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作者：Richard A. Marshall，Michael J. Weaver，Aaron Sodickson，Bharti Khurana，电子邮件： BKhurana@bwh.harvard.edu 学习目的：
■讨论急诊中遇到的股骨假体的X线表现，及常见的假体周围骨折的形态。 ■确定与骨折风险增加相关的放射学检查结果。 ■了解矫形外科医生使用的假体周围股骨骨折的术语和分类系统，以指导基于骨折位置、内置物稳定性和残余骨质量的治疗决策。
髋关节置换术中的股骨骨折，是急诊科（ED）中越来越常见的并发症。假体周围骨折的诊断和管理是复杂的，矫形外科医生需要依靠影像学检查，指导合适的损伤管理方法。推迟对假体周围骨折的识别和恰当的明确管理，与并发症率升高和死亡率相关。
最佳策略取决于多种因素，包括假体的类型、假体固定的机制和完整性，骨折模式和位置，可用的结构健全的骨骼和临床考虑因素。整形外科医生依靠X线摄影的表现形态来帮助确定损伤的最佳管理方法，范围从保守治疗到外科手术，如内固定或完全关节翻修。 目前，温哥华假体周围髋部骨折分类系统是矫形外科医生最常用的分类系统。它依赖于三个射线照相标准 --骨折位置，假体稳定性，和股骨骨质量，表征这些骨折可以指导管理决策。熟悉温哥华分类系统，可以使放射科医师能够识别异常的影像学改变，并将临床相关的影像学发现传达给矫形外科医生。 急诊中髋关节假体的评估： 对于THA患有髋部疼痛的患者，髋关节摄影是首选方式，在大多数情况下足以诊断。初始X光片应至少包括骨盆的正位X光片，和受影响的髋关节的正侧位X光片（例如，如果不能操纵髋部，则可以使用蛙式位或水平侧位）。股骨的正侧位X射线片应该包括膝关节，以完全显示骨折并获得假体柄和水泥块的整个长度。 髋关节的非增强CT常常受到股骨假体金属条纹伪影影响，但是当对怀疑周围骨折的患者（图1），或其他特征性的患者，进行X线片检查呈阴性或模棱两可时，可以进行非增强CT检查。已知的损伤（例如，骨折，假体失稳、骨量损失）需要外科手术计划时，可以进一步CT评估， CT特别适用于髋臼假体周围的明显骨溶解。磁共振（MR）成像，骨扫描和关节造影可能在某些临床情况下有用，但当怀疑假体周围股骨骨折时，它们不被认为是ED的一线检查。 图1。57岁男性，髋关节疼痛，无法承重，假体周围骨折。（a）左侧髋关节的正位X线片显示在大转子上方微小线形透明区（箭头），但没有看到明确的骨折。大转子下面明显的皮层破裂可能是伪影。（b）矢状位CT扫描（骨窗）显示通过大转子的垂直取向的非移位骨折（箭头）。当无法承受重量的髋关节置换术患者的X线照片为阴性或可疑骨折时，CT应作为下一次成像评估进行。 常见的内置假体和预期的X线外观 股骨假体通过它们固定在股骨上的机制大致分类。假体最常见的是骨水泥或非骨水泥（也称为压配合或向内生长），每个都具有广泛的X线摄影形态。 使用骨水泥假体，用快速硬化水泥（聚甲基丙烯酸甲酯）将假体固定到股骨上，使其沿着柄均匀地分布应力。除了在随后的随访图像中因为生长的改变之外，小射线透亮区的气泡和沿着骨 - 水泥界面的不的薄透亮线（<2mm）也是正常的发现（图2）。围绕整个水泥环或水泥的破损连续透亮异常，暗示松动或失效。 图2。植入前后骨水泥假体的正常外观。（a）照片显示由股骨头和股骨柄组成的骨水泥假体。股骨柄的表面完全光滑，因为有聚甲基丙烯酸甲酯水泥提供固定。（b）正面X线片显示植入的骨水泥假体的正常发现。 正常发现包括关于假体的连续水泥外套（黑色箭头），水泥中的小气泡（白色箭头）通常在茎尖处最明显，并且在水泥骨界面（箭头）处的小于2mm的射线可透过区。 