非骨水泥人工全髋关节置换术

目录

1 手术名称

无骨水泥人工全髋关节置换术

2 别名

非骨水泥固定型全髋关节置换术;非骨水泥型人工全髋关节置换术;非骨水泥人工全髋关节置换术

3 分类

骨科/人工关节置换术/人工髋关节置换术/人工全髋关节置换术

4 ICD编码

81.5102

5 概述

骨水泥固定人工髋关节置换取得明显成绩,但仍然存在较高的松动率,尤其对年轻及活动多的病人更为突出。人们为解决这方面的问题而设计了多孔表面的人工关节,以骨长入多孔表面生物学固定的方法代替骨水泥固定。

生物学固定的几点要求:①手术时尽可能少地切除骨质,最少限度地干扰骨结构的应力传导作用;②植入假体最大限度地与骨组织密切接触,以减少空隙。动物试验证明,空隙超过1~2mm骨组织即不能长入多孔表面;③假体植入后须达至三维固定,将假体与骨组织间的相对运动减少到最低限度。初期固定后3周内,相对运动不超过30μm,以免长入孔内的骨小梁发生折断;④必须避免物理或化学方面的损伤,如防止暴力撞击人工股骨柄;⑤术后2~3个月开始有限制的负重,以刺激负重面的骨内生长。但过度负重则会妨碍骨组织长入假体表面孔隙内,最后交界面形成纤维膜。

骨内生长也受病人骨质的质量、病变情况、年龄及药物(泼尼松、吲哚美辛、甲氨蝶呤、顺铂等)的影响。骨内生长固定后则将出现长入孔隙的骨或周围骨质的改建现象(remodeling)。如假体柄直径过粗(>13.5mm),与周围的弹性模量差别过大,或假体柄全长均有多孔表面,股骨干与多孔表面连接,大部应力将经过假体传导到股骨干上。上述原因均可产生应力遮挡引起股骨近端骨内生长不良及骨质疏松或股骨距吸收。

目前无骨水泥人工髋关节的柄横径及前后径均较粗,有或无颈托。多孔表面均设计在假体柄的上1/3段,以利骨内生长。柄远端为光面,嵌于股骨干中可起到初期固定作用。骨内生长区主要位于多孔表面与光面交界处,在塑料髋臼杯背面均有金属加强杯。金属杯的背面为多孔表面,用螺丝固定于髋臼骨上。也有的髋金属杯背面为宽大螺纹,可旋入髋臼内。国外常用的无骨水泥多孔表面人工髋关节有AML(anatomic medullary locking)、PCA(porous coated anatomic)、H-GP(Harris-Galante Prosthesis)、Osteonics、APR(anatomic porous replacement)等,常用的类型有珍珠面人工全髋关节巨孔型及多孔表面关节等(图3.16.3.2.2-1)。

珍珠面人工全髋关节的设计:为了保证骨组织长入关节表面孔隙,达到生物学固定的作用,必须做到:①假体表面与骨组织密切对合。Harris认为髓臼与假体存在1mm以上间隙,即使牢固固定条件下也不能自然长满骨质。②坚强的初期固定。为了符合骨与假体最大面积的对合,最少量切除骨质及早期的坚强内固定,可采取了半球形珍珠面髋臼杯。金属加强髋臼杯的背面为珍珠面,可用螺丝钉穿过金属杯孔固定于髋臼内,达到牢固初期固定。塑料髋臼置于金属杯内。

人工股骨假体柄长13cm,假体柄体部断面呈长方形,起到防止柄在髓腔内旋转的作用。柄远侧段呈圆柱形,直径分别8mm、10mm、12mm,以适应不同直径的髓腔,起到紧压配合作用。柄近侧段体部敷有1mm直径的珍珠样球状颗粒,设有颈托平台,可将应力传导到股骨上端,有促进骨质生长的作用。股骨头球的直径为32mm,为可置换型,分为长、中、短3种型号,可调节头颈长度。经动物实验生物力学测定,珍珠面假体植入后1个月后,其骨与假体结合强度可超过骨水泥固定强度。

