人工髋关节置换术后假体无菌性松动的临床及影像学研究进展

宋伟兴,张伯生,杨静

(天津港口医院放射科,天津300456)

人工髋关节置换术(人工髋关节置换术)后假体无菌性松动是导致人工假体失败的重要原因〔1〕。人工髋关节置换术后假体无菌性松动原因较为复杂,主要是由于植入材料与假体在界面上相互磨损而产生碎屑,其次是由于假体固定后应力遮挡,长期如此会导致骨溶解、骨吸收,最终造成人体髋关节置换术后假体关节无菌性松动结局。假体松动会导致患者关节疼痛,最终需实施人工关节翻修术进一步治疗。尽早进行假体无菌性松动的诊断对于积极开展早期治疗和预防具有重要意义。现阶段松动诊断主要以临床症状及影像学检查为主〔2-4〕。

1 临床诊断分析

临床诊断人工髋关节置换术后假体无菌松动的重要线索为患者发生术后疼痛。术后疼痛发生原因涉及较多因素,但假体松动引发的疼痛与活动密切相关,因松动假体会有微动,在运动时会出现明显的关节疼痛症状,具有卧床休息不引起疼痛的特点〔5-9〕。临床医生可通过疼痛部位、髋部疼痛程度、关节屈曲角度等详细的临床物理检查判断出有无人工髋关节置换术后假体松动〔10〕。据相关研究表明,髋部疼痛感、髋关节外旋产生的疼痛以及股骨轴向敲击痛,能够有效预示髋臼假体松动;膝部疼痛、髋部疼痛、髋关节内旋发生疼痛、大腿区疼痛、髋关节外旋发生疼痛、股骨轴向叩击痛,能够良好预示股骨柄假体松动。不是所有髋关节置换术后无症状患者都需定期复查X线片,在行人工髋关节置换术后5年内,患者若无临床检查阳性指标,则定期进行临床检查即可,无需行影像学检查。若临床检查相关指标呈阴性,则可完全排除人工髋关节术后假体松动。而人工髋关节置换术后5～6年内,患者应定期同时开展影像学与临床检查。在临床中,大部分患者虽经X线检查假体无松动表现,但经翻修术或因存在临床症状被证实为人工髋关节置换术后假体松动〔11〕。而多数无临床症状患者经由X线检查被诊断为人工髋关节置换术后假体松动,因此假体松动的诊断应以临床症状为主要依据〔12〕。

2 影像学诊断方法分析

2.1 假体移位

假体移位的诊断方法主要是通过将参考线画至X线片上以提高测量的准确性〔13-15〕。如最具代表性的对臼杯迁移测量Nunn法〔16〕。但受多因素影响,Nunn法存在3 mm误差。而对臼杯迁移测量的计算机辅助EBRA法是更为精准的测量方式〔17〕。EBRA法能够通过计算机系统自动测量,客观性较强,减少人工计算的测量误差。被较多学者证明是更为精准的测量方式,主要是在测量过程中客观性较强,排除了较多人为因素影响。且通过计算机软件系统,能够自动标准化X线片的不同放大率。其次对臼杯迁移测量的计算机辅助EBRA法能够检测并将骨盆倾斜影像进行排除,有效减少测量误差。使用对臼杯早期迁移的RSA测量法评估人工髋关节置换术精准度下沉可达0.15～0.6 mm,对早期评估假体移位具有重要指导意义〔18-20〕。

2.2 假体周围骨密度

常规X线检查须在骨量丢失＞30%正常值时才可发现骨组织异常,无法早期揭示骨丢失现象〔21-24〕。而双能X线(DEXA)法具有放射辐射小、对患者危害小、定量测定、数据微机处理、便于分析比较等优点,是现阶段测定假体周围骨密度丢失情况的一种有效方法〔25〕。Livermore法测量偏差在-1.17～1.31 mm,但其使用的简便性可满足临床诊断需求,是测量假体周围骨磨损量的金标准〔26-28〕。

