|
来源：髋伤每日文献 作者：北京积水潭医院周一新团队 翻译：洛阳正骨医院 严嘉祥 在翻修术中使用金属增强物（3D ACT）合并一个半球形非骨水泥臼杯可以把髋生物力学重建的更完美，尤其对于那些Paprosky III型骨缺损病人。其完美之处体现在重建的旋转中心更靠近解剖性旋转中心、更少的球头—臼杯差异、更大的偏距、更小的双下肢长度差。这些因素在术后早期都影响着翻修术的影像学满意度和临床功能。 背景：重建正常的髋关节生物力学对于一台全髋关节翻修术是非常重要的。但是对于金属增强物在全髋关节翻修术中的应用能否帮助我们重建一个更好的生物力学，有关的资料报道还很少。 方法：回顾性研究了74个使用金属增强物以及非骨水泥半球形臼杯行全髋关节翻修术的病例（Metal组）和77个用大臼杯行手术的病例（Jumbo组）。病例均获得了两年以上的随访。我们评估的指标包括术前术后生物力学参数、影像学以及临床结果的评估。 结果：在Paprosky III型骨缺损病人的翻修术中。Metal组重建的旋转中心距离旋转中心解剖距离比jumbo组靠近了6.5mm（P<0.001）。臼杯大小小了3.6mm（P<0.001）、球头—臼杯大小差异小了5.7mm（P<0.001）。而且在Paprosky III型病人中，Metal组和jumbo组比较旋转中心距离解剖学旋转中心大大减小（垂直距离1.8 vs 14.1mm，P<0.001；水平距离-2.1 vs 7.9mm，P=0.013）；偏距大了4.1mm（P=0.006）；双下肢长度差缩短了8mm（P=0.035）。metal组所有的增强物—臼杯在影像学上评估都是稳定的而jumbo组有一例影像学评估是不稳定的。metal组Harris评分比jumbo组更高（P=0.012）。 结论：在全髋关节翻修术（尤其是Paprosky III型骨缺损病人的翻修术中），金属增强物的使用相比较传统的大臼杯，可以更好的恢复生物力学，其旋转中心恢复得更精准、同时可以减少球头—臼杯之间的差异、重建股骨偏距、缩短双下肢长度差。除此之外，可以获得更好的临床效果和影像学效果。  评价一个全髋关节翻修术成功与否的一个重要指标是生物力学重建情况是否理想。髋关节生物力学影响着外展肌群功能、软组织平衡、关节反应能力、活动度、假体磨损率、植入物稳定性、步态，同时因此也影响了病人满意度和临床功能。影像学评估包括旋转中心位置、臼杯角度、股骨偏距、双下肢长度差，这些指标也是公认的评估髋关节生物力学重建的指标。以上参数即使有小小的变化也可以很大程度的改变临床疗效。之前有一个针对162名髋臼突出的初次全髋关节置换术的病人（107例非骨水泥假体和55例骨水泥假体）的回顾性研究表明，其旋转中心距离解剖性旋转中心向外偏离1mm，翻修的概率增加24%。另外有一篇针对145例DDH患者型骨水泥型初次THA的研究表明，当偏离达到15mm、臼杯松动和翻修的概率明显增加。 然而，我们在临床工作中经常遇到骨缺损情况非常严重的翻修病人。骨量的不理想往往很限制我们对髋关节生物力学的重建工作。对于那些骨量丢失严重的病人来说，即使打入固定螺钉，一个标准的半球形臼杯假体置入在理论上正确的位置也无法得到良好的固定。为了兼顾良好的稳定性和充分的骨长入，外科医生想尽了各种办法，比如大臼杯、同种异体骨、打压植骨、抗内突笼等等。但是这么多方法在取得良好的稳定性的同时往往都会牺牲生物力学重建程度。最近临床上较为常见的方法主要是大臼杯和金属增强物。 大臼杯技术作为一个经典的翻修技术由于其直观的手术方式和令人满意的恢复结果已经在临床上被使用了几十年。