髋关节置换股骨侧骨水泥鞘质量和厚度分析

1、髋关节置换股骨侧骨水泥鞘质量和厚度分析作者：蔡宏,张克,田华,刘岩,李子剑作者单位：北京大学第三医院骨科，北京 【摘要】 目的分析髋关节置换骨水泥型股骨假体周围水泥鞘的质量和厚度。方法回顾北京大学第三医院骨科自2004年2月-2007年12月采用相同入路、操作技术和假体完成的262例(279髋)初次髋关节置换病例，分析术后出院前X线片，对股骨侧骨水泥鞘质量和厚度进行分析。结果(1)按Barrack标准，骨水泥质量A级87.1%，B级11.8%，C级1.1%，无D级骨水泥;(2)按Gruen分区，骨水泥鞘厚度2 mm组中为1.460.75(-1.603.41);在骨水泥鞘厚度2 mm区域组中为3

2、.901.52(-2.997.69)，两组间差异有统计学意义(P0.05)。结论正确使用第3代骨水泥技术，可获得可靠的骨水泥固定质量。股骨假体应参考股骨解剖轴线中立位置入，以期获得均匀一致，足够厚度的骨水泥鞘。 【关键词】 关节成形术，置换，髋; 骨水泥; 治疗结果 Evaluation of quality and thickness of cement mantle on femoral side in hip arthroplastyCAI Hong,ZHANG Ke,TIAN Hua,et al.Department of Orthopedics,Peking University T

3、hird Hospital,Beijing 100191,China Abstract：ObjectiveTo evaluate the quality and thickness of the cement mantle of femoral components in primary hip arthroplasty.MethodRadiographic results of 262 patients (279 hips) with primary hip arthroplasty from February 2004 to December 2007 were postoperative

4、ly reviewed.It was completed with the same approach,cementing technique and prosthesis.ResultAccording to Barracks classification criteria for cement mantle quality,87.1% artificial hips were classified as grade A，11.8% were grade B and 1.1% were grade C.There was a high risk of thin cement mantle (

5、2 mm) in Gruen zones 1,2 and 5 in the anteriorposterior plane and in Gruen zones 8,9 and 12 in the lateral plane.Typical areas of radiolucency were identified in Gruen zones 25 and 1012 in the middledistal of the stem.Voids appeared in Gruen zones 35 and 1012 in the distal of the stem.On the anterio

6、rposterior view,stem alignment was 1.460.75(-1.60-3.41) on the group of cement mantle thickness above 2mm,and 3.901.52(-2.99-7.69) in the group of below 2 mm.There was significant difference between the two groups (P50%的范围内有透亮带或骨水泥鞘有部分缺损;D级：骨水泥-骨界面100%的范围内呈透亮带或者股骨柄远端骨水泥缺失。 1.3.2 按照Gruen6分区(图1)，观察透亮带

7、、骨水泥鞘缺损、气泡影出现的区域。 1.3.3 按照Gruen分区，以已知的股骨假体金属头直径作为参考，测量并记录正侧位X线片上骨水泥鞘厚度2 mm的列为A组，骨水泥鞘厚度存在2 mm区域的列为B组。 1.3.4 测量正位X线片股骨假体与股骨轴线之间的夹角。股骨假体外翻，角度记为正值;股骨假体内翻，角度记为负值。应用SPSS 12.0软件对A、B两组数据进行统计学分析，数据用s表示，首先经过方差齐性检验后采用两独立样本t检验进行统计学分析。 2 结 果 术后股骨侧骨水泥质量A级：243髋(87.1%);B级：33髋(11.8%);C：3髋(1.1%);D级：0髋(0%)。典型病例见图2。 B级

8、骨水泥中透亮带出现部位：2区15髋，3区22髋，4区8髋，5区8髋，10区9髋，11区8髋，12区3髋;C级骨水泥鞘出现缺损部位：5区2髋，7区1髋，12区2髋;出现气泡影的区域：3区5髋、4区3髋、5区5髋、10区4髋、11区3髋、12区5髋。 骨水泥鞘厚度2 mm的区域：1区41髋，2区12髋，3区9髋，5区31髋，8区31髋，9区17髋，10区3髋，12区23髋。 根据骨水泥鞘厚度，A组213例(227髋)，B组49例(52髋)。 A组中股骨假体与股骨解剖轴线之间的夹角为1.460.75(-1.603.41);B组中夹角为3.901.52(-2.997.69)。检验结果t值=6.02，P

