来源/吉林大学中日联谊医院骨科 高忠礼
高忠礼
作者简介：吉林大学中日联谊医院名誉院长，教授，主任医师，博士生导师。现任中华医学会骨科学分会常务委员、关节外科学组副组长；吉林省及长春市医学会骨科专科委员会主任委员。
重建髋臼骨缺损的全髋关节置换（THA）和全髋关节翻修术（RTHA）依然是当今关节外科手术的一个难点，一是髋臼骨缺损的程度不一样，且现有的髋臼骨缺损分型对实际术中选择手术方式没有明确的指导作用，二是髋臼骨缺损的处理办法很多种，但是没有一种处理方法均能够获得良好的临床长期随访效果。正常情况下，THA或者RTHA的目标是重建正常髋关节生物力学特性，旋转中心应尽可能位于原位。但是对于有些患者比如说先天性髋关节发育不良、臼杯上移导致的上方骨缺损、假体周围大量骨溶解的患者，我们就很难将臼杯安放于解剖学位置。临床上的有应用自体或异体股骨头植骨或骨水泥填充等方法来处理骨缺损，使臼杯旋转中心位于原位，他们早期的随访效果很好，但是长期的随访效果有较高的无菌性松动率。
有很多文章提出用旋转中心上移技术处理髋臼骨缺损也能获得良好的临床效果，尤其是那些臼顶骨量保存完好的患者。很显然，旋转中心上移技术能够给生物型臼杯提供一个良好的覆盖率，这样既就保证了臼杯的初始稳定性，又能保证骨长入，这样就能保证髋关节一个远期良好的假体生存率。然而，早期的结果往往是糟糕的，但是相关研究表明旋转中心上移10mm才会导致髋关节应力增加1%，所以我们推测之前大部失败的病例可能是由于臼杯覆盖率不足而导致初始稳定性差或者早期使用的是骨水泥臼杯导致。而以往关于旋转中心上移技术相关髂骨解剖学数据的研究很少，Antoniades等利用16例西方人髂骨标本测量其横断的解剖学数据，指出为了保证臼杯的覆盖率，旋转中心上移技术上移超过臼顶2cm时会有很多的解剖学限制。国内也曾报道过髂骨横断髂骨厚度的文献，但没有详细的将其与臼杯的覆盖率结合分析臼杯最大上移的程度。
因此，这章中我们通过mimics16.01软件测量髂骨的厚度和宽度，并通过推导的数学公式计算臼杯的三维覆盖率，指导旋转中心上移技术中臼杯具体上移的程度。
材料与方法
吉林大学中日联谊医院影像科影像归档和通信系统（PACS数据系统）中60例（男：34例，女：26例）双下肢血管造影CT数据，数据文件以DICOM格式存储。平均年龄为55.2岁（30-66岁），平均身高161.5cm（149-187cm），平均体重为62.7kg（47-90kg）。被纳入的患者均无骨盆畸形或严重的骨性关节炎改变。
髂骨厚度与宽度的测量：我们将患者DICOM格式的CT数据导入Mimics 16.01 (Materialise, Leuven, Belgium)中，我们通过将股骨头拟合成球体的方法获得双侧髋臼旋转中心。沿身体纵轴线每隔5mm截取髂骨横断面。然后测量髂骨所截骨层面的厚度AB及宽度CD。由于大部分患者臼顶一般位于旋转中心上方25mm，所以我们截取的第一个横断面位于旋转中心上方25mm。
臼杯三维覆盖率的计算：为了计算在旋转中心在髂骨不同层面上时髋臼覆盖率的大小，我们将Antoniades等二维计算公式改进为计算臼杯三维覆盖率。改进后的公式为：臼杯覆盖率=，我们利用其计算臼杯大小分别为40-，50-，60-mm时，各层面臼杯的覆盖率。
Table2.1 旋转中心上移25-55mm个层面AB和CD的均值
注：AB 代表髂骨的厚度， CD代表髂骨的宽度.
