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不同体位下发育性髋关节发育不良的脊柱-骨盆矢状面研究进展

2020-10-07 203 上传者：管理员

摘要：发育性髋关节发育不良（DDH）作为严重影响患者髋关节结构及功能的一种骨科疾病，其在脊柱-骨盆矢状面上的形态与平衡越来越受到关节外科与脊柱外科医生的重视。不同体位（站立、坐立、仰卧）下DDH患者脊柱-骨盆矢状面参数存在诸多不同，而这种随患者体位改变而发生的矢状面参数变化对于全髋关节置换术前设计及术后髋脊平衡有着很大的影响。该文总结包括DDH在内的脊柱-髋关节疾病在不同体位下矢状面平衡的多篇国内外研究，以了解可用于脊柱-骨盆矢状面平衡的影像学参数，为后续研究提供参考。

关键词：
体位
发育性髋关节发育不良
脊综合征
髋关节置换术
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发育性髋关节发育不良（DDH）是髋臼发育缺陷造成髋臼对股骨头覆盖不良，股骨头在运动过程中与髋臼出现不匹配，最终发展为继发性髋关节骨性关节炎的一种骨科常见病。随着髋-脊综合征（HSS）这一概念的提出，骨科医生开始将脊柱、骨盆及下肢的形态视为一个整体看待。由DDH导致的骨盆-脊柱畸形在体位改变（站立位-坐位-卧位）的过程中，会对脊柱-髋关节-下肢的矢状面平衡造成不同程度的影响。本文针对包括DDH在内的脊柱-髋关节疾病在不同体位下的矢状面研究现状作一综述，希望对后续的研究提供参考。

1、DDH与HSS的概念

人类在长期的进化过程中获得了不同于其他灵长类动物的直立行走能力，而人类稳健的直立行走能力离不开躯干与四肢的协调。髋关节作为维持人类直立行走及日常生活重要的球窝关节，其在矢状面上与脊柱形成铰链形态，脊柱-骨盆-下肢链式结构概念的提出表明在维持人体姿势时，上述结构中的每一个部分的形状和方向都紧密相关，而相邻的部分以最低程度能源支出来保持躯体稳定的姿势[1,2,3]。当髋-脊关系发生改变时，人体势必通过调节姿势维持平衡，而这一过程会带来更多的能量消耗，并导致疲劳和疼痛[4,5]。

DDH会出现半脱位、脱位，随着年龄的增长和身体的发育，髋臼缘局部机械性负荷的增加逐渐导致髋关节负重区软骨改变、骨质增生，随着疾病进展，最终将发展为继发性髋关节骨性关节炎[6,7]。

髋关节病变多表现为疼痛和活动受限，这一过程往往需要患者改变步态及躯体姿势去代偿因髋关节病变所带来的矢状面不平衡[8]。OFFIERSKI等[9]发现髋关节疾病可在矢状面上对脊柱产生影响，并在1983年将这一现象定义为HSS。

2、涉及不同体位下DDH患者的骨盆矢状面参数

髋关节出现疾病时，患者通过调整体态来获得症状缓解，因此通常出现脊柱-骨盆矢状面上的变化。这一变化通常表现为骨盆矢状面倾斜程度的改变。2005年MCKIBBIN[10]在研究中阐述了骨盆倾斜程度与髋臼倾斜角度的关系。研究中分别拍摄30例健康受试者站立位及仰卧位X线片，并以耻骨联合上缘与双侧髂前上棘连线所构成的平面，即骨盆前平面（APP）作为参考平面，得到结果：仰卧位时，平均骨盆倾斜度为-4°，站立位为-8°；骨盆倾斜每增加1°，髋臼前倾会减小0.7°[11]。并且，WAN等[12]在2009年的一项研究中使用电脑导航及CT扫描对100例初次全髋关节置换术（THA）患者进行仰卧位测量，也发现骨盆前倾每增加1°，髋臼前倾角会减小0.8°。以上两项研究均提示，在不同体位下拍摄X线片，骨盆矢状面的参数会发生改变。

THA是改善多种髋关节疾病终末期症状的有效方法之一[13]。THA中髋臼杯摆放的角度对于手术成功率及患者体验有显著的影响[14]。目前研究认为，骨盆前倾越大，髋臼前倾角度越小；反之，则髋臼前倾角度增大。因此关节外科医生在THA中不仅需要掌握手术体位（多为侧卧位）的髋臼假体安放角度，还需要研究并掌握术前、术后矢状位的平衡，以此避免术后出现的覆盖不足（脱位）或撞击等。

