全髋关节置换后髋关节内外旋活动范围计算

背景:全髋关节置换后髋关节内外旋活动范围能否满足日常活动需要直接影响患者对手术的满意度和假体的使用寿命,目前全髋关节置换后髋关节内外旋活动范围及决定因素研究主要集中在临床研究.目的:探讨全髋关节置换后髋关节内外旋活动范围的计算方法.设计、时间及地点:探索性实验,于2008-10在山东省单县中心医院完成.材料:人工髋关节由山东省菏泽恒源医疗器械有限公司提供.方法:用数学方法推导人工髋关节不同臼柄水平截面摆动角的计算公式:绘制臼杯截面分别为半圆,大于半圆,小于半圆的臼柄水平截面示意图.设截面上股骨假体颈柄的宽度2L,臼杯截面开口宽度为2L',截面所在圆的半径为R.求得臼杯截面大于半圆时摆动角Q=90°-arcsinL/R-arccosL'/R.臼杯截面小于半圆时摆动角Q=90°-arcsinL/R+arccosL'/R.臼杯截面等于半圆时摆动角Q=90°-arcsinL/R.用数学方法推导人工髋关节内旋和外旋时臼柄撞击平面位置的数学表达式:假设臼杯(人工股骨头)的半径为R,股骨假体颈柄的半径为L,股骨假体颈干角减90°为J,臼杯的外展角为B.通过复合函数求导数的方法确定人工髋关节内旋和外旋时臼柄截面摆动角最小值时的截面位置.人工髋关节内旋和外旋时臼柄撞击平面位于旋转中心下方h=(sinJR2-sinBLR)/,其中B∈[0 arcsin(sinJL/R)].随外展角的增大撞击平面逐渐上移至h=sinJ截面,B≥arcsin(sinJL/R)时,撞击平面保持不变均位于h=sinJ平面.推导人工髋关节内旋和外旋活动范围的计算公式.主要观察指标:全髋关节置换后髋关节内外旋活动范围计算公式.果:人工全髋关节置换后髋关节内旋和外旋活动范围ROM=2{90°-arcsin1/+ arcos [/cosB]},(k=R/L).结论:全髋关节置换后髋关节关节内外旋活动范围与髋臼杯外展角、股骨假体颈干角、头颈比呈正相关,该公式简单、准确,值得临床参考.     

髋关节假体置换中股骨头直径及髋臼前倾角的作用△

背景：后脱位在人工髋关节置换后并发症中发生率仅次于假体松动,严重影响髋关节的稳定性。目前在临床研究中股骨头直径及髋臼前倾角对髋关节稳定性的影响尚存争议。目的：探讨股骨头直径和髋臼前倾角在人工髋关节置换后对髋关节稳定性的影响。方法：在尸体骨上测量全髋关节置换后影响髋关节后向不稳定的股骨头直径和髋臼前倾角。前倾角在计算机导航引导下安装在0°-20°,其中每个间隔为5°。分别应用直径为28,32,36 mm的股骨头进行实验,观察髋关节屈曲90°内收0°以及屈曲90°内收30°时引起脱位的内旋角度。结果与结论：当髋臼臼杯前倾角从0°增加到15°时,导致髋关节脱位的髋关节内旋角度随股骨头直径增加而增加(P <0.05)。当髋臼臼杯前倾角度从15°增加到20°时,导致髋关节脱位的髋关节内旋角度随股骨头直径增加而增加的趋势不明显。在髋关节屈曲90°内收0°时,当髋臼臼杯前倾由15°增加到20°,股骨头直径36 mm组相对于28 mm和32 mm组有更高的稳定性(P <0.01);当髋臼前倾角度大于10°时,股骨头直径32 mm组与28 mm组相比具有更好的稳定性(P<0.05);当髋臼前倾角小于10°时,此种区别不是很明显。当髋关节屈曲90°内收30°,股骨头直径36 mm组相对于28 mm和32 mm组有更高的稳定性(P<0.01);当髋臼前倾角度大于10°时,股骨头直径32 mm组与28 mm组相比具有更好的稳定性(P<0.05);当髋臼前倾角小于10°时,此种区别不是很明显。结果提示髋臼前倾角的增加可减少髋关节后脱位的发生,但是当髋臼前倾角不是很好选择时,应用大直径的股骨头可增加髋关节的稳定性。     