非骨水泥假体压入股骨近端，实现即时摩擦配合。周围的骨骼生长在假体内或假体上，形成持久的生物固定。这通过X线照相识别为骨小梁向内生长，进入假体表面的纹理内生长。该纹理表面通常沿近端茎部定位，但也使用沿整个茎部具有向内生长表面的植入物。在茎的干骺端部分周围的骨 - 金属界面处的薄的透亮线（<2mm）可以是正常发现，但是在茎的近端部分周围的透过性区域，可能是松动或骨整合失败的迹象（图3）。 图3。植入前后的非骨水泥假体的正常外观。（a）照片显示了由股骨头和股骨柄组件组成的压合假体。股骨柄具有光滑的远端表面（箭头），和纹理化的近端表面（箭头），其中发生小梁向内生长和骨质整合。（b）正位X线片显示植入非骨水泥假体的正常表现，包括沿植入物纹理部分的局灶性骨向内生长或点焊（黑色箭头）和骨-假体界面小于2 mm的薄透亮线（白色箭头）。随着时间的推移，因为生物力学德改变，导致应力保护的近端骨（黑色箭头）的骨吸收和假体柄（白色箭头）的骨皮质肥大。 两种类型的假体都改变了股骨的生物力学，导致机械力重新分布时逐渐的骨重建。将正常负荷从股骨颈和股骨转子间区域转移，导致在干骺端近端和转子区域中骨质逐渐废用吸收，引起骨质增生，这种现象称为应力屏蔽。机械负荷的重新分布导致沿远端茎、皮质向内生长区域和假体尖端的皮质肥大。 骨折危险因素与病因： 围手术期股骨骨折发生在植入期和术后期。术中和术后骨折起因于对股骨的不同生物力学损伤，因此表征和管理不同。本文的重点将放在术后期间遇到的骨折，这些术后骨折更可能在急诊中遇到，因为术中骨折通常在手术期间或术后初始X线片中被发现。 术后假体周围骨折的风险因素包括破坏假体稳定性（即松动）的机械因素，和其他本质上削弱骨骼的因素。假体松动或假体与宿主骨的脱粘允许沿骨 - 假体界面的运动，患有假体周围股骨骨折的患者常见松动。它可能先于骨折而导致骨质减弱，也可能是由于损伤本身造成的。一些研究，包括瑞典登记处的一系列1049例病例，已证实70％的骨折病例松动。 假体松动的原因是多因素的。外周因素如假体周围骨折和慢性感染可能导致假体松动。然而，松动的最常见原因是由于髋关节假体的髋臼内衬的材料磨损导致的无菌性骨溶解，这产生具有生物活性的微粒碎片，通过复杂的生化级联反应，导致假体周围的骨吸收。 此外，患有骨质疏松或病理性骨质疏松症的患者的骨折风险增加，包括高龄，骨质疏松症，类风湿性关节炎，股骨骨折病史，翻修关节成形术和类固醇得使用。由于基础骨质差，大多数假体周围骨折是由低影响的创伤或跌倒引起的，或者它们可能在正常的日常活动中自发发生。 温哥华分类系统 Vancouver Classification System： 已经提出了各种分类系统来表征假体周围股骨骨折，包括Johansson等人（19），Cooke和Newman（20），Bethea等人（12）以及Tower和Beals（21）的那些分类。这些系统虽然可用于表征骨折形态，但在指导治疗决策方面证明不太有价值。 Masri等人的温哥华分类系统（（图4），结合了整形外科医生用于指导骨折管理的三种影像学特征：（a）骨折部位，（b）内置物的稳定性，以及（c）周围的骨质量库存。 植入物的稳定性或不稳定性（松动）和骨质的质量对整形外科医生来说是特别重要的，因为当任何一种受损时需要更复杂的操作（例如，植入物的外科修复）。 