9、=0.000，两组结果差异有统计学意义(P23 mm，并且超过假体远端10 mm。骨水泥技术的演变过程正是对这一机制认识的不断深化。本组通过应用第3代骨水泥技术，取得了较为理想的骨水泥固定质量，98.9%的病例为A、B级骨水泥。 虽然目前还无法准确定义什么是真正“理想”的骨水泥鞘，但显然骨水泥-骨界面的透亮带，骨水泥鞘过薄、缺损、气泡等都会减弱局部骨水泥的强度。骨水泥鞘断裂(cement fracture)也容易发生在这些区域7，磨损颗粒可以通过缺损和断裂部位，进入骨水泥-骨界面，造成骨溶解和假体无菌性松动，影响假体的远期生存率。尽管只有在系列随访的X线片中看到广泛的、持续进展的透亮带才意味着

10、可能发生假体松动，但是术后即刻出现在骨水泥-骨界面的透亮带则和骨水泥操作技术有关。本组病例中出现透亮带和气泡的部位均位于假体柄的中远端(25区，1012区)，我们分析和注入骨水泥时粘度较低，负压吸引管拔出过早，远端空气和残余血液排除不够，未能达到理想的加压状态有关。 第3代骨水泥技术的核心是骨水泥加压3。要达到良好的加压，我们体会必须注意以下几点：(1)获得封闭的髓腔。中国人髓腔直径相对较细8，通常直径12、14 mm的远端塞能够满足封闭远端髓腔的要求。如果术前股骨侧有内固定，术中取出后钉孔用松质骨填塞。本组17髋术前有内固定，术中均获得良好的骨水泥加压固定;(2)脉冲冲洗已经成为骨水泥固定的

11、必须步骤。体外试验和临床结果都表明，使用骨水泥前进行脉冲冲洗，有助于清除髓腔及骨小梁内的骨碎屑、血液、脂肪，提高骨床准备质量，从而获得更好的骨水泥渗透，同时也能减少因为骨水泥加压而引起栓塞的风险;(3)注入骨水泥前，通过麻醉控制性降低血压、干燥髓腔和使用远端负压吸引装置等措施，可以有效减少骨小梁内渗血对骨水泥固定质量的影响;(4)必须把握骨水泥注入的时机。股骨侧常使用中、低粘度骨水泥，理想的注入时机是骨水泥处于工作期(即面团期)。如果骨水泥太稀，则无法获得有效的加压;(5)假体置入时，是对骨水泥的2次加压。在假体置入后，应避免假体旋转或晃动，使用硅胶和金属柄封，可以起到维持假体位置、持续加压的

12、作用，防止骨水泥凝固发热时假体部分退出9。 骨水泥鞘厚度不2 mm5已为多数学者接受。影响骨水泥鞘厚度的因素有股骨的解剖形态，髓腔的准备，股骨柄假体的大小和设计，假体的中置和手术显露等。(1)股骨近端髓腔略呈向前弓形，坚硬的股骨距及其延长线将股骨上段髓腔分为前后2个部分，假体只能进入前外侧半的“有效髓腔”，因此矢状位上股骨假体近端易偏前，远端则偏后10。作者的结果也证实，对于直柄型的假体，在侧位片上，8、9、12区的骨水泥厚度容易偏薄(图3)。建议在使用直柄无颈领假体时，股骨距可适当留短(1015 mm)，尽可能靠近梨状窝后外侧开髓，并尽量清除后侧股骨距表面突起的骨质;(2)Charnley1

13、1认为要达到骨水泥和松质骨良好的交锁固定，必须保留23 mm的松质骨结构。因此作者提出应使用“有限”扩髓和锉髓技术。特别对于高龄、骨质疏松的患者，通常皮质骨变薄，松质骨骨小梁稀疏，过度的扩髓和锉髓导致无法保留皮质骨内面足够的松质骨厚度，安装的假体过大，骨水泥鞘偏薄。应避免使用电动扩髓装置，在术前X线片上计划术中使用的扩髓钻、髓腔锉及假体的型号;(3)由于股骨距承受较大的压力(Gruen 7区)，该部位骨水泥应至少保持4 mm厚。所有部位应避免金属假体与骨质直接接触12，在准备髓腔时，注意保留股骨近端前侧和内侧的松质骨，以保证骨水泥厚度;(4)假体在髓腔内应尽量保持中立位。假体外翻，会增加股骨距