股骨假体的选择:术前的测量有助于选择好合适的假体。术前可采用珍珠面假体的透明模板(template)结合X线片测量,方法如下:将患髋的X线片置于看片灯上,将印有不同型号的股骨假体外形透明模板重叠于髋关节X片上。考虑到髋关节X线片有15%~20%的放大,模具上的假体外形已有15%的放大。模板假体的颈托平台置于股骨颈截骨平面上,假体柄的内侧缘与X线片上的股骨皮质相平行。选择时,模板假体柄部充满X线片上的髓腔的型号,即为要选用的型号。用模板选择髋臼杯不够准确,最好在手术时再选用合适尺寸的髋臼杯。手术相关解剖见下图(图3.16.3.2.2-2~3.16.3.2.2-4)。

6 适应症

无骨水泥人工全髋关节置换术适用于:

全髋关节置换主要为解除髋关节疼痛,其次为改进髋关节功能。60岁以上髋关节病变引起髋关节疼痛,不能应用其他手术而只适用头颈切除病人是全髋关节置换的主要适应证。对于为要求解决疼痛或改进功能活动的年轻患者也可考虑进行全髋关节置换。具体适应证为:

1.陈旧性股骨颈骨折,股骨头和髋臼均已破坏并疼痛而影响功能者。

2.股骨头缺血性坏死,包括外伤性、特发性、泼尼松或酒精中毒引起的股骨头缺血性坏死。对于股骨头缺血性坏死第一、二期,股骨头、髋臼外形完整,关节间隙正常或稍变窄,经非手术疗法不能解除疼痛者,可行头颈部钻孔减压、粗隆间旋转截骨等手术,以改善症状。对于三、四期股骨头坏死的病例,股骨头已塌陷变形,髋臼已有破坏者,可行全髋关节置换术。双杯关节置换后疗效不佳。

3.有严重疼痛的骨关节炎病人,人工股骨头置换的效果不佳。对于50~60岁髋臼已受累、有严重疼痛及功能障碍者,可行全髋关节置换术。

4.类风湿关节炎及强直性脊柱炎  多为较年轻的患者,由于不可耐受的髋部疼痛或因强直而活动严重受限,病人学习、工作及婚姻问题均不易解决;髋关节的畸形常引起其他关节的并发畸形;髋部关节囊及肌肉等软组织挛缩和纤维化,使关节活动范围较小,不能进行剧烈活动。此类病人虽年轻,但其生理年龄老化,再加上社会因素的影响,所以,应放宽年龄限制,尤其是双髋及脊柱受累者,应提早行全髋置换术。术后即使得到有限的关节活动,也会使病人感到大为方便。

5.髋关节强直  髋关节痛是最主要的手术指征;单侧髋关节生理位置强直而无疼痛者,不是手术指征。未完全骨性强直的髋关节而有疼痛及畸形可行置换手术。完全骨性强直的髋关节,由于髋畸形位置可引起邻近关节的退化性骨关节炎,而引起疼痛和不稳定。髋畸形可分为:①外展、屈曲、外旋畸形,中度外展畸形易引起腰骶关节退行性变,严重外展畸形可引起对侧髋关节退行性变;②内收、屈曲、内旋畸形,易引起同侧膝关节不稳定和退变。对于这些患者应行全髋关节置换术。

6.慢性髋关节脱位  主要包括先天性髋关节脱位、髋臼发育不良,以及因创伤感染导致的陈旧性脱位。由于在幼儿或儿童时期即有髋关节脱位现象,因而造成髋臼、股骨及周围软组织相应的病理改变,进行全髋关节置换有其特殊问题。

髋关节半脱位,并有髋关节创伤性关节炎、疼痛或失去功能、45岁以上的患者可考虑置换手术。由于髋臼深度不够,髋臼上缘斜度较大,影响髋臼杯稳定性,手术中应加深髋臼或行造盖术。

高位髋脱位,由于髋臼小而浅,股骨头小而变形,位置上移,股骨髓腔变细,周围软组织挛缩,置换手术较困难。高位髋脱位并有严重继发性骨关节炎,髋关节严重疼痛,可考虑用特制的人工关节进行全髋关节置换术。

