全髋关节置换后的双下肢不等长与假体选择置入位置及软组织张力等因素的关系

张跃国，杨柳，刘传伟

张跃国，男，1964年生，辽宁省新民市人，汉族，1991年锦州医学院大学毕业，主要从事骨关节病和骨科生物材料的研究。
xmrmyylcw@163.com

摘要：探讨全髋关节置换均衡双下肢长度差异的方法及意义。肢体不等长是全髋关节置换术的常见并发症之一，以肢体延长多见。置入假体选择不当和操作者经验技巧是造成肢体不等长的主要原因。肢体不等长近期可造成神经疼痛不适，远期可能因代偿性骨盆倾抖或脊柱侧弯而导致腰背痛、跛行及假体无菌性松动。通过术前X射线片测量评估患者肢体长度差异程度，采用模板测量预测假体型号大小及置入位置，确定股骨颈截骨平面及患肢所需延长的长度，参考术前计划中测量结果，术中通过测试假体试模、平衡软组织张力，比较标记间距离变化等多种手段综合评估，以获得术后双下肢长度均衡。全髋关节置换过程中平衡肢体长度差异有重要意义，术前测量评估，术中反复测量验证，是获得术后双下肢等长的有效途径。
关键词：全髋关节置换；肢体；不等长

张跃国，杨柳，刘传伟.全髋关节置换后的双下肢不等长与假体选择置入位置及软组织张力等因素的关系[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(17):3305-3308 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-17/17k-3305(ps).pdf]

中图分类号: R318
文献标识码: B
文章编号: 1673-8225
(2008)17-03305-04

Limb length inequality in total hip arthroplasty: Effect of implant location and soft tissue tension

Abstract:The aim of this study was to explore the method and significance to correct limb length inequality in total hip arthroplasty. Limb length inequality is one of the common complications in total hip arthroplasty, in particular for limb lengthening. Inappropriate implant prosthesis and limited surgical experience are main causes for limb length inequality. Short-term limb length inequality can cause joint or nerve pain, and long-term one can lead to compensatory pelvic incline or scoliolosis, resulting in lumbodorsal pain, lameness or prosthesis sterile loosening. To achieve limb length equality, we should evaluate limb-length discrepancy by preoperative radiography, identify the size and location of prosthesis on the basis of template, confirm femoral neck osteotomized plane and lengthening length of affected limb, test prosthesis template, balance soft tissue tension, and compare the distance changes between markers. Limb length equality is significant in total hip arthroplasty. Preoperative measurements and assessments as well as perioperative measurements and validation are effective to ensure postoperative limb length equality.

Zhang YG, Yang L, Liu CW.Limb length inequality in total hip arthroplasty: Effect of implant location and soft tissue tension. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(17):3305-3308(China)
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-17/17k-3305(ps).pdf]

人工全髋关节置换是目前治疗严重髋关节疾病、恢复关节功能的重要手段。由于髋关节长期病变，74%~89%的患者在实施人工全髋关节置换时需要纠正双下肢不等长。由于全髋关节置换可以改变患侧肢体长度，另一方面人工全髋关节置换术后出现下肢不等长的现象也比较普遍。肢体不等长不仅会降低患者的满意度，还可影响正常步态恢复及手术效果。为了减少肢体不等长现象的发生，通过术前临床及X 射线片测量，利用模板测量估计假体型号及置入位置，结合置换前测量结果，综合多种手段延长患肢、恢复双侧肢体长度平衡。

