那馨宇 王文波

人工全髖關節(jié)置換術 ( total hip arthroplasty，THA ) 從早期探索階段到發(fā)展至今已經有了 100 余年的歷史，植入物的材料和假體安放的位置是早期決定 THA 成功與否的重要因素。隨著外科技術和假體設計的不斷突破和創(chuàng)新，臨床外科醫(yī)師開始更多地關注髖關節(jié)解剖形態(tài)的重建和生物力學的恢復。髖關節(jié)作為人體最大的負重力學支點，全身的重力沿著髖關節(jié)向下肢傳導。股骨偏心距( femoral offset，F(xiàn)O ) 也稱為“股骨偏移量”，是指股骨頭旋轉中心到股骨長軸的垂直距離，其隨著股骨頭旋轉中心及股骨尺寸大小的變化而變化。髖關節(jié)的外展肌群止點于股骨大轉子，偏心距則作為髖關節(jié)的外展肌力臂，維持著人體重力和外展肌群張力之間的平衡。FO 的長短直接影響著人體重力的傳導，髖關節(jié)置換術后保留的偏心距不足或過長，會造成外展肌力臂的縮短或延長，造成軟組織張力的不平衡等一系列伴隨問題。正因為 FO 的變化對恢復髖關節(jié)的解剖形態(tài)與生物力學具有重要的影響，越來越多的器械廠家也為此在假體型號不變的情況下生產出不同 FO 長度的假體供臨床醫(yī)師參考。FO 作為手術預后重要的影響因素，其臨床意義一直被臨床醫(yī)師關注。筆者將從肌力、活動范圍、摩擦界面、固定界面、疼痛以及步態(tài)六個方面綜述重建 FO 對 THA 的臨床意義及重要性。

一、偏心距對肌力的影響

髖關節(jié)作為人體最大的負重及多軸性關節(jié)，髖關節(jié)各向受力處于一種動態(tài)平衡。直立行走時，髖關節(jié)可視為這一平衡杠桿的支點，杠桿兩側受力為機體自身體重量及外展肌肌力，兩者共同作用于髖關節(jié)。外展肌無力是 THA 術后常見的并發(fā)癥之一，Hannes 等在研究股偏移量的變化對外展肌和關節(jié)反作用力的影響中，發(fā)現(xiàn)每20% 的 FO 變化平均導致 8% 的外展肌力矩、16% 的外展肌力量和 6% 的關節(jié)反作用力的變化。該研究證明了 FO的缺失會導致外展肌杠桿臂變短，外展肌張力下降，關節(jié)反作用力的增加，術后 FO 變小的患者需要額外增加外展肌的力量來維持正常的步態(tài)。Mahmood 等證實術后 FO較術前偏小的患者骨關節(jié)炎指數(shù)評分 ( western ontario and mcmaster universities osteoarthritis index，WOMAC ) 下降，外展肌肌力下降，助行器使用頻率增多。另一方面，F(xiàn)O的恢復可以增加外展肌力臂，減輕外展肌負擔，減少外展肌疲勞的發(fā)生，具有可比性。Cassidy 等同樣發(fā)現(xiàn)術后低偏移量組 ( 與對側正常髖關節(jié)相比 ＜ -5 mm ) 在 WOMAC運動功能評分要低于標準偏移量組 ( 介于 -5 mm～+5 mm之間 ) 和高偏移量組 ( ＞ +5 mm ) [ 分別為 72.03、82.23 和79.51 (= 0.019 ) ]。

Clement 等在研究中得出 THA 術后股骨偏移量的減少與髖關節(jié)特異性功能的降低是獨立相關的，研究者認為外科醫(yī)師手術中在不可避免的造成髖臼杯內移的同時，必須增加 FO 以進行補償。所以，目前經過大量的證據(jù)證實，重建 FO 可以恢復外展肌群的張力，恢復股骨偏移量可以為 THA 術后提供良好的髖關節(jié)外展肌肌力和滿意的髖關節(jié)功能評分。