髋臼前倾角对全髋关节置换假体的影响

背景:髋臼杯即髋臼假体的安放角度是手术成功的关键因素,髋臼外展角、前倾角是评价髋臼假体放置是否合理的重要参数.目的:综述了髋臼前倾角的测量方法,髋臼前倾角与假体的关系,为临床合理放置假体提供理论指导.方法:应用计算机检索万方、维普和PubMed数据库中2011-08之前关于全髋关节置换髋臼前倾角的文章,在标题和摘要中以"全髋关节置换;髋臼前倾角;人工关节;测量"为检索词进行检索.选择文章内容与关节置换及髋臼前倾角相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章.初检得到285篇文献,根据纳入标准选择25篇文章进行综述.结果与结论:髋臼假体精确的放置对关节的稳定性十分重要,目前大多数学者认为臼假体安放于外展40°~45°、前倾15°~20°比较合理.     

髋臼外展角与前倾角动态变化规律的数学方法解析

以髋关节旋转中心和髋臼出口平面中心连线为X轴,身体纵轴为Y轴,身体矢状轴为Z轴建立三维坐标系.通过数学方法推导骨盆倾斜时髋臼外展角和前倾角的计算公式,绘制髋臼外展角和前倾角的三角函数曲线.髋臼外展角和前倾角的三角函数曲线均成同样的正弦曲线,外展角的正弦曲线落后于前倾角正弦曲线90°.结果提示,骨盆倾斜时髋臼前倾角与外展角的动态变化趋势由髋臼外展角与前倾角决定,而外展角在屈髋活动时减小比较缓慢.     

多层螺旋CT三维重建测量髋臼外展角及前倾角的实验研究

目的探讨应用多层螺旋CT(multi-slice spiral CT,MSCT)三维重建精确测量髋臼外展角及前倾角的新方法。方法选用30具成人完整骨盆标本共60个髋臼为研究对象,应用放射学方法及实际测量法分别对其外展角、前倾角进行测量,放射学方法采用数字化X线摄影(digital X-ray radiography,DR)及MSCT三维重建两种方法,实际测量采用量角器及数显角度仪两种方法。结果 MSCT重建法测得的髋臼外展角为48.61°±2.31°,前倾角为15.82°±4.62°,与实际测量结果比较,差异均无统计学意义(P>0.05);放射学方法与实际测得的髋臼外展角、前倾角分别比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 MSCT三维重建测量髋臼外展角及前倾角的结果准确,是一种可利用的全髋关节置换术前髋臼位相参数测量新方法。     

髋关节置换术影像学的预测与评估

[目的]探讨采用计算机辅助设计 (CAD )技术对髋关节置换术患者影像学预测定位及术后疗效的评价.[方法]选择髋关节置换患者230例(249髋),拍摄骨盆正位片和(或)髋关节CT片,应用AutoCAD软件测量外展角和前倾角,分析其与手术操作和疗效的关系.[结果]骨性髋臼的外展角为(51.8±7.3)°;前倾角(15.2±3.1)°,髋臼杯的外展角为(49.7±8.7)°,前倾角为(11.23±4.25)°,股骨头和髋臼杯的放大率是1.123;骨性髋臼直径(5.19±0.57)cm与髋臼锉直径(5.13±0.25)cm 比较无显著性差异( P >0.05);随访时间(24.3±3.9)个月,Harris评分(83.3±7.8)分,外展角(35～55)°的168例患者Harris评分(87.5±8.6)分与外展角大于60° 21例患者的Harris评分(75.9±6.8)分比较有显著性差异( P <0.05).[结论]预测臼杯的大小对指导手术操作方面具有可操作性、可重复性、准确度可信;髋臼杯与骨性髋臼完全吻合的病例获得了非常好的疗效.     