结果
髂骨的厚度及宽度的测量结果详见Table2.1。每个层面上髂骨的宽度均大于厚度。最大值在臼顶，即旋转中心上方25mm。在臼顶，髂骨的平均厚度和宽度分别为49.71 ± 4.88 mm和38.92 ± 3.67 mm，臼顶1cm处（即旋转中心上方35mm）数值下降到41.35 ± 5.13 mm 和31.13 ± 3.37 mm，而臼顶上方2cm处（即旋转中心上方35mm）数值下降为31.25 ± 4.04 mm和26.65 ± 3.43 mm。随着身体纵轴向上，髂骨的的解剖学数据下降迅速。考虑到臼杯安放时有45°的外展角，所以臼杯覆盖率的限定因素就不是厚度AB而是宽度CD值的大小，因为大于CD（Table2.1）。
臼杯的三维覆盖率计算公式计算臼杯大小为40-，50-，60-mm半球体臼杯的覆盖率。旋转中心在臼顶时，覆盖率分别为100%， 89%， 和44%；臼顶上方1cm时为100%，43.7%和27.5%；臼顶上方2cm时为37.5%， 21.9%和14.2%；臼顶上方3cm处时为14.9%，9.0%和6.1%（Table2.2）。
讨论
在本章节中，根据我们计算每个患者旋转中心上移不同层面上臼杯覆盖率的情况，得出旋转中心最大程度上移到臼顶1cm处是可以接受的。我们使用mimics软件测量的结果计算臼杯三维覆盖率，解决了之前相关基于尸体和二维计算臼杯覆盖率的局限性。髂骨的厚度及宽度在臼顶部位达到了最大值，之后向上急剧的下降，在臼顶2cm处时，50-mm的臼杯覆盖率只有21.9%，明显的初始覆盖率和稳定性不够。根据我们的计算结果，50-mm臼杯在臼顶1cm时，覆盖率只有43.7%，所以这样的情况我们必须加用螺钉固定来增加其初始稳定性，由于选择中心上移技术推荐使用多孔涂层的生物型臼杯，所以骨长入的问题我们可以不用过分担心。
由于旋转中心上移技术主要用于髋臼周围骨缺损或骨溶解的病例获得了良好的效果，然而仍然有许多文献指出具有很高的松动率，正如之前综述中所述，这种失败的具体原因是什么我们不是很明确，且没有相关文献报道其失败与臼杯旋转中心上移的程度是否存在相关性。并且以往的生物力学研究表明，单纯上移并不会显著增加髋关节的应力，虽然说有些研究指出臼杯内移能够使臼杯在生物力学上受益，我们在使用旋转中心上移的时候并不建议臼杯内移，因为我们得出的解剖学形态和数据并不能保证内移有足够的骨量保证臼杯的覆盖率，另外，过度内移会导致臼杯突入盆腔的风险，并且增加恢复外展肌力张力和力臂的难度。所以本章节的目的就基于此：从解剖学数据上尝试得出旋转中心上移技术上移的最大程度。
John Antoniades通过尸体髂骨标本测量髂骨横断面的厚度通过二维的公式计算臼杯的覆盖率，指出对于西方人旋转中心上移技术不能超过臼顶2cm。首先其研究目标是西方人，得出的解剖学数据并不适合作为亚洲人群的指导；其次，其研究方法是使用骨骼切片手动测量，误差大，并且计算臼杯覆盖率的公式基于二维线性公式，结果误差可能会较大。我们通过三维重建软件测量髂骨的厚度及宽度并通过公式计算三维的臼杯覆盖率，结果得出臼杯旋转中心上移在臼顶1cm以内能保证臼杯足够的覆盖率。
本研究也存在相关的缺陷。第一，我们没有考虑矢状面上骨量的缺损情况，有时臼杯下缘也存在骨缺损，我们可以结合采用颗粒性打压植骨。第二，旋转中心上移技术臼杯生存率是否和臼杯初始覆盖率存在必然的联系，临床上没有相关的随机对照前瞻性研究来证实这一点，我们只是推测可能存在相关性。第三，臼杯的前倾角在本研究并没有考虑在内，其可能会对臼杯覆盖率的计算产生很微小的影响。最后软组织平衡的问题我们在本章节中未做系统评价，这需要经后更加详细的研究，比如采用有限元等方法。
结论
本文通过对国人髂骨形态学的测量，为了达到一个很好的臼杯覆盖率及初始稳定性，得出旋转中心上移技术旋转中心上移最好不超过臼顶1cm。选择较大的臼杯可能会增加无菌性松动的可能，因为大臼杯的臼杯覆盖率不足，初始性稳定差。对于特别复杂的髋臼骨缺损的病例，术前CT扫描是必要的，了解骨缺损的程度，有助于我们选择手术策略。
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