全髖關節置換術后骨對線和股骨參數對關節負荷的影響

郭甲瑞

河南省焦作市第二人民醫院骨科 454000

全髖關節置換術(Total hip replacement，THR)是改善步行功能的常用手術方式，術后3個月患者基本可以恢復獨立行走能力。臨床研究表明，超過90%的患者可基本恢復步行功能，但仍有不少患者術后存在步行障礙[1-2]。近年有學者發現，術后患者外側膝內收力矩相比正常人群有明顯減少，提示膝關節存在負荷不對稱，而這可能是導致步行障礙的重要因素[3-4]。鑒于此，本次研究通過對THR患者手術前后、患側和健側X線下對線指標和股骨相關參數進行檢測，觀察對以關節力矩為表現的關節負荷的影響，探討可能影響關節負荷的相關因素，為臨床THR預后評估以及手術優化提供理論基礎。現將相關研究內容和結果報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 以2017年3月—2018年5月于本院接受全髖關節置換術的43例患者作為研究對象進行前瞻性研究，患者年齡50～76歲，平均年齡(62.34±10.05)歲，男20例，女23例，體質量指數24.57±2.69。納入標準：(1)年齡≥50歲；(2)確診為單側膝骨關節炎；(3)自愿接受全髖關節置換術，并簽署知情同意書。排除標準：(1)具有下肢肌肉萎縮或陳舊性下肢骨骼畸形者；(2)既往下肢骨折或手術史者；(3)合并有精神異常或認知功能障礙者。

1.2 方法 所有患者均于本院接受擇期全髖關節置換術，手術由同一副主任醫師及各主治醫師配合完成，術后接受常規藥物治療，包括抗感染、抗血栓等，并按照康復醫師要求進行下肢功能訓練。

1.3 觀察指標 (1)X線下骨對線檢查：由同一影像學醫分別于患者手術前和手術后1年接受X線檢查，包括：①髖膝關節軸角(Hip knee shaft angle，HKS)即下肢機械軸與股骨解剖軸的夾角；②股骨偏心距(Femoral offset，FO)，即股骨頭中心至股骨干直線的距離；③頸干角(Neck shaft angle，NSA)，即股骨干軸線與股骨頸軸線的夾角；④髖膝踝角(Hip knee angle，HKA)，即股骨機械軸與脛骨機械軸之間的夾角。(2)步態檢測：應用多個高清紅外攝像頭和兩個地面測力臺組成步態分析實驗室，依據Vicon-Plug-In-Gait Full-body模型粘貼反光球，在靜態下校準后，囑患者以日常行走方式和速度來回行走在測力臺上，采用Vicom MX運動捕捉系統收集動力學數據，導出后采用標準方程計算相關參數，其中包括：①膝關節內收力矩(Knee adduction moment,KAM)，第一峰值(KAM1)和第二峰值(KAM2)；②髖關節內收力矩(Hip adduction moment,HAM)，第一峰值(HAM1)和第二峰值(HAM2)；③站立狀態下最大膝關節屈曲度(Knee flexion，KF)、膝關節伸展度(Knee extension，KE)，矢狀面最大膝關節活動度(Knee range of motion，KROM)；④站立狀態下最大髖關節屈曲度(Hip flexion，HF)、髖關節伸展度(Hip extension，HE)，矢狀面最大髖關節活動度(Hip range of motion，HROM)。

1.4 統計學方法 將所得數據錄入SPSS24.0軟件進行統計分析，本次研究相關參數均為計量資料，以(均數±標準差)表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，參數之間關系采用Spearman相關性分析，以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 手術前后X線參數比較 與術前患側相比，術后患側HKS、FO水平增高，HKA水平降低；與健側相比，術后患側HKS、FO水平亦增高，差異均具有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 手術前后各指標檢測結果比較

2.2 術后患者力學參數比較 術后與健側相比，患側KF、KROM以及HROM均減少，差異具有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 術后患者力矩參數比較

2.3 力矩參數與各指標相關性分析 經Spearmna

相關性分析，KAM1與FO、KROM呈正相關(r=0.304、0.310，P=0.048、0.043，見圖1～2)，與HKA呈負相關(r=-0.434，P=0.004，見圖3)；KAM2與HKA呈負相關(r=-0.409，P=0.007，見圖4)，HAM1與HKA呈負相關(r=-0.463，P=0.002，見圖5)。

圖1 KAM1與FO相關性

圖3 KAM1與HKA的相關性

圖4 KAM2與HKA相關性

圖5 HAM1與HKA相關性

3 討論

骨對線變化是THR術可預見的常見改變，既往的研究表示骨對線不齊會增加關節的負荷，如膝內翻會增加膝關節內側負荷[5-6]。而適度增加FO則已作為THR標準操作成為提高假體穩定性，減少關節磨損的重要環節。研究已證實，一定范圍內的FO可使髖關節實現最佳的外展功能和最小的關節面間應力，從而達到股骨柄與其骨交界面間形成最小的軸向力矩[7-8]。本研究結果顯示，THR術后患側FO與術前及術后健側相比均有顯著增高，由此可以解釋關節負荷不對稱的原因之一，即FO較大會增加膝內翻的風險，從而增加膝內側力矩，成為影響關節負荷的重要因素，這與上述相關研究結果一致。在關節力矩方面，本次研究結果顯示，KAM第一峰值和第二峰值、HAM第二峰值與健側相比均無明顯差異，而HAM第一峰值則較健側明顯降低。部分國外研究中患者術后膝關節和髖關節力矩可受步行速度影響而減小[9-10]，而本次研究結果通過公式計算已排除步速對檢測值的影響，因而與健側并無明顯差異。但髖關節力矩減小與Ewen等人[11]的研究結果一致，通過相關性分析可以發現KAM1、KAM2以及HAM1與HKA存在相關性，HKA是下肢整體機械中心軸，恢復HKA是目前THR的目標之一，由此推測術后膝髖關節內收力矩的增加與對線不齊之間可能存在相互影響的關系。既往有研究得出了相似的結論，研究表示THR術后患者通常伴有足前進角的增加和膝關節活動度的增加，這是在下肢力線改變下步行正常化趨勢的表現，而在這一過程中會影響KAM1或KAM2水平的增高[12]，本研究結果中KAM1與KROM的相關性印證了這一結論。Farkas等[13]人研究也顯示，與健側相比，患側的髖內收力矩和關節活動度均明顯減小，提示髖內收力矩與關節活動度有關。然而本次研究也存在一定的局限性，雖然手術均采用同一手術方案，并排除操作技術或經驗對術后結果的影響，但并未區分不同假體是否對術后結局及其相關參數造成干擾。另外機體局部肌肉的肌力也是影響關節負荷的因素之一，個體之間可能存在較大差異，因此在進一步的研究中應考慮該因素的影響。

綜上所述，本研究認為THR術后患側與健側關節負荷有一定的差異，即關節負荷不對稱，而患側髖膝關節軸角、股骨偏心距增加以及髖膝踝角減少等下肢對線的改變與負荷不對稱有關。