图文详解:人工髋关节置换中常见的31个问题(上篇)

学术   健康   2024-10-03 17:01   北京  



人工髋关节是最早开发的人工关节。随着假体材料的开发、手术技术的成熟及围手术期管理的规范化,人工髋关节置换术已被认为是最成功的外科手术之一。

我们在本文中整理了大量髋关节置换的结论性内容,并配图,以方便大家回顾、理解。






往文献的结论性意见:

(1)THR是那些由于髋关节疾病造成的髋关节疼痛或功能障碍患者的一种正确选择。(2)对比其他大部分长期无明显效果的治疗来看,THR 是一种消费-疗效比很高的方法(即非常有效的治疗方法)。

(3)围手术期的并发症如感染,深静脉血栓,由于使用预防性抗生素和抗凝药以及早期活动,已被明显减少。

(4)对年龄过大(65岁以上)骨质疏松症,骨缺陷者以及骨生长功能障碍者,晚期癌症与营养不良者,可采用骨水泥固定技术;对年龄较轻(60岁以下或预期寿命在20年以上),活动度较大,骨生长功能良好的患者,可考虑非骨水泥固定或杂交式固定技术。人工髋关节假体固定方式的选择除取决于假体和疾病本身的特点外,很大程度上还应取决于手术医师的技术水平和对某一假体的熟悉程度。

(5)远期假体失败的主要原因,可能是与微粒物质特别是聚乙烯碎屑引起的生物学炎症变化有关,这些碎屑物质可能是引起假体周围的骨吸收或炎症反应的原因

(6)在出现松动之后,翻修术是适应证,但翻修术是相当困难的,其远期预后也不如初期 THR。


人工髋关节置换术的适应证有哪些?

(1)陈旧性股骨颈骨折,股骨头或髋臼破坏出现疼痛,影响关节功能者。

(2)年长者(70岁左右)的新鲜股骨颈骨折。

(3)股骨头缺血性坏死,股骨头已塌陷变形,髋臼已有破坏者。

(4)骨性关节病,髋臼已有改变,有疼痛和功能障碍者。

(5)类风湿关节炎及强直性脊柱炎,关节疼痛、畸形、活动受限,患者虽然年轻,但痛苦较大,对这种患者应放宽年龄限制,及早行THA。

(6)髋关节强直,未完全骨性强直的髋关节因有疼痛及畸形者。

(7)位于股骨头颈部的恶性肿瘤。

(8)先天性髋关节脱位及髋臼发育不良(有退行性变及临床症状者)。


人工髋关节表面置换术的适应证和禁忌证有哪些?

(1)人工髋关节表面置换术的适应证:

①活动量大的年轻患者以及希望术后参加剧烈活动的老年患者;

②股骨近端严重畸形使带柄假体植入困难及影响到术后效果者;

③术后感染危险性较高者;

④伴有神经、肌肉疾病者,因表面置换采用较大直径的假体杯,术后假体将更加稳定,减少关节脱位的危险性;

⑤年龄小于 40 岁而不适合其他手术者。

(2)人工髋关节表面置换术的绝对禁忌证:

绝对禁忌证是活动性感染和骨骺未闭的患者;相对禁忌证为骨质严重缺损和两侧肢体的长度存在明显缺损的患者。


假体安装

假体材料

THA在使用聚乙烯内衬时,哪些因素有助于减少碎屑的产生?

(1)应用高交联聚乙烯内衬:

高交联聚乙烯相较于传统的高分子聚乙烯具有更好的磨损特性。一项髋关节模拟研究显示,稳定掺入维生素E(抗氧化剂)的高交联聚乙烯磨损率相比传统高分子聚乙烯降低4~10倍,其极限强度、屈服强度、延展性和疲劳抗性显著优于复熔高交联聚乙烯。

(2)应用陶瓷股骨头:

与金属-高交联聚乙烯的组合相比,陶瓷-高交联聚乙烯的容积磨损率可以降低约50%。

(3)减小髋臼假体的外翻角度:

减小外翻角度有助于增加头臼假体负重区接触面积,避免聚乙烯内衬负重区局部的过度磨损。

(4)头、臼假体安放:

假体安放在生理解剖位置非常关键,它不仅使术后功能好,而且在假体质量良好的情况下,能最大限度地减少磨损。

配制含抗生素的骨水泥时有什么要求?

