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      股骨頸骨折內固定術后股骨頸短縮的相關研究進展

      文章出處: 作者: 人氣: 發表時間:2021-03-30 09:54:21

       

      來源:《中華骨科雜志》 2016年第6

       

      股骨頸骨折內固定術后股骨頭壞死發生率為14.3%,骨折不愈合發生率為9.3%,是股骨頸骨折內固定術后的兩個主要并發癥[1,2]。近年來,股骨頸骨折術后頸短縮逐漸被關注,其可致股骨頸偏心距減少,外展肌力臂減小,患者步態速度、對稱性及物理功能均受到影響,以致造成髖關節功能障礙[3]。此外,股骨頸短縮導致的螺釘釘尾脫出,造成疼痛亦會影響患者生活質量。Zlowodzki等[4]對股骨頸短縮患者進行EuroQol問卷指數評分和SF-36物理功能評分發現,相對于短縮<5 mm的患者,短縮="">5 mm者術后下肢跛行、使用行走輔助工具的概率增加,且疼痛不適感較重。Hyung等[5]使用空心釘治療78例股骨頸骨折,15例因螺釘釘尾脫出,感到疼痛而進行翻修(18例患者進行了翻修)。同時,研究表明相對于股骨頭壞死和骨折不愈合的高發生率,內固定術后的頸短縮更加常見。Stockton等[6]對65例成人(<60歲)回顧性分析股骨頸骨折術后股骨頸短縮的情況,發現35例(54%)短縮>5 mm,其中21例(32%)>1 cm。Zlowodzki等[7]對203位骨科醫生進行問卷調查,其中83%的醫生認為股骨頸骨折內固定術后頸短縮的發生是普遍現象。因此,股骨頸骨折術后頸短縮的發生不容忽視。

       

       

      應用空心螺釘治療股骨頸骨折已在臨床中普遍開展,并取得較好療效,但其短縮發生率為17.1%~65.7%[4,8,9,10,11,12,13]。短縮發生率范圍差別如此之大的主要原因在于病例納入的標準不同以及短縮測量方法的差異。測量股骨頸短縮的方法多種多樣,如股骨頭位移變化測量法、XYZ軸測量法、外露螺釘長度測量和股骨頭塌陷測量法等,不同測量方法造成結果可能并不一致。此外,關于股骨頸短縮的影響因素也存在很大爭議,Zielinski等[3]發現年齡、體重和骨折類型等均與短縮相關,而Weil等[10]的研究卻發現股骨頸短縮與骨折類型、復位質量、年齡均無明顯相關性。因此,頸短縮測量方法的選擇,是否可調控影響因素以降低短縮發生率,以及短縮后的補救措施等,都是臨床值得關注且亟待解決的問題。

       

      本文以'股骨頸骨折'、'股骨頸短縮'和'內固定術'為中文關鍵詞,以'femoral neck fracture'、'femoral neck shortening'和'internal fixation'為英文關鍵詞,使用計算機分別檢索萬方數據庫、中國知網期刊數據庫(China national knowledge infrastructure,CNKI)、Pubmed、Elesvier(Science Direct)、SprinkerLink等數據庫,同時檢索相關綜述和納入文獻的參考文獻。收集2000年1月至2016年1月國內外公開發表的相關文獻,檢出相關的中文文獻517篇,外文文獻1517篇。設定文獻納入標準:①股骨頸骨折(單側或者雙側);②摘要中出現股骨頸短縮,并且全文中有與股骨頸短縮的發生率、影響因素、測量方法有關的內容;③使用內固定方式治療。文獻排除標準:①合并除股骨頸骨折以外的其他骨折或創傷;②病理性骨折;③兒童股骨頸骨折;④采用關節置換治療的股骨頸骨折。依納入與排除標準,最終選取28篇文獻(23篇英文文獻、5篇中文文獻)進行總結、歸納,以對內固定方法治療股骨頸骨折術后頸短縮的發生機制及影響因素、不同股骨頸短縮測量方法的優缺點以及股骨頸骨折術后頸短縮的防治措施等進行綜述。

       

       

      一、股骨頸骨折術后頸短縮的發生機制

       

