髋臼后壁骨折的治疗与研究进展
作者:钟承桔、王钢
来源:中华创伤骨科杂志, 2018,20(11)
髋臼骨折分为5种简单的骨折和5种复杂的骨折[1]。其中,后壁骨折是一种最常见的髋臼骨折类型,约占所有髋臼骨折的1/4~1/3[2,3,4,5,6,7,8]。由于后壁骨折属于简单骨折,加上其在髋臼骨折中占比最大,因此成为创伤骨科医师最早认识和最先入手的髋臼骨折类型。但是,在临床工作、文献查阅和会议交流中不难发现,后壁骨折的治疗效果并不乐观。早期切开复位内固定治疗后壁骨折仍有37%的患者疗效不满意[9]。尽管解剖复位内固定可以提高髋关节远期功能的优良率,但是后壁骨折患者能够完全恢复髋臼的正常功能却为数不多[5]。
我们团队在20世纪90年代就已经着手对髋臼骨折进行治疗和研究,在这20余载见证了髋臼骨折治疗的飞速发展和惊人成就。随着人类社会的进步和科学技术的发展,一方面,髋臼骨折的流行病学特点也在发生变化,60岁以上的髋臼骨折发病率在过去的25年已经增加了2.4倍,成为增速最快的群体[10]。另一方面,诸如计算机模拟、3D打印、导航、虚拟现实(virtual reality,VR)和增强现实(augmented reality,AR)等技术也纷纷运用于髋臼骨折领域,这些日新月异的技术极大地推动了髋臼骨折在分型、诊断、术前计划、手术技术和理论研究等方面的进步。
然而,德国1项纳入1 266例髋臼骨折患者的研究[11]发现,髋臼骨折手术量增加而复位质量却没有提高。显然,技术的发展与髋臼骨折的治疗效果并不同步,尤其是后壁骨折。针对这一矛盾,同时也是以缩短初学者对后壁骨折的学习曲线、改善后壁骨折的预后、有效规避后壁骨折的陷阱为初衷,本研究结合髋臼骨折治疗经验和大量的最新文献,对后壁骨折治疗和研究的最新进展进行概括和总结。
一、流行病学
Judet等[12]在20世纪60年代系统地阐述了髋臼骨折的诊断、分型和手术治疗,后壁骨折占33%(57/173)。后壁骨折的发病率为每年0.325/100 000,但不包括高达53.6%(188/351)不能按Letournel分型的髋臼骨折[13]。另外有研究[14]显示,髋臼骨折的发病率为每年8.1/100 000,但文中未对骨折进行分型。最新发表的流行病学调查[2,11,15,16]发现,后壁骨折占髋臼骨折的17.0%~25.2%。值得注意的是我们查阅了迄今为止唯一不同的证据,法国2017年的流行病学研究[15]发现,后壁骨折发生率(19.3%)略低于前柱骨折(22.2%)。此外,该研究还发现231例(56%)髋臼骨折采取非手术治疗,其中多数是低能量损伤所累及的前壁骨折。这可能提示目前髋臼骨折的群体和骨折类型的分布正在发生变化。
后壁骨折虽然是一个较为简单的骨折类型[3],预后不良与合并伤有关。后壁骨折常常合并有髋关节脱位(85%~93%)、坐骨神经损伤(36.4%)、髋臼关节面压缩或粉碎(19%)、股骨头骨折(40%)[2,12,17,18,19]。涉及后壁的髋臼骨折有56.3%合并股骨头骨折,髋关节前脱位、后脱位分别有66.7%、71.9%的股骨头骨折发生率[17]。德国2013年流行病学研究[20]纳入了104例手术治疗的横形伴后壁骨折(90%以上经K-L入路治疗),高达87.5%患者合并髋关节脱位,20.2%术前即合并坐骨神经损伤。
二、发生机制
20世纪60年代Judet和Letournel[12]就已经阐明髋臼骨折的发生机制,髋臼骨折是由股骨头传递而来的间接暴力所致,这些暴力来自股骨大转子、屈曲位的膝关节或伸膝状态下的足部。当髋关节屈曲>60°承受足够大的暴力时,就容易导致后壁骨折。目前交通发达,乘坐交通工具时髋关节通常屈曲60°以上,这正是后壁骨折发生时身体所处的状态,即所谓的'仪表盘损伤'。此外,特定体位的高处坠落伤也是后壁骨折的一大原因。可见,交通伤和坠落伤是髋臼骨折发生的2大原因[14,21]。
一、诊断