2.3 假体磨损量

聚乙烯磨损量应用计算机辅助分析技术测量后,对聚乙烯磨损量的测量中也广泛应用计算机辅助的二维边缘识别测量法、三维测量法〔29〕。由于人工关节骨界面是三维立体方向的,因此二维测量法测量结果相较于真正磨损量必定会小,即便使用三维测量法,也会由于X线拍摄分辨率较低、摄片非标准化而产生一定误差。故在相同时期范围内动态测量关节面磨损量其结果更加可靠〔30〕。

3 放射性表现与诊断标准分析

对于骨水泥型假体松动,若发生假体断裂、新近出现的假体与宿主间透光、骨水泥腹膜破裂、假体下沉等证据存在,则可判定骨水泥固定假体松动失败,部分作者可进一步根据骨水泥与骨界面的放射性透光区程度与范围,确切区分可能松动或松动。人工髋关节置换术后骨水泥型假体松动的放射学标准主要为:(1)未松动:假体臼杯,向上迁移,无,＜5 mm;向中心迁移,无、轻微、适度;放射性透亮带,无、占Ⅱ区的1/2、占Ⅰ区的1/2;骨水泥的断裂,完好;臼杯的碎裂,完好;进行性倾斜与旋转,无。假体柄,柄的下沉,无、＜3 mm;骨水泥-柄间的透亮带,无、＜1 mm、1～2 mm。骨水泥-骨或柄-骨界,面间的透亮带,无、站近端的1/2、占远端的1/2;柄周围的骨内膜空洞,无、1～2个;大的骨缺损,无;骨水泥层的断裂,无;柄的断裂,柄完好。(2)松动:假体臼杯,向上迁移,5～10 mm,＞10 mm;向中心迁移,严重、进入骨盆内部;放射性透亮带,连续性透亮带;骨水泥的断裂,骨水泥断裂;臼杯的碎裂,臼杯碎裂;进行性倾斜与旋转,存在。假体柄,柄的下沉,＞3 mm;骨水泥-柄间的透亮带,宽度＞2 mm。骨水泥-骨或柄-骨界,面间的透亮带,连续性;柄周围的骨内膜空洞,多个;大的骨缺损,一个、大面积;骨水泥层的断裂,存在于4区上下;柄的断裂,柄断裂。

区分人工髋关节置换术后骨水泥型假体确切松动与可能松动的判别标准主要为:X线表现(1)可能松动:髋臼,位置无改变,放射透亮带在1/2以上部位,宽度≥2 mm;股骨柄,术后1年放射透亮带进行性发展,范围不超过2分区,宽度≤2 mm。(2)很可能松动:股骨柄,术后1年放射透亮带进行性发展,范围在2个以上放射分区,宽度≥2 mm。(3)确切松动:髋臼,髋臼迁移或其它位置改变表现;股骨柄,假体迁移,可伴有新出现的骨水泥断裂、分离,假体周围骨水泥透亮带或术后1年呈进行性发展,且最终宽度≥2 mm。

对于非骨水泥假体松动,会出现金属表面长入底层脱落、断钉基柱形成(假体柄尖端下髓腔内骨浓积)、长入骨区的X线透光区。非骨水泥假体柄的固定程度可分为三类,其中假体附近存在进行性、广泛的放射性骨质疏松,是假体柄松动的表现。假体关节界面存在进行性、放射透亮带。人工髋关节置换术后1年,呈现进行性发展,且宽度大于2 mm,假体柄下沉大于2 mm。术后10年较难发生非骨水泥髋臼假体松动。臼杯中心与两侧泪点连线的垂线,可定义为垂直移位距离,而臼杯最大横径与两侧泪点连线所成夹角,可定义为移位角度。认为移位角度大于5°,垂直移位距离大于2 mm,可表明存在髋臼假体松动。

4 总结

人工髋关节置换术后假体无菌性松动临床症状与影像学表现能够为假体松动的及时处理与翻修提供一定依据。但假体无菌性松动的原因涉及因素较多,对人工关节松动的早期临床诊断仍需深入研究。借助不断发展的影像学技术,临床对于人工关节松动的评估诊断越来越全面、精准,对提升人工髋关节置换术长期疗效与假体寿命具有重要意义。