3D-CT技术指导成人髋发育不良全髋置换术中臼杯大小选择的初步探索

3D-CT技术指导成人髋发育不良全髋置换术中臼杯大小选择的初步探索

许燕飞郭英艾元亮王涛张俊陈杰李皎

（昆明市中医医院骨科云南昆明650011）

【摘要】目的：探讨3D-CT技术在成人髋发育不良全髋置换术中如何指导选择臼杯大小的应用价值。方法：选择2015年6月—2017年12月我院21例进行全髋关节置换术的DDH患者，所有患者术前行薄层CT扫描并将二维原始数据导入M3D可视化数字化软件进行三维重建，在实体模式下观察髋臼形态，从软件假体数据库中选择合适的臼杯假体，通过3D-CT技术模拟假体植入进行手术预演，利用软件剖面分割技术观察髋臼前后壁对臼杯的包容情况、髋臼内壁厚度与臼杯的匹配度以拟定臼杯假体型号。术后对髋关节功能进行Harris评分，对二维术前计划及三维术前计划所拟定的臼杯假体大小型号与实际置换中的假体型号吻合度进行评估。结果：21例患者均获得3～36个月术后随访，平均随访12.8月，术前为（46.2±5.3）分，术后评分为（86.3±4.3）分，差异有统计学意义（P＜0.05），优17例，良4例。利用3D—CT技术拟定的臼杯大小数据中85%与实际置换中一致，其组内相关系数为0.865，明显较基于X射线平片所作的二维术前计划准确。结论：3D-CT技术指导成人髋发育不良全髋关节置换术中臼杯大小型号选择具有较高的参考价值，同时可缩短手术时间，最大化地增加假体的稳定性。

【关键词】髋臼发育不良；全髋关节置换术；臼杯型号；3D-CT

【中图分类号】R684【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2018）17-0-02

成人先天性髋臼发育不良（DDH）是指由于胚胎时期髋臼软骨发育障碍造成解剖形态、生物力学异常，出现局部关节软骨变性、坏死，从而继发髋骨性关节炎的一种先天性疾病[1]。目前全髋关节置换术是针对成人先天性髋发育不良公认的首选治疗方案[2]。由于成人髋臼发育不良患者股骨-髋臼发育异常，不仅手术操作困难，术后易出现假体脱位、松动等严重并发症。因此根据患者的髋臼结构特点选择与骨盆相适、相对稳定的臼杯型号，制定出个性化的术前设计方案意义重大。传统二维影像学资料对骨性结构分析结果存在局限性，使得术前计划存在偏差，而3D-CT技术呈像的特点为个性化臼杯假体大小型号的选择提供了新的术前手段。

1.资料与方法

1.1临床资料

选取我院2014年6月—2017年12月明确诊断为成人发育性髋关节发育不良需进行全髋关节置换患者21例，按Crowe分型，Ⅱ型6例，Ⅲ型11例，Ⅳ型4例，年龄30～78岁，平均年龄55.3岁。

选择标准：同时满足下列条件者可纳入本研究，（1）明确诊断为成人DDH的患者；（2）严格按髋关节置换适应证入选；（3）患者对治疗方案等均知情同意；（4）年龄在20岁以上，能够耐受手术，且2014年6月至2017年12月于我院成功实施初次人工THA；（5）术者、术式均统一。

排除条件：（1）合并严重内科基础疾病，如肺心病、脑中风后遗症等；（2）合并对局部骨质影响的疾病，如骨巨细胞瘤等；（3）类风湿关节炎、酒精性、激素性股骨头坏死等患者。

1.2方法

1.2.1CT扫描及重建方法对21例患者进行CT扫描，扫描后将数据上传至M3D可视化数字软件重建骨盆三维模型。

1.2.2二维术前计划

X射线片测量方法：（1）采用参照物校正X射线片的放大比例。（2）确定参照基准线，分别为骨盆中垂线及双侧骨盆泪滴下缘连线，以到骨盆中垂线距离衡量旋转中心在水平方向上位置，以与正常侧到泪滴连线的距离衡量旋转中心在垂直方向上位置。

1.2.3D-CT技术术前计划

（1）将原始二维CT数据导入M3D可视化软件，对骨盆及股骨结构进行三维重建，在实体模式及容积成像模式下观察髋臼壁形态结构；（2）在软件髋关节假体数据库中初步选择臼杯假体，通过软件3D-CT技术模拟假体植入；（3）对三维重建图像进行剖面切割操作，分别观察髋臼前后壁对臼杯的骨性包容、髋臼内壁的厚度及臼杯稳定性；（4）拟定臼杯大小型号。

1.2.4全髋关节置换术

取90°健侧卧位，髋关节后外侧切口，彻底松解患髋周围软组织，显露出髋臼，截骨，取出股骨头。显露髋臼骨性结构并明确髋臼发育不良类型和骨缺损程度，与术前三维重建图像进行对比。根据术前计划确定真臼位置、安放假体，评估髋臼对臼杯包容度及稳定性，最后置放真臼杯、股骨柄假体，检查髋关节活动度及稳定性。