问题1：肢体不等长的分类？
肢体不等长主要分为两类，即真性下肢不等长和功能性下肢不等长。真性下肢不等长是骨结构的不相等，可因生长障碍或创伤引起，也可由髋关节或骨的其他部位病变引起。功能性下肢不等长是指骨结构完整但有继发性软组织改变、关节周围肌肉挛缩或脊柱侧弯引起的骨盆倾斜。
问题2：髋关节置换后肢体不等长的原因？
患者年纪较大，肌张力下降，受麻醉影响使原本松弛的肌肉更松弛；髋关节置换前模板测量不恰当，置换过程中软组织松解在纠正关节屈曲内收畸形的同时使肢体延长；股骨颈残端保留过多；股骨偏心距减小，引起髋关节周围软组织张力降低，造成患髋外展无力；髓臼旋转中心下移改变过大；骨水泥型假体的下沉导致肢体短缩。这些均是引起髋关节置换后肢体不等长的原因。
问题3：髋关节置换过程中预防肢体不等长的技术要点？
髋关节置换前采用X2Caliper 测量仪测量X射线片的长度，提高测量的精确度。置换前
利用模板测量X线片，估计人工全髋关节置换术中所需要的技术参数。置换过程中根据术前模板测量结果置入合适的股骨柄假体试模，安装股骨头假体试模，试行复位。然后通过比较腿与腿长度、shuck试验、稳定试验等进一步判断肢体长度、患髋周围软组织张力及关节稳定性。通过反复测试及调整，复位比较肢体长度情况满意后，最终选择合适型号的股骨柄和股骨头假体置入。
问题4：为预防肢体不等长，髋关节置换前后应注意哪些问题？
髋关节置换前患者肢体长度的差异情况；模板测量预测髋臼假体和股骨假体型号大小及置入位置，假体置入后肢体长度变化，股骨颈截骨平面位置等。置换过程中适当松解髋关节周围软组织；选择有效的测试方法判断肢体长度的变化；通过调节颈长及股骨假体型号大小来均衡肢体长度差异。这些问题在髋关节置换过程中都要特别注意，而且与置换后的效果密切相关。