7.关节成形术失败病例  包括截骨术后,头颈切除术后以及双杯人工股骨头及全髋关节置换术后的病例。再置换手术的主要指征是髋关节疼痛。关节活动度差或为了调节肢体长度并不是手术适应证。

需要进行置换术的指证有:①假体松动引起的髋关节疼痛;②假体柄部折断;③假体脱位,手法复位失败者;④假体造成髋臼磨损而致中心性脱位,并有疼痛者。

手术造成假体柄穿出股骨干者如无疼痛是手术相对适应证。

8.骨肿瘤  位于股骨头颈部或髋臼的低度恶性肿瘤,如巨细胞瘤、软骨肉瘤等,可考虑行人工全髋关节置换。如病变波及大粗隆,则应用特制的人工髋关节进行置换手术。

7 禁忌症

1.老年病人有心肺、肾、脑等重要脏器严重疾病不能耐受大手术者。80岁以上的病人要慎重考虑。

2.髋部有化脓感染者;泌尿系统、胸部、皮肤等处有感染者。

3.神经肌肉疾患影响到髋部及周围肌肉者。

4.髋局部骨质减少(osteopenia)者要查明其原因,再考虑是否手术。

5.因其他疾病,估计置换术后病人不能下地行走者。

8 术前准备

1.充分了解并判断病人全身重要脏器的状况,包括心电图、胸片、血沉等检查,能否耐受手术。了解患肢的血管(包括动静脉)情况,如有无缺血或静脉栓塞情况。

2.术前几周停用阿司匹林及抗感染药物到出凝血时间正常。停用类固醇类药物。

3.消除全身包括皮肤、感染病灶。

4.对患肢进行检查:重点为髋外展肌肌力,有无引起下肢畸形的肌肉挛缩、皮肤瘢痕等。检查双下肢长度、髋部疼痛及活动范围、步行功能状况等,并准确记录。

5.照双髋关节骨盆X线片,必要时应照脊柱及膝关节X线片,了解股骨头颈损伤缺损范围,股骨上中段髓腔宽度及皮质骨情况,髋臼破坏及缺损范围。

6.用透明模板盖于髋关节X线片上,判断所应选用的人工假体的尺寸,并准备略大或略小的假体备用。

7.术前1~2d经静脉应用广谱抗生素,尤其是患髋曾做过手术或翻修手术的病人,术前更应给以抗生素。

9 麻醉和体位

全麻或硬膜外麻醉。根据手术入路不同采用相应的体位。如采用后外侧切口则应采用侧卧位,患侧在上。体位固定要牢靠,可应用负压体位垫或手术台固定架固定侧卧位。

10 手术步骤

10.1 1.体位及切口

病人侧卧,患侧下肢外展,由肋缘到小腿中段进行皮肤灭菌。如有髋内收屈曲畸形,应特别注意大腿内侧及会阴部皮肤灭菌。在髋部及会阴铺无菌巾,皮缘缝合固定。大腿中上1/3到足部用无菌巾包裹,再铺大孔无菌单。用手术胶膜覆盖粗隆及臀部皮肤。所有参加手术者均应碘酊、乙醇手部灭菌,着双层橡皮手套。

采用髋后外侧切口,从髂后上棘到粗隆连线的外2/3处开始,向粗隆方向切开皮肤,然后折向大腿外侧方向。劈开臀大肌并切断臀肌在股骨干上的附着点,内旋髋部,显露外旋肌群,在粗隆间隙的附着点显露梨状肌闭孔内肌及孖上、下肌群的上下边缘,用长止血钳探到外旋肌群与髋关节之间,在外旋肌群深面有较粗的血管,钳夹外旋肌群,在止血钳与肌肉附着点之间切断外旋肌群,以减少出血,将外旋肌群由关节囊上推开,显露关节囊(图3.16.3.2.1-5)。