      治療股骨頸骨折內固定方法多種多樣,國際內固定研究學會(Association for the Study of Internal Fixation,AO/ASIF)認為,在治療股骨頸骨折時應消除扭轉應力和剪切應力并保留軸向的壓應力,以利于骨折的愈合[14],因此多數內植物在設計時即允許骨折塊滑動加壓。同時,固定強度與骨骼自身的強度密切相關,Oden等[15]通過有限元分析發現,局部增加股骨近端的骨密度即可明顯提高股骨頸骨折后固定強度。反之,如為骨質條件較差的患者進行內固定術時有過分滑動加壓的可能,且骨折愈合早期斷端骨質吸收,若合并粉碎性骨折,骨質吸收會更加明顯,導致短縮的進一步加重。

       

      股骨頸自身特殊的解剖結構和生物力學特性亦容易導致股骨頸骨折術后頸短縮的發生。由于股骨頸外上方與內下方所承受的應力形式不同,導致骨小梁排列形式的差異,分別產生外上方的張力骨小梁和內下方的壓力骨小梁,這兩種骨小梁交叉形成了脆弱的Ward三角;人體在雙足站立時,單側髖關節的負荷約為體重的1/3,行走時關節反作用力下負荷可達體重的4~7倍,故而髖關節在維持人體平衡和活動的功能上極為重要。因此,股骨頸比其他部位更能引起骨折微動和骨量丟失,造成頸短縮的發生。

       

      二、股骨頸骨折術后頸短縮的影響因素

       

      影響股骨頸骨折術后頸短縮的因素眾多,以往的相關研究存在很大爭議,我們結合每個研究的樣本量以及試驗設計的嚴謹性、可靠性進行歸納、分析,將影響股骨頸骨折術后頸短縮的原因分為以下幾個方面。

       

      (一)骨骼強度及性別

      骨骼強度是內固定治療股骨頸骨折術后頸短縮發生的自身危險因素之一。骨質疏松致股骨頸退行性變、皮質骨變薄、骨小梁疏松,尤其見于壓力骨小梁和張力骨小梁,甚至Ward三角區僅由脂肪填充,如為老年女性骨質疏松患者股骨頸骨量下降的更為嚴重,從理論上說,其股骨頸骨折術后短縮應更為嚴重,但Liu[12]和Weil等[10]的回顧性研究均未發現頸短縮的發生率與性別相關,而Zielinski等[3]發現相對于女性患者,男性患者的頸短縮的長度更大。劉智等[9]通過多因素Logistic回歸分析發現股骨頸骨折術后頸短縮與復位質量最為相關,而與性別的相關程度次之。上述研究得出的性別與短縮的關系各有差異,考慮性別與頸短縮的相關性較低,且容易受到樣本選擇、實驗設計等因素影響。

       

      (二)骨折損傷程度及分型

      目前臨床針對股骨頸損傷程度的劃分常應用Garden分型和Pauwels分型。Garden分型以骨折移位程度劃分:Ⅰ型,不完全骨折,無移位;Ⅱ型,完全骨折但無移位;Ⅲ型,完全性骨折伴骨折端部分性移位;Ⅳ型,完全性骨折伴骨折端完全移位。Pauwels分型依據骨折遠端骨折線與水平線的夾角(Pauwels角)劃分:Ⅰ型,Pauwels角<30°;ⅱ型,pauwels角30°~50°;ⅲ型,pauwels角>50°。

       

       

      GardenⅢ、Ⅳ型和PauwelsⅢ型骨折常伴有部分粉碎性骨折和后皮質破壞,骨質吸收更為嚴重,復位后易再發生移位,且當髖關節負重或部分負重情況下,股骨頸斷端不斷壓縮以致造成更為嚴重的頸短縮[8,12]。劉智等[8]發現GardenⅢ型和Ⅳ型的短縮率(9.2%)遠高于比GardenⅠ型及Ⅱ型(48.3%)移位的骨折伴后皮質破壞亦更易發生股骨頭缺血性壞死和再移位,當股骨頸骨折外翻嵌插時,術后頸短縮和關節活動功能均會加重[5,11]。Song等[5]使用空心釘治療78例股骨頸外翻型骨折,發現外翻>15°者的短縮長度(8.8 mm)顯著高于外翻<小于15°者(3.7>

       

      (三)復位質量

      臨床上常采用Garden對線指數作為衡量股骨頸骨折等的復位質量的評判標準,即根據正位、側位X線片,將復位結果分為4級。正常正位X線片中股骨干內緣與股骨頭內側壓力骨小梁呈160°交角,側位X線片上股骨頭軸線與股骨頸軸線呈一直線(180°)。如Garden指數正位X線片上<155°或側位x線片上>180°則提示復位不滿意,如果復位后Garden指數在155°~180°之間即可認為是復位滿意。