自制角度测量尺在关节置换髋臼杯固定中的应用

回顾我院2010年1～12月收治的16例行髋臼帽手术患者的临床资料,随机分为观察组与对照组各8例,对照组用传统方法(医师经验及定位杆)安装髋臼杯(外展角45°、前倾角20°),观察组用自制角度测量尺引导下定位(外展角45°、前倾角20°)。后在三维CT重建下测量髋臼杯外展角及前倾角,比较二组数字准确度,进行统计分析。结果三维CT重建下测量髋臼杯外展角及前倾角,观察组准确度较对照组有明显差异(100%vs 62.5%,P<0.05),而且在术中明显节约了手术时间,术后复查X片显示假体位置良好。活动关节无脱位现象。     

髋臼前倾角术前测量在全髋关节置换术中的临床意义

目的 探讨髋臼前倾角术前测量在全髋关节置换术中的，临床意义。方法 将121例需行全髋关节置换术的患者随机分入常规组和术前测量组。常规组按照前倾15°安放人工髋臼，术前测量组按照术前测量角度安放人工髋臼，并统计分析术前测量组术后人工髋臼前倾角度与术前测量值相差1°和5°的比例以及两组患者术后人工髋臼前倾角度差异。结果 术前测量组人工髋臼前倾角度术后误差小于1°和5°的比例分别为3．13％和29．69％，常规组与术前测量组术后人工髋臼前倾角度比较，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论 髋臼前倾角术前测量可提高人工髋臼安放的精确度，但安放的准确性还需进一步提高。     

骨盆体位改变对模拟髋臼假体前倾角测量的影响

背景:利用骨盆正位片测量髋臼假体放置角度是目前常用的评估人工髋关节置换效果的方法,骨盆体位的非标准化影响测量结果的准确性并使得相互比较较为困难.目的:试图了解骨盆体位变化时,髋臼假体前倾角测量的相应变化情况,以提高临床评价的准确性和比较研究的可比性.方法:自制系列前倾角模拟髋臼假体模型,分别代表0°,10°,20°,30°,40°前倾角.按35°,40°,45°,50°,55°外展角分别放置于6具防腐骨盆标本髋臼窝内,使骨盆标本沿冠状轴、矢状轴在±30°的范围内按5°/次分别旋转,保持X射线投照中心点始终与标准骨盆正位片投照中心点一致.摄X射线平片并进行前倾角测量.结果与结论:骨盆沿冠状轴或矢状轴每旋转1°,髋臼假体前倾角测量值变化为0.61°～0.73°,其中沿冠状轴向前旋转和沿矢状轴远离放射源时前倾角呈减小趋势,沿冠状轴向后旋转和沿矢状轴接近放射源时前倾角呈增加趋势,临床评价时应充分考虑骨盆体位因素对测量结果的影响.     

全髋关节置换术后髋臼外展角与后脱位的相关性研究

目的探讨全髋关节置换术后髋臼外展角与后脱位的相关性。方法收集2017年1月至2018年12月湖北省宜昌市第一人民医院行初次人工全髋关节置换术患者377例(419髋),术后发生脱位20例。根据术后X线片检查髋臼唇外展角分为四组:髋臼唇外展角<40°组、髋臼唇外展角≥40°~50°组、髋臼唇外展角>50°~60°组、髋臼唇外展角>60°组。结果髋臼唇外展角<40°131例,发生脱位7例,脱位率5.3%;髋臼唇外展角≥40°~50°174例,发生脱位3例,脱位率1.7%;髋臼唇外展角>50°~60°75例,发生脱位8例,脱位率10.7%;髋臼唇外展角>60°19例,发生脱位2例,脱位率10.5%,脱位率组间差异有显著性(χ~2=9.082,P=0.028,R=-0.074)。结论为了减少髋关节置换术后的脱位率,髋臼外展角的角度多应该选择在≥40°~50°,尽可能避免在其他角度。     

