在非骨水泥髋臼杯中应用髋臼螺钉固定已被广泛用于改善髋臼的初始稳定性，然而，髋臼螺钉引起的盆腔血管损伤是主要的并发症，发生率为0.04％至0.25％。外科医生可以在实际手术之前使用三维（3D）模型来准确分析复杂的解剖结构，值得注意的是，3D重建模型已知的空间误差小于1毫米。盆腔血管位于髋臼后方，在THA术中无法识别其位置和走形。因此，精确的测量盆骨和血管可以明确髋臼螺钉的安全区域从而减少血管损伤的风险。历史上，进行尸体研究确定螺钉的安全区域为后上象限，但是，仍有报告报道了血管受伤。因此，我们的研究目的是使用3D模型获得髋臼螺钉的安全区域和髋臼螺钉的安全长度。
我们回顾性分析了在同一机构接受下肢血管造影计算机断层扫描（CT）的25例患者的50例髋关节。重建三维模型从第10胸椎水平到双侧足部进行CT扫描。为了测量骨盆外展角和前倾角，我们将骨盆前平面（APP）定义为冠状面，矢状面被定义为垂直于APP的平面，轴面被定义为垂直于冠状面和矢状面（如图1）。假设髋臼杯呈半球形，并分别确定髋臼杯半径和髋臼杯中心（ACC），髋臼杯的方向被定义为相对于APP的40°外展角和15°前倾角。髋臼杯平面（ACP）定义为垂直于髋臼杯方向向量的平面，我们根据ACP测量髋臼周围血管的参数，因为我们假设ACP是手术过程中操作者的视角。线A被定义为从髂前上棘（ASIS）延伸到ACC的线。线B被定义为穿过ACC的线和ACP上坐骨大切迹的切线。我们将这两条线分开的4个区域指定为前上（A-S）、后上（P-S）、后下（P-I）和前下（A-I）区域（图1）。我们将B和D线之间P-S区域的一个部分指定为闭孔动脉（OA）的危险区（图2）。我们通过测量计算出髋臼螺钉在外侧、内侧前、内侧后孔的安全长度（图3）。
图1
图2
图3
患者的平均年龄为46.0岁，所有患者均为韩国女性。髋臼杯的平均直径为45.8mm。髋臼周围血管在ACP上的走行有3个共同特点。首先，在上半部分观察到髂总分支。第二，髂外动脉（EIA）从分叉处向前上象（A-S）限走形。第三，髂内动脉分为前后段，后段成为臀上动脉，穿过坐骨大切迹的上缘（图4）。然而，观察到闭孔动脉（OA）的两种类型变异。在34个髋关节（81%）中，OA从起始点到前下（A-I）象限，没有越过D线。然而，在8例髋（19%），OA越过线D。
图4
后上象限（P-S）的安全区中心角为79.5±9.3°（范围：61.8°-100.2°）。EIA危险区的平均中心角为10.1± 9.6 （范围：9.7到45.1）。OA危险区的平均中心角为21.2± 13.9 （范围：13.9-32.9）。安全区的平均中心角为47.7± 15.3° （范围：33.0°-58.6°）。安全区的平均安全深度为49.8± 6.8毫米（范围：45.7-51.6；表1）。经髋臼螺钉在外侧孔、内侧前孔和内侧后孔的平均安全长度为43.3± 5.0毫米（范围：33.3-55.1），8.2毫米± 1.9毫米（范围：5.3-16.8）和19.8毫米±3.2毫米（范围：11.1-26.9），侧孔的安全长度明显大于其他孔（表2）。
表1
表2
研究旨在探讨全髋关节置换术中髋臼螺钉的安全区角度和深度，研究结果显示ACP上P-S象限的平均中心角为79.5°，小于既往研究中的90°。我们还定义了一个安全区，排除了对EIA和OA造成伤害的风险，并显示安全区的平均中心角和安全深度分别为47.7°和49.8 mm。在我们的三维重建模型中，新安全区的中心角比经典象限系统中的P-S象限（90°角）小53%，比P-S象限中心角的79.5°角小47%。
在全髋关节置换术中，EIA是最常受损的血管结构，虽然OA损伤的频率相对较低，但该血管在髋臼内壁附近移动。在所有的三维重建模型中，我们都证实了EIA和OA都在P-S区域，而这是既往认为的安全区域。因此，我们将2条动脉的危险区排除在外，从而更准确地定义了安全区（图5）。我们还考虑了安全区内臀上动脉损伤的风险，因为它是髂内动脉前、后分支中最大的动脉。从髋臼杯到臀上动脉分支点的距离被定义为不会在安全区造成血管损伤的安全螺钉长度（图6）。在我们的模拟中，内后孔被放置在后下（P-I）象限，这个孔的平均安全螺钉长度为19.8mm。因此，长度超过20 mm的螺钉在P-I象限可能是危险的。
图5
图6
我们利用三维重建模型测量了髋臼螺钉置入安全区的参数，P-S区的平均中心角为79.5°，远小于经典象限系统中提出的90°。安全区的平均中心角为49.8°，平均深度约为43.3 mm，研究所获得的定量值可作为指导，以减少髋臼螺钉造成骨盆血管损伤的发生率。
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