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1、研究目的:以Livemore法测量人工髋关节术后聚乙烯的磨损速率与方向,结合相关临床资料讨论影响磨损的因素,并分析磨损速率、方向与临床并发症的关系。
2、研究方法:随机抽取200例解放军总医院骨科自2001年至2006年收治入院的并接受人工全髋置换术的病例,按照纳入标准和排除标准进行筛选,最后有100例患者配合完成随访,详细记录各项临床资料、影像资料,用Livermore磨损测量法测量患者假体磨损速率的大小与磨损方向,探讨影响磨损的因素,并对各项随访资料进行统计分析。
3、结果:100例患者随访资料显示,平均年龄53.4±12.7岁,其中男性60例(60％,49.7±14.0岁),女性40例(40％,56.1±9.2岁)。平均体重68.8±14.6kg,其中70kg以上者49例(49％),70kg以下者51例(51％)。患者术前诊断共9类,最多见的是股骨头无菌性坏死,共53例(53％)。34例患者进行了双髋置换,66例单侧全髋置换,其中左髋置换37例,右侧29例。术中使用骨水泥型髋臼假体4例,占4％,其余皆为非骨水泥型髋臼。股骨头假体使用陶瓷材料的共101髋,占75％,金属材料(钴铬钼)股骨头33例,占25％。术中使用外杯型号有40mm、42mm、44mm、46mm、48mm、50mm、52mm、54mm、56mm、58mm、60mm、62mm共12种,而使用的股骨头假体只有2例直径为24mm,其余都是28mm假体股骨头。术后出现并发症共14例。近期随访Harris评分90.2±6.1分,其中90分以上优秀者44例,占44％。用Livermore测量法测量磨损,134髋中最大磨损8.5mm,最小0.10mm,平均磨损值1.40±1.01衄,平均磨损速率0.26±0.03mm/y。磨损方向多集中在0°-90°,只有8例方向角小于0°,3例方向角大于90°。
比较男性与女性之间的磨损值的差异,样本中男性60例,平均磨损速率为0.25±0.04mm/y,女性40例,平均磨损速率0.29±0.03mm/y,两组资料统计分析显示并无显著差异(P=0.745)。
按年龄以60岁为界将患者分为甲乙两组,甲组60岁以上(含60岁)33例(33％),乙组60以下共67例(67％),甲组平均磨损速率0.25±0.04mm/y,乙组平均磨损速率0.27±0.03mm/y,无显著差异(P=0.964)。
样本平均体重68.8±14.6kg,其中70kg以上者设为W1组,计49例(49％),70kg以下者为W2组,计51例(51％),W1组平均磨损值0.30±0.08mm/y,而W2组平均磨损值为0.23±0.06mm/yr,组间差异显著(P=0.012)。
把所有使用大于或等于56mm的臼杯的患者纳入大臼杯组,共52例(38.8％),平均磨损速率0.22±0.06mm/y,其余为小臼杯组,共82例,占61.2％,平均磨损速率0.28±0.07mm/y,组间比较差异显著(P=0.020)。60mm髋杯磨损速率为0.13±0.07mm/y,明显低于整体样本的磨损速率(P<0.01)。
使用陶瓷材料共101髋(75％),平均磨损速率0.24±0.04mm/y,金属材料(钴铬钼)股骨头33例(25％),平均磨损速率0.33±0.06mm/y,组间差异显著(p=0.001)。
随访时Harris评分90.2±6.1分,其中90分以上为优秀组,共44例,占44％,低于90分者为非优组,56例,占56％。优秀组平均磨损速率0.25mm/y,而非优组为0.28mm/y。组间比较无统计学意义(p=0.25)。
