全髋关节置换术中以髋臼横韧带为参照确定髋臼假体的前倾角

如果全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）时臼杯安放的位置不良，就可能导致术后髋关节脱位、假体磨损率增高、以及假体早期松动等并发症[1-4]。而如果臼杯安放的位置恰当则可减少上述这些风险，并获得良好的临床效果。Archbold等[5]报道了1000例连续THA病例，术中均以髋臼横韧带（transverse acetabular ligament，TAL）为臼杯安放位置的参考标志，结果显示术后随访8个月以上时的髋关节脱位率为0.6%。该研究还发现术中有99.7%的病例可确认TAL，通过使臼杯内下缘与TAL平行即可保证将臼杯准确地安放到前倾角合适的位置。但在其研究中没有提供对术后臼杯位置的详细评估结果，同时其大部分病例的髋关节发育均正常（936例原发性骨性关节炎，6例髋关节发育不良）。
通过臼杯位置与某一标准骨盆平面[如骨盆前平面（anterior pelvic plane，APP）]之间的关系来判定臼杯位置是否良好时，需要对该技术进行客观评估以验证其有效性。此外，髋关节发育不良会导致解剖结构的改变，这可能会导致其与正常髋臼TAL相对于APP的角度不同。在日本，大部分接受THA治疗的病例是由髋关节发育不良导致的继发性骨性关节炎。
本研究针对一组THA病例进行了回顾性研究以探讨臼杯倾斜角度的情况，所有病例于术中均按平行于TAL的位置安放臼杯。随访时以计算机断层扫描三维重建（3-dimensional reconstruction computed tomography，3D-CT）技术比较髋关节发育不良病例与对照组病例臼杯的前倾角度。本研究的目的在于明确这种臼杯安放方法的可靠性。

材料与方法
本研究回顾分析了自2008年1月至2011年2月在我院实施初次非骨水泥型THA的114例连续病例。其中男性12例（13髋），女性92例（101髋），平均年龄68.6岁（49～88岁）。所有病例均由2位骨科医生（第一作者和高年资医生）经侧卧位后外侧入路完成。所有病例均在准备髋臼以安放臼杯时尽可能确认TAL，并小心去除覆盖髋臼切迹的滑膜和/或骨赘等组织。一旦确认TAL，则以它为导向磨锉髋臼。除非术前平片显示骨盆在矢状面上存在显著的倾斜，否则我们在打入臼杯时均有意保持臼杯内下缘平行于TAL