       

       

      Liu等[12]對86例使用3枚空心釘治療股骨頸骨折的研究發現,非解剖復位者中頸短縮>5 mm的比例(66.7%)明顯高于解剖復位者(19.6%),這說明當復位質量不理想時,骨折斷端部分重合,受力不均勻而致塌陷,加重短縮??招尼攽糜陂]合復位固定,影像學技術輔助下骨折復位質量已有明顯提高,但如何處理難復性股骨頸骨折(約占全部股骨頸骨折的5%)仍是難題。由此可見,術后頸短縮的發生與復位質量密切相關。

       

      (四)手術方式

      Weil等[10]關于計算機導航輔助下使用空心釘治療42例股骨頸骨折的回顧性研究發現,股骨頸短縮發生率為56%,這與許多其他文獻報道的采用非導航方法的結果相似,而且其在探討短縮影響因素時未發現頸短縮與性別、年齡、復位質量、頸干角、骨折類型有明顯的相關性,他們認為內固定方式是影響短縮的因素。Filipov[16]使用空心釘雙支撐點、雙平面、大角度的'強斜'置釘方法('F'形技術,圖1)治療并隨訪88例股骨頸骨折患者,愈合率達98.86%,髖關節Harris評分平均為84.26分。Filipov[17]在14例尸體生物力學研究中發現'強斜'置釘方法在軸向抗壓能力及穩定性上優于3枚平行空心釘,雖然該研究并未提及術后股骨頸長度的變化,但'F'形技術能增強股骨頸軸向抗壓能力,使股骨距及股骨干外側皮質為螺釘提供2個堅固的支撐點,從而使螺釘形成堅固的懸臂梁結構,可降低股骨頸的負荷,將身體壓應力傳導至相對堅固的股骨干外側皮質,使內固定物成為堅固的依托,理論上可減少頸短縮,同時能夠獲得較好的骨折愈合率和髖關節的功能恢復。劉智等[18]在'F'形技術的基礎上,使用強斜低位內固定方法治療130例股骨頸骨折,發現強斜低位內固定組的短縮率(35.5%)明顯低于非強斜內固定組(50.8%)。

       

      除空心釘內固定外,也有學者提出鎖定鋼板可能降低股骨頸骨折術后頸短縮的發生率[7]。Boraiah等[19,20]使用動力髖螺釘或動力髖螺旋刀片對骨折端加壓,再應用全螺紋松質骨螺釘維持長度的方法治療54例股骨頸骨折,愈合率較高(94.4%)而無明顯的短縮(平均短縮1.98 mm),功能恢復也較為滿意,術后6個月患肢單足站立時間恢復至健側的94%。趙文博等[21]使用DHS螺旋刀片治療60例患骨質疏松的股骨頸骨折患者,未發現短縮,愈合率達98.3%。DHS螺旋刀片可抗旋轉而維持穩定,并能提供適度的壓縮,促進骨折愈合的同時也極大可能的避免短縮。

       

      上述內固定方式,通過減少骨塊過度滑動加壓或加強股骨頸軸向的抗壓縮能力,從而減少短縮,證明內固定方式的選擇與頸短縮發生密切相關。

       

       

      三、頸短縮的測量方法

       

      關于頸短縮測量方法的研究較少,應用于臨床的短縮測量方式和測量結果差異較大。目前,測量方法主要包括股骨頭位移變化測量法、XYZ軸測量法、外露螺釘長度測量法以及股骨頭塌陷量測量法。

       

      (一)股骨頭位移變化測量法

      將患者健側與術后末次隨訪時的患側髖關節正位X線片經圖像重疊處理后,比較兩者股骨頭位移變化,股骨頭水平位移和垂直位移的矢量和即為頸短縮長度,使用螺釘直徑的實際長度和X線片上長度的比值進行校正[13]圖2)。該方法的組內可信度檢查結果顯示,其組內相關系數為0.82,這證明其精確性是值得肯定的,很多學者在研究股骨頸骨折術后頸短縮時均使用此方法[4,5,10,11,12]。

       

