人体骨盆矢状面解剖参数在髋关节置换中的作用

人体骨盆矢状面解剖参数在髋关节置换中的作用 中山大学附属第一医院关节外科，510080 (中华医学杂志，第93卷，第15期，1190-1191页，2013) 躯体平衡是解剖与功能相对应的体位姿势的表现，特别是冠状面和横断面的平衡一直是关节外科医师关注和判断手术成功与否的关键指标，然而躯体矢状面平衡作为涉及脊柱、骨盆、髋和膝的躯体平衡判断指标，虽然在脊柱外科已开始得到重视和研究 [1]，但是在关节外科领域仍未能获得足够的重视。对强直性脊柱炎或有脊柱内固定病史的患者行关节置换，因为脊柱的代偿性改变，躯体矢状面平衡对指导和分析这类患者进行髋、膝关节手术治疗方案有着重要作用。 本文从关节外科角度出发，对脊柱、骨盆和髋关节矢状面躯体平衡的相关解剖参数在关节外科的应用进行文献复习并做简明综述。 骨盆矢状面解剖参数及其关系 躯体达到平衡的最终目的在于用最小的肌肉作用力使位于骨盆基底的股骨头能够保持身体平衡，而在矢状面平衡中骨盆入射角 (pelvic incidence, PI)、骨盆倾斜角 (pelvic tilt, PT)和骶骨倾斜角 (sacral slope, SS)，对评估脊柱、骨盆和髋膝关节的形态和躯体的受力重心有着重要作用。骨盆入射角PI是指矢状面上两侧股骨头中心连线的中点与骶骨上终板中点的连线与骶骨终板上方中点的垂线的夹角。骨盆倾斜角PT是指矢状面上躯体垂线与两侧股骨头中心连线的中点与骶骨上终板中点的连线的夹角，而骶骨倾斜角SS是指矢状面上躯体水平线和骶骨终板上方的夹角 [2]。PI主要是通过骶骨板与股骨头的关系来评估骶盆的形态，对于每一个体这是一个形态学的常数指标 [3]，而PT和SS主要用于评估骶盆平衡。PI、PT和SS间有着密切关系，研究表明三者关系为PI = PT + SS，而且三者的这种函数关系在男性和女性中是相似的 [4]。 PI值决定着骶骨板相对于股骨头的位置 [2]。拥有较高PI值的患者表现为前后位直径较大的水平向骨盆，此时股骨头在矢状面上位于骶骨板中点的前方，对矢状面失衡有着较好的适应性，能较大幅度的后倾，提高骶骨和股骨头在矢状面上的后方偏心矩，但是髋关节的伸展约束着骨盆后倾，使SS不会轻易出现0°的情况。相反，PI值较低的患者在骨盆前后位的直径则表现为很窄的骨盆环，而SS的适应能力也较受限，SS比较容易出现0°的情况。 SS是骶骨板在水平线上的方向性参照指标。当骨盆旋向后方时（后倾），PT值增高；当骨盆旋向前方时（前倾），PT则减低。所以PT和SS是体位参数，随着体位变化两者变化相反。围绕双侧髋股关节轴，骨盆能够沿着股骨头旋转（前倾或后倾）可能是矢状面平衡的最佳调节机制之一。基于PI、PT和SS的关系，PI能直接影响PT和SS的可能值，从而调节矢状面失衡的最大或最小代偿能力。 研究指出PT理想的非病理性上限应为小于PI值的50% 。同样，SS理想值应大于PI值的50% [5]。在严重的强直性脊柱炎患者，其PI值较低，如前所述髋关节的伸展不能限制骨盆的后倾，从而0度的SS有可能达到 [6]。 骨盆形态或位置决定了骶盆参数，而骨盆前方的投射或者Lewinnek平面（anterior pelvic plane）是全髋关节置换（Total hip replacement, THA）中用于关节假体导向的经典参数，从髋臼假体的正位片上看安全位置为前倾角5°～25°和倾斜角30°～50° [7]。