抗生素在骨水泥中的比例不能超过骨水泥重量的10%,即在40g的骨水泥中最多加入48的抗生素。过多地加入抗生素会引起骨水泥强度下降,不能有效固定假体。只能用粉抗生素添加,并且混合尽可能均匀。不是所有的抗生素都适宜以粉剂配制。目前最常用的期庆大霉素粉剂或万古霉素配制抗生素骨水泥。

如何预防人工关节置换术中神经损伤?

THA引起的神经损伤较少见,神经损伤多由手术操作不当所致,具体机制有:直接损伤,如电凝灼伤,骨水泥的热烧伤;压迫损伤,如局部血肿挤压;牵拉损伤三种。

(1)坐骨神经和腓总神经损伤:在人工髋关节置换中造成坐骨神经和腓总神经损伤的因素依次是:

①牵拉损伤;

②直接损伤;

③血肿形成;

④术后脱位。

1)处理

①保守治疗:患肢石膏托固定,防止足下垂或马蹄畸形,若为股骨头脱位育接压迫损伤应及早复位。可应用神经营养药物,大多数病人神经功能会有较满意的恢复。

②手术探查:若为臀下血肿压迫所致坐骨神经损伤,应行早期切开减压术;如果伤后6周仍没有神经恢复迹象或神经损伤系骨水泥、螺钉压迫所致,应及时手术探查。

2)预防

①一般情况下术中不必常规显露坐骨神经,但在髋臼内陷伴股骨极度外旋股骨头严重短缩、关节翻修术、先天性髋臼发育不良的病例,手术中分离出坐骨神经,并加以保护。

②在神经附近尽量少用电凝止血。

③切除后关节囊时要非常小心,勿伤及距此部甚近的坐骨神经。

④用骨水泥固定髋臼时,钻孔不得过深,以防穿透内外侧皮质,一旦穿透在骨孔内塞入骨块,防止骨水泥进入盆腔烧伤或挤压神经。

⑤术后制动和肢体锻炼时,勿迫腓骨小头,以免腓总神经受损。

(2)股神经损伤

1)致股神经损伤的原因依次为:

①髋臼前板拉钩使用不当过度牵拉;

②骨水泥、螺钉和血肿压迫;

③拉钩和行关节囊切除时的直接损伤。

2)处理

骨水泥、血肿及螺钉所致压迫应早期手术探查,解除压迫;对无持续性机械压迫者,可保守治疗,如果伤及6周仍无恢复者,应手术探查。

3)预防

①髋臼前放置拉钩时,勿用力过大,以减轻对髂腰肌腱的牵拉;

②在股神经附近慎用电刀切开或止血:

③彻底止血,以防在股三角形成血肿;

④前关节囊切除时,将关节囊前的肌肉剥开,牵向内侧保护。


假体无菌性松动

人工全髋关节无菌性松动如何诊断及预防?

图中案例为一位54岁男性。a.骨盆前后位X线片。b.左髋前后位X线片。c.左髋水平侧位的X线片。该患者因幼年特发性关节炎于30年前行双侧 THA,并在 2012年行左侧髋臼杯翻修。从他的X线片可见包绕整个股骨柄的假体一水泥界面的透亮线,股骨柄内翻移位,以及b图在 Gruen 第一分区的水泥一骨界面松动的表现。患者还曾接受了双侧膝关节翻修,所以在b图和c图上能看到股骨远端的金属影。b图显示了围绕股骨柄的7个Gruen分区

1.人工髋关节置换术后假体远期松动的原因有哪些?