这项技术主要是使用一个广泛多孔涂层的超大半球形髋臼臼杯来结合足够多的宿主骨来实现主要的机械稳定性和长期的生物固定。其固定原理主要是通过较大的臼杯可以和宿主骨的髋臼环固定或者至少实现三点固定。然而为了适应更大的臼杯，外科医生往往需要再多磨搓更多的宿主骨，并且使旋转中心上移。 金属增强块主要是形状、大小不同的金属块。可以帮助外科大夫填充各种样式的骨缺损并且可以帮助恢复旋转中心。因此其在恢复生物力学方面有潜在优势。事实上，金属增强块的使用有助于髋臼环的重建或者支撑点的重建并且不会过分磨搓残余的宿主骨，尽管半球形非骨水泥臼杯结合金属加强物取得了乐观的短期、中期疗效，但是很少有文献对其于生物力学重建的优越性有报道。 本研究旨在探讨翻修手术中金属增强物和大臼杯哪个在髋关节功能重建方面效果更好。影像学评估上参数包括和解剖旋转中心的水平、垂直距离；球头和臼杯大小差值；股骨偏距；双下肢长度差；臼杯角度。次要观察的因素包括评估影像学评估和临床体征。我们推断的是在全髋关节翻修术中使用金属增强物配合非骨水泥半球形臼杯比传统的大臼杯可以获得更好的生物力学和更高的影像学评分和临床疗效。 病人和方法 病人的选择 这项回顾性比较研究得到了审查委员机构的批准。我们纳入了2014年4月至2016年8月的76名采用金属增强物合并半球形非骨水泥臼杯的翻修病人和2010年1月至2016年8月的80例非骨水泥使用大臼杯做翻修的病人，所有病人均来自同一医院。 大臼杯是指比初次置换时臼杯大于至少1cm。同时，男性至少64mm以及女性至少60mm。这种对于大臼杯的定义方法也是在针对于亚洲人中的有关研究中广泛使用的。 我们的研究中Metal组失访了两例而jumbo组失访了三例。失访病人在末次随访时均没有证据表明髋臼侧重建失败。剩下的74例试验组病人随访时长平均35个月（24个月～52个月），77例对照组病人平均随访时长52个月（24个月～104个月）。 手术技术 所有的翻修手术都采用了后外侧入路。髋臼侧逐一磨搓至修整成一大小合适骨量合格的半球形宿主骨。jumbo组为了追求髋臼侧宿主骨和臼杯的足够支撑往往要磨搓较多。根据骨缺损的位置和范围，大臼杯磨搓安装的位置往往不是髋臼的解剖位置。大臼杯通常可以实现髋臼环固定或者三点固定。对于Paprosky III型病人，我们还使用了同种异体骨移植（2例）、嵌塞式骨移植（12例）的方法来填补缺损骨量。 对于metal组病人。髋臼通常比初次置换时再多磨搓1到2个号，并且把最后的髋臼搓留在髋臼中用来评估骨量缺损情况，同时评估所需金属块的大小和形状。金属增强物（Zimmer、华沙、AK医疗机构有限公司、北京、中国、金属骨小梁）主要是用来修复髋臼环的完整性或者重建髋臼支撑点。对于那些骨量缺失特别严重的病例，我们可以通过一个支撑金属块（9例）或者两块金属块堆叠的方式（2例）来固定至髂骨上来实现其重建。对于那些髂骨或者耻骨骨量丢失的病人，因为传统的金属块的形状和大小可能与宿主骨的几何结构不适合，所以需要将金属块塑形（17例）或者使用特制的洛特斯增强物（AK医疗有限公司）。增强物植入后，打入半球形非骨水泥臼杯并用螺钉固定。在最后内衬置入之前，我们还用骨水泥来固定臼杯——金属块界面。 如果有必要，还可以对股骨侧进行翻修，翻修时通常不动股骨假体，只是更换一下球头，选择一个合适的球头来提升关节稳定性和软组织张力，最后我们比较得出Metal组的球头是比jumbo大的。 (33.8 vs 31.7 mm, P < .001) 生物力学评估 影像学准备 术前及术后即复查髋部正侧位片。所有x光片都是由科班出身经验丰富的影像科医生所摄，并且常规出片。