（图 1）。臼杯外展角则以器械厂商提供的力线导向器辅助判断。本组病例有81.6%（93例/114髋）可以辨认出 TAL。
对本组连续病例医疗记录进行回顾性检索分析后，挑选出47髋（46例）在安放好辅助固定螺钉后确认臼杯内下缘完全平行于TAL的病例。将21例术中未能确认TAL、24例安放辅助固定螺钉后臼杯内下缘与TAL不平行、以及22例因为术前矢状位上骨盆显著倾斜从而无法将臼杯内下缘平行于TAL安放的病例剔除出本研究。
计算机断层扫描评估
对所有纳入术后影像学分析的病例均进行髋关节CT扫描（Aquillion 64；Toshiba；Otawara，Japan）。手术和CT扫描时间平均间隔为9个月（3周～33个月）。结果显示所有假体固定良好，无松动征象。扫描参数采用120 kV和200 mA，间隔1 mm的横切面间距。冠状位和矢状位图片由横切面图片用图像后处理软件（Rapideye Multi Planar Reconstruction；Toshiba）合成。
按以下标准化步骤测量骨盆倾斜角度：在冠状面、横切面及矢状面上旋转骨盆，直至APP与水平面平行（图 2），然后在矢状面上进行最后处理。将矢状面上的旋转角度记录为矢状面骨盆倾斜角度。将骨盆向前方倾斜的角度（旋后）记录为负值，而向后方倾斜的角度（旋前）记录为正值。
以股骨头中心作为三个平面的交点，调整CT扫描的窗值以抑制臼杯的金属伪影。在各个平面上分别测量臼杯的方向。以Murray[6]所确定的定义记录各项参数：冠状面上臼杯斜倾角度为“影像学外展角”，横切面上臼杯前倾角度为“解剖前倾角”，矢状面上臼杯前倾角为“手术前倾角”（图 3）。于Murray力线图[6]上以两种方式获取臼杯的影像学前倾角度：
（1）影像学外展角和解剖前倾角；
（2）影像学外展角和手术前倾角。
以上述两个参数的平均值作为影像学前倾角。
所有测量均由单一观察者完成（第一作者）。为了降低观察者自身测量值的偏差，对每例患者由同一观察者每间隔2周分别重复测量至少3次。取多次测量结果的平均值作为最终结果。
本回顾性对比研究中病例的（13髋），女性92例（101髋），平均年龄68.6岁（49～88岁）。所有病例均由2位骨科医生（第一作者和高年资医生）经侧卧位后外侧入路完成。所有病例均在准备髋臼以安放臼杯时尽可能确认TAL，并小心去除覆盖髋臼切迹的滑膜和/或骨赘等组织。一旦确认TAL，则以它为导向磨锉髋臼。除非术前平片显示骨盆在矢状面上存在显著的倾斜，否则我们在打入臼杯时均有意保持臼杯内下缘平行于TAL（图 1）。臼杯外展角则以器械厂商提供的力线导向器辅助判断。本组病例有81.6%（93例/114髋）可以辨认出 TAL。
对本组连续病例医疗记录进行回顾性检索分析后，挑选出47髋（46例）在安放好辅助固定螺钉后确认臼杯内下缘完全平行于TAL的病例。将21例术中未能确认TAL、24例安放辅助固定螺钉后臼杯内下缘与TAL不平行、以及22例因为术前矢状位上骨盆显著倾斜从而无法将臼杯内下缘平行于TAL安放的病例剔除出本研究。
计算机断层扫描评估
对所有纳入术后影像学分析的病例均进行髋关节CT扫描（Aquillion 64；Toshiba；Otawara，Japan）。手术和CT扫描时间平均间隔为9个月（3周～33个月）。结果显示所有假体固定良好，无松动征象。扫描参数采用120 kV和200 mA，间隔1 mm的横切面间距。冠状位和矢状位图片由横切面图片用图像后处理软件（Rapideye Multi Planar Reconstruction；Toshiba）合成。
按以下标准化步骤测量骨盆倾斜角度：在冠状面、横切面及矢状面上旋转骨盆，直至APP与水平面平行（图 2），然后在矢状面上进行最后处理。将矢状面上的旋转角度记录为矢状面骨盆倾斜角度。将骨盆向前方倾斜的角度（旋后）记录为负值，而向后方倾斜的角度（旋前）记录为正值。
以股骨头中心作为三个平面的交点，调整CT扫描的窗值以抑制臼杯的金属伪影。在各个平面上分别测量臼杯的方向。以Murray[6]所确定的定义记录各项参数：冠状面上臼杯斜倾角度为“影像学外展角”，横切面上臼杯前倾角度为“解剖前倾角”，矢状面上臼杯前倾角为“手术前倾角”（图 3）。于Murray力线图[6]上以两种方式获取臼杯的影像学前倾角度：
（1）影像学外展角和解剖前倾角；
（2）影像学外展角和手术前倾角。
以上述两个参数的平均值作为影像学前倾角。
所有测量均由单一观察者完成（第一作者）。为了降低观察者自身测量值的偏差，对每例患者由同一观察者每间隔2周分别重复测量至少3次。取多次测量结果的平均值作为最终结果。

图2. 三维CT影像上测量髋臼相对于APP的位置：（A）冠状面，（B）横切面，（C）矢状面。
本回顾性对比研究中病例的入选标准
在本项回顾性对比研究中，我们依据患者术前仰卧位下所摄得的前后位骨盆平片的情况选择患者进行术后CT扫描。满足下述任一标准者均认定为“髋关节发育不良”：
1） 髋臼的Sharp[7]角度为50°或以上者；
2） 假臼形成者；
3） 股骨头明显发育不良者。
对照组病例需符合以下所有标准：
1） 股骨头球状外形良好，可以确定股骨头的中心；
2） 髋臼Sharp角小于42°；
3） Wiberg[8]外侧CE角大于20°。
髋关节发育不良组共有15例（15髋），而对照组共14例（15髋）入选。以图像记录和传输系统（Rapideye；Toshiba）中的测量软件测量数据库中上述病例影像学资料的髋臼角和外侧CE角。为了尽可能准确地评估髋臼的原始骨性形状，测量中我们均使用每个病例首次检查的影像学资料。在测量时不包括髋臼外侧缘增生的骨赘。本研究排除了股骨头塌陷者，原因在于难以定位塌陷股骨头的中心。
表1所示为接受CT检测病例的临床资料。