LOPPINI等[15]通过EOS?系统对109例原发性髋关节疾病的患者进行了测量，参数包括骨盆前平面角（APPA）：髂前上棘和耻骨联合切线的连线与垂直参考线的夹角；骶骨倾斜角（SS）：骶骨上终板的切线与水平参考线的夹角；骨盆倾斜角（PT）：骶骨上终板的中点与双侧股骨头中心连线的中点和垂直参考线之间的夹角；骨盆入射角（PI）：骶骨上终板的中点与股骨头中心连线和骶骨上终板垂线之间的夹角。结果表明，患者站立位APPA为（5.0±7.1）°，PT为（11.0±8.3）°，SS为（43.0±8.5）°，PI为（53.0±10.9）°；坐立位APPA为（-18.0±10.4）°，PT为（34.0±11.8）°，SS为（20.0±12.6）°，PI为（54.0±10.9）°。男性患者及女性患者在2种体位上的差异均无统计学意义（P>0.05),APPA与PI两组数据间也差异无统计学意义（P>0.05）。SS与PI在站立位及坐位时相关，PT与PI在站立位与坐位时也相关。其中，SS与骨盆倾斜最具相关性。作者建议初次髋关节置换时髋臼的前倾调整应基于SS，且患者的骨盆后倾在坐位时明显大于站立位[15]。本研究共纳入了8例DDH患者，但并未进行严重程度分型，且未对全队列中不同诊断的患者进行分组讨论。故DDH患者在坐位及站立位的矢状面参数尚不得而知。

同样，KANAWADE等[16]在一项研究中纳入了85例需接受THA的病例，包括7例DDH，并在术前及术后测量站位、坐位及仰卧位侧位片中的SS，结果表明：对于术前无髋关节僵硬的患者，术后从站立位至坐位，骨盆后倾会增加20°～35°。文中并未对DDH患者的数据进行分型和讨论。

PHILIPPOT等[17]在一项针对健康受试者的研究中使用侧位片对站立位、坐位和仰卧位进行了测量，研究中使用的参数为骨盆股骨角（PFA）：股骨轴线与股骨头中心和骶骨终板中点连线的夹角；Lewinnek垂面角（LVA):APP与垂直参考线的夹角；Lewinnek股骨角（LFA):APP与股骨轴线的夹角；骨盆倾斜角（PV）：股骨头中心和骶骨终板中点连线与垂直轴的夹角。结果表明，从坐位到仰卧位或站立位，PV平均增大22°，即骨盆前倾增大22°。此研究对象为健康受试者，并未纳入DDH患者。

UEMURA等[18]的一项研究中纳入了422例研究对象，其中包括274例DDH继发OA患者，并在研究中对这274例患者进行了Crowe分型（Ⅰ型211例，Ⅱ型44例，Ⅲ型12例，Ⅳ型7例）。该研究采用导航系统及CT扫描，参数为骨盆矢状倾斜角（PSI):APP与测量平面的夹角。分别采集仰卧位及站立位的数据，结果表明在DDH亚组中，PSI从仰卧位到站立位的变化为-5.5°（-8.5～-2.6°），在PSI变化大于10°的病例中，Crowe分型与之并无明显相关性。该研究认为，Crowe分型与对侧的髋关节OA并无显著相关性，并因此得出假设：（DDH患者）双下肢不等长并不会影响骨盆矢状面的旋转。针对这一观点，此研究纳入DDH患者中，CroweⅠ型患者居多（211例），而CroweⅣ型患者样本量偏少（7例），对于高脱位型（CroweⅣ型）患者来说，双下肢不等长的现象更明显，其对脊柱-骨盆-下肢的矢状面形态影响也更大，未来大样本、多参数的研究也许可以进一步说明这一问题。

综上，此部分讨论了在仰卧位、坐位和站立位时，骨盆的倾斜程度会发生改变。对于DDH患者而言，尤其是高脱位型（CroweⅣ型），其骨盆形态及髋-脊矢状面参数的变化可能较健康人更大。以上选取研究均或多或少涉及DDH患者的骨盆矢状面参数，虽然仍缺乏大样本（尤其是高脱位型）、多体位动态评价（站立位-坐位-仰卧位），但各研究中所采用的影像学参数仍为后续的研究提供了有价值的参考。

针对坐位时骨盆倾斜的变化，有学者认为这是脊柱-骨盆协调运动的结果，因此，后文将重点介绍脊柱疾病与骨盆的关系。

3、DDH对脊柱矢状面参数的影响

脊柱-骨盆-下肢链式结构是维持人体平衡的重要结构，当这组链式结构中的任何一环出现病变时，其余部分需要调整姿态来维持平衡，而这种姿态的长期调整会使脊柱-骨盆-下肢的矢状面形态和平衡出现变化[1]。DDH作为一种髋关节发育畸形疾病，同样会对患者脊柱的矢状面平衡产生影响。

MATSUYAMA等[19]在一项针对DDH患者的研究中，纳入了9例双侧DDH患者，收集其站立位侧位片，影像学参数为胸椎后凸畸形T1～T12，腰椎前凸畸形L1～S，股骨屈曲角（FFA）：通过C7锥体中心的铅垂线与股骨轴线所成的夹角。结果表明，受试对象的胸椎后凸为42°，腰椎前凸为-78°，SI为68°，FFA为10°，而这会导致患者出现“鸭子步态”，即患者在直立时髋关节仍呈现屈曲状态。双侧DDH患者的脊柱总体矢状位平衡可以通过骨盆的倾斜和腰椎的前凸来得到补偿，而DDH患者的其中一项主要症状即为下腰痛。