陀螺仪在全髋置换髋臼杯定位中的应用

背景：全髋置换中良好的髋臼假体方位对于手术的成功起到了至关重要的作用。传统定位工具或精确度欠佳、或太过繁琐,限制了其应用。 目的：对比陀螺定位仪与传统定位技术在全髋置换髋臼杯定位中的优劣。 方法：应用外侧入路,在同一个塑料髋部模型上由不同经验年限的医生利用传统方法进行了100次髋臼杯定位（每人20次40°外展和15°前倾）;再利用陀螺定位仪分别进行了60次相同角度的定位,记录实测角度与事先设定角度的误差。 结果与结论：与传统技术相比,使用螺仪定位仪测量的外展角和前倾角误差明显下降。提示陀螺定位仪能使全髋置换中髋臼杯的定位更加精确。     

类风湿性关节炎继发髋臼内陷的髋关节置换

背景：类风湿性关节炎导致的髋臼内陷,髋臼运动中心重建和髋关节功能重建是人工全髋置换的两大技术难点。目的：探讨类风湿性关节炎继发髋臼内陷时行的髋关节置换的效果。方法：纳入治类风湿性关节炎累及髋关节造成髋臼内陷的患者16例（22髋）行全髋关节置换,其中男5例8髋,女11例14髋。所有患者置换过程中均行不同程度植骨,置换后随访28—94个月,平均50个月,行髋关节×射线进行影像学评估,关节活动度、Harris评分进行临床疗效评估。结果与结论：至末次随访,所有患者获得影像学上假体良好稳定,假体周围无明显透亮线,移植骨稳定,Harris评分由置换前42．4±8．6,上升为87．5±5．6,关节活动度中屈曲由置换前（45．2±5．5）°,提高为（95．6±5．8）°,外展由（15．2±8．5）°,提高至（32．6±6．6）°。说明类风湿性关节炎继发髋臼内陷,进行全髋关节置换时,根据骨缺损情况结合自体骨移植,能有效恢复髋关节中心,重建髋关节功能。     

成人双侧Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良：置换合适假体是最好的治疗策略？

背景：Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良,表现为股骨头完全脱位,下肢明显短缩,髋臼及股骨上段发育严重不良、甚至畸形,目前尚无专门针对其治疗策略的报道。 目的：探索成人双侧Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良的治疗策略。 方法：收集2000年1月至2013年1月在常州市第一人民医院骨科进行治疗的12例成人双侧Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良患者,其中男5例,女7例,年龄19-47岁,平均33.5岁。骨牵引两三周后行双侧人工全髋关节置换,均于真臼位置重建髋关节旋转中心,复位困难者行转子下截骨,对于前倾角〉40°;的患者,行转子下旋转截骨矫正前倾角。 结果与结论：治疗后所有患者髋关节疼痛消失,活动满意,步态正常,双下肢基本恢复等长,下肢延长2.5-4.8 cm,平均3.1 cm。1例患者出现坐骨神经刺激症状。患者平均随访3.5年,无骨折、脱位和假体松动等并发症出现。置换后患者Harris评分达86.3分。说明通过于真臼位置重建髋关节旋转中心、矫正前倾角、重建外展肌力、选择合适假体等,人工全髋关节置换治疗成人双侧Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良可获良好疗效。     

髋臼卵圆窝参照法在THR中髋臼假体旋转中心的疗效分析

目的采用卵圆窝参照法实施初次全髋关节置换术(THR),探讨髋臼假体旋转中心变化的影响因素及临床疗效。方法回顾性分析我科2009年11月至2013年4月治疗的93例全髋关节置换患者,测量手术后双髋关节X线片髋关节旋转中心、外展角、前倾角,比较手术后髋臼假体旋转中心与解剖旋转中心符合率,对患者的Harris评分进行统计学分析。结果全部病例随访6⁴8个月,平均27.5个月。所有病例X线片提示,假体位置良好,无髋臼及股骨假体松动,无需要翻修病例。Harris评分由术前平均(41.45±9.74)分,增加到(91.36±3.65)分,优78例(83.87%),良8例(8.60%),可7例(7.52%),优良率92.47%。手术前后Harris评分结果比较t=3.284,P<0.05,差异有统计学意义。髋臼假体旋转中心O2恢复至解剖旋转中心O1者67例,符合率72.04%。未恢复者26例,未符合率27.96%。髋关节旋转中心(COR)恢复组与未恢复组外展角比较,差异有统计学意义(44.68°±5.35°vs.48.37°±4.65°,t=2.830 1,P<0.05),COR恢复组与未恢复组前倾角比较,差异没有统计学意义(17.36°±6.65°vs.16.51°±7.25°,t=0.539 4,P>0.05)。COR恢复组与未恢复组术前Harris评分比较,差异没有统计学意义(41.45±7.38 vs.38.85±6.65,t=1.565 7,P>0.05),COR恢复组与未恢复组术后Harris评分比较,差异有统计学意义(92.45±3.35 vs.81.65±5.39,t=11.641 7,P<0.05)。结论髋臼假体旋转中心应遵循解剖重建的原则,临床关键在于确定髋臼旋转中心的位置,达到理想的臼杯外展40°,需内置、上移髋臼旋转中心。通过优化髋臼假体的倾斜角和覆盖,达到稳定关节,减少磨损,改善功能,取得良好的临床远期疗效。     