100例患者中,行双髋置换术者34例(34％),单髋置换66例(66％),其中左髋置换37例(37％),右侧29(29％)例。双髋置换组病人假体平均磨损速率0.22±0.06mm/yr,而单侧置换组假体磨损速率分别为左侧0.28±0.03mm/yr,右侧0.28±0.06mm/yr。单双侧比较差异显著(p=0.021),左右侧相比,则无显著差异(p=0.952)。
在随访过程中,发现有Trenderlegburg步态阳性的患者共5例,其平均磨损速率为0.23mm/yr,与正常样本比较无显著差异(p=0.206)。
分析所有单髋置换者随访术侧正位平片,与健侧对比,发现,66例单髋置换者中有明显骨吸收表现者共36例(占总数54.5％),这36例都在1区(大转子区)有骨吸收表现,这36例中包括12例(33％)在7区(小转子区)也有明显骨吸收表现的患者。36例骨吸收患者的磨损速率与其它样本比较,并无显示骨吸收与磨损速率之间的相关性(p=0.314)。
100例患者中,术后出现并发症者共14例(14％),其中肺栓塞1例,术后髋关节轻微疼痛7例,术后假体脱位1例,下肢血栓1例,术肢发麻1例,骨化肌炎2例,术侧肌力减弱1例。14例有并发症出现的患者磨损速率均值0.24±0.06mm/y,与总体样本相比无显著差异(p=0.665)。
在对磨损的方向角进行分析时,我们发现,仅有8髋(6.0％)磨损方向为负值(方向指向外侧),3髋(2.2％)磨损角度大于90度,其余123髋(91.8％)磨损方向角度均在0°-90°之间。
测量134髋假体的外展角,将外展角按50°以上,40°-50°,40°以下分为A、B、C三组,A组33(24.6％)人,B组78(58.2％)人,C组23(17.2％)人,结果A组平均磨损方向角为10°±11°,磨损速率0.26±0.08mm/y,B组磨损方向角为50°±18°,磨损速率为0.25±0.05mm/y,C组磨损方向为87°±19°,磨损速率0.28±0.08mm/y,三组患者磨损方向角比较,A、B组间差异显著(p<0.01),B、C组间也显示出显著的差异(p=0.002)。三组样本的磨损速率检验无显著差异(p=0.421,0.556)。
对66单髋置换者进行随访影像表现分析,按照图3-9所示的股骨假体分区阅读影像资料,并分析外展角与骨吸收区域间的关系。将66例单髋置换者按上述分组标准分为三组A、B、C,结果A组(>50°)人数14人(21.2％),B(40°-50°)组34人(51.5％),C组(<40°)18人(27.3％),A组发现1区骨吸收6例(42.9％),其中4例(66.7％),合并7区骨吸收。B组出现骨吸收10例(29.4％),其中4例(40％)在7区发现有骨吸收,C组出现骨吸收9例(50％),其中有0例在7区出现骨吸收。三组组间统计表明,三组组间骨吸收比例皆有显著差异(P<0.05,x2检验)。三组中,7区出现骨吸收的例数比较,组间比较均显示出显著差异性(p<0.05,p检验)。
前倾角平均值13.1°±4.6°,样本中术后发生脱位的患者共1例,该患者前倾角为20°,术后共出现两次脱位。
4、结论:与磨损有显著相关的因素包括体重、股骨头材料、单双侧手术、髋杯大小,其中大体重、金属材料股骨头、单侧置换提示更大的磨损速率,大号的髋杯提示更少地发生磨损。年龄、性别、Harris评分、并发症、外展角等因素未发现与磨损速率有关。
外展角角度与磨损的方向呈负向相关。外展角与术后骨吸收的发生率有关系,处于50°以上或40°以下的外展角意味着更大的骨吸收发生率。骨吸收主要发生在1区,同时少数合并7区骨吸收。骨吸收发生的部位与外展角也表现出相关性,外展角大于50°时,7区的骨吸收发生率最高；外展角小于40°时,骨吸收只发生在1区,未见合并7区骨吸收者:外展角大于50°或小于40°,1区的骨吸收发生率都比40°-50°之间的外展角骨吸收发生率高。