x线投影在患者耻骨联合上方，与患者的距离为100厘米。本文的两名作者对x光片进行读片并根据Paprosky分型进行分类。为了减少人工错误，还邀请了一名作者校对，并且另外一名作者用minics 16.0建模测量。对于实际大小的测量是以股骨头为对照进行测量的，测量结果与实际结果高度一致。 我们将双侧泪滴的最低点的连线当做x光线的水平线。如果单侧泪滴被翻修磨搓波及到，则需要对对侧的泪滴做一镜像代替。垂直标尺线与水平线垂直，起于泪滴最低点。 翻修术前和术后的旋转中心都是以最匹配股骨头的圆的圆心确定的。为了确保我们评估的旋转中心的准确性，我们还通过对侧的旋转中心进行镜像然后校对。如果对侧的髋臼是不正常的，我们采用Ranawat三角法来确定初始的旋转中心，该方法是基于髋臼的高度约占骨盆高度的20%的理论制定的。 影像学测量 我们以泪滴最低点和解剖学旋转中心为基准，分别测量了重建的旋转中心的绝对位置和相对位置。其中绝对位置是指重建旋转中心距离水平标尺线和垂直标尺线的距离。相对位置是重建旋转中心距离距离解剖学旋转中心的水平和垂直距离。 臼杯大小和球头—臼杯差异是根据已知元件的大小确定的。股骨偏距是通过测量重建后的旋转中心和股骨近段解剖轴的距离来确定的。为了确定双下肢长度差，我们测量了双侧小转子尖与水平基准线的距离。阳性值表示翻修侧的肢长比对侧长，反之则短。为了确定股骨侧假体的调整对患肢长度的影响，我们测量了从旋转中心到穿过同侧小转子尖端并与水平参考线平行的一条线的垂直距离。通过翻修术前后对此距离的比较来观察患肢长度的变化，其中正数表示肢体长度得到了增加，反之减少。我们同样还记录了髋臼外展角和前倾角，臼杯前倾角的记录方式为Widmer提出的反正弦方式。 最后，用来观察生物学重建情况的影像学观察指标包括：距离旋转中心的水平、垂直距离；臼杯大小和头杯差异；股骨偏距；双下肢长度差；臼杯外展角和前倾角。 影像学复查和病例随访 我们要求病人术后第3、6、12个月的时候回院复查随访，然后每年随访一次即可，那些没按规定时间回院复查的病人我们通常都会给予电话随访并且要求其该时间段的复查影像。 我们将术前后每次复查的髋部正侧位片都收集好并且用来评估髋臼侧各组件的影像学的稳定性。根据Delee和Charnley提出的方法来观察臼杯和金属块周围的放射线来进行评估。评价髋臼结构的稳定性，分为不稳定、纤维向内稳定、骨向内稳定。如果评估髋臼结构不稳定，则定义放射学失效。 我们用最后一次Harris评分来评估髋关节功能，同时记录术后并发症和再次翻修情况。不管什么原因导致的髋臼侧再次翻修即为临床失效。 统计学分析 所有的统计工作采用SPSS 15.0软件，当p<0.05时提示有统计学意义，分类变量以百分比计数，连续变量以均数±标准差表示。分类变量采用卡方检验或者Fisher检验。连续变量用t检验或者Wilcoxon秩和检验。组建样本采取独立样本t检验或者Mean-Whitney U检验。翻修前后的旋转中心相对位置的比较采用Levene检验。各变量之间的相关性采用Pearson系数进行评价。假体存活采用Kaplan-Meier检验分析，95%可信区间(CIs)。 结果 两组患者的人口统计学特征具有可比性，试验组术前Harris评分较对照组低（39.3 vs 46.7, P < .001）且Paprosky III型病例较多（73%）。对照组II型较多（71.5%, P < .001）。 距离旋转中心的水平位置和纵轴位置 旋转中心的纵轴位置 Metal组重建的旋转中心比jumbo组更低 (18.9 vs 24.1 mm, P < .001)，并且更靠近解剖学旋转中心 (3.1 vs 9.6 mm, P < .001) 。