14、的负荷引起松动;内翻则易导致假体远端骨水泥厚薄不均，假体尖端外侧皮质接触应力增加。相较而言，假体内翻位更易导致远期失败，因此可适当多去除股骨髓腔近端外壁骨质，置入假体时避免外侧软组织阻挡，置入后避免受力及晃动。从本研究结果看，骨水泥鞘厚度存在2 mm(A组)存在统计学差异。可能较为理想的对线是两者之间的夹角3。本组中出现3髋C级骨水泥，均为骨水泥鞘部分缺损，其中2例假体与髓腔成角超过5(分别为7.12、7.69)，假体远端5、12区紧贴皮质，造成骨水泥缺损。另1例由于刮除周围溢出的骨水泥时7区骨水泥被带出导致。 图1 Gruen分区 图1a 前后位片 图1b 侧位片 图2 男，78岁，右侧双极

15、人工股骨头置换术后即刻正侧位X线片，A级骨水泥，骨水泥鞘厚度均匀 图3 侧位片示股骨假体轴线A和股骨解剖轴线B之间的夹角为5.18，假体近端偏前，远端偏后，8、9、12区(箭头所示)骨水泥偏薄 本研究的局限性在于应用普通X线片研究术后骨水泥质量和厚度，由于分辨率及投照角度、摄片质量等原因，测量结果会存在一定误差;对于骨水泥质量的分级和细节的评定，也会存在观察者间误差。Valdivia等13应用三维CT扫描，在横断面上逐层分析假体周围骨水泥鞘的厚度，准确性大大提高，但是目前仅处于实验室研究阶段。在临床工作中，使用X线进行连续的随访评估，仍然是一种总结骨水泥技术使用经验，提高手术操作技巧，观察假体

16、远期生存率的简单有效的方法。 通过本研究及以往文献提示，正确使用第3代骨水泥技术，可获得可靠的骨水泥固定质量。股骨假体应参考股骨解剖轴线中立位置入，以期获得均匀一致，足够厚度的骨水泥鞘。 【参考文献】 1 Callaghan JJ,Templeton JE,Liu SS,et al.Results of Charnley total hip arthroplasty at a minimum of thirty years.A concise follow-up of a previous reportJ.J Bone Joint Surg(Am),2004,86:690-695. 2 Ber

17、ry DJ,Harmsen WS,Cabanela ME,et al.Twentyfiveyear survivorship of two thousand consecutive primary Charnley total hip replacements: factors affecting survivorship of acetabular and femoral componentsJ.J Bone Joint Surg(Am),2002,84:171-177. 3 Ranawat CS,Ranawat AS,Rasquinha VJ.Mastering the art of ce

18、mented femoral stem fixationJ.J Arthroplasty,2004,1:85-91. 4 周乙雄,刘 淼,殷建华,等.第3代骨水泥技术在人工全髋关节置换术中的应用J.中华医学杂志，2003,83:762-765. 5 Barrack RL,Mulroy RD,Harris WH.Improved cementing techniques and femoral component loosening in young patients with hip arthroplasty.A 12-year radiographic reviewJ.J Bone Join

19、t Surg(Br) 1992,74:385-389. 6 Gruen TA,McNeice GM,Amstutz HC.Modes of failure of cemented stemtype femoral components: a radiographic analysis of looseningJ.Clin Orthop Relat Res,1979,141:17-27. 7 Jasty M,Maloney WJ,Bragdon CR,et al.The initiation of failure in cemented femoral components of hip arthroplastiesJ.J Bone Joint Surg(Br)，1991,73:551-558. 8 Chiu KH,Shen WY,Tsui HF,et al.Experience with primary exeter total hip arthroplasty in patients with small femurs.Review at average followup period of 6 yearsJ.J Arthroplasty，1997,12:267-272. 9 周乙雄.第3代骨水泥技术在人工全髋置换术中的应用及随访J.中国矫形外科杂志,2005,21: