兒童髖關(guān)節(jié)脫位“淚滴”影改變與髖臼發(fā)育力學(xué)機制關(guān)系研究

劉堅林，趙黎，沈谷豐，曹俊培，吳振凱，陸佳龍，虞旭初，張君宏

(1.同濟大學(xué)附屬上海市第四人民醫(yī)院骨科，上海 200081；2.上海英華兒童骨科醫(yī)生集團小兒骨科，上海 200092；3.上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院骨科，上海 200092)

骨盆正位片一直是髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良診斷的重要方法，是臨床判斷該病嚴(yán)重程度和治療效果的重要評估方法。在骨盆正位片中，評估和理解髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的重要參數(shù)主要有以下幾點：髖臼指數(shù)的異常、Shenton線連續(xù)性中斷、股骨頭骨化核不在Perkin方格的內(nèi)下象限、Wiberg中心邊緣角減小(>6歲的兒童)、股骨的干骺端和髖臼“淚滴”之間的距離增加、髖臼頂部骨質(zhì)的改變以及髖臼的“淚滴”影出現(xiàn)變形等相關(guān)指標(biāo)。而髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者中觀察到的上述重要參數(shù)改變現(xiàn)象，是可以用頭臼匹配，或頭臼之間的同心運動這一力學(xué)原理來解釋的[5,6]。但唯獨“淚滴”影變形無法與這一原理聯(lián)系在一起，并且長期以來沒有得到合理解釋。

為此，筆者收集了2013年01月-2016年01月在本院診斷為髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的52例患兒(70髖)，我們通過骨盆正位片觀察其“淚滴”影的變化，以及“淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭中心點的關(guān)系，并認(rèn)為，“淚滴”影的變形、“淚滴”外側(cè)支弧形線變化和脫位股骨頭關(guān)系，是髖周肌肉在髖臼發(fā)育過程中作用于脫位髖關(guān)節(jié)的結(jié)果。現(xiàn)將研究結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2013年1月-2016年1月在本院診斷為髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的患兒52例(70髖)，均符合以下納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者≥3歲；(2)確診為髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良髖關(guān)節(jié)完全脫位(T?nnis III度和IV度)；(3)未接受過任何治療的延誤診斷患兒。其中，患兒平均年齡為77.9個月(36～172個月)；女性43例，男性7例；髖關(guān)節(jié)脫位：雙側(cè)18例，左側(cè)22例，右側(cè)12例。所有患者均經(jīng)門診高年資醫(yī)師確診為髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良，并通過骨盆正位X線片確定為髖關(guān)節(jié)完全脫位(T?nnis III-IV度)患者，詢問病史皆在拍攝骨盆正位X線片前未接受過任何治療。

1.2 研究方法

52例患兒(70髖)按年齡大小順序排列分為7組，3-8周歲按每1周歲為一組，共得6組，≥9歲為第7組。按組別計算“淚滴”外側(cè)支弧形線和脫位股骨頭中心點為同心圓性關(guān)系的髖數(shù)百分比。

在骨盆正位X線片上，評估以下指標(biāo)：(1)“淚滴”是否變形及變形程度。變形的程度定義為四度(圖1)：0度：正常“淚滴”影，“淚滴”外側(cè)支弧形線與內(nèi)側(cè)支呈光滑弧形相續(xù)，坐骨支無內(nèi)收，閉孔無增大；Ⅰ度：輕度變形“淚滴”影，“淚滴”外側(cè)支弧形線與內(nèi)側(cè)支依然呈弧形相續(xù)，但較對側(cè)正常影變形，坐骨支無明顯內(nèi)收，閉孔略增大；Ⅱ度：中度變形“淚滴”影，“淚滴”外側(cè)支弧形線與內(nèi)側(cè)支呈銳性相續(xù)，坐骨支內(nèi)收，閉孔增大；Ⅲ度：重度變形“淚滴”影，“淚滴”外側(cè)支弧形線與內(nèi)側(cè)支不相續(xù)，坐骨支明顯內(nèi)收，閉孔增大。(2)評估“淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭中心點是否為同心圓性關(guān)系：以股骨頭中心點為圓心，經(jīng)過“淚滴”外側(cè)支弧形線的圓如果可以與該線吻合，即為“淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭的中心點為同心圓性關(guān)系(圖2)。

圖1 “淚滴”的變形程度分級

圖2 “淚滴”外側(cè)支弧形線和脫位股骨頭中心點的同心圓性關(guān)系

1.3 統(tǒng)計方法

(1)“淚滴”是否變形及變形程度的指標(biāo)由2名兒骨科醫(yī)師分別間隔10 d各做2次評估，經(jīng)SAS 9.2統(tǒng)計學(xué)軟件進行處理，采用Kappa檢驗評估各組觀察者之間對變形程度定型的一致性。(2)對“淚滴”是否變形及變形程度的分級與患兒年齡之間進行Kruskal-Wallis檢驗；以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患兒總體情況

52例患兒的年齡分組情況，以及各組性別、髖關(guān)節(jié)脫位情況、骨盆“淚滴”影變形程度和“淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭中心點為同心圓性關(guān)系的例數(shù)分布，見表1所示。

表1 52例(70髖)患兒的髖關(guān)節(jié)脫位分布及骨盆“淚滴”影變形程度分級情況

注：*表示“淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭中心點為同心圓性關(guān)系的髖關(guān)節(jié)數(shù)量

2.2 患兒年齡與“淚滴”是否變形及變形程度的相關(guān)性

“淚滴”是否變形及變形程度，由2名兒骨科醫(yī)師分別間隔10 d在不同地點各做2次評估，評估結(jié)果分別記作觀察者A1和A2，觀察者B1和B2。結(jié)果觀察者A出現(xiàn)3例評估不一致，觀察者B出現(xiàn)2例評估不一致；觀察者A和B之間共出現(xiàn)5例評估不一致。通過Kappa檢驗認(rèn)為：“淚滴”是否變形及變形程度的分級評估，在觀察者內(nèi)和觀察者間是一致的(P<0.001)。

通過Kruskal-Wallis檢驗，發(fā)現(xiàn)年齡與“淚滴”是否變形及變形程度分級之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(P=0.001)，即“淚滴”是否變形及變形程度隨著患兒年齡增加而逐漸加重，見表2。

表2 患兒年齡與“淚滴”變形程度分級的Kruskal-Wallis檢驗

2.3 各年齡組患兒的同心圓性分布趨勢

表3可見，淚滴”外側(cè)線與脫位股骨頭中心點同心圓性比例按年齡組別的分布趨勢為：同心比例在3-7周歲逐漸增高，至7周歲達最高峰，而7周歲之后呈逐漸下降趨勢(表3，圖3)。

表3 各年齡組患兒的淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭中心點同心圓性關(guān)系分布情況

圖3 不同年齡組患兒“淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭中心點同心比例的分布

3 討論

Bowerman認(rèn)為“淚滴”影是髖臼內(nèi)壁結(jié)構(gòu)的重疊影。而在髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者骨盆正位X線片中，常有“淚滴”影變形的報道，Katz的報道中描述：骨盆存在輕微不對稱，脫位側(cè)閉孔增大，“淚滴”外側(cè)線移位，髂骨翼寬度減小，通過比較相關(guān)解剖學(xué)研究，他們認(rèn)為“淚滴”外側(cè)線是髖臼最深處的界限。在髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者行三維CT骨盆重建的研究中，也發(fā)現(xiàn)骨盆有變形不對稱存在。但這些現(xiàn)象在疾病的診斷治療過程中并不能得到合理的解釋，因此在髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的治療中這些變形也未得到重視。

