0.271，P=0.057)、關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化均無相關(guān)關(guān)系(r=-0.167，P=0.247)。CCD 與總關(guān)節(jié)間隙(4 個(gè)關(guān)節(jié)間隙之和)的變化也無相關(guān)關(guān)系(r=-0.233，P=0.103)。

2.3 中心邊緣角(CE)和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系 50位患者的 CE 角范圍是10°-30°，平均22.8°。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析得出CE與關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化存在相關(guān)關(guān)系(r=-0.302，P=0.033)。CE 與關(guān)節(jié)間隙Ⅰ的變化(r=-0.062，P=0.669)、關(guān)節(jié)間隙Ⅱ的變化(r=-0.163，P=0.258)、關(guān)節(jié)間隙Ⅲ的變化均無相關(guān)關(guān)系(r=-0.118，P=0.413)。

2.4 ACM角和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系 50位患者的ACM 范圍為 38°-55°，平均 46.2°。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析得出ACM和關(guān)節(jié)間隙Ⅰ的變化(r=0.213，P=0.138)、關(guān)節(jié)間隙Ⅱ的變化(r=0.111，P=0.445)、關(guān)節(jié)間隙Ⅲ的變化(r=0.249，P=0.082)和關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化(r=0.681，P=0.243)均無相關(guān)關(guān)系，并且ACM與總關(guān)節(jié)間隙的變化也無相關(guān)關(guān)系(r=-0.243，P=0.090)。

3 討論

當(dāng)髖關(guān)節(jié)OA出現(xiàn)以后，很多患者在數(shù)年時(shí)間里保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而另外一些患者的髖關(guān)節(jié)OA發(fā)展迅速，終因嚴(yán)重的退變和嚴(yán)重的癥狀而需要手術(shù)治療。有國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究表明股骨頸骨折后髖關(guān)節(jié)OA發(fā)展的原因是:骨折后局部低應(yīng)力環(huán)境，關(guān)節(jié)軟骨缺乏動(dòng)態(tài)載荷，基質(zhì)膠原網(wǎng)絡(luò)迅速降解所引起的生物力學(xué)特性降低是導(dǎo)致并維持軟骨退變不斷前進(jìn)的動(dòng)力［1］。另外髖關(guān)節(jié)韌帶對(duì)髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)的穩(wěn)定同樣具有重要作用［2，3］。對(duì)于無創(chuàng)傷OA患者，影響髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎病情發(fā)展快慢的原因尚不清楚。我們通過研究4個(gè)髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)角度和關(guān)節(jié)間隙變化的關(guān)系，希望能揭露髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎病情發(fā)展的生物力學(xué)原因。

在我們的研究中，我們選擇一側(cè)髖關(guān)節(jié)做過全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者，是因?yàn)榛颊咭粋?cè)髖關(guān)節(jié)做過全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，行走時(shí)未手術(shù)側(cè)的髖關(guān)節(jié)負(fù)重明顯增加，從而易觀察到關(guān)節(jié)間隙的變化。反之減小髖關(guān)節(jié)負(fù)重可延緩髖關(guān)節(jié)OA的發(fā)展，例如使用手杖減少髖關(guān)節(jié)負(fù)重［4］。在我們的研究中，我們選擇DDH患者是因?yàn)镈DH患者髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)的解剖角度變化大，易觀察到關(guān)節(jié)間隙的變化。我們選擇患者第一張X線片非手術(shù)側(cè)髖關(guān)節(jié)無OA存在，并且從未接受過任何手術(shù)，是為了消除其他干擾因素對(duì)研究結(jié)果的影響。

AWZ角為髖臼負(fù)重區(qū)域上下緣連線和水平線的夾角。T?nnis等［5］對(duì) AWZ角進(jìn)行研究并總結(jié)了成人AWZ角度的正常范圍，并分為4級(jí):1級(jí)，正常，AWZ角≤9°;2級(jí)，輕度異常，AWZ角為10°-15°;3 級(jí)，異常，AWZ 角為 16°-25°;4 級(jí)，極度異常，AWZ角＞25°。在我們的研究中，我們測(cè)量了50位患者的AWZ 角，范圍:5°-20°，平均11.8°。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)軟件分析得出AWZ與關(guān)節(jié)間隙Ⅰ的變化和關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化呈正相關(guān)關(guān)系。說明AWZ越大髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙變窄的發(fā)展越快。

1979年Munzinger利用CCD角度來評(píng)估先天性髖關(guān)節(jié)脫位患者，并定義了CCD角度的正常范圍。CCD角為股骨干軸線和股骨頸軸線的夾角，不同年齡段CCD角度的正常范圍不同。在本研究中，我們測(cè)量每位患者X線片上的CCD角，范圍是115°-146°，平均130.8°。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析得出 CCD與關(guān)節(jié)間隙Ⅰ的變化、關(guān)節(jié)間隙Ⅱ的變化、關(guān)節(jié)間隙Ⅲ的變化和關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化無相關(guān)關(guān)系，而且CCD與總關(guān)節(jié)間隙的變化也無相關(guān)關(guān)系。

CE角為股骨頭中心的垂線和股骨頭中心到髖臼外緣連線的夾角。CE角為股骨上端形成多平面彎曲角，與骨盆和下肢呈多曲結(jié)構(gòu)。其骨小梁呈多層網(wǎng)格狀，應(yīng)力分布合理，受力性能最佳，自重輕而負(fù)重大［6］。髖臼發(fā)育程度對(duì)髖臼周圍受力情況具有明顯影響，隨著CE角的減小，髖臼局部出現(xiàn)應(yīng)力集中，在一定范圍內(nèi)人體可以代償性地適應(yīng)髖臼一定程度的發(fā)育缺陷［7］。1939年Wiberg利用測(cè)量CE角來診斷DDH。有國(guó)內(nèi)學(xué)者研究髖關(guān)節(jié)指數(shù)來分析髖關(guān)節(jié)的生物力學(xué)［8］。我們測(cè)量了50位患者的CE 角范圍是10°-30°，平均 22.8°。本組所有患者均達(dá)到診斷為DDH的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)軟件分析得出CE和關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化存在相關(guān)關(guān)系。說明CE越小髖關(guān)節(jié)間隙的變窄的發(fā)展越快。

我們測(cè)量了50位患者的ACM角為范圍38°-55°，平均 46.2°。ACM 角可用于評(píng)估髖關(guān)節(jié)的深度。本組患者經(jīng)過統(tǒng)計(jì)軟件分析得出CCD和關(guān)節(jié)間隙Ⅰ的變化、關(guān)節(jié)間隙Ⅱ的變化、關(guān)節(jié)間隙Ⅲ的變化和關(guān)節(jié)間隙Ⅳ的變化均無相關(guān)關(guān)系，并且ACM和總關(guān)節(jié)間隙的變化也無相關(guān)關(guān)系。

綜上所述，CCD及ACM角的變化和髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙變化無相關(guān)關(guān)系，CE，AWZ和髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙變窄存在相關(guān)關(guān)系。CE越小髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙變窄的發(fā)展越快，AWZ越大髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)間隙變窄的發(fā)展越快。

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