二、偏心距對活動范圍的影響

髖關節(jié)脫位一直是 THA 術后常見的并發(fā)癥之一，良好的關節(jié)活動度是決定 THA 術后患者滿意的重要標準。Hayashi 等使用計算機導航系統(tǒng)分析 FO 變化對術中運動范圍 ( range of motion，ROM ) 的影響，該研究中兩組患者分別采用標準 FO 假體和加長 FO 假體進行關節(jié)置換，最大 ROM 測量的終點是當系統(tǒng)檢測到髖臼杯的旋轉中心與股骨頭旋轉中心分離時的點。結果發(fā)現(xiàn)兩組最大 ROM是相似的，兩組假體均有足夠的股骨偏移以避免植入物與骨的撞擊，而假體與骨撞擊常常是導致 THA 術后脫位的原因之一。實驗中還發(fā)現(xiàn)在采用加長的 FO 假體時，髖關節(jié)外旋的范圍明顯更大，而與其它運動平面沒有表現(xiàn)出明顯的相關性。

Jinno 等的研究中，同樣采用了標準 FO 假體和加長的 FO 假體，旨在研究不同的股骨偏移量對髖關節(jié)穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)與標準的 FO 假體相比，高 FO 假體有著更大的外旋活動范圍來防止髖關節(jié)后半脫位的發(fā)生。本研究發(fā)現(xiàn)，在行后外側手術入路時預防原發(fā)性全髖關節(jié)置換術后不穩(wěn)定方面，應該術前評估股骨偏移的大小，使用高偏移的股骨假體可能是一個有效的選擇方案。綜上所述，較高的股骨偏移可以有效避免假體與骨的撞擊，使髖關節(jié)獲得更大的外旋運動范圍以及更好的活動穩(wěn)定度。

三、偏心距對摩擦界面的影響

摩擦界面的選擇是相對內襯和股骨頭而言的，THA術后摩擦界面的無菌性松動和骨溶解產生是一個相當復雜的過程，其受患者、材料和手術等眾多因素的影響。最早 Sakalkale 等研究了股骨假體偏移對全髖關節(jié)置換術中聚乙烯磨損的影響。本實驗采用最佳臨床模型，即17 例接受了分期雙側 THA，一側采用標準偏心距假體，一側采用高偏心距的假體。這種模型控制了大多數(shù)與患者相關的因素 ( 如體重、性別、活動水平等 )，所有其它參數(shù) ( 組件類型、臼杯大小、臼杯位置、股骨頭大小和聚乙烯類型 ) 也都相似或相同。標準偏移組平均隨訪 5.70年，高偏移組平均隨訪 5.67年。結果發(fā)現(xiàn) FO 的改變對聚乙烯的線性磨損率有顯著影響 (= 0.0136 )，且偏移量的大小與線性磨損率呈負相關。在標準 FO 假體一側，有 2 例( 11% ) 髖臼溶解現(xiàn)象發(fā)生，在高 FO 假體一側，髖臼側無骨溶解現(xiàn)象發(fā)生。在本系列中，經 X 線片測定，采用高FO 假體的患者線性聚乙烯磨損率降低了 52.4%。

同樣在 Nick 等的研究中，發(fā)現(xiàn)術后股骨偏移量恢復到正常側±5 mm 以內的患者中體積磨損率較低 (=0.17 )，髖臼傾斜度 ＜ 45° 組的線磨損率較低 (= 0.012 )。如果不能將股骨偏移恢復到正常側股骨偏移量的 5 mm 以內，則會導致超高分子聚乙烯 ( ultra-high molecular weight polyethylene，UHMWPE ) 的線性磨損增加 33%，體積磨損增加 32%。研究者們認為 FO 過小將會對股骨頭與髖臼交界面產生較大軸向力矩和內翻應力，導致聚乙烯的磨損增加。而 FO 過高，假體的扭矩增加則同樣會導致磨損的增加。所以就目前的研究結果證明，F(xiàn)O 的改變對聚乙烯的磨損有著重要的影響，為了減少 THA 術后假體的磨損以及骨溶解的發(fā)生，應該將 FO 恢復到正常側±5 mm 以內且盡量避免偏心距的短縮。