所以，脊柱融合或强直对髋关节有着巨大的影响，而这些患者关节假体调节的难度进一步说明了这些矢状面解剖参数的重要性。 骨盆矢状面解剖参数对髋关节置换中髋臼外展角的影响 矢状面上髋臼倾斜度和SS的相互依赖性可以很明显的从侧位片看出来 [8]。在站立位时，SS值较高而髋臼杯的倾斜则较小。相反，在坐立位时，SS值降低而髋臼杯倾斜则增加。THA的髋臼假体在正侧位片表现为坐立位相对于站立位时垂直，也就是外展角增大。在站立位时髋臼杯的冠状面上外展角平均值介于49~52°，而坐立位时则介于57~64°。同时，在矢状面上外展角在站立位时介于36～47°，而坐立位时则介于51~58° [9, 10]。髋臼倾斜中这些参数的变化能指导调节髋臼假体“前方开口”的方向，减少髋臼和股骨头假体的撞击，这对髋关节置换的稳定性和早晚期的假体磨损有着一定的意义。 但是，身体不正常姿势可以破坏这一分布规律，例如骨盆过度后倾通常是躯体前倾的代偿，而这种适应性姿势改变能使髋臼在正侧位片上较正常情况下垂直，也就是外展角度增加，且在站立位时髋关节处于过度后伸位置。这种髋关节后伸将导致关节的后方撞击。典型例子就是强直性脊柱炎患者行髋关节置换时，因为骨盆代偿性的后倾增加，如果术中以骨盆骨性标志为参考，将假体放置标准位置下，造成髋臼外展度较大且过度“前方开口”，术后患者站立位时会发生髋关节假体的后方撞击和前方脱位，而骨盆在坐立位过度前倾将造成前方撞击[11-15]，这正是脊柱强直患者行髋关节置换术后发生疼痛和内衬磨损加快的原因。 骨盆矢状面解剖参数对髋关节置换髋臼假体前倾角的影响 解剖性前倾角是指髋臼投射到骨盆矢状面中部的横向参考平面垂直于纵轴时，骨盆正位轴和髋臼轴线的夹角 [16]。CT被认为是从横断切面直接测量解剖前倾角的方法，但是这种基于机器的随意性调整测量出来的前倾角是不适合的。因此，在躯干不稳的情况下，特别是当腰骶关节僵硬或在非正常体位时，如何对真正的THA髋臼前倾角（功能性髋臼前倾角）进行评估显得尤为重要 [17-19]。 髋臼功能性前倾角是通过髋臼杯的向前开口进行测量，且随着PT而变化，PT增加则前倾相应增加。在CT层面，特别是在骶骨板上部CT层面计算出来的功能性前倾角可看作是侧位片上测量的SS的反映。 在站立位时，功能性前倾角在横断面上表现为较坐立位时小，而坐立位时髋臼杯表现为完全向前开口，从而避免了髋臼在股骨颈的撞击，这对髋关节屈曲有利。在仰卧位时，虽然PT较站立位时大，脊柱前凸增加，但随着下肢的伸展，前倾仍较站立位时小。一些腰骶关节完全僵硬的强直性脊柱炎患者，在站立位和坐立位这些适应性的前倾角的改变较小，从而导致处于重复性的撞击状态。这些患者会出现脊柱前凸的减少和代偿性的骨盆后倾，而髋臼始终处于过度前倾，从而不影响髋关节的屈曲，但是这会造成髋臼的后方撞击，使患者逐渐丧失在站立位时的髋关节伸直，并加速了内衬的磨损 [20]。 小结 髋臼外展角和功能性前倾角与PT成正相关，而与SS成负相关。对于脊柱融合或强直的患者进行髋关节置换过程中要考虑髋臼矢状面参数对髋臼外展角和前倾角安放位置的影响，使这类患者假体位置的最佳放置位置，减少术后假体撞击综合征和内衬磨损。 参考文献 1. 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