统计学分析
计算CT测量数据的均数和标准差。以组内相关系数评估观察者自身测量数据的可靠性，以Mann-Whitney U检验比较两组病例的术后CT测量数据。以P <0.05为有统计学差异。以SPSS软件（PASW Statistics Base version 18；SPSS，Chicago，Ill）进行统计学分析。

图3. 髋臼位置的测量情况（左髋）：（A）影像学前倾角，（B）解剖前倾角，（C）手术前倾角。

结果
临床结果
所有于术后平均17个月时接受CT扫描测量的病例中，无一例出现髋关节脱位。有3例因术后1个月之内因出现髋关节脱位（均为前脱位）者均未入选接受CT扫描测量。第一例于术中未能确定TAL，其最终臼杯前倾角大于预期角度。第二例在压配植入后，臼杯的前倾角比基于TAL预计的前倾角大，但由于初始固定的情况而未重新安放臼杯。而对于最后一例，则因考虑到术前存在站立位骨盆后倾的现象，所以术中将臼杯安放在了相对于TAL后倾的位置上。但是该例患者术后骨盆后倾加重从而发生了前脱位。三个病例均予以保守治疗，至今未再复发髋关节脱位。
影像学结果
CT测量所得影像学前倾角的观察者内在可靠性相关系数为0.96。所有病例的平均影像学前倾角为21.2°（标准差：4.1°）。47例中有42例（89.4%）的影像学前倾角位于 Lewinnek等[9]定义的安全范围内（15°±10°）。其余5例（10.6%）的影像学前倾角略超出安全范围1°～3.8°。组间比较提示两组病例的影像学前倾角无显著差异。但另一方面，两组病例的影像学外展角之间则有统计学差异，髋关节发育不良组病例的骨盆表现出更加前倾的趋势。表2是测量结果的汇总。

讨论
一般来说，THA时臼杯的位置是在器械厂商提供的力线导向工具的指导下确定的。然而，使用这种方法时常因为术中骨盆位置的变化而定位不准确，尤其是在患者取侧卧位的时候[10-16]。有学者报道采用传统方法安放臼杯时，其前倾角相对于外展角更容易出现不准确[11,13]。目前，计算机导航系统似乎是最可靠的定位工具[17-19]，但前提是初始定位标志选择要准确。而且该系统价格昂贵，导致其在普通医院中的使用受限。因此，术中采用不受骨盆位置影响的解剖标志进行定位仍然很有价值。
TAL是一个横跨髋臼切迹的纤维结构。Löhe等[20]报道TAL在外形上为2束致密的纤维条带，中间由一薄层疏松结缔组织分隔。它所受到的应力随髋关节负荷和股骨头旋转角度的不同而改变。Konrath等[21]报道切除TAL后，髋臼负荷仅受到细微的影响。因此他们认为切除TAL并不会导致髋关节过早发生骨性关节炎病变。但是TAL的具体功能至今仍不清楚。自从Archbold等[5]报道参照TAL放置臼杯的方法后，已有多项研究通过尸体标本或磁共振关节造影验证了该技术的可行性[22,23]。但尚无研究探讨过该方法在髋关节发育不良病例的应用情况。
在日本，发育性髋关节发育不良的发病率很高[24]。Yoshimura等[25]报道日本人的髋臼较英国人的浅。因为这些种族性差异，继发于髋关节发育不良的骨性关节炎是日本人接受THA治疗最常见的原因。然而，仅凭术前前后位骨盆平片是很难鉴别髋臼是否真正存在发育不良的，原因在于很多病例在就诊时已经是髋关节骨性关节炎的晚期影像学表现。例如，不论病因如何，只要存在严重的髋关节破坏，通常都可发现股骨头半脱位现象。因此，本研究仅将明显髋关节发育不良和/或股骨头发育不良的病例纳入髋关节发育不良组，而根据患者首次就诊时的影像学资料将股骨头外形良好的病例作为对照组。
本研究结果显示，两组病例间影像学外展角存在统计学差异，这可能是因为髋关节发育不良组病例的髋臼较浅造成的。但本研究由于病例数较少而使其临床意义较为有限。
因矢状面上骨盆倾斜度存在较大的个体差异，所以在平片上测量臼杯的前倾角比外展角更加困难。McKibbin[26]于1970年时测量了髋臼相对于APP的前倾角。Lewinnek等[9] 通过测量以APP作为平行于胶片的平面所得到的X线片上臼杯的方向，并由此提出安全范围的概念。最近，以APP作为标准的骨盆冠状面的观点已被广泛接受[11,27-29]。通过CT扫描来测量臼杯前倾角比在平片上测量所得的结果更为准确[30,31]。Olivecrona等[32]报道通过CT测量臼杯前倾角，不同观察者间的误差为2.9°。
本研究中以APP作为标准平面来测量臼杯前倾角。结果显示两组病例的前倾角的平均值都在所谓的安全范围内。既往基于CT的研究结果提示正常髋关节和发育不良髋关节的平均髋臼前倾角之间无统计学差异[33]。因此我们认为对于发育不良的髋关节以及正常髋关节来说，TAL都能作为髋臼自然前倾角的标志。