四、偏心距對固定界面的影響

髖關節(jié)假體固定的穩(wěn)定性與界面微動密切相關，臨床上所指的界面微動指發(fā)生在假體 - 骨或骨水泥 - 骨界面的活動，與假體松動有直接的關系。Kleemann 等最早提 FO 對股骨近端的應力傳導具有重要作用，股骨偏移的增加可能導致股骨近端扭矩和扭轉力的增加，增加股骨近端的應力傳導，并可能導致股骨組件過早的發(fā)生無菌性松動。但是因該研究是在一個肌肉骨骼模型中進行的，所以得出的結論在當時頗具爭議。后續(xù)有 Amirouche 等同樣在實驗模型中研究則證明股骨偏移量的改變對假體股骨側的微動并無影響。臨床研究中，Sakalkale 等在對所有采有非骨水泥假體的患者平均 5年的隨訪中均未發(fā)現(xiàn)標準FO 和高 FO 假體患者的股骨側有骨溶解現(xiàn)象發(fā)生，其認為FO 的改變似乎并沒有影響股骨假體股骨側的穩(wěn)定性。

Michael 等對新西蘭聯(lián)合注冊中心初次行 THA 患者的 16年隨訪結果進行回顧性隊列分析，該研究比對了采用低 FO ( ＜ 42 mm )、標準 FO ( 42～48 mm ) 和高 FO ( ＞48 mm ) 假體患者的翻修率，發(fā)現(xiàn)在非骨水泥假體中，F(xiàn)O的改變與股骨側假體無菌性松動的發(fā)生率沒有顯著相關性。而在骨水泥假體中，高 FO 假體和低 FO 假體比標準FO 假體具有更高的翻修風險。研究者們認為這可能是由于骨水泥附加界面的存在，使得生物力學變得更加重要。所以從目前的研究來看，并沒有非常直接有效的證據(jù)來證明 FO 的改變會對假體的固定界面產生重要影響。近些年來隨著生物型假體廣泛的應用到臨床，其界面設計、生物力學、固定和承重原則都有了很大的改進，假體種類的選擇和外科技術似乎成了目前影響股骨側假體穩(wěn)定性的最重要因素。

五、FO 對疼痛的影響

眾所周知，大轉子周圍疼痛是 THA 術后常見的并發(fā)癥，術后的疼痛一定程度上影響了患者的活動能力，生活質量以及對手術效果的滿意度。Cassidy 等的一項研究表明，在術后 1年的隨訪中，股骨偏移量的改變不會顯著影響患者的疼痛評分。Mahmood 等研究結果表明 FO 值降低組 ( 較正常側減少 5 mm 以上 )、FO 值恢復組 ( 恢復5 mm 以內 ) 和 FO 值升高組 ( 增量 5 mm 以上 ) 三組患者術后的髖部疼痛發(fā)生率和止痛藥使用頻率相似。Liebs 等招募了 362 例旨在研究 FO 對全髖關節(jié)置換術后疼痛的影響。結果提示在 24 個月內所有的隨訪時間間隔中，與正常偏移組或高偏移組相比，低偏移組在 WOMAC 疼痛量表報告的疼痛更少。此外，在對多個混雜變量進行調整后，在低偏移組中術后疼痛改善的程度最大，而且正常偏移組也比高偏移組在疼痛上表現(xiàn)出更多的改善。所以該試驗研究者們建議為了保證術后更好的疼痛改善滿意度，應該避免術中 FO 的過高補償。