OKUZU等[20]在回顾性研究中纳入了100例因DDH(CroweⅠ型）而行THA的患者，通过收集其仰卧位前后位片及CT测量了腰椎前凸角（LL）、PT、PI，脊柱矢状位偏距（SVA）及髋臼前倾角（AAA）。结果表明，PT（平均24.9°）与AAA（平均11.3°）及组合前倾角之间存在显著相关性，且AAA与LL及PI-LL存在显著相关性，而SVA与AAA并无显著相关，提示较大的AAA会导致更小的PT（即更大的骨盆前倾）从而诱发腰椎更大的前凸。另一方面有文献表明腰椎的前凸会增加腰椎后方韧带及小关节的压力，从而导致下腰痛[21]。这也提示了关节外科医生在治疗DDH患者时，需注意髋臼前方覆盖与骨盆旋转及下腰痛的关系[20]。

DELSOLE等[22]在一项针对脊柱疾病与THA的研究中纳入了107例接受了THA的脊柱矢状面畸形患者，通过采集站位、卧位的骨盆X线中髋臼杯前倾角、PT、SS、PT-LL等参数。结果表明整个队列中，THA后患者PT增大且SS减小（即骨盆后倾增大），脱位的发生率为8.0%；而针对LEWINNEK等[23]提出的安全区概念，此研究中78%的患者在仰卧位时有安全的前倾角，而由于脊柱-骨盆的倾斜改变，站立位时下降到58%，且THA后脱位患者中，站立位至卧位的前倾角变化超过7°。该研究认为，尽管髋臼杯位置在可接受的范围内，但伴有脊柱畸形的THA患者术后不稳定和脱位的风险均更大，这种风险可能是由不同程度的脊柱畸形和脊柱-骨盆姿势代偿引起[22]。因此，骨科医生在实施THA时应考虑到潜在的风险并调整手术计划。

4、小结及展望

综上所述，脊柱畸形、病变的治疗目标不仅仅是恢复正常脊柱形态，同样也需“照顾”到骨盆及下肢。脊柱-骨盆作为人类直立行走的重要结构，应被视为一个整体。脊柱外科医生有可能忽略脊柱疾病患者的骨盆状态（尤其是THA后患者），而关节外科医生同样有可能忽略髋关节疾病患者的脊柱状态。关节外科医生在行THA时需综合考虑患者的髋脊关系，以期在术后可以获得一个稳定且不需要姿势代偿的矢状面力线结构。对于DDH患者，高脱位（CroweⅣ型）DDH患者大多幼年起病，本身即存在髋臼、骨盆的畸形，长期通过调节姿势和步态来代偿脊柱-骨盆的畸形，这一过程又反馈造成更多的能量消耗和病痛[5,6,7,8,9]，这一考量显得尤为重要。

另一方面，前文针对髋-脊的动态平衡研究提示，在体位改变时，髋-脊参数会发生一定程度的变化：由站立位至坐位时，骨盆前倾减小，脊柱前凸减小，髋臼前倾角增大，此时髋臼后方覆盖增加，前方撞击减少；这一动态过程需脊柱（尤其是腰椎）的配合。而当腰椎正常活动受限（脊柱畸形、腰椎间盘突出或腰椎融合）时，这一脊柱-骨盆联合、协调的运动同样受限，主要表现为腰椎前凸的变化减少，骨盆无法正确地后倾运动（髋臼前倾较前也会减小），此时需要更多的屈髋活动度才能达到之前的范围，这样一来会导致后方覆盖减小，前方撞击增加，最终可能导致THA后不稳定甚至脱位的发生[24,25]。

自LEWINNEK等[23]在1978年提出THA中髋臼安放“安全区”概念以来，THA假体位置、角度的选择一直是关节外科医生的关注重点。而随着脊柱-骨盆-下肢链式结构、骨盆倾斜变化、髋脊综合征等研究的出炉，越来越多的研究者开始关注脊柱-骨盆-下肢矢状面平衡。关节外科和脊柱外科医生不能“头痛医头，脚痛医脚”，而要具备更多的全面观、大局观。如前所述，DDH患者，尤其是CroweⅣ型患者在不同体位下的脊柱-骨盆-下肢矢状面结构上的形态特点仍缺乏大样本的验证，而如何使这部分患者获得良好的假体安放角度、避免脱位等严重并发症的发生仍需进一步的研究。

范恒恺,赵辰,陈诚,徐伟,陈虹,梁熙,黄伟.不同体位下发育性髋关节发育不良的脊柱-骨盆矢状面研究进展[J].现代医药卫生,2020(18):2927-2930.

基金:重庆市科学技术局中央引导地方科技发展专项资金资助项目(Z135050009017).