10.2 2.髋臼杯置换

充分显露髋臼,切除关节盂唇及后部关节囊,清除髋臼内的软组织。先用略小号的髋臼锉将髋臼底面的软骨锉掉,直达Hoversion切迹的基底。再换用比金属髋臼帽外径小1~2mm的髋臼锉,锉的方向指向腰骶关节,扩大髋臼,边锉边用珍珠面金属帽测试,直到软骨下骨稍有出血为止。由髋臼骨锉下的骨屑应保存备用。取金属髋臼杯试装,珍珠面金属杯最好恰好卡入髋臼内,或稍紧而轻轻捶之即可嵌入髋臼。可从金属髋臼杯孔观察髋臼杯底面是否与骨质相贴密切,如有较大缺损应取松质骨填塞。将金属髋臼杯取出,将由髋臼骨上锉下来的骨屑及血块混合物即骨泥敷抹金属髋臼珍珠面表面间隙中,然后将髋臼杯轻轻捶入髋臼内(图3.16.3.2.2-5)。注意保持髋臼杯的方向和角度。如髋臼外形基本上正常,可将髋臼杯按髋臼外缘的角度置入;如髋臼外缘已不正常,则可保持髋臼杯外翻40°前倾10°置入,将金属髋臼杯捶紧。

金属髋臼杯上有3个螺钉孔,置入髋臼帽时,应将髋臼杯孔对准于髋骨弓状线、耻骨支、坐骨支的部位。用长钻头垂直于髋臼杯内侧面,穿过螺钉孔在髋上钻孔,垂直旋入螺钉(图3.16.3.2.2-6)。一般在弓状线处上一螺钉,再上另一处即可。金属髋臼杯固定后,将塑料帽嵌入金属杯内。

10.3 3.人工股骨头置换

人工股骨头置换应注意三点:①人工股骨头应置于外翻位,避免置于内翻位;②选用的假体柄应充满股骨干髓腔,避免摆动;③人工股骨头应一次插入成功,避免重复操作。

股骨颈截面与骨水泥人工髋关节置换相同。选用预先选好的与人工股骨头柄远侧直径相同的髓腔扩大器,沿股骨颈断面近粗隆侧旋入髓腔,深度稍超过人工股骨柄的长度1cm。拔除髓腔扩大器,取与人工股骨头相应型号或小一号的髓腔锉轻捶入髓腔内,至髓腔锉齿全部进入髓腔,注意保持前倾角。去除髓腔锉的柄,平台锉套上髓腔锉,将股骨断面磨平,取股骨头试样安在髓腔锉上。髋关节复位,观测选用的股骨头试样长度是否合适。合适后拔除髓腔锉,将珍珠面人工股骨头的柄部珍珠面表面处敷骨泥。插入到髓腔内,保持前倾角,轻轻捶入。捶入时,每捶一下人工股骨头均应向前进入髓腔。如捶击时人工股骨柄不再进入,则不要猛力捶击,以免发生骨干劈断,应取出假体再次扩大髓腔。置入后的人工股骨头的颈托平台应与股骨颈断面密切相接(图3.16.3.2.2-7)。其余操作与骨水泥人工全髋关节置换相同。

为了更好地达到骨内组织生长到珍珠面间隙中,可采用了骨泥敷抹髋臼杯及股骨柄珍珠面的方法。其作用有二:①有助于填充假体与骨之间的缝隙;②有利于多孔表面的骨内生长,达到生物学固定。动物实验证明,无论是髋臼杯或股骨柄,珍珠面敷以骨泥的骨内生长及交界面结合强度均优于不用骨泥组。骨泥的来源可取自髋臼磨屑或切除的股骨头,必要时可由髂骨上用髋臼锉(bone preserving reamer)磨取。

11 术中注意要点

1.如髋关节脱位有困难,可先切断股骨颈,再去除股骨头,必要时可行股骨大粗隆截断术。

2.股骨颈截骨长短对下肢等长有调节作用,但不宜切除过多股骨颈。下肢长度可用假体颈长度进行调节。

12 术后处理

1.病人仰卧,保持下肢外展位,避免髋屈曲内旋动作。术后2周开始滑板练习外展肌力,术后3周扶拐下地活动,6周后逐步弃拐行走。

2.负压引流管要保持通畅,如每日引流量低于50ml,则可拔除引流管。

3.术后应用抗生素2~3周。

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