此外，盡管“體重和髖周肌肉的作用是髖關(guān)節(jié)發(fā)育的力學(xué)環(huán)境”這一理論已形成廣泛共識，但在臨床診療中，學(xué)者們往往不能深刻考量和綜合考慮這兩者的作用與關(guān)系。具體而言，在分析髖關(guān)節(jié)相關(guān)疾病時，當(dāng)前研究和臨床認(rèn)知往往只考慮體重對髖關(guān)節(jié)的影響，而忽略了髖周肌肉對髖關(guān)節(jié)發(fā)育的作用，造成了認(rèn)識的局限；其次，在考慮髖關(guān)節(jié)所受外力時，往往只考慮外力作用于股骨頭和髖臼之間，卻從未考慮過髖臼內(nèi)部的受力情況。而實際情況是：髖臼由髂骨、坐骨和恥骨構(gòu)成，它們之間通過髖臼周圍軟骨相聯(lián)接，如果將髖臼周圍軟骨看成是一個“彈力膠”，起到將髂骨、坐骨和恥骨“粘合”在一起的作用，則可以認(rèn)為，髖周肌肉除了以股骨頭為支點、通過牽拉股骨作用于頭臼之間外，還通過肌肉附麗處的連接牽動髂骨、坐骨和恥骨，進而對“彈力膠”(髖臼周圍軟骨)形成牽拉作用而影響髖臼的發(fā)育。具體而言，Ponseti的研究表明，髖臼軟骨是一個復(fù)合體，其周邊為“杯型”軟骨，中間為“Y”型軟骨；在“杯型”軟骨的髂骨、坐骨和恥骨邊緣有三個骨骺生長區(qū)，對應(yīng)髖臼發(fā)育的加深；在“Y”型軟骨中心區(qū)域存在另一個骨骺生長區(qū)，對應(yīng)髖臼發(fā)育的增寬。上述觀點即表明，髖周肌肉對髖臼的牽拉將作用于“Y”型軟骨中心區(qū)域的骨骺生長區(qū)；而髂骨、坐骨和恥骨各骨的肌肉牽拉力的大小和方向，決定了未來髖臼在空間上的方向和形態(tài)。