(1)界面微动:假体如与骨组织接触不紧密,界面微动大,接触压力小,可抑制骨形成,导致界面间纤维膜形成。超重、活动量大,摩擦扭力矩增加及假体撞击等都可增加界面微动的产生。

(2)界面结合强度:不同的假体固定方式其界面结合强度不一样,非骨水泥固定假依的界面结合强度,取决于假体固定范围、分布以及周围骨组织完好情况。而骨水泥固定型假体其结合强度还受到周围骨水泥强度、骨水泥与骨组织的接触均匀程度的影响。其中周围组织完好性尤为重要。

(3)液压:假体与骨界面间的微动可导致假体周围局部液压增高,引起植入物附近骨细胞死亡和并发骨吸收。

(4)应力遮挡:人工假体植入后,原来肢体所承受的应力转由假体承担,产生应力遮挡,骨组织开始吸收并发生结构改变,如髓腔扩大、骨皮质变薄等骨结构改变。

(5)金属、超高分子聚乙烯和骨水泥磨损碎屑在假体远期松动的发生中起着关键作用其中超高分子聚乙烯颗粒成为磨损颗粒的最主要来源。各种材料的磨损颗粒都可继发各种吞噬细胞反应,这些细胞不直接进行骨吸收,它们在吞噬颗粒物质后分泌多种与骨吸收有关的分子,如白细胞介素-1、前列腺素E、肿瘤坏死因子和胶原酶等,这些因子直接或间接地激活破骨细胞,从而引起假体周围骨吸收、骨溶解,最终导致假体松动。假体松动后又可加重磨损,产生更多的微粒,形成恶性循环。这些分子既可单独作用,又可协同作用,相互间有密切的联系。

(6)老年性骨结构本身衰变,髓腔扩大也是引起假体远期松动的因素。

(7)手术技术不当:比如髓腔内残存松质骨过多,引起假体周围骨水泥层缺乏足够厚度而造成骨水泥碎裂,影响假体固定效果,出现松动。而如果松质骨去除过多,致密松质骨保留不够,则没有足够的松质骨微间隙供骨水泥渗透而达到良好的微观绞锁固定。另外,骨水泥固定型假体操作过程中骨水泥技术不当也会造成假体松动。

2.骨水泥固定型假体早期松动的因素有哪些?

(1)股骨侧假体松动的原因

1)骨水泥使用的原因:①骨水泥使用过迟,无法渗入到骨小梁间隙中;②骨水泥量不足,骨水泥与骨床之间有许多血液、破碎组织,阻止骨水泥与骨床的接触;③搅拌骨水泥时,混入大量气泡、血块或碎屑等。

这些因素势必不同程度的影响骨水泥的固定强度,承载应力时,容易发生界面松动及水泥断裂现象。

2)手术操作的技术原因:①股骨柄假体于内翻位插入股骨髓腔,柄端穿透股骨皮质;②骨水泥聚合过程中假体的来回晃动;③柄体未能完全插入,近段裸露范围过大,缺乏骨组织支撑等。

(2)髋臼侧假体松动的原因

1)髋臼研磨时加深不够、髋臼后上壁有缺损、髋臼后上缘磨削过多、髋臼磨削过深穿破臼底突入骨盆,使髋臼假体缺乏必要的骨组织支撑。

2)在加压过程中发生髋臼假体的移动,使交界面间有血液等渗入或形成间隙,未能与骨水泥有效嵌合。

3)对骨水泥的加压不足:髋臼假体体外围骨水泥分布不均,使骨水泥与骨之间不能产生良好镶嵌作用,达不到骨水泥与骨组织之间紧密结合的效果。

4)人工髋臼小,髋臼窝过大,特别是在翻修术中常有髋臼内骨质缺损,如单凭增多骨水泥填补骨缺损面而不修复髋臼本身,易松动。

5)髋臼假体放置位置不当,常见于髋臼发育不良者行人工全髋置换术时,不能找到真臼而在高而浅的假髋臼上固定髋臼假体,易于松动。

3.非骨水泥固定型假体早期松动的因素及预防?

(1)松动因素:①器械不配套贸然进行手术;②使用假体不当;③手术操作未按非骨水泥固定型全髋关节的要求。

(2)预防:①非骨水泥固定关节置换中,使用的假体应与器械严格配套,否则置入假体达不到紧密压配,造成骨质不能长入假体表面;②选择大小合适的人工关节,保证假体与骨的紧密压配;③选择合适类型的产品,用以匹配不同髓腔类型的需要,应用不合适的假体是造成术后松动的重要原因;④手术操作严格达到紧密压配的要求,骨床质量必需良好,使假体能座落在健康的皮质骨或质量好的松质骨上,以获得初始稳定的效果。

4.假体松动如何治疗?