然而在翻修术前Metal组的旋转中心比jumbo组更高而且离解剖学旋转中心更远。并且我们将所有数据根据Paprosky分型进行了分类比较，发现在Paprosky III型病人的术后旋转中心相对垂直距离小了12.3mm（P < .001）。此外，Metal组的组间数值变化更小（P =0.003）。而在P II型病人中，两组差异只有4.1mm（P=0.015）。 旋转中心水平位置 总的来说，两组的水平绝对位置和相对位置没有差异。 (P=0.915 和 P=0.510)但是在P III型病人中，metal组的旋转中心相比于jumbo组更靠内绝对位置一点（30.7mm vs35.1mm P=0.006），并且离解剖学旋转中心更近（-2.1 vs 7.9mm，P=0.013）。试验组的水平位置组建数据差异同样也不大。重建的COR的水平位置和垂直位置经Pearson校正检验呈中度正相关。Metal组的水平位置组间差异同样也不大。重建的旋转中心的水平位置和垂直位置经Pearson校正检验呈中度正相关。 (Pearson秩和检验, r=0.444, P < 0.001). 臼杯大小和球头—臼杯差 Metal组的臼杯比jumbo组更小（58.2 vs 61.8mm，P<0.001）而且球头—臼杯差更小(24.4 vs 30.1mm,P<0.001)。经过Paprosky分型比较后差异相似。 股骨偏距 术前两组病人偏距没有差异(P=0.292)，但是在P III型病人中，metal组术后偏距比jumbo组更大。(34.5 vs 30.3mm,P=0.006) 双下肢长度差 总的来说，术后LLD两组之间没有差异（P=0.239）jumbo组的股骨侧患肢长度调节比Metal组大 (6.3 ± 14.1 vs 0.7 ± 14.2 mm, P=0.003)。在P III型病人中Metal组的术后双下肢长度差比jumbo组更小。 (3.8 vs 11.8 mm, P=0.035)。双下肢高度差和旋转中心的垂直位置呈中度阴性相关。（Pearson秩和检验，r=-0.534，P<0.001）。 臼杯外展前倾角 两组在臼杯外展角和前倾角方面没有太大差别。 影像学和临床结果 所有臼杯——增强物的骨长入经过观察评估都是稳定的。然而jumbo组中，一例（1.3%）在它第30个月的随访中出现了不稳定；2例（2.6%）出现了纤维向内稳定。metal组的Harris评分比jumbo组更高(86.7±7.4, 数值范围 70-100 vs 83.1±9.0, 数值范围 49-97; P=0.012)。两组的并发症和再翻修率无明显差异。以放射学或临床失败为终点，metal组(98.5%; 95% CI 89.6-99.8)和jumbo组 (94.2%; 95% CI 81.9-98.2）4年累积生存率无明显差异。（P=0.539） 髋部生物学重建情况是评估一台髋翻修的关键之一，越来越多的数据证明使用金属增强物在全髋关节翻修术中可以获得一个非常好的临床结果和影像学结果，但是对于生物力学的恢复的有关报道却很少见，因此我们尝试在对病人术后两年的随访中通过评估影像学资料和临床结果来观察金属增强物合并非骨水泥半球形臼杯的生物力学重建效果。我们的研究主要发现的是：金属增强物重建的旋转中心更接近解剖性旋转中心，并且可以使用更小的臼杯，减少球头——臼杯之间的差异、增加股骨偏距、缩小双下肢长度差，尤其是在P III型病人中，该优势更为突出。 