图4。图中显示了温哥华分类系统的简化，其中包括整形外科医生用于指导骨折管理的三种影像学特征：（a）骨折部位，（b）种植体的稳定性，以及（c）周围骨质量。骨折局限于三个解剖区域之一：转子（温哥华ALT和AGT）; 股骨柄包括内侧支撑，股骨柄，股骨柄远端（温哥华B1，B2，B3）; 远处股骨干（温哥华C）。温哥华B骨折根据假体的稳定性和周围骨质的质量进行细分。AGT =大转子; ALT =小转子; B1 =稳定的假体，优质骨质; B2 =假体松动，骨质优质; B3 =假体不稳定，骨质量差; troch =转子。 温哥华术后假体周围骨折分类系统已被证明具有可重复性，可靠性和有效性。它已成为临床实践中使用最广泛的分类系统。其标准已扩大到包括术中发生的假体周围骨折; 然而，据我们所知，尚未进行大规模研究来验证术中骨折分类。 骨折部位： 在温哥华分类系统中，骨折分为三个解剖区域之一：转子（温哥华A），股骨柄（温哥华B），以及股骨柄远端（温哥华C）（图5）。温哥华股骨转子间骨折进一步细分为大转子（AGT）和小转子（ALT）的骨折。分离到小转子的假体周围骨折非常罕见，并且通常代表髂腰肌腱的撕脱型骨折，而不会破坏股骨的内侧支撑。这些骨折很少会影响种植体的稳定性并且保守治疗。 图5。正位X线片显示温哥华分类系统中的四个断裂带。内侧支撑（medial buttress）被定义为沿股骨近端干的内侧皮质。这是一个重要的射线照相标志，因为内侧支撑的骨折可能会损害植入物的稳定性。AGT =大转子，ALT =小转子，B =沿股骨柄，C =远离股骨柄。 温哥华B分类包括沿股骨柄和股骨柄远端的骨折（图6）。根据假体的稳定性和周围骨质的质量，进一步细分这些骨折。温哥华B1表示稳定的假体和优质骨质，温哥华B2表示假体松动，骨质优质，温哥华B3表示假体不稳定，骨质质量差。值得注意的是，涉及内侧支撑的近端部分的骨折通常损害假体稳定性，并且通常与股骨部件的下沉相关。因此，它们应归类为温哥华B2或B3骨折，反映假体不稳定性。 图6。正位X线片显示温哥华B骨折位于（a）或股骨干的远端（b）。（a）正面X线片显示沿股骨柄的骨折，破坏了股骨的内侧支撑（箭头），内侧支撑或近端固定界面的破坏表明植入物松动。该骨折被归类为温哥华B2（沿着茎，植入物松动）。（b）不同患者的正位X射线片显示股骨假体远端的倾斜的股骨移位骨折（箭头）。内侧支撑和固定界面完好无损。这被归类为温哥华B1（就在茎的远端，植入物稳定）。值得注意的是，b图可以看到明显的拼接线，这样可以展示整个相关解剖结构。 温哥华C骨折包括远离股骨柄的骨折，定义为假体尖端远端约4-5厘米。该距离允许足够的周向完整的皮质用于螺钉固定，而与假体的存在无关。 假体稳定性： 当植入物与骨骼的固定界面完好时，植入物被认为是稳定的。当植入物的骨整合被破坏时，它被认为是不稳定或松动。松动的存在与否对假体周围骨折患者的管理具有重要意义。对于没有松动迹象的稳定植入物的患者（温哥华B1），可以保留股骨柄。可以通过开放复位和内固定治疗骨折，有或没有皮质支撑同种异体移植物。当假体松动时（温哥华B2和B3），需要更复杂的手术，包括翻修关节成形术或股骨近端置换术。 当确定股骨假体柄（温哥华B）周围骨折时，应仔细检查固定界面，并与之前的X光片进行比较，以确定松动的迹象。然而，在许多情况下，X线片上的松动可能并不明显，并且可能仅通过术中应力操作期间的假体运动来明确识别。松动可以有各种各样的外观，取决于它是由骨折（创伤性松动）引起还是在骨折之前（无创伤性松动）引起。 创伤性松动 - 创伤后松动可以通过骨折、假体移位或种植入物断裂来确定假体周围固定界面的破坏。在创伤时施加在植入物和骨上的力，可以剪切向内生长的骨或破坏水泥外套，导致股骨组件从骨的主要碎片脱离（图7）。 图7。照片显示来自患有外伤假体松动的患者的外植假体，与假体周围骨折相关。