人工髋关节置换术后出现假体松动,对于以下两种情况,应考虑非手术治疗:

(1)症状轻,疼痛不重,经休息后明显缓解或消失。

(2)患者年龄较大,身体条件较差,不能耐受复杂的翻修术,使用外支撑或应用非甾体类抗炎药物治疗,可起到缓解疼痛的作用。

除此以外,人工髋关节置换术后假体无菌性松动尚无根本的解决方法,目前解决假体松动的唯一办法仍然是进行翻修手术。


THA术后翻修

THA的适应证有哪些?

(1)有影响能力的疼痛、僵直及功能损害,通过非手术治疗及改变生活习惯仍无效果者。

(2)有一侧或双侧假体松动或骨质缺失的x线证据。

(3)有骨折、脱位、位置不佳、感染等情况。

在施行翻修术前,应考虑哪些问题?

在准备施行翻修术时,应考虑的问题有:特殊器械和假体的选择(主要是术者依据残留骨床的质量和数量来判断);患者的年龄和功能要求;以及初次置换失败的原因等。

髋臼松动的翻修术应用何种假体?

现代人工髋关节翻修技术追求满足生物力学的需要,在人工髋关节翻修术中,因为假体周围骨质硬化,导致骨水泥锁定机制消失,这成为其固有缺陷,导致较高的早期松动率,促使人们把目光逐渐转到非水泥固定模式。

遵循初期压配稳定及远期生物固定这一原则,半球形、表面涂层的压配臼杯结合多枚螺钉辅助固定逐渐被大家所接受并推崇,而表面生物涂层又是其中的研究重点。最初的假体涂层包括钴铬钼烧结珠粒、扩散黏接纤维金属网(difusion bonded fibre metal mesh)、多孔结构钛(cancellous-structured titanium)和钛浆喷涂技术等。这些生物涂层均显示出了骨长人或骨长上以及在金属一骨界面的重建。然而当宿主骨表面硬化、缺损而骨整合能力减低时,这些传统生物材料的局限性就凸显出来。

近年来,高度多孔性金属(highlyporous metals,HPM)被研发出来用于改善非水泥假体的生物学特性。这些HPM材料的开孔结构由于其具有较高的多孔性(孔率60%75%)、理想的孔径(200~600m)及较低的弹性模量,因此也被称为类骨样材料。这些特性提供了更好的骨整合和生物学固定潜能,可增加骨长人的速度和深度以及改善初始稳定性,加之这些材料具有较高的表面粗糙度等特点,因此非常适合翻修病例。目前许多大的关节厂商纷纷推出了各自的 HPM 材料,包括 Trabeeular Metal,TM(美国 Zimme 公司),Titanium(美国 Suyker公司),Regenerex(美国 Biomet 公司),Stktite(英国 Smith and Nephew 公司)和Gripton(美国DePuy公司)等。其中以 TM 最具代表性,其优越的类骨结构特征,不仅可以轻松胜任轻中度髋臼骨缺损的重建,而且使面积较大的包容性骨缺损的重建也已成为可能。1akstein 等报道了应用TM 翻修臼杯对包容性骨缺损超过50%的53 例病例进行翻修,所有臼杯都应用至少2枚螺钉辅助固定,缺损区应用颗粒骨植骨填充,在至少随访2年后,仅2例(4%)出现力学失败。这一令人鼓舞的初期结果预示着传统要求髋臼宿主骨与假体接触至少50%以上的这一原则已经受到挑战。

股骨假体的翻修术应用何种假体?

PaproskyI型选用一般的初次生物型假体。

对于中重度(PaproskyⅡ和ⅢA型)股骨缺损和假体周围骨折(Vanvouver B2/B3)的翻修重建已经形成共识,即选用非水泥、股骨远端固定型假体进行重建。目前常用的有广泛多孔涂层翻修柄和组配式锥形翻修柄两种设计。两种假体都取得了优良的中远期临床效果,但在固定模式和植入方式上存在较大的差别。

广泛多孔涂层翻修柄通过广泛粗糙的多孔涂层来获得擦配稳定和理想的骨长入,成功的关键在于确保骨干(峡部)有至少5~7cm的骨质完整以提供充分的擦配固定,这也限制了其仅适用于 PaproskyⅡ和ⅢA 型骨缺损。