旋转中心的垂直位置和水平位置 这项研究揭示了金属增强物技术可以将旋转中心恢复到近似于解剖结构的位置，骨缺损程度越大，此优势就越越突出。在Paprosky III型病例中，重建旋转中心高度距解剖旋转中心只高了1.8mm，与此同时使用大臼杯却高出了18.1mm，有关的类似报道也不在少数。通过金属增强物技术，利用金属块来恢复臼杯环连续性或者是生物力学支撑点，这不仅可以给髋臼提供足够的骨量，并且可以帮助我们在重建时恢复患者髋关节的旋转中心，还可以给臼杯提供一个良好的支撑。很多病例告诉我们，尽管大臼杯足够大可以填满髋臼，但是为了和宿主骨充分固定，臼杯通常都放的足够靠上或足够靠下。即使大臼杯放的足够靠下，由于大臼杯的几何半径大，还是导致旋转中心比解剖旋转中心高。 使用金属增强物不仅可以避免将旋转中心重建过高，同时我们也发现可以让我们不会把COR重建的太低，这主要是因为金属增强物主要用于坐骨与/或耻骨层面上来提供髋臼下部初始机械稳定性和长期修复（19例，25.7%）。 金属增强物技术同时被证实可以恢复旋转中心的水平位置，通过此技术我们观察到我们通过使用一个限制增强块或2个联合斜置增强块组成一个类似于金属墙来限制COR的水平位置。对于Paprasky III型病人，jumbo 组比Metal组要显著靠外（7.9 vs 2.1mm），大臼杯组的旋转中心靠外情况通过统计学检验，往往和靠上的是正相关的。（peason秩和 r=0.444、p<0.001） 3D模型告诉我们重建旋转中心至解剖位置对于髋生物力学的重要性的并且对髋关节稳定性的重要性。Delp等人观察到旋转中心向上移动2mm、向外移动2mm，髋外展肌群力臂平均减少28%。旋转中心水平位置不仅决定了外展肌群力臂，同时决定了重心；不仅如此还决定了关节反应力。这些因素直接关系到外展功能和关节面磨损程度。Baghdadi等人在一个对于髋臼内陷行初次置换的病人的临床调查中发现旋转中心每向外移到1mm，THA无菌性失败概率增加24%。 本研究的Paprasky III型病例中我们可以观察到大臼杯较金属增强物平均导致12.3mm的垂直移位和10mm的水平移位，通过Bicanlc等人的数学建模可以推导出这使髋多负重8.2%，与此同时，大臼杯治疗Paprasky III型重建的旋转中心较解剖旋转中心靠上15mm，这会导致很大可能性的髋臼侧和股骨侧的假体松动。 臼杯大小和球头——臼杯差异 使用金属增强物可以使我们避免使用一个过大的臼杯并且减小球头——臼杯差异，这两项都影响着翻修术后髋关节的稳定性。髋关节脱位是使用大臼杯后需要注意的项目之一，同时大臼杯会导致髂腰肌撞击综合征并且导致腹股沟区疼痛。传统的大臼杯技术需要对髋臼额外磨锉而取得良好的宿主条件并且给大臼杯置入创造条件，相比较，使用金属增强物需要磨锉更少的宿主骨并且填充骨缺损填充的更有意义。因此不需要更大的臼杯也不会丢失更多的骨量。减少头颈差异可以扩大股骨头与内衬处的空间，这样可以使周围过多的软组织附着，这些软组织往往可以增强髋关节稳定性，金属增强组也可以增加关节空间，但是增加的是局限的，而头杯差较大的关节，其关节间隙普遍较大 关节偏距 对于Paprasky III型病人，如果金属增强物被合理利用的话，由于我们对旋转中心的恢复效果理想，所以偏距也是理想的。但是对于那些大臼杯的病人，由于旋转中心普遍的大移位，因此偏距也受累。 双下肢长度差 对于那些髋臼侧骨量丢失严重的病人使用金属增强物可以帮助控制双下肢长度差。本研究中，Metal组的双下肢长度差为3.8mm，而大臼杯组双下肢长度通常>10mm，这种长度差往往导致步态不稳。对于长度差异通常是因为旋转中心的垂直位置决定的。