      但股骨頭位移變化測量法也有不足之處:①對圖像處理者要求較高,需要能夠精確讀片,并且需掌握計算機圖像處理技術,故觀察者間信度難以評估;②患者平臥時,股骨頸原位旋轉角度為內旋15°至外旋35°,數字模擬測量時發現外旋15°時外展的瞬時力臂長度的測量誤差>5 mm,因而攝X線片時會因股骨頸旋轉角度未知而致測量誤差增大[22]。姜軒等[23]運用三維重建及空間測量技術,對股骨頭小凹最深點和股骨頭中心點的位移進行比較,能夠更科學、準確地評價股骨頸骨折后股骨頭移位的程度,這種技術為股骨頸短縮的測量提供一種新思路。

       

      (二)XYZ軸測量法

      XYZ軸測量法即比較患者術后的首次患側髖關節正位X線片及末次隨訪患側髖關節正位X線片的股骨頭中心在XYZ軸上的位移變化[19]圖3)。該法首先需確定股骨干中心軸線及股骨頭中心,使用螺釘實際長度和X線片上的長度比例校正因圖像放大及大腿旋轉角度造成的偏差,而后確定靜止參考點(股骨干中心軸線與梨狀窩的交點,為股骨頭中心偏移做參考),分別計算股骨頭中心相對參考點的X軸、Y軸的距離,對比計算出的距離差值的矢量和(Z)即為股骨頸的短縮量。XYZ軸測量法對圖像和數據各進行1次校正,可增加測量數值的準確性,但其最大的弊端是測量步驟繁瑣,需測量多個數據,易出現測量誤差。




      (三)外露螺釘長度測量法

      劉智和夏希[8]提出針對于應用空心螺釘內固定后的測量方法,對比患者術后首次的髖關節正位X線片與末次隨訪X線片,選擇釘桿尾端外露的螺釘作為測量標志(圖4)。計算公式為:頸短縮長度=螺釘釘桿外露長度測量值×空心螺釘釘帽實際厚度/螺釘釘帽厚度測量值。

      外露螺釘長度測量法僅適用于使用空心釘內固定方法的頸短縮測量,但Slogobean等[24]曾對540名外科醫生進行有關成年人(<>

       

      (四)股骨頭塌陷量測量法

      在患者術后首次患側髖關節正位X線片及末次隨訪患側髖關節正位X線片上,分別以股骨頭頂點和股骨大轉子頂點做兩條平行線,術后首次及末次的兩條平行線之間的垂直距離的差值,即為股骨頸的短縮量[18]圖5)。股骨頭塌陷量測量法步驟簡單,且通過螺釘實際長度與圖上螺釘長度的比例對攝片時的腿部旋轉以及放大倍數進行校正,可保證測量的準確性。但因為股骨頸存在前傾角,故測量長度比實際短縮長度小,不能完全、準確的表示短縮的嚴重程度。

       

      總而言之,以上4種方法在測量過程中都有分別采取了減少誤差的處理,但是由于拍攝角度、股骨頸原位旋轉角度以及測量方法設計本身存在的缺陷等種種因素,均會影響短縮測量的精確性。4種測量方法中,外露螺釘長度的測量方法因其簡單可行,很多骨科醫生都能很好掌握,而且該方法也不失精確性,更適用于臨床。

       

      四、股骨頸短縮的防治措施

       

      (一)股骨頸短縮的預防

      1.滑動加壓系統

      空心螺釘和滑動髖螺釘作為滑動加壓裝置的典型代表,在促進骨折愈合有一定優勢,但其缺點為防旋能力相對較差。Stockon等[6]總結比較了空心釘與滑動髖螺釘+反旋轉螺釘兩種方法治療<60歲的股骨頸骨折患者術后頸短縮情況,發現滑動髖螺釘+反旋轉螺釘組平均短縮量(10.7 mm)明顯大于空心釘組(5.5="">[18]運用閉合復位空心螺釘強斜低位內固定治療130例老年股骨頸骨折,發現術后骨折愈合率為99.2%,股骨頭缺血壞死率為2.3%,內固定失敗率3.1%,與非強斜低位內固定治療的結果無明顯差別,但是短縮率(35.4%)明顯低于非強斜固定組(50.8%),該內固定方強斜低位置入最下方1枚長螺釘,與上方2枚螺釘交叉,實現堅強內固定,從而改善傳統非強斜低位固定方式持續動力加壓引起的股骨頸短縮問題。

       

      2.新型內植物的探索

      將滑動加壓內固定裝置改造后,可明顯減少短縮的發生,但頸短縮的發生率仍較高,如強斜低位內固定方式,其短縮率為35.4%,因此,研究轉向對新型內植物的探索。

       