受限于当时的技术,Judet等[12]结合解剖结构、X线片和术中观察这3个方面而创立了髋臼骨折的Letournel分型。在没有更先进的技术时,准确地诊断髋臼骨折必须拍摄3张X线片:骨盆正位片(患侧髋关节正位片)、闭孔斜位(Judet位)片、髂骨斜位(Judet位)片。当只有后壁线中断(累及臼顶时臼顶线中断),髂耻线、髂坐线、前壁线、泪滴(加上髂嵴线、闭孔环)完整时即可诊断为后壁骨折。
随后,CT平扫及三维重建技术的诞生,为诊断和评估后壁骨折提供了更多的信息,例如后壁骨块的大小、位置、数量及移位程度,关节内骨块及股骨头骨折,关节面粉碎及臼缘压缩,还有头臼匹配程度[8]。此外,1项随机对照试验[22]发现3D打印模型可以提高医师对髋臼骨折的形态学理解和学习兴趣,与VR技术相比,触手可及的3D打印模型是一种更有效的学习方法。准确地诊断和评估后壁骨折是对其治疗的前提[23,24]。在详细询问受伤过程、身体所处的状态和全面体格检查的基础上,结合X线片和CT检查就对后壁骨折进行准确诊断和评估并不困难。通过3D打印技术确实可以缩短髋臼骨折学习曲线,但是3D打印的耗时性和费用也是应当权衡的问题[24]。
从我们的学习历程和经验看来,不应过度依赖3D打印和VR技术等高新科技来诊断髋臼骨折,而应按照'X线片、CT平扫、三维CT'这一由简单到复杂次序仔细阅片、反复揣摩。如此分析大约100例髋臼骨折的影像学资料之后,仅仅通过X线片或CT平扫就足以准确诊断绝大多数的髋臼骨折,这既能减少对辅助检查的依赖、提高髋臼骨折的诊断水平,也能增强骨折的内在关系(X线片、CT平扫和三维CT之间)的认识。同样,Moed等[8]主张:尽管三维CT技术取得很大进步,X线片及CT平扫仍然是诊断和分析后壁骨折的主要工具,所有的髋臼骨折也是如此。
二、分型
后壁骨折是髋臼骨折Letournel分型中最常见的类型[2,3,4,5,6,7,8]。孟建峰等[25]借助'钟表'模型认识髋臼骨折Letournel分型。2018年JBJS杂志发表了最新的髋臼骨折分型[26],即'以色列分型',那么后壁骨折属于后移位型骨折。后壁骨折分为3个亚型(AO分型)[8,27],复位质量、预后与亚型有关[27]。应注意区分粉碎性骨折(Ⅱ型骨折)与压缩性骨折(Ⅲ型骨折),只要有压缩就是压缩性骨折,否则无论粉碎多严重都是粉碎性骨折。共同点是粉碎性骨折(Ⅱ型骨折)与压缩性骨折(Ⅲ型骨折)都是后壁骨折预后不良的影响因素[18,19,27,28]。
一、后壁骨折的急诊处理
高达85%~93%的后壁骨折合并髋关节脱位[2,12],此时是绝对的骨科急症[29]。尽早复位髋关节(12 h内)是一个公认的原则[8,28,29,30,31,32,33],可以减小股骨头坏死的几率。通常在急诊科充分镇静、镇痛后进行闭合复位,若失败则转入手术室全身麻醉下进行闭合复位,一旦成功就要立即拍X线片确认[8]。应当注意的是闭合复位髋关节的过程可导致后壁骨块嵌入关节内。
急诊手术指征包括:闭合复位髋关节失败、复位后的髋关节在牵引状态下仍不稳定、后壁骨折合并股骨颈骨折、开放性后壁骨折[8]。此外,第3版《骨折治疗的AO原则》[34]将闭合复位过程中产生了关节内的嵌顿骨折块也作为急诊手术指征。
二、髋关节稳定性的评估
后壁骨折累及>50%提示髋关节不稳定[9,28,30]。当骨折累及20%~50%的后壁时,Davis和Moed[35]发现髋臼骨折专家也不能十分准确地判断髋关节的稳定状态。Firoozabadi等[36]发现即使当后壁骨折<20%的后壁时,仍有23%的髋关节不稳定,因此通过骨折块大小判断并不可靠。随后,Patel和Moed[4]继续对累及≤50%后壁的骨折进行一系列影像学参数研究,单一变量分析确定骨折线上顶点、后壁征、坐骨棘征与髋关节不稳定有重要关系,但多因素回归分析并未发现髋关节不稳定的独立危险因素。因此,与他们此前的研究结论一致,对于后壁骨折≤50%者进行髋关节麻醉状态下检查(examination under anesthesia,EUA)仍然是判断髋关节稳定性的决定性因素。EUA是判断髋关节稳定性最可靠的方法[9]。所有后壁骨折的髋关节都可能是不稳定的[28]。EUA的指征有:①所有髋关节在位且头臼匹配良好的后壁骨折患者,包括髋关节无脱位史或者已经成功复位的后壁骨折患者[37];②所有累及≤50%的后壁骨折患者[9]。