在创伤性松动的情况下，沿着植入物的纹理表面（箭头）的向内生长的骨被剪切掉，这破坏了股骨和植入物之间的固定。注意，沿着植入物的平滑部分（箭头）没有看到向内生长。 应特别考虑假体固定机构，特别是压配合假体的纹理表面和骨水泥假体中的水泥外套来描述骨折的程度。平行破坏任何固定界面的骨折，导致创伤性松动，总是被认为是不稳定的（图8）。同样应该描述倾斜地延伸到界面或邻近界面的骨折延伸，因为这可能表明假体不稳定（图9）。 图8。X线片显示固定界面上的骨折与假体不稳定有关（温哥华B2和B3）。（a）X线片显示穿过内侧支撑的移位骨折，沿着压配合植入物的纹理向内生长表面延伸（箭头），表明假体不稳定（温哥华B2）。（b）X线片显示沿着水泥 - 假体界面（箭头）延伸的移位骨折，表明假体不稳定（温哥华B2）。（c）X射线片显示沿着压配合假体的远端（光滑）表面（箭头）延伸的移位骨折。由于沿着这种类型的植入物的近端纹理表面发生骨向内生长，因此该假体不会被认为是松动。该骨折被归类为温哥华B1（骨折位于茎，稳定假体）。 图9。70岁患者的X线片显示穿过内侧皮质的骨折，该骨折延伸到压配合植入物的向内生长表面（黑色箭头）。每当骨折在没有明显破坏的情况下，邻接固定界面时，应该提出不稳定的可能性。另外，该图像显示了通过股骨转子间区域的骨折的轻微移位（白色箭头）。 如果与先前的X光片相比，有任何假体移位（下沉，倾斜或旋转）的证据，假体也被认为是不稳定的。股骨假体的下沉定义为部件相对于股骨的沉降或尾部位移。用于下沉的最准确的参考线包括大转子和股骨假体的侧肩之间的垂直线，以及小转子的最内侧部分和假体的内侧肩之间的垂直线（图10）。如果无法定位这些参考点，则可以使用任何其他固定参考点。可以使用假体的长轴和股骨之间的角度来比较假体的对准。 图10。X光片显示如何通过测量下沉和对齐，来评估假体是否松动。测量假体的内侧肩部到小转子（绿色）的最内侧部分，或从大转子（绿色）到假体的外侧肩部的距离，测量下沉。通过股骨的长轴和假体之间的角度来测量对准（红色弧）。红点=测量参考点。 最后，股骨假体本身的骨折是假体不稳定性的诊断。 无创伤性松动 - 先前松动最常由无菌性骨溶解引起。研究结果表明，在非骨水泥假体中预先存在无创伤性松动包括假体骨折、 骨 - 假体界面处的平行透亮区大于2 mm（特别是如果弥散的）、术后2年进行性线性透明区增大、关节成形术的位置变化，包括干线移位和连续2年后的连续性下沉、假体下部形成骨性基座（图11）、 脱落、和骨内膜扇形影（图12）。如果股骨头部件偏心地位于髋臼杯内（图13），这可能是髋臼内膜过度磨损的征兆。应特别注意寻找骨质溶解的迹象。 图11。髋关节的X线片显示，沿股骨柄定位的粉碎性假体周围骨折（黑色箭头）。一些发现表明假体松动，包括沿着假体的近端纹理表面的破裂延伸（黑色箭头），中央髓管的远端（箭头）的细微扩展，以及轻微的骨基座形成（白色箭头）。骨性基座形成，描述了压配合假体的尖端附近的硬化，认为由于假体运动而出现。 然而，应该注意的是，在植入后的前2年内，出现的细微硬化，可能与体重重新分布的骨重建相关的正常发现。 图12。51岁患者的X线片，其具有压配合股骨假体和髋部疼痛。图像显示假体周围透明度大于2毫米，沿近端股骨柄内侧（黑色箭头）和外侧（白色箭头）具有骨内膜扇形改变。这些发现提示由于骨质溶解引起的无创伤性松动，这增加了该患者的假体周围骨折的风险。 图13。一名74岁患者，骨水泥假体和髋部疼痛的X光片。图像显示沿着股骨和髋臼组件（黑色箭头），骨水泥 - 假体界面（黑色箭头）水泥骨折（白色箭头）、水泥 - 骨界面不规则透明度大于2mm。这些发现与植入物松动一致。