组配式、锥形股骨柄由锥形柄和近端体部两个部件组成。锥形柄通过楔形压配到圆筒形的股骨髓腔实现轴向固定,柄上突出的棱嵴可以卡到股骨内皮质以获得旋转稳定。这种固定模式不需要4cm的压配即可获得稳定,所以其适用范围可以扩大到PaproskyⅢB 型骨缺损同时该假体的近端体部可以单独安装,并任意调整下肢长短和前倾,显示出很大的便利性由于其更灵活的匹配方式、更简化的手术操作以及优良的临床效果而得到更为广泛的临床应用。

PaproskyⅣV型翻修是极其困难的,不但需要掌握结构性植骨、打压植骨与减容技术,而且生物型、水泥型甚至定制全长髓内钉假体均有可能选择。


THA术后髋关节脱位

THA术后髋关节脱位如何分类?

股骨头假体半脱位(髋关节正位片)

股骨头假体半脱位(髋关节侧位片)

后脱位(髋关节正位片)

按照 Dor 全髋术后脱位的分类法分为四类。

I类:体位性脱位,假体位置正确,软组织平衡,脱位是由于不恰当的患肢活动引起。

Ⅱ类:软组织失衡性脱位,包括大转子截骨愈合不良、高位臼杯、股骨颈截骨过多等。

Ⅲ类:假体部件放置不良性脱位,包括臼杯和股骨柄假体位置和方向放置错误。

Ⅳ类:同时存在软组织失衡性和假体位置不良性脱位。

如何预防THA术后髋关节脱位?

脱位与半脱位是人工髋关节置换术后常见的并发症之一。术后5周内发生的脱位称为早期脱位,6周以后的脱位,称为晚期脱位,术后2~3年后发生的脱位多因外伤所致。

(1)原因

1)假体安放位置不当,增加了脱位与半脱位的倾向。

2)股骨与髋臼缘的撞击,置入髋臼假体后,髋臼周围骨赘或溢出的骨水泥,会起到杠杆的支点作用,造成关节脱位。

3)有效股骨颈缩短造成髋关节周围的软组织张力减低,容易脱位。如:①臼置入太高或太偏内。②股骨颈长度过短。③股骨柄假体置入呈内翻位。

4)髋关节周围肌力差,关节囊松弛。

6)术后麻醉作用尚未消退,肌力未恢复时搬动病人时姿势不当,屈曲内收牵引患肢。

7)术后6周内过度的屈曲、内收和内旋髋关节或伸直位过度内收和外旋患髋,可分别引起后脱位或前脱位。

5)术后肢体长度恢复不当。

(2)预防

1)正确的假体安放位置,特别是髋臼,应外翻30°~45°,前倾15°~30°。股骨假体置入要靠近大粗隆,与股骨干平行,尽量恢复原颈干角,头前倾角5°~15°。

2)彻底清除髋臼周围骨赘或溢出的骨水泥。

3)股骨颈截骨要维持适当的长度,以维持髋关节周围软组织张力。

4)保护关节周围软组织,避免不必要的损伤,尽量保留关节囊,术后给予缝合

5)行大转子截骨入路,术后大转子固定要牢固。

6)对软组织松弛、张力低的患者应适当增加偏心距和下肢长度。

7)术后搬动病人要采用正确姿势,保持髋关节伸直,外展,旋转中立位。

8)术后6周内避免过度屈髋、内收,穿防外旋鞋,置患肢于外展中立位。

THA术后髋关节脱位如何处理?

THA术后脱位在早期均可以通过闭合复位得以解决,尽早闭合复位是治疗术后脱位的关键。对于麻醉下闭合复位后仍有脱位倾向的患者,需要及时地采用翻修手术以避免脱位复发。

对不同类型的脱位采取不同处理方法:

①I类脱位,只需经闭合复位而无须手术治疗.

②Ⅱ类脱位,治疗方法包括将臼杯内衬更换为防脱位内衬,或更换更长颈的股骨头假体,以增加髋关节周围软组织的张力。

③Ⅲ类脱位大多需要翻修纠正假体位置不良。

④Ⅳ类脱位经常要多次翻修才能达到根治


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