Moed等[28]首先描述的EUA方法如下:全身麻醉(使用肌松剂)后,患者平卧,患侧髋关节完全伸直并处于中立位,检查者缓慢屈曲患侧髋关节超过90°、再逐渐向股骨长轴施加全身的重力,此时用C型臂X线机观察髋关节正位和闭孔斜位,如此重复1次。如果头臼匹配良好(关节间隙等宽),就进行第3次检查,并且内收、内旋髋关节各20°再次透视,一旦出现髋关节半脱位(表现为关节间隙不等宽)即证明髋关节不稳定。这警示我们,出现半脱位足以证明髋关节不稳定,此时终止施力,不允许检查者使用蛮力让髋关节再次明显脱位[8,37]。
若已经确定后壁骨折的患侧髋关节不稳定,为了预防再脱位和股骨头磨损,术前应当对患肢进行骨牵引[8]。牵引重量不超过患者体重的1/6,髋关节后脱位最常见,因此必须保持髋关节伸直外旋位来辅助维持复位状态[34]。
一、影响后壁骨折预后的因素
解剖复位、坚强内固定治疗移位的后壁骨折是普遍共识。大量长期随访研究[18,27,31,32,33,38,39,40]发现,解剖复位后壁骨折的远期功能和影像学结果更好,即复位质量是最重要的影响因素。后壁骨折的临床结果与影像学等级紧密相关[28,41],也可以说明复位质量至关重要。2017年意大利一项研究[33]发现,121例后壁骨折均采用K-L入路(其中4例行大转子截骨),结果95%解剖复位、5%复位满意,最终改良的Merle d’Aubigne评分优良率为86.6%。
前文已引用大量证据表明尽早复位髋关节(12 h内)和解剖复位是改善后壁骨折预后的'金标准'。相反地,延迟复位髋关节和骨折复位不良对后壁骨折的预后极其不利,这点毫无疑问。后壁骨折预后不良的因素还包括合并伤(神经损伤、下肢损伤、股骨头骨折等)[29,31,33,38,40,42]、关节面粉碎(Ⅱ型骨折)[27,28]、臼缘压缩(Ⅲ型骨折)[18,19]、累及臼顶[3,43]、BMI>25[31]、受伤年龄≥55岁[28]、股骨头坏死[28,38]。Meena等[40]发现骨折移位>20 mm、髋关节脱位、延迟手术>2周是髋臼骨折预后不良的因素,与骨折类型、性别、年龄和随访时间跨度无关。而负重时机(以12周为界)对后壁骨折的功能结果和并发症率无影响[44]。
值得一提的是,有2篇文章[28,38]提到股骨头坏死是后壁骨折预后不良的因素。这个结论是值得怀疑的,股骨头坏死应当作为后壁骨折预后不良的一个结果,而非原因。
二、手术指征
前文已提及急诊手术指征。限期手术指[8,33]征包括髋关节不稳定(骨折块>50%或者EUA阳性)、头臼不匹配、关节内骨块、臼缘压缩(Ⅲ型骨折)、骨折移位>2 mm。最佳的手术时机是伤后2~5 d[8]。
无上述手术指征并且EUA阴性的后壁骨折患者,应当采取保守治疗。保守治疗的患者需要拄拐部分负重6周,并且要教育他们禁止屈髋超过90°、避免患髋内收超过20°和内旋超过20°[37,45]。6周后可以恢复完全负重和正常活动。Moed等[45]保守治疗17例后壁骨折患者,平均骨折块大小为24%(6%~41%),影像学结果16例优、1例良,进一步证实了该结论:保守治疗经EUA确认后的髋关节稳定的后壁骨折,可预见的结果是头臼匹配良好、预后满意。他们此前的研究已经得出过同样的结论[37]。事实上,也间接证明了EUA是判断髋关节稳定性最可靠的方法。
上述后壁骨折保守治疗的2次研究[37,45],Mcnamara等[45]均不考虑骨折移位程度和后壁骨折亚型(粉碎型或压缩性骨折)。我们可以从中推断,骨折移位>2 mm和臼缘压缩(Ⅲ型骨折)可能并不是绝对的手术指征。同时,这也是有待进一步研究的方向。
