儿童Pemberton手术前后髋臼容积变化的分析
作者：沈品泉，张菁，陈珽，陆美玲
【摘要】 ［目的］探讨Pemberton截骨手术前后髋臼容积的变化。［方法］ 2006年1月～2007年2月连续采集同一名医生施行Pemberton手术前、手术后的DDH病例11例，以同样条件进行髋关节CT扫描，测量一系列髋臼横断面的截面积，髋臼的容积。［结果］手术前后手术髋的容积比较，发现髋臼容积有统计学差异，表明手术改变了髋臼的容积，而且髋臼有增大。［结论］通过CT测量与数学计算两者的结合，发现Pemberton髋臼成形术并不减少髋臼的容积，反而有增大。
【关键词】 髋臼； 容积； Pemberton手术； 发育性髋发育不良
发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of hip, DDH)是小儿骨科中最常见的畸形，成功DDH的关键在于股骨头得到同心圆复位并维持复位，使髋臼具有正常生长与发育的可能。常用手术方式有改变髋臼方向的诸如Salter、Steel等术式，也有改变髋臼形态的如Pemberton、Dega等术式。Pemberton髋臼周围截骨术是髋臼成形系列中的经典手术，但其术后髋臼容积的改变情况尚存在争议。本院于2006年1月～2007年2月连续采集同一名医生施行Pemberton手术的DDH病例11例，测量手术前后髋臼容积，并予以比较分析，现汇报如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料
2006年1月～2007年2月连续采集同一名医生施行Pemberton手术的DDH病例11例，年龄4～10岁，男2人，女9人。其中左侧脱位10例，右侧1例，共11个脱位髋。按照Tonnis对髋关节脱位程度分类：Ⅱ度脱位有4髋，Ⅲ度脱位有6髋，Ⅳ度脱位有1髋。手术前所有对象采用GE Lightspeed四排螺旋CT扫描仪扫描，手术后2～25 d（平均2周）给予复查髋关节CT。
1.2 研究方法
患儿仰卧，采用特制的丁字鞋使患儿在接受CT扫描中保持双足中立位，（刚完成手术的儿童以石膏内位置为基准）。在膝关节下方用固定带限制膝关节屈曲。100 KV, 100～120 mA，扫描层厚2.5 mm，间隔2.5 mm，从髋臼顶至股骨大粗隆连续扫描。应用Dicomwork软件对CT的原始数据进行读取，鼠标描记髋臼窝的边缘，计算机自动形成髋臼截面，测量系列髋臼横断面的截面积。以间隔距离为变量，髋臼截面积为应变量进行二阶曲线的拟合，采用MATLAB 6.5数据分析软件进行曲线拟合和曲线下面积积分得出骨性髋臼的容积。
2 结果
术前与术后髋臼容积有统计学差异，表明手术改变了髋臼的容积，d为正值，说明髋臼有增大（表1）。表1 手术前后髋臼容积的比较例数术前容积
3 讨论
3.1 DDH的特点 DDH髋臼的特征是一个高度倾斜的、浅而前倾的髋关节接触面，伴有外侧或前后侧的缺陷，这种病变会影响髋臼的三维形态。Murphy报道发育不良的髋臼最多只能算是一个1/3的球面，而不是半球面［1］。DDH解剖病理上的畸形使股骨头和髋臼之间的接触面积减少，头臼间的接触应力增大，导致关节软骨的退行性改变，30岁左右时就诱发骨关节炎［2］。因此稳定而良好的复位，既能促进髋臼的发育，又能改善关节面的高应力状态，减少关节退变可能，减轻或阻止骨关节炎的进程。
3.2 手术对髋臼容积的影响 对于年长儿童或者闭合复位失败、或者未能获得同心圆复位的髋关节，切开复位在所难免。为了建立一个更加接近正常解剖关系的髋关节，有改变髋臼方向的手术，如Salter、Steel等手术方式，也有改变髋臼形状的手术方式，如Pemberton、Dega等。报道大多数人支持术后髋臼容积减小的假设。Tachdjian［3］指出Pemberton手术后髋臼的容积将会减小。Weinstein［4］认为Pemberton手术理论上会引起髋臼容积减小。Gillingham［5］也提出对于原发畸形性脱位，不提倡应用Pemberton或Dega等将引起髋臼容积减小的术式来治疗。Herring［6］指出Pemberton手术与Dega手术相同，可能会引起髋臼容积的减少。但近年，Cummings将6头猪模型施行Pemberton截骨手术，经测量发现手术并没有改变髋臼的容积［7］。Slomczykowski用CT测量3个髋关节发育不良的模型和2个髋关节发育不良的病例，发现Pemberton截骨手术后的髋臼容积有增加［8］。从作者的实验比较中发现，经手术前后容积的配对比较，t=4.676，P<0.001，有统计学差异，表明手术改变了髋臼的容积，d为正值，说明髋臼有增大。这与Slomczykowski［8］用CT检测和Ahmet［9］用MRI检测发现髋臼容积增大的结果一致。