當然，THA 術后疼痛受眾多客觀與主觀因素影響，在最新的一項研究中，Michael 等認為下肢長度、髖臼位置和股骨偏移量均在 THA 術后疼痛中占據(jù)影響地位，三者聯(lián)合重建可以顯著減少術后粗隆疼痛的發(fā)生率，改善了患者的臨床結果。所以，為了有效的避免 THA 術后的疼痛的發(fā)生，應該最大限度地重建并恢復髖關節(jié)的各項解剖結構。

六、偏心距對步態(tài)的影響

步態(tài)分析在近些年來廣泛的應用到各項臨床試驗中，其設計操作簡單，便攜無創(chuàng)，可以在多個平面動態(tài)的觀察關節(jié)的運動情況。其可以不僅用于體育科學或基礎生物力學研究，而且還已擴展為臨床診斷，是監(jiān)測功能恢復和肌肉骨骼康復非常有價值的工具。已知 FO 的變化可以影響髖外展肌肌力，不同長度的 FO 假體也會影響到下肢的長度，這些因素都會對步態(tài)產生一定的影響。Sariali等利用可移動步態(tài)分析設備研究了股骨偏移的修正對全髖關節(jié)置換術后步態(tài)的影響。為了最大限度避免偏倚，所有研究患者在術前、術后都進行了三維髖部解剖分析，嚴格挑選出單純的 FO 改變的患者，即 FO 是惟一改變的解剖參數(shù)，排除了其它眾多的混雜因素。隨訪 1年后結果發(fā)現(xiàn)與 FO 恢復組和 FO 增加組相比，F(xiàn)O 減少組患者的置換側肢體與健康側肢體之間的步態(tài)存在明顯的不對稱性。膝關節(jié)活動范圍與正常側相比縮小 6° (= 0.004 )，最大擺腿幅度與正常側相比減少 22° / s (= 0.01 )。相比之下，在其它兩組中，置換側肢體的步態(tài)沒有明顯變化。該研究證明 THA 術后 FO 值較術前減少 6～12 mm 可能會改變步態(tài)軌跡。

Bolink 等研究結果提示股骨偏移量減少似乎與骨關節(jié)炎功能評分降低、步態(tài)不規(guī)則和步態(tài)不對稱有關。然而，觀察到的關聯(lián)性很弱，不太可能代表實質性的臨床差異。Sato 等同樣利用步態(tài)分析分析了 FO 減少組 ( 手術側與對側相比 ＞ 減少 5 mm )，F(xiàn)O 恢復組 ( ±5 mm 以內 )，F(xiàn)O 偏大組 ( ＞ 5 mm ) 三組患者的步態(tài)。該試驗也提出 FO減少組 ( ＜ 5 mm ) 與髖部外展肌無力相關，且 FO 偏移減少將導致步幅較小，行走速度較慢。這與之前 Sariali 等的結論一致。所以從現(xiàn)有的文獻報道得出，股骨偏移量的改變雖然沒有帶來臨床上顯著的步態(tài)差異，但是仍然存在一定的影響，術中避免股骨偏移量的減少可以有效降低術后步態(tài)不規(guī)則問題發(fā)生的概率。

綜上所述，隨著 THA 患者的年輕化，外科技術及假體設計的優(yōu)良改進，髖關節(jié)形態(tài)特征的重建在全髖關節(jié)置換中占有越來越重要的地位，良好的髖關力學重建是實現(xiàn)良好功能的必要條件。從目前的研究結果來看，F(xiàn)O 的變化對肌力、運動功能及穩(wěn)定度、聚乙烯的磨損、假體使用使命及步態(tài)等均有著一定程度的影響。在進行術前規(guī)劃時，術前應用 CT 測量比普通的 X 線片測量具有更高的精確度。隨著計算機行業(yè)的發(fā)展，目前越來越多的醫(yī)院也開始應用術中導航技術，來更準確地恢復髖關節(jié)的解剖結構。所以作為臨床外科醫(yī)師，對每 1 例 THA 患者進行充分的術前規(guī)劃及個體化治療變得越來越重要，應該學習并探索更加高效的重建偏心距的方法，為每 1 例患者帶來最滿意的術后療效。