三、老年后壁骨折
2016年的1篇综述[42]主张老年后壁骨折的髋关节不稳定时也应当手术治疗。另1项128例涉及后壁骨折(包括简单骨折和复杂骨折)的研究[18]提示,仅仅解剖复位不足以恢复正常功能,因为高达54%(7/13)的臼缘压缩、后壁粉碎且年龄超过50岁的患者术后仍然需要行早期全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)。60岁以上的后壁骨折往往是粉碎性或压缩性骨折(Ⅱ型或Ⅲ型),合并股骨头压缩骨折更常见,无论保守治疗还是任何一种复位固定手术多数在2年内发生创伤性关节炎,最终还是要行THA。因此,对于有多项预后不良因素的老年后壁骨折行一期THA可能是明智的选择[18,42]。此外,合并肌肉萎缩症的老年髋臼骨折患者,病死率升高[46]。
王钢等[47]对一组手术治疗失败的髋臼骨折患者进行研究发现,手术失败的主要原因是分型错误、手术入路选择不当和复位不良,其中后壁骨折占45.5%。可见术前计划相当重要。对于后壁骨折而言,手术入路和固定方式早已定型。应用3D打印和计算机辅助的虚拟手术技术为后壁骨折做术前计划、模拟复位和钢板预弯,有助于提高复位质量和置钉的安全性、缩短手术时间和出血量[48,49]。3D打印的耗时性和费用是缺点之一,AR技术正好弥补了其不足[50]。
一、手术入路
标准的K-L入路可以治疗大多数的后壁骨折(97%),该入路常见的错误是切口太偏后,导致切口与臀大肌入口不一致和前方术野暴露过小[8,28]。该入路治疗后壁骨折的解剖复位率在80%左右[51]。
当后壁骨折达到臼顶12点钟位置时,臀中肌肌腹和臀上神经血管束就妨碍了术野和骨折的复位。为了更好地暴露臼顶和前壁,此时采取改良Gibson入路会更有利。该入路由Moed等[5,8]改良而来,为大腿近端外侧的直切口,无需劈开臀大肌,神经血管损伤的风险很低。改良Gibson入路显露范围更大,所有K-L入路能处理的骨折该入路均可以,2014年Moed[52]撰文对其进行了系统介绍。
Ganz入路应用相对较少,当后壁骨折累及臼顶、合并股骨头骨折或需要手术脱位髋关节时适用。该入路的切口灵活,既可以是K-L入路也可以是改良Gibson入路的切口,主要步骤是大转子截骨。若需要做关节囊'Z'字切开,应保留关节囊附着在后壁骨块上以免破坏血供[8]。2017年Schroeder等[53]报道了后壁方形截骨治疗3例关节面压缩的髋臼骨折,该方法同样可以处理关节内游离骨块,可能是解决这些难题的选项之一。
2014年Sarlak等[54]采用部分的Henry坐骨神经暴露切口治疗37例髋臼骨折患者,其中后壁骨折16例患者。由于不切断外旋肌群,总体治疗效果满意。10例并发异位骨化,其中7例为Ⅰ级。但可能需要更大样本量的研究进一步证实。
二、内固定方式
后壁骨折的标准化治疗方案已经诞生了数10年,后入路拉力螺钉和钢板固定仍然是'金标准'[7]。Wu等[7]研究4种后壁骨折固定方式的生物力学特性,发现内板外钉是更适宜的固定方式。Zhang等[3]纳入56例粉碎性后壁骨折患者,对比研究髋臼三维记忆固定系统与传统的螺钉、支撑钢板,发现对于累及臼顶的后壁骨折,髋臼三维记忆固定系统可能有更好的支撑作用。Lee等[55]用加压锁定pilon钢板治疗20例粉碎性髋臼后壁骨折。相似地,用支撑技术重建粉碎性的髋臼后壁骨折疗效良好[56]。若复位后发现后壁存在骨缺损,可在大转子取骨进行移植[8]。有研究者[57]发现,双柱骨折时常累及后壁,累及的后壁通常是单一的大骨折块、无压缩、无移位或轻微移位,髋关节囊完整,股骨头骨折罕见。他们用髂腹股沟入路治疗了35例累及后壁的双柱骨折和64例不累及后壁的双柱骨折,拉力螺钉由内到外固定累及的后壁,两组均获得良好治疗效果,差异无统计学意义(P>0.05)。Zha等[58]报道了7例平均伤后6.4个月的创伤性髋臼后壁缺损患者(术后骨块吸收也是一种并发症),用髂骨植骨重建髋臼后壁,认为这是一种有效的方法,但不适用于关节已经发生创伤的患者。此外,后壁骨折常伴有后上唇撕裂和髋关节脱位。Yoo等[6]报道了2例用铆钉直接修复后上唇的同时间接复位了后壁骨折患者,该方法简单、有效。Kim等[59]首次报道用关节镜的术野和操作通道复位、固定后壁骨折。