全髋置换是否重建偏心距对髋关节功能的影响

背景：股骨偏心距的重建对于恢复外展肌力和髋关节周围软组织张力平衡,维持关节稳定,恢复关节功能,减少置换后跛行,降低假体磨损、人工关节脱位等并发症的发生率具有重要意义。 目的：探讨全髋置换的重建偏心距对髋关节功能恢复的影响。 方法：对比分析采用组配式假体（S-ROM）行全髋置换20例20髋患者及采用普通假体（Corail）行全髋置换19例20髋患者的相关资料,通过临床（Harris评分）和X射线测量,对两组患者置换后髋关节功能和偏心距重建率进行对比研究。 结果与结论：纳入患者均无感染、骨折、脱位,无深静脉血栓及神经损伤等并发症。临床随访：在组配式假体和普通假体两组中,股骨偏心距重建组与未重建组置换前Harris评分差异无显著性意义（P 〉 0.05）;置换后12个月及末次随访偏心距重建患者Harris评分高于未重建者（P 〈 0.05）。髋关节外展活动度大于未重建患者（P 〈 0.05）。X射线随访：组配式假体和普通假体两组中股骨偏心距重建率差异有显著性意义 （χ2=3.956,P 〈 0.05）,39髋（98%）股骨假体位于中立位,1髋（2.5%）轻度外翻位,两组中股骨偏心距得到重建与未得到重建患者的髋臼假体外展角及前倾角差异均无显著性意义（P 〉 0.05）。说明组配式假体和普通假体两组中股骨偏心距得到重建患者的髋关节功能和髋关节外展活动度优于未得到重建者,组配式假体偏心距重建率高。     

髋臼发育不良者全髋置换中置入不同直径髋臼杯的力学分析

背景：成人髋臼发育不良髋臼小而浅,臼内有大量骨痂和瘢痕组织等都为人工髋关节置换臼杯安装带来极大困难。臼杯安装后局部的力学变化关系到置换后假体松动的发生及使用寿命。 目的：利用三维有限元力学分析方法,对髋关节发育不良患者采用不同直径臼杯置入,观察对髋臼假体-骨界面间应力分布情况的影响。 方法：选取髋关节发育不良患者的骨盆为试验对象,用螺旋 CT 做全长连续扫描,然后利用计算机仿真技术对 CT 图像进行三维重建,建立髋关节发育不良骨盆模型。在计算机环境中对重建模型进行不同直径臼杯置入的模拟手术,利用有限元分析软件对重建模型进行有限元网格化及力学分析。 结果与结论：对于髋臼发育不良的病例,选择小直径臼杯可应对髋臼浅平、骨床骨量不足的缺陷而达到较好的臼杯骨床包容,但臼杯直径小致接触面小使单位面积应力升高;另一方面,大直径臼杯置入扩大磨锉髋臼骨床可引起髋内壁破损突破,导致应力（包括压应力及剪切力）增大及集中。由此推断,髋臼发育不良全髋关节置换时应在保证骨床包容的前提下选择较大直径的臼杯,有利于应力的良好分布,但应尽量避免或减少扩大磨锉髋臼骨床所致髋臼内壁的穿破。     