2.1 肢体不等长的分类肢体不等长是指一侧肢体较另一健侧肢体延长或短缩[1]。肢体不等长主要分为真性下肢不等长和功能性下肢不等长。真性下肢不等长是骨结构的不相等，可因生长障碍或创伤引起，也可由髋关节或骨的其他部位病变引起。髋关节部位引起的真性下肢不等长是由于股骨头中心、大转子和髂嵴形成的功能性三角的紊乱。如果这三个结构间的距离发生改变，肌肉的杠杆臂和下肢长度也会因此受到影响。肢体短缩常见于髋关节的病变（如严重的股骨头坏死），可引起继发性髋臼磨损；过度地锉髋臼同样能引起短缩（医源性），可见于置换后髋臼的松动移位；其他原因还包括髋内翻、股骨头骺的滑脱、Perthes病等。功能性下肢不等长是指骨结构完整但有继发性软组织改变（外展、内收或屈曲挛缩）、关节周围肌肉挛缩或脊柱侧弯引起的骨盆倾斜。暂时性功能性下肢不等长较为多见，持续性功能性下肢不等长则极为少见。Ranawat等[2]对100例髋关节置换患者的研究发现，暂时性功能性下肢不等长在术后1个月的发生率为14%，这些患者在术后3~6个月内逐渐好转；在另一项300例髋关节置换患者的随访中仅发现1例持续性功能性下肢不等长。
2.2 髋关节置换后肢体不等长的原因髋关节置换术后肢体不等长较为常见，且肢体延长比短缩更多见，其主要原因有：①患者年纪较大，肌张力下降，受麻醉影响使原本松弛的肌肉更松弛。②术前模板测量不恰当，以致假体选择有误，或假体呈外翻位植人股骨髓腔，或选择长颈假体。③术中软组织松解在纠正关节屈曲内收畸形的同时，也使肢体延长。④股骨颈残端保留过多。⑤术者为避免术后肢体短缩的操作导致股骨偏心距减小，引起髋关节周围软组织张力降低，造成患髋外展无力，并增加术后脱位的危险。⑥髓臼旋转中心下移改变过大。⑦骨水泥型假体术后骨水泥的下沉导致肢体短缩。
因此，髋关节置换过程中要尽可能消除可引起肢体长度变化的因素，减少肢体不等长的发生率。操作时要特别注意股骨颈截骨高度、股骨柄深度、股骨头假体颈长及髋臼的安放高度等。由于股骨颈的截骨面高低决定股骨柄假体打入深度，有建议认为需保留的股骨颈长度，使用中等或加长颈的股骨头假体，而不是保留过长的股骨颈并使用短颈的股骨头假体，以防止术后出现假体间撞击，从而增加髓关节的活动度及稳定性。然而，如果截除过多的股骨颈则可降低股骨柄假体对抗扭转应力的稳定性，易引起假体松动。置换过程中宜保留适当的股骨颈长度，约在小转子上方1.0~1.5 cm[3]。保持肢体等长的同时应关注股骨偏心距的重建，适宜的股骨偏心距可使髋关节获得最大的外展功能及最小的关节面间的应力，对股骨假体及其与骨交界面间产生最小的轴向力矩和内翻应力，以致使用较小的外展肌肌力即可平衡骨盆，改善行走时的步态，减少术后跛行的发生率。
2.3 肢体不等长对关节功能的影响 Gurney等[4]对肢体不等长相关步态的分析显示，2.0~4.0 cm的差异会明显增加短侧肢体肌肉的耗氧量，3.0~4.0 cm的差异则明显加快患者心率和长侧肢体股四头肌的活动量。此外，髋关节置换后严重的肢体不等长会使作用于髋关节的力量不均衡，远期可能因代偿性骨盆倾斜及脊柱侧弯而引起腰背痛、跛行及假体无菌性松动，缩短假体使用寿命。人体直立位时，作用于骨盆的身体重力通过髋关节传向足部，当下肢不等长时，该力将骨盆压向短侧肢体的股骨头，从而造成骨盆的旋转或扭转。直立位时只有短侧肢体在前而长侧肢体在后才能保持相应的平衡，且骨盆的旋转程度与肢体长度差成正比[5]。Walsh等[6]的研究提示，肢体不等长超过0.2 cm时患者普遍存在骨盆的旋转，如果肢体延长超过4.0 cm，还有可能引起神经损伤。Hofmann等[7]报道髋关节置换后神经损伤发生率为0%~3%，大多数神经损伤患者都能恢复。目前关于肢体不等长对髋关节置换远期效果影响的报道尚不多见。一般认为，大于2.0 cm的肢体不等长会引起髓部疼痛、跛行等临床症状，并造成下肢承重不均、骨盆倾斜、脊柱侧弯等并发症。所以，如何预防肢体不等长是每一位骨科医生应认真对待的问题。
2.4 髋关节置换过程中预防肢体不等长的技术要点