      Targon螺釘結合滑動髖螺釘和松質骨螺釘的優點,不僅可對股骨外側皮質起到堅強固定的作用,而且可通過2~4枚空心釘以保持股骨頭的旋轉穩定性。然而,Martyn等[25]運用Targon螺釘治療83例髖關節囊內的股骨頸骨折,發現未移位和移位骨折平均股骨頸短縮分別達7 mm和12 mm,并且該方法與單獨使用空心釘的翻修率均較高[26]。Kostic等[27]使用抗旋轉的空心自攻螺釘治療53例股骨頸骨折,雖然最后成功隨訪的47例中有27例發生短縮,但是短縮長度平均為2.8 mm,且隨訪發現短縮并未影響患者運動功能??招淖怨ヂ葆數某醪蒋熜M意,但還需要大樣本量及長時間隨訪的研究來確定其療效。

       

      3.生物活性材料

      國外已有報道使用內固定聯合生物制劑來加強內固定并減少術后的短縮,Alves等[28]在尸體實驗中發現在骨折端注入羥基磷灰石的可以獲得較強的剛度和承重能力,加之羥基磷灰石有較好的力學性能和組織相容性,因而,如何將其運用轉化為治療股骨頸骨折內固定材料以預防短縮,是值得探索的方向。目前,對于股骨頸骨折,羥基磷灰石主要應用于全髖關節置換的假體柄的涂層,并能促進早期的骨長入和生物學固定[29],而能否對內植物進行羥基磷灰石涂層后再行內固定治療以減少短縮,還需在臨床上進一步探索。

       

      (二)股骨頸短縮的治療

      相對于頸短縮,骨折不愈合、股骨頭壞死、內固定失敗對患者造成的影響更大,也更容易引起臨床的重視,因而患者大多是因為后幾種情況才進行翻修。目前雖然還未有針對頸短縮的專用手術方法,但部分針對骨折不愈合的術式對于糾正短縮也有一定價值。

       

      Said等[30]采用130°成角鋼板聯合股骨轉子間外翻截骨治療36例因股骨頸骨折內固定失敗導致的骨折不愈合患者,將下肢平均短縮量由2.5 cm糾正為0.5 cm,但股骨頸長度并沒有恢復,該方法僅在大小轉子間楔形截骨,后反向置于截骨處,以恢復髖關節的生物力學,而并未處理股骨頸。Magu等[31]運用改良Pauwels股骨轉子間截骨術治療39例因股骨頸骨折內固定失敗導致的骨折不愈合患者,亦未恢復股骨頸長度,但其糾正了87.5%因股骨頸短縮造成下肢不等長的患者,且術后髖關節Harris評分良好,步態接近正常,同時頸干角也得到恢復。這兩種外翻截骨方法,主要用于治療股骨頸骨折不愈合,但只能糾正骨折斷端不愈合及短縮造成的下肢明顯不等長,如患者僅為輕度短縮,但髖關節外展功能受限,外翻截骨能否適用有待考證。此外,張建國等[32]采用帶旋髂深血管蒂髂骨瓣植骨治療31例青壯年陳舊性股骨頸骨折,術前下肢短縮均超過2 cm,隨訪26例,其中5例術前短縮>3 cm者于術后恢復長度,但并未提及余21例術后短縮恢復情況,故該方法的療效有待進一步明確。

       

      我們應提高對股骨頸骨折術后頸短縮的關注,其導致的髖關節功能的障礙不容忽視?;瑒蛹訅合到y裝置治療股骨頸骨折時短縮發生率和短縮量均較高,長度穩定系統裝置的初步療效滿意。頸短縮測量方法中,外露螺釘長度測量法過程簡單,亦不失精確,但應用范圍需嚴格把握(僅適用于空心釘)。改變空心釘置釘方式、采用股骨頸長度穩定裝置、以及新型內固定裝置的設計,可減少頸短縮。雖然目前可通過外翻截骨糾正因嚴重頸短縮造成的雙下肢不等長,但若僅為輕度短縮引起的髖關節功能障礙并不適用該方法。鑒于內固定裝置的設計對于預防頸短縮的初步療效尚可,將重心轉移到預防短縮的探索研究中或許更有意義。

       

      參考文獻(略)

      (收稿日期:2015-05-07)

      (本文編輯:馬寶意 )


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