本次研究結(jié)果證實了這一論斷，我們發(fā)現(xiàn)：“淚滴”變形程度隨著患兒年齡的增加逐漸嚴(yán)重，坐骨內(nèi)收也逐漸增加。具體如下：(1)變形的產(chǎn)生是股骨頭脫位后，髖周肌肉以脫位股骨頭中心點為新支點，對坐骨和恥骨牽拉方向的改變，導(dǎo)致髖臼坐骨和恥骨朝著適應(yīng)新中心點發(fā)育的結(jié)果；(2)適應(yīng)新中心點發(fā)育的速度和過程分為三個階段：①適應(yīng)過程：脫位后的股骨頭與骨盆形成了假關(guān)節(jié)，髖關(guān)節(jié)周圍所有肌肉都將圍繞該假關(guān)節(jié)為中心進行日常活動，而此時真臼中的坐骨和恥骨在髖周肌肉拉力的作用下，也將朝著適應(yīng)新的“髖關(guān)節(jié)”中的股骨頭中心點發(fā)育，逐漸內(nèi)收。這一過程在脫位早期可能并不明顯，此時“淚滴”外側(cè)支弧形線和脫位股骨頭中心點同心比例也不高，但伴隨年齡增長，呈現(xiàn)逐漸增高趨勢。如本研究中(圖4(a))所示，在7周歲之前，“淚滴”外側(cè)支弧形線和脫位股骨頭中心點同心比例逐漸增高，是坐骨和恥骨在形態(tài)上逐漸適應(yīng)新的關(guān)節(jié)中心點的過程。此階段“淚滴”和坐骨支一般變形較輕。②維持過程：伴隨年齡增加，在持續(xù)的髖周肌肉牽拉作用力下，“淚滴”變形和骨盆變形程度繼續(xù)加重，髖臼坐骨和恥骨適應(yīng)了新中心點并發(fā)育完全，結(jié)果“淚滴”外側(cè)線在多數(shù)患者中開始與脫位股骨頭中心點完全同心，如本研究中(圖4(b))所示，此時“淚滴”影和坐骨支一般呈中度變形狀態(tài)。③再脫位或無法適應(yīng)過程：7周歲之后，“淚滴”外側(cè)線和脫位股骨頭中心點同心比例又呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，這是和髖關(guān)節(jié)脫位后的演變過程相聯(lián)系的。脫位的股骨頭在長期行走中，受體重的影響，進一步向高位移位，再次形成新的股骨頭中心點。而此時，“Y”型軟骨已處于大部分閉合的狀態(tài)，恥骨和坐骨繼續(xù)發(fā)育變形的潛能已喪失，不再有進一步塑形的能力。此時“淚滴”影和坐骨支一般呈重度變形狀態(tài)，正如本研究中發(fā)現(xiàn)(圖4(c))所示。(3)7周歲前和7周歲之后觀察到的“淚滴”外側(cè)線和脫位股骨頭中心點完全同心比例都較7周歲時低。這可能與二者之間發(fā)生機理不同有關(guān)，7周歲前“淚滴”外側(cè)線和脫位股骨頭中心點同心比例低是因為：坐骨和恥骨變形發(fā)育沒跟上股骨頭的新位置，但仍在朝著新的關(guān)節(jié)中心點發(fā)育的過程，此時“淚滴”影變形程度輕。而7周歲之后“淚滴”外側(cè)線和脫位股骨頭中心點同心比例低是因為：坐骨和恥骨變形跟上股骨頭的新位置后，脫位的股骨頭在長期行走中，受體重的影響，進一步向高位形成假臼，但“Y”型軟骨已部分閉合，坐骨恥骨再變形的能力消失，而無法再適應(yīng)新的關(guān)節(jié)中心點造成的。但從骨盆片上觀察“淚滴”影變形程度已經(jīng)很嚴(yán)重了。這與“淚滴”影和骨盆變形程度伴隨年齡增加而逐漸加重這一研究結(jié)果，是相一致的。

((a)3歲患兒，髖關(guān)節(jié)完全脫位，輕度變形“淚滴”影，坐骨支無明顯內(nèi)收，閉孔略增大，淚滴”外側(cè)線和脫位股骨頭中心點不同心。(b)6歲半患兒，中度變形“淚滴”影，坐骨支內(nèi)收，閉孔增大，淚滴”外側(cè)線和脫位股骨頭中心點同心。(c)7歲半患兒，重度變形“淚滴”影，坐骨支明顯內(nèi)收，閉孔增大，淚滴”外側(cè)線和脫位股骨頭中心點不同心)圖4 不同年齡的頭臼同心

綜上所述，本研究認(rèn)為，“淚滴”影的變形以及“淚滴”外側(cè)支弧形線與脫位股骨頭的關(guān)系，是在髖臼發(fā)育過程中髖周肌肉以牽拉力作用于脫位髖關(guān)節(jié)的結(jié)果。髖臼的發(fā)育是在頭臼匹配的基礎(chǔ)上，在體重和髖周肌肉造成頭臼之間的壓力和髖臼內(nèi)部所受牽拉力的作用下，各骨骺生長區(qū)協(xié)同生長的結(jié)果。

4 結(jié)論

(1)髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者，骨盆正位片中“淚滴”影的變形是由髖臼在發(fā)育過程中，坐骨和恥骨長期遭受不正常的髖周肌肉牽拉力造成的。(2)髖臼的發(fā)育是在頭臼匹配的基礎(chǔ)上，在體重和髖周肌肉造成頭臼之間的壓力和髖臼內(nèi)部所受牽拉力的作用下，各骨骺生長區(qū)協(xié)同生長的結(jié)果。