在这种情况下，不对称衬垫磨损（白色箭头）表明颗粒疾病是植入物松动的原因。 骨水泥假体无创伤松动的发现包括骨水泥骨折、 假体骨折、 骨水泥界面平行透明度大于2 mm、术后2年线性透明度进展、 在初始X光片上看不到骨水泥界面的任何透明度、和茎移位或沉降（图13）。在植入后的最初2年内，小于5毫米的沉降可能是正常发现。 股骨骨量： 股骨骨量是指股骨假体周围剩余骨骼的数量、位置和完整性。适当的骨折愈合，植入物的牢固固定，和股骨假体的功能性支撑，需要高质量的股骨骨。 沿着股骨柄的不稳定植入物（温哥华B2或B3）的骨折，根据骨量进一步划分。在温哥华B2骨折中，剩余的骨量足以支持标准的股骨柄翻修。在温哥华B3骨折中，部分或全部剩余骨骼不足以固定，必须考虑支持标准翻修柄和其他更复杂的选择。 当患有假体周围骨折的患者存在低骨量的问题时，重要的是骨质流失的严重程度和分布，因为这些因素可能指导整形外科医生选择适当的硬件和修订程序。 骨丢失的严重程度 - 实际上，剩余骨量的质量需要一些主观评估，唯一临床相关的区别是剩余的骨骼是否可以支撑假体。严重骨丢失和非支撑性骨的发现包括，皮质骨变薄和松质骨丧失而中央髓管扩大。此外，严重的骨质减少或高度粉碎，这些因素可能影响整形外科医生的管理决策（图14）。 图14。具有临床显着严重骨质流失的假体周围骨折（温哥华B3）。正面X线片显示假体远端尖端（白色箭头）的假体周围骨折，骨质疏松导致严重骨质流失，骨质疏松，中央股骨管扩大（黑色箭头）和皮质变薄（ 白色箭头）。沿着长柄假体的中轴明显扩大的股骨管（黑色箭头），可能与患者之前（现在更换的）髋关节假体的远端尖端的松动、骨质溶解和/或骨折有关。由于临床上明显的严重骨质流失，存在骨折不愈合、假体的骨整合差以及骨无法支撑翻修假体的风险。 骨丢失的位置 - 对于假体松动和骨质流失的患者（温哥华B3），重要的是骨质流失的分布，因为这一信息指导整形外科医生选择合适的假体，以固定任何残留的结构完整和支持骨骼。我们对骨丢失定位的描述性方法大致与Valle和Paprosky的Paprosky分类系统相似，并将骨丢失归类为影响翻修植入物选择的临床相关区域：转子区域（大致是干骺端），股骨近端，股骨整体，以及整个股骨中骨结构扭曲的广泛损失（图15）。 图15.骨质流失的Paprosky分类图，显示了关于股骨假体的骨丢失/骨质溶解的常见模式。 转子区域的严重骨质丢失，可能需要同种异体移植用于温哥华大转子的骨折。 沿着整个股骨柄更广泛的骨丢失，或涉及大部分骨干，可能需要使用长柄假体、近端股骨置换或增大假体--一种取代整个股骨的植入物进行重建（图15）。 病例分析：
一名56岁的患者，在车祸后出现左髋疼痛（图16a）。位于大转子区域最小位移的骨折，被归类为Vancouver A GT骨折。该患者采用外展预防措施和保护负重进行保守治疗。 图16。大转子区假体周围骨折的出现和处理。（a）X线片显示大转子小位移骨折（箭头），采用外展预防措施保守治疗。（b，c） 不同患者的X线片显示明显位移的大转子骨折（b中的箭头），以及骨折的处理方式（c）。在该患者中，骨折导致外展无力和持续性疼痛，断裂所需的（c）中的内固定用板和环扎线构造（在C箭头 ）。 大转子骨折很少损害假体的完整性或稳定性。如果没有明显移位，这些骨折可以采取外展预防措施和保护负重6-12周。如果移位大于2.5厘米或如果骨不连导致疼痛或外展无力，则考虑使用或不使用自体移植固定，取决于可用的干骺端骨量（图16b）。移位的大转子骨折与髋关节外展肌的减弱有关，并且可能增加未来髋关节脱位的风险。 一名65岁的患者，在淋浴后出现左臀部不适和无法承重（图17a）。假体周围股骨骨折位于股骨远端（温哥华B）。