1.2.5疗效评价

评价指标：（1）术后采用Harris评分标准对髋关节功能进行评测；（2）评估二维及三维术前计划所拟定臼杯假体型号与实际关节置换中臼杯型号吻合度。

1.3统计学方法

使用SPSS14.0软件进行统计学分析，采用组内相关系数对二维髋关节置换术前计划及三维髋关节置换术前计划与实际置换中假体尺寸的吻合度进行评估。对于关节置换前后关节功能改善Harris评分差异采用配对t检验作分析，P＜0.05为差异有显著性意义。

2.结果

2.1随访形式

要求患者术后第3、6个月、1年，以后每年返院复查，本组21例患者均获得3～36个月术后随访，平均随访12.8月，随访率为88.5%，随访形式为来院复诊及电话随访，随访记录时间从术后第3个月开始。

2.2疗效评定

术前Harris评分为（46.2±5.3）分，随访时评分为（86.3±4.3）分，差异有统计学意义（P＜0.05），优17例，良4例。说明全髋关节置换术明显改善了髋关节的总体功能。

3.讨论

3.1成人髋发育不良全髋置换术臼杯大小的选择

对DDH患者进行全髋关节置换术，在臼杯大小选择的问题上通常面临两种情况：（1）选择大臼杯匹可减少假体撞击，有效降低脱位率；（2）选用小号臼杯骨性包容好、稳定性强。臼杯假体大、小各有优缺点，手术难点在于要根据患者特异的髋臼形态，找到与之相符的个体化的臼杯假体。

3.2传统的术前设计

传统的术前设计是将假体模板胶片覆盖于X射线片上进行测量，容易受X线片放大比率、医生主观判断等因素干扰，准确率较低[3]。对于复杂畸形的DDH患者，X线不适合精确量化和明确髋臼发育异常的位置、程度。因此，根据患者特异的髋臼骨性结构特点制定精确、个体的术前计划显得尤为重要。

3.33D-CT技术在臼杯假体选择中的优势

我们利用3D-CT技术的解决方案如下：（1）对于CroweⅡ、Ⅲ型髋臼壁骨量相对较多患者，通过术前模拟观察臼杯的骨性包容情况，尽量选择使用大号臼杯。本组患者中CroweⅡ型6例、Ⅲ型4例，我们采用直径50mm以上髋臼杯，平均臼杯直径达54mm；（2）对于部分CroweⅢ型，髋臼前壁或外上方骨质缺损者，通过术前臼杯模拟植入，观察髋臼内壁完整及髋臼前后壁的骨性包容情况，拟定一个臼杯大小，避免结构植骨。本组CroweⅢ型4例使用了48～52mm臼杯假体，平均直径为50mm。（3）对于髋臼发育不佳、骨量少，必须使用大直径股骨头假体的年轻患者，我们利用术前测量、评估臼杯骨性覆盖情况，同时对植骨面积、位置进行测算。本组中CroweⅢ型3例，术前3D-CT模拟后发现臼杯假体有大于30%的缺损面积，选用直径52～56mm的骨小梁金属臼杯假体，同时进行结构植骨。（4）对于CroweⅣ患者，术前模拟发现髋臼各壁发育均较差，只有内移加深髋臼，选择小号臼杯假体才可获得理想的骨性包容，我们争取髋臼杯假体至少44mm，并通过术前模拟验证了可行性。本组CroweⅣ型4例，选用直径40～48mm，平均44mm臼杯假体来获得理想的骨性包容。本组21例患者术中实际植入臼杯假体型号与术前拟定型号吻合度达85%，再次验证了3D-CT技术对成人髋发育不良全髋关节置换术前假体型号的选择具有较高的参考价值，它为成人髋发育不良选择个性化的臼杯大小型号提供了一个精确、客观的新手段。不但有利于提高手术的精确性，缩短手术时间，更重要的是减少术中骨折及术后假体松动等并发症的发生。

4.结论

3D-CT技术为成人髋发育不良全髋置换术中臼杯假体大小型号的选择提供了一个较为直观、准确的测量和评定方法，具有较高的指导价值。

【参考文献】

[1]AksoyC,YilgorC,DemirkiranG,etal.EvaluationofacetabulardevelopmentafterDegaacetabuloplastyindevelopmentaldysplasiaofthehip.JPediatrOrthopB.2013;22(2):91-95.

[2]胡钢峰,钱萍艳,丁国良,等.CT三维重建测量发育性髋关节脱位髋臼股骨头的平均覆盖率[J].中国组织工程研究,2012,16(39):7288-7291.

[3]CarterLW,StovallDO,YoungTR.Determinationofaccuracyofpreoperativtemplatingofnoncementedfemoralprostheses.JArthroplasty.1995;10(4):507-513.

作者简介：许燕飞，男，35岁，主治医师，硕士，研究方向：骨关节外科，电子邮箱:254229226@qq.com.

通讯作者：常敏，男，55岁，主任医师，研究方向：骨关节外科，电子邮箱:kmchm@sina.com.