2.4.1 髋关节置换前肢体长度的测量双侧下肢处于平行或对称位时，首先测量患侧髂前上棘至内踝之间的距离，然后与正常侧距离作比较。如果患侧髋关节存在挛缩畸形，测量时注意保持健侧下肢与患侧对称，尽量减小测量误差。拍摄站立位骨盆平片及患髋侧位X 线片。拍摄X 线片时使用X2Marker 金属测量球标记，以调整X 线片放大率。在骨盆平片上沿双侧坐骨结节下缘作一连线，并向两侧延长与股骨近端相交，比较双侧小转子尖与该连线的垂直距离，以判断患者是否存在双侧肢体不等长及长度差异程度。研究中采用X2Caliper 测量仪（精度0.01 mm）测量X线片上线性长度，提高测量精确度。
2.4.2 髋关节置换前的计划髋关节置换前利用模板测量X线片，估计人工全髋关节置换术中所需要的技术参数。①确定髋臼假体的型号及位置。将髋臼假体模板放置于骨盆平片髋臼部位上，模板上髋臼假体轮廓线紧贴髋臼软骨下骨，保持髋臼假体45°的外展角，进而预测髋臼假体的型号大小、置入位置及人工关节的旋转中心。②确定股骨假体的型号及位置。将股骨假体模板放置于骨盆平片股骨近端部位上，调整股骨假体的型号大小及置入位置，使模板上股骨假体轮廓与股骨近端髓腔相匹配，确定合适的股骨假体型号大小。③结合置换前所测量的肢体长度差异情况，预计股骨假体置入合适位置后对患肢长度变化的影响，确定股骨颈截骨平面的位置，即从小转子上缘向近侧应保留的股骨距长度。
2.4.3 髋关节置换过程中的测量与调整患者取侧卧位，采用后外侧入路，纵行切开部分臀大肌纤维束，钝性分离、切断部分外旋肌，暴露并切开关节囊。脱位髋关节之前，比较双下肢腿与腿长度差异，用电刀在大粗隆上作一标记点，在切口正上方固定单根缝线沿股骨纵轴牵至标记点，对齐标记点后剪断缝线，保留缝线以测量假体置入后患肢长度的变化。脱位髋关节后，根据术前模板测量情况保留适当长度的股骨距（1.5 cm 左右），然后截骨、取出股骨头。先重点显露髋臼侧，清理髋臼周围软组织，打磨髋臼并置入髋臼假体。注意髋臼假体的安装位置及方向，然后显露股骨侧，磨锉股骨近端髓腔，根据术前模板测量结果置入合适的股骨柄假体试模，安装股骨头假体试模，试行复位。恢复脱位前双下肢所处位置，再次测量大粗隆标记点与缝线游离端之间的距离。如果该距离与术前测量的患肢短缩程度相等即表示肢体恢复等长，过长表示肢体延长，反之短缩。然后通过比较腿与腿长度、shuck试验、drop-kick试验、稳定试验等进一步判断肢体长度、患髋周围软组织张力及关节稳定性。腿与腿的长度比较指患者体位处于侧位时将患肢平行重叠在健侧肢体上面，通过触摸双下肢内踝及膝关节，比较对应部位之间水平距离，以判断肢体长度差异。
Shuck试验[8]指安装试模复位关节后，沿下肢力线用力牵引患肢，观察关节间隙大小改变，是测试关节周围软组织张力和肢体长度的方法，一般认为关节间隙大小变化0.5 cm为宜，肢体短缩或软组织松弛时，关节间隙增宽，反之变窄。drop-kick试验[3]是指髋关节处于伸直位，放松时患肢可直接弹回伸直。稳定试验[9]是指安装试模复位关节后，对人工关节进行屈伸、内旋、内收或伸直外旋时观察髋关节是否容易脱位，以判断关节的稳定性。若肢体短缩或软组织松弛，稳定性下降，反之亦然。通过上述方法综合测试后，如果患肢仍然存在短缩，可以适当增加颈长或更换股骨柄型号进行纠正，如果肢体过度延长，可以减少颈长或进一步扩髓将股骨柄向远侧置入。上述调节操作的顺利完成还需要配合髋周软组织平衡、调节软组织张力，以确保人工关节的稳定性。通过反复测试及调整，复位比较肢体长度情况满意后，最终选择合适型号的股骨柄和股骨头假体置入。