确认TAL是本方法的一个技术难题。本研究中TAL的确认率（81.6%）较Archbold等[5]报道的要低。Epstein等[34]报道在一组关于初次THA的前瞻性研究中，64髋中仅30髋（47%）可确认TAL。其原因可能在于患者的不同而导致相应结果的差异。严重的滑膜炎以及骨赘增生导致双层臼底的形成等重度病理性改变通常会使TAL的确认变得尤其困难。在这样的病例中，通常容易错将髋臼盂唇或关节囊当作TAL。
另一个技术难题是臼杯的最终安放。在臼杯压配打入后，它的实际位置可能与计划的有所不同。我们认为试图重新安放固定良好的臼杯可能会在一定程度上降低其初始稳定性。因此，除非术中出现臼杯位置不良会导致关节脱位外，我们均不试图重新放置臼杯。对很多病例来说，臼杯位置的轻度差别通常不会被认为是影响术后疗效的大问题。然而，本研究中有1例臼杯安放位置处于较TAL明显前倾位置上的病例，术后确实出现了髋关节前脱位。如果计划的臼杯位置和实际相差过大，则需要重新安放臼杯。此外，对于存在髋臼解剖变异（如后倾髋臼、髋臼骨折后、髋臼截骨后）的病例而言，这种臼杯安放方法可能是不可行的。在上述解剖情况下，TAL可能与恰当的臼杯位置无关。
在本组连续病例中，对于那些术前矢状面上骨盆显著倾斜的病例，尽管我们没有平行于TAL安放臼杯，但这并没有对影像学检测结果产生显著影响。其原因可能在于矢状面上骨盆的倾斜主要与腰椎和骶椎之间的关系或髋关节周围软组织挛缩相关。这些因素不受骨盆本身的解剖结构影响[35]。但是对患者的选择还是可能会造成临床结果的偏差。
本研究中，按照与TAL平行的位置安放臼杯后，近90%病例的前倾角均处在安全范围内。尽管存在一些技术性的问题，但我们认为该定位方法对于髋关节发育不良和正常的病例均适用。然而，需要谨记的是不同个体的前倾角也存在一定的差异（最大和最小髋臼前倾角的差异超过15°）。本研究并不建议一成不变地平行于TAL安放臼杯，因为臼杯的最佳角度需要根据患者矢状面上骨盆倾斜程度和股骨颈前倾角进行判断[35-40]。
当然，在假体安放完成后判断臼杯的位置是否正确时，评估髋关节的稳定性才是至关重要的。

（林子洪马元琛翻译，郑秋坚审校）