金属对金属大直径髋关节假体置换5年：21例全部随访评价

背景：金属对金属全髋假体因其具有良好的活动度因而被广泛应用于人工全髋关节置换。目的：探讨金属对金属大直径髋关节假体置换中期临床效果。方法：选择2004-04/2005-06在河北省大城县第二医院骨科行金属对金属髋关节假体置换的21例中青年患者,均在腰硬联合麻醉下完成金属对金属大直径髋关节假体置换,由同一医生通过门诊复查、电话以及信函等方式进行随访,统计置换后5年患者患侧髋关节Harris关节评分、关节活动度和所发生的并发症。结果与结论：5年随访时21髋的髋关节Harris评分平均（94.3±1.6）分,均达到优水平,患侧关节屈曲（111.2±14.3）°、外展（40.3±3.4）°、内收（23.5±2.4）°、外旋（54.8±3.7）°、内旋（20.9±2.1）°,且未发现关节脱位者,1髋出现轻度骨溶解（4.8%）,2髋出现植入物松动,2髋出现髋关节周围疼痛,且均发生在置换后6个月以后,持续超过5年以上。说明金属对金属大直径全髋关节置换后患者中期稳定性好,关节活动功能恢复效果佳,且疼痛发生率低,尤其是对于中青年患者,具有较好的临床应用价值。     

全髋关节表面置换术治疗成人股骨头无菌性坏死的临床疗效

[目的]探讨全髋关节表面置换术治疗股骨头无菌性坏死的临床效果。[方法]2000年9月至2008年1月,对42例45髋因股骨头无菌性坏死（FicatⅢ、Ⅳ）患者行全髋关节表面置换术。其中女29例,男13例,平均年龄47．4岁,单侧39例39髋,双侧3例6髋。术前通过CT三维重建测量股骨颈干角、股骨颈前倾角。采用改良后外侧Gibson入路,根据术前测量结果,对于颈干角小于135°者,手术时适当增加至135°,大于135°则维持原有角度;采用X线检查和Harris功能评分评估术后疗效。[结果]术前股骨颈干角平均134．1°,术后平均138．2°,其中术前颈干角小于135°的34髋,平均131．7°,术后平均137°;术前颈干角大于135°的12髋,平均140．9°,术后平均141．5°。股骨前倾角术前平均34．5°。术后X线显示髋臼外展角平均42°。双侧肢体长度差别术前平均2．1cm,术后平均0．5cm。平均随访14．4个月。Harris功能评分术前平均42．6分,最后一次随访功能评分为平均90．4分。随访期内无股骨颈骨折和假体松动等并发症发生。【结论】髋关节表面置换术治疗中青年患者股骨头缺血性坏死的临床效果满意。     

A three-dimensional parameterized and visually kinematic simulation module for the theoretical range of motion of total hip arthroplasty

Background

Proper option and optimal alignment of implants are major factors in obtaining the desired range of motion of total hip arthroplasty. It would be very useful if a tool is available to assist clinicians to preoperatively determine proper implants and their optimal intraoperative alignment for individual patient.

Methods

Based on the secondary development function of ADAMS/VIEW, a three-dimensional parameterized module was developed to simulate six motions of implants for total hip arthroplasty. Total eight parameters (stem abduction, acetabular size, head size, general head–neck ratio, stem–neck angle, acetabular anteversion, acetabular inclination and femoral antetorsion) were included and three definitions of acetabular orientations (operative, radiographic and anatomical) were available. Any initial position of implants and simulation precision could be defined on the demand.

Findings

After entering these eight parameters, a special model of total hip arthroplasty would be constructed. Single or combined motion until the prosthetic impingement could be simulated visually and the corresponding maximal rotation angle would be quantified.

Interpretation

Clinical factors, such as patients with severe deformity of hip joint or a large range of motion demand, should be considered during total hip arthroplasty. This module can provide references for clinicians on proper option and intraoperative implantation of components, and be suitable for postoperative evaluation. Furthermore, it is a tool to investigate the “safe-zones” of total hip arthroplasty and also can be employed for the design of new implant system.