2.4.4 测量与调整对髋关节置换后肢体长度的影响全髋关节置换一方面可以纠正置换前存在的肢体长度差异，另一方面过度延长患肢也可导致术后发生肢体不等长。Gore等[10]研究表明，74%-89%的人工全髋关节置换患者术前存在患肢短缩，常见于股骨头缺血性坏死、先天性髋关节脱位等疾病。如果手术纠正短缩的程度不足，那么关节置换后仍然会遗留肢体不等长。对于关节置换前肢体等长的患者，如果手术没有注意到关节置换对肢体长度的影响，就可能导致患肢延长，造成术后肢体不等长。Edeen等[11]研究表明全髋关节置换后50%的患者存在肢体不等长，平均长度差异接近1 cm。Brand等[12]报道髋关节置换后患肢过长的占27%，短缩的占37.4%。还有研究结果表明，髋关节置换后患肢过长 1.5 cm以上的占18%。吕厚山[13]指出人工全髋关节置换后肢体不等长的发生率为50%~80%，髋关节置换后患肢平均延长1.0 cm。双下肢不等长可以导致短缩侧髋关节应力增加，影响髋部外展肌肌力及关节活动功能，长期髋部肌力失衡将会引起腰椎代偿性侧弯，增加下腰痛的发生率。因此，双下肢长度均衡可以降低关节应力负荷、减少假体磨损，改善髋部外展肌功能，纠正跛行步态。Edeen等[11]研究报道32%的患者主诉髋关节置换后下肢不等长，其中50%的患者认为肢体不等长对日常生活有影响。为降低全髋置换后肢体不等长的发生率，有学者提出了平衡肢体长度差异的方法。Woolson等[14]研究351例408髋，97%关节置换前肢体不等长的患者转换后肢体长度差异< 1.0 cm，所有患者按照要求进行了模板测量，报道中强调了置换前计划的重要性。Bose[15]报道肢体长度差为0.3 cm，其中5%患者长度差超过 1.2 cm，7%患者因肢体不等长而出现临床症状，需穿特殊的鞋子加以矫正。White等[16]对200例患者行单侧髋关节置换，置换后6个月的随访研究显示患者肢体延长小于1.0 cm，20%肢体延长大于1.0cm，8%肢体短缩大于1.0 cm。Konyves等[17]近期对90例患者行单侧髋关节置换，术后62%患者肢体平均延长0.9 cm，6%仍等长，32%平均短缩0.6 cm。De Thomasson等[18]报道一组 57例的研究，70%的患者转换后恢复了肢体等长，认为置换前计划可以帮助人工全髋关节置换术预测假体型号，避免术中定位错误。McGee等[19]采用了克氏针术中标记的方法，均衡双下肢的长度。腿与腿比较法、shuck试验等测量方法都为均衡下肢长度提供一定依据，但是每种方法都存在一定不足。
通过转换前临床及X 线片测量，利用模板预计髋臼假体和股骨假体合适的型号大小及置入位置，估计假体置入后肢体长度变化情况以及恰当的股骨颈截骨平面，根据转换前计划实施手术，通过术中反复测试调整可以获得良好结果。
2.5 髋关节置换前后应注意的问题人工全髋关节置换主要目的是获得一个无痛、稳定、活动良好的人工关节，因此，平衡肢体长度差异也要与其结合起来考虑。在临床工作中应注意以下几个方面：①置换前对患者肢体长度差异情况要了解。通过转换前临床及X线片测量，了解双下肢长度差异的程度。测量时注意患肢屈曲畸形及骨盆倾斜对肢体长度测量的影响。拍摄X线片时要注意X线片放大率对模板测量准确性的影响。②按照要求进行术前计划，通过术前模板测量预测髋臼假体和股骨假体型号大小及置入位置，假体置入后肢体长度变化，股骨颈截骨平面位置等。③术中适当松解髋关节周围软组织。软组织松解主要为暴露关节，清除影响关节活动及稳定的组织。过度松解软组织可能会导致术后关节松弛，如果仅为调节软组织张力而增加股骨假体型号大小，常会导致患肢过度延长。即使对于患肢短缩严重的情况，也要根据置换前的延长计划，术中结合软组织张力大小逐步扩大松解范围，还要随时测试，避免关节松弛。④术中选择有效的测试方法判断肢体长度的变化。目前临床上常用的一些判断肢体延长程度的方法都存在一定不足，可以综合应用来测量判断肢体延长程度。例如，腿与腿长度比较、shuck 试验及标记位移改变等。需要注意的是，任何方法在前后两次测量比较时，患者双下肢的位置应保持前后一致。⑤必要时通过调节颈长及股骨假体型号大小来均衡肢体长度差异[20-21]。通过本研究分析，人工全髋关节置换前计划对手术操作有重要参考价值，与手术效果密切相关，对于恢复双下肢等长具有重要意义。

目前，有关全髋置换肢体不等长方面的研究还较少，部分临床医生对这种并发症缺乏足够认识。随着全髋置换术的普及推广，患者对人工全髋关节置换手术效果有了更高要求，降低术后肢体不等长的发生率对提高人工全髋关节置换术效果有重要意义。

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