尽管翻修术前旋转中心下降严重并且已经使双下肢长度差很大了但使用金属增强物可以使旋转中心重建的更靠解剖位置，因此股骨侧相比于大臼杯组需要代偿修复的就更少。（0.7 vs 6.3mm） 尽管双下肢长度差可以通过调整股骨侧长度而被适当找回，但是往往由于以下原因患肢通常是短缩的：1、因为术后周围软组织挛缩，瘢痕组织会限制患肢长度的重建。2、由于骨缺损以及不同程度的骨盆畸形术中比较长短是很困难的。 臼杯外展角与前倾角 两组病人的外展角和前倾角放置大概相似并且需在一个安全范围。之前的报道合并本研究，可以得出金属增强物和大臼杯在翻修中都可以获得良好的臼杯角度。 影像学结果和临床结果 金属增强技术的生物力学优势在放射学和临床结果中得到了体现。所有的臼杯——增强物在影像学评估都是稳定的并且一个大臼杯最后被定义影像学失败。然后在临床上jumbo组有4个脱位还有1个出现无菌性松动。之所以出现这些失败或者并发症，可能和偏离的旋转中心、超大号的臼杯或者大臼杯导致的较差的生物力学性能有关。在髋关节功能方面尽管Metal组的术前Harris评分低于jumbo组，但在最后一次随访中评分还是比较高。因此，接受金属增强治疗的患者髋关节功能得到了更多的改善，这可能是髋关节生物力学改善的结果。除此之外，两组患者术后平均Harris均在80 ~ 90之间，这表明两种技术均能获得满意的髋关节功能。 尽管基于本研究和以前的一些报告，金属增强技术提供了令人满意的短期到中期结果，但需要注意的是，增强物——臼杯界面可能会随着时间推移而产生碎片，这可能导致部件失效和髋臼长期的不良反应。此外，大臼杯技术在Paprosky II型骨缺损病例中仍然取得例了可接受的生物力学结果和临床结果，因此仍是轻度缺损的一种治疗方案。 本研究的局限性 关于本向研究，有几点局限性需要说明。首先由于非随机的性质，Metal组有更多的P III型病例。尽管如此，本研究的结果表明，即使面对更恶劣的骨量条件，metal组可以提供比jumbo更出色的生物力学参数。第二点，这是一个回顾性研究，大球头的使用理论上可以缩小大臼杯组的球头——臼杯差。然而我们发现metal组的球头——臼杯差异比jumbo组还是更小的。  小结一下，在翻修术中使用金属增强物合并一个半球形非骨水泥臼杯可以把髋生物力学重建的更完美，尤其对于那些Paprosky III型骨缺损病人。其完美之处体现在重建的旋转中心更靠近解剖性旋转中心、更少的球头—臼杯差异、更大的偏距、更小的双下肢长度差。这些因素在术后早期都影响着翻修术的影像学满意度和临床功能。长期随访结果将进一步确定患者是否将受益于与金属增强技术改进的生物力学。 When RPC Meets ABM
爱康医疗作为中国骨科植入物行业的领军企业，先后获得国内金属3D打印植入物的CFDA注册许可（髋关节系统、人工椎体系统、椎间融合器系统）。2015年8月3D ACT人工髋关节系统经过临床验证获准上市，同时相关核心技术全部拥有自主知识产权。 爱康推出的ITI（Image To Implant）技术平台是在3D打印领域与数字化领域的又一次革新：周全的术前规划，让医生提早知道术中可能存在的风险，不仅缩短了手术时间，提高了手术精准性，更为病人的安危提供了有效的保障。 在过去的几年中，爱康医疗基于3D ACT技术先后完成了人工寰枢椎（人工椎体）、全颈椎、多节段胸腰椎、人工肘关节、人工腕关节、全膝关节、人工全骶骨、半骨盆（骶髂关节至耻骨）等多项个性化设计假体置换，为外科医师提供了基于精准医疗理念的解剖重建解决方案，这为医生和患者插上想象的翅膀，并终变现实！ |
|
|