3.3 数学论证髋臼变化 作者用简单的数学推导模拟髋臼容积增大的原因。首先，把髋臼的容积看成冠状面截面积的积分。由于Pemberton截骨是以“Y”软骨为旋转轴心，不改变髋臼的骨性部分，因此可以把它简单地看成如下的图形并对此作出分析。如图1所示，A点为“Y”软骨，B点为髋臼外缘，C点为髋臼下缘。AB弧与AB线之间的面积固定不变，AC弧与AC线之间的的面积固定不变，当AB线以A为轴心向下旋转时，三角形ABC的面积等于AC乘以AB线在X轴上的投影距离，因此其面积是逐步增大的，达到X轴（B、A、C三点之间的成角为90°）时为面积的最大值，然后又逐步变小。从儿童髋关节冠状面成像的图像来看（如图2），以“Y”软骨为顶点，髋臼外缘、“Y”软骨、髋臼下缘三点之间的的角度，在正常儿童已接近90°，而大部分髋臼发育不良和半脱位的儿童，其角度远远大于90°。因此施行Pemberton截骨后髋臼其截面积是增大的，髋臼的容积也随之增大。
3.4 研究前景 需要指出的是，虽然手术使髋臼容积有了增大，但不等于同心圆复位，也不等于增加了髋臼的真性有效容积，同心圆复位还涉及头臼之间的匹配，尤其是接触面和生物应力状况的改善。因此，髋臼容积增大仅仅是一项指标。
4 结论
通过CT测量与数学两者的结合，发现Pemberton髋臼成形术并不减少髋臼的容积，反而使其容积有增大。由于复位后的股骨头刺激，手术后髋臼的容积理论上应该是持续增大，这一研究为拓宽Pemberton的手术指征提供了理论依据。 图1当AB向下翻转时，三角形ABC的面积在增大 图2以“Y”软骨为顶点，髋臼外缘、“Y”软骨、髋臼下缘三点之间的角度，左侧为116°，右侧为93°
【参考】
［1］ Murphy SB, Kijewski PK, Millis MB,et al.Acetabular dysplasia in the adolescent and young adult［J］.Clin Orthop，1990，261：214-223.
［2］ Hipp JA, Sugano N, Millis MB,et al.Planning acetabular redirection osteotomies based on joint contact pressures［J］.Clin Orthop，1999，364:134-143.
［3］ Gillingham BL, Sanchez AA, Wenger DR. Pelvic osteotomies for the treatment of hip dysplasia in children and young adults［J］.J Am Acad Orthop Surg，1999，7:325-337.
［4］ Weinstein SL. Developmental hip dysplasia and dislocation［M］.In: Morrissy RT,Weinstein SL,editors. Lowell and Winter's pediatric orthopaedics. 5th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins，2001，905-956.
［5］ Jacquemier M, Jouve JL. Acetabular anteversion in children［J］.J Pediatr Orthop，1992，12:373-375.
［6］ Herring JA. Developmental dysplasia of the hip［M］.In: Herring JA, editor. Tachdjian's pediatric orthopaedics. Philadelphia: WB Saunders Company，2002，513-654.
［7］ Cummings RJ. How the pemberton innominate osteotomy really works: an animal study［J］.J Surg Orthop Adv，2004，13:166-169.
［8］ Slomczykowski M, Mackenzie WG, Stern G,et al. Acetabular volume［J］.J Pediatr Orthop，1998，18:657-661.
［9］ Ahmet FO, Mehmet CA, Utku K,et al.Does Dega osteotomy increase acetabular volume in developmental dysplasia of the hip［J］.J Pediatr Orthop B，2006，15:83-86.