一、螺钉穿透关节
螺钉穿透关节若早期不能被发现则很可能迅速导致股骨头磨损,进而发生创伤性关节炎或股骨头坏死,所以其为再手术的指征[60]。为了验证复位质量、置钉安全性和头臼匹配情况等,髋臼骨折术后常规行CT检查是必要的。用关节镜取出穿透关节的螺钉,Jang等[61]首次报道了该方法的个案报道。
二、创伤性关节炎
后壁骨折术后创伤性关节炎发生率为21.6%~63.4%,但手术时机(7 d为界)对此无影响[39,51]。创伤性关节炎是后壁骨折预后不良的一个结果,受很多因素影响,能人为干预的却很少,提高复位质量是降低该并发症的重要手段。后入路治疗后壁骨折的解剖复位率在80%左右[51],粉碎性和压缩性(Ⅱ型和Ⅲ型)骨折是较大的挑战,尤其是老年患者。
三、异位骨化
异位骨化(heterotopic ossification, HO)与后壁骨折也息息相关。HO之Brooker分级[62],其中0级:无HO;Ⅰ级:髋周软组织内骨岛;Ⅱ级:骨盆或股骨近端的骨刺、间隙至少1 cm;Ⅲ级:骨盆或股骨近端的骨刺、间隙小于1 cm;Ⅳ级:明显骨性髋关节僵硬。1998年有文献[63]证实吲哚美辛和放疗均是安全、有效的髋臼骨折术后HO预防方法,但是放疗更昂贵,也有其他风险。2012年的研究[64]发现吲哚美辛6周疗程对HO无预防性治疗作用、且增加了骨不连的发生率;而1周疗程可能是有预防HO的作用且不增加骨不连风险。相反,2013年Griffin等[62]在此前的研究已证实:相比安慰剂,吲哚美辛不能降低髋臼骨折术后HO的发病率,因此他们摈弃了术后使用吲哚美辛的惯例。他们再次回顾性研究423例髋臼骨折患者,共281例接受手术治疗,其中202例采用K-L入路,排除如合并颅脑损伤等病例后最终纳入120例患者作为研究对象。结果显示HO的总发病率为47%(56/120),Ⅰ~Ⅱ级(轻度)26%,Ⅲ级(中度)13%,Ⅳ级(重度)8%。有症状的HO为15%,再手术率(切除HO)为3.3%。由此,他们得出结论:吲哚美辛不能降低髋臼骨折术后的HO发病率。Firoozabadi等[65]报道508例髋臼骨折患者经单一K-L入路治疗,排除了预防性治疗异位骨化和失访的患者后,最终纳入312例作为研究对象。结论提示延长机械通气时间是重度HO的唯一预测因素,创伤严重程度评分、性别、骨折粉碎程度、股骨头骨折、髋关节脱位、脱套伤、关节内骨块、其他骨折的数量、头部和胸部损伤评分>2分均与重度HO无关。
四、股骨头坏死
高达85%~93%的后壁骨折合并髋关节脱位[2,12]。尽早复位髋关节(12 h内),同时要严格把控手术指征,术中精细操作、保护旋股内侧动脉是改善预后且能人为干预的重要因素。
五、医源性坐骨神经损伤
术前和术后都要对髋臼骨折患者进行坐骨神经功能检查并书写病历记录[34]。部分学者[8]主张K-L入路时游离并保护坐骨神经,也有学者偏好不解剖。改良Gibson入路为直切口,所有K-L入路能处理的骨折,该入路均可以,神经、血管损伤的风险更低[5,52]。医源性坐骨神经损伤绝大多数是完全可逆的,术中保持屈膝状态降低坐骨神经张力也是重要的保护举措。
常常作为初学者切入点的后壁骨折看似简单,实际上合并伤的常见性、骨折的粉碎性和压缩性、预后因素的多样性和并发症的严重性组合在一起造成了治疗这类骨折比较棘手,效果也欠佳。因此,系统而全面地掌握后壁骨折相关知识、学习最新的循证医学证据和创新的治疗方法意义重大,也唯有如此方能扬长避短、最大限度地改善后壁骨折的预后。
参考文献:略