骨折没有延伸到假体的近端向内生长部分，或沿着假体的近侧向内生长部分延伸，这使得植入物稳定。将骨折分类为温哥华B1，并用板，螺钉和环扎线结构进行内固定治疗。 图17。一名65岁患者，摔倒后左臀部不适，温哥华B1骨折。（a）X线片显示沿远端股骨柄的最小位移但严重成角的骨折（箭头）。该假体的近端固定表面不受影响，并且存在高质量的近端骨量，因此该骨折被归类为温哥华B1。（b） X线片显示骨折是通过保留股骨假体和骨折内固定来治疗的。沿着股骨柄的骨折和稳定的假体（温哥华B1）用钢板固定治疗并保留稳定的固定良好的股骨假体（图17b）。如果在术中观察到不良骨质，可考虑同种皮质支撑。由于老年高危患者群体中，骨折不愈合的高发率和长期固定并发症，不再建议对这些骨折进行保守治疗。 一名67岁的患者,在过去一年中出现左髋疼痛，并在前一天与她的孙子一起玩时出现严重恶化（图18a）。X线片显示沿股骨柄（Vancouver B）的假体周围股骨骨折，伴有假体不稳定的多种发现，包括假体的纹理部分的骨折延伸，内侧支撑的骨折破坏和预先存在的骨溶解，因此将骨折分类为温哥华B2并用长茎修正进行治疗。 图18。（a） X线片显示沿股骨柄（温哥华B）的骨折，伴有假体不稳定的多种发现，包括内侧支撑（黑色箭头）的骨折破坏，假体的纹理部分延伸，以及假体周围透明（骨溶解）（箭头），沿着假体的远端部分皮质变薄。（b）中这种骨折被归类为温哥华B2股骨干骨折，不稳定种植体，并进行了长茎翻修。 一名72岁的患者，出现新的右髋疼痛1天，但近期没有创伤史（图19a）。X线片显示沿假体茎部的股骨骨折，和严重的骨质溶解导致骨量减少和假体松动，将该骨折归类为温哥华B3。骨折采用长柄修复进行治疗，并采用远端固定柄，并在骨折上进行额外的钢板和螺钉固定。 图19。（a）正面X线片显示沿股骨柄（箭头）轻度移位骨折，由于骨质溶解导致假体不稳定和骨质量差。这种骨折被归类为温哥华B3（沿着茎，松动，骨质不良）。（b）骨折采用长柄修复，远端固定的柄（向内生长表面延伸到长柄植入物的尖端）以及跨越骨折的钢板固定。 股骨柄骨折的松动和骨量不足的处理，取决于骨质流失的严重程度和分布。选项包括修复远端固定的茎，近端股骨置换与同种异体移植假体复合，或一个megaprosthesis（图19， 20）。 图20。温哥华B3骨折的管理方案包括长茎修复（见图19b），股骨近端置换同种异体移植物（在箭头一个），假体复合物，或大型假体（b）中。 一名55岁的患者，在车祸后后出现骨折（图21）。X线片显示股骨远端的高度粉碎性骨折，远离股骨假体尖端，将该骨折归类为温哥华C，骨折的处理独立于假体的存在，内固定有板，螺钉和环扎线构造。 图21。（a）X线片显示远端股骨（箭头）的粉碎性骨折，其远离股骨假体（温哥华C）的尖端（> 5cm）。（b）X射线照片显示，骨折的处理独立于假体的存在，板和螺钉固定与股骨假体的远端尖端重叠。 远离假体的骨折被归类为温哥华C骨折。这些骨折的处理与假体的存在无关，通常采用钢板和螺钉固定（图21）。在大多数情况下，皮质板定位与远端股骨柄重叠，以限制应力并防止相关的骨折。当植入物不重叠时，应力集中在植入物之间的骨骼上（也称为应力上升），增加了骨折的风险（图22）。 图22。一名60岁的THA患者，先前有股骨板和螺钉构造固定远端股骨骨折，现在存在股骨植入物之间的骨折。X线片显示近端和远端股骨植入物之间的股骨干骨折。在温哥华C型骨折的固定中，经常两块硬件重叠以降低假体之间的骨折风险。 参考文献：1. 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