人工髋关节置换的新技术
21 世纪的最初10 年人工髋关节外科得到了飞速发展，模型设计、假体材料、界面摩擦学、生物力学、手术技术等方面都有了很大进步，手术效果和假体存活率令人鼓舞。新技术、新观念不断更新。计算机导航、金属假体表面置换（RHA）、微创手术（MIS）等共同推动了人工关节置换手术的健康发展。
（一）全髋关节表面置换
全髋关节置换术对于髋关节病残来说，无疑是一种非常有效的治疗方法，特别是针对老年患者，其效果更为确切。尽管假体和手术技术得到了很大的发展，但是由于全髋关节假体存在两方面缺陷：第一，关节假体的活动度小于正常髋关节；第二，对于年轻患者，全髋关节置换术后的早期磨损、功能、松动等问题尚未完全解决，因此年轻患者会面临多次翻修的可能。全髋关节表面置换（RHA）通过保留股骨头、股骨颈结构和肌骨近端的骨量，改善髋关节应力分布特性，而且因其未破坏股骨髓腔而具有易翻修的潜力。而且，大直径的假体设计提供了更为可靠的稳定性和活动度。新一代金属对金属全髋表面假体系统的问世是髋关节置换术的一个重要里程碑。通过不断积累经验，其假体系统在材料、设计及固定方法等技术参数方面获得长足改进。
髋关节表面置换术通过切除受损的髋关节关节面，并代之以相应的表面型置换假体，使髋关节的骨量和功能得到最大限度地保留。从一定意义上来说，髋关节的表面置换是骨组织的微创置换。尽管对于早期结果的关注需要慎重，但髋关节表面置换毕竟在骨量保留方面是现阶段最大的，为日后翻修提供良好基础，面对假体松动带来的骨缺损，表面置换失败翻修其实就是初次人工全髋关节置换手术。作为年轻患者高功能活动需求，髋关节表面置换术的出现具有重要意义。
近十几年来，有关髋关节表面置换的报道也日渐增多，既有中短期随访的报道，也有失败原因分析，更有假体摩擦学、材料学、生物力学等方面研究的成果。表面置换假体的质量已经达到较高水平，这么说并不意味髋关节表面置换术结果一定好，没有手术风险，什么人都可以做。况且表面置换的长期临床结果还缺乏大量循证医学证据证实。必须注意以下几点。
1．患者的选择
表面置换术和全髋关节置换术是针对不同人群的两种技术，虽然它们都可以获得很好的关节活动度，但表面置换主要针对年轻、病变轻、病灶局限、骨质量好的患者。其手术指征必须严格把握，切忌将严重的股骨头坏死、僵直的强直性脊柱炎患者、Crowe Ⅲ型和Crowe Ⅳ型髋关节发育不良的患者进行表面置换术。此外，由于国人多数体格较小，髋关节解剖结构不同于西方人，应避免选择颈干角小于130°，颈长低于3 cm，头颈指数小于1/3的患者。
2．手术技术
表面置换术操作难于全髋关节置换术，有其特有的学习曲线。手术者必须经过严格的专门培训，具有大量临床全髋关节置换术的经验，并规范地使用这一技术操作。尤其对刚开始这一技术的医师，你可以很艰苦地把手术做下来并提供一张看似不错的X 线片，但这并不意味这些患者是合适的手术指征。在处理髋臼时，表面置换与传统全髋置换无明显差别。表面置换的技术难点在于恢复股骨正常偏心距、避免股骨颈前倾角过大、重建合理股骨头颈指数，以上三点掌握不好均可导致髋关节的撞击。其中最重要的是头颈指数，具体方法包括正确的股骨侧假体安装位置、股骨颈成形，以及增大股骨头尺寸等。表面置换术后关节的撞击多发生在股骨颈与髋臼之间，从而增加了股骨颈骨折的风险，同时颈臼撞击偶尔也会引起置换后疼痛。此外股骨颈成形存在易发生骨折和并发股骨头坏死的风险。近年来计算机导航已用于髋关节表面置换，其在假体位置安放准确性、减少并发症、提高临床效果方面是毋庸置疑的。但这一技术因存在增加手术费用、手术时间和需要一定的学习曲线问题尚未得到广泛应用。
3．并发症
表面置换的主要并发症为股骨颈骨折和腹股沟疼痛，其中股骨颈骨折最为常见，研究发现其最常发生在表面置换术后9 个月内，与手术技术和患者选择有直接关系。表面置换的晚期并发症为髋臼假体的磨损和松动。
4．金属离子
研究表明，金属对金属承重摩擦表面可引起的血液和尿液金属离子浓度增高，尽管目前为止尚未见不良反应报道，但仍是备受争议的问题。现存的所有方法对如何界定离子浓度高低也存在很大差异。因此，对于表面置换术后血液金属离子浓度升高的问题，仍然需要长期以及系统性的研究。考虑到金属离子可能的影响，年轻未生育的女性患者、肾功能不佳的患者以及对金属材料过敏者都应谨慎使用。
5．股骨颈进行性狭窄
最近有关于表面置换术后股骨颈狭窄的报道，在术后2 年开始发生股骨颈狭窄，7 年后狭窄不再进展。但目前尚没有关于股骨颈狭窄方面流行病学的证据。股骨颈狭窄可能与应力相关的骨塑形、股骨假体内的骨坏死修复过程有关。
总之，髋关节表面置换术是年轻以及对关节活动度要求高的患者的首选。然而活动量的增加必然影响假体的使用寿命，这与年轻患者需要改善髋关节活动功能的迫切愿望是一对矛盾。在缺乏长期随访结果的情况下，对这一技术的选择和患者的选择必须严格。
（二）微创髋关节置换
微创是所有外科医师追求的目标，是以最小的创伤和最小的生理干扰达到最佳的疗效。它不仅具有手术切口小的特点，更着重强调减少手术对周围组织的创伤和对患者生理功能的干扰。微创髋关节置换包括以下内容：①是通过熟练的手术技巧和解剖入路，减小手术对周围组织的损伤；②采用全新的手术理念，植入改良的或较小的关节假体，减少对周围组织的暴露和创伤。
1．手术适应证和禁忌证
微创髋关节置换的手术适应证同传统的人工髋关节置换基本相似。但微创髋关节置换的手术适应证主要是初次的髋关节置换，身材瘦小的患者更适应。不适合过于肥胖、翻修、有内固定需要取出和关节屈曲挛缩需要做软组织松解、先天性髋臼发育不良、严重髋臼骨折以及骨质疏松需要用骨水泥假体的患者。关节局部或全身性的感染及全身情况或合并疾病使患者难以耐受手术者应视为绝对手术禁忌证。
2．手术技术
人工髋关节置换软组织的微创理念经历了由传统切口小型化到不损伤肌肉的微创置换过程。传统切口小型化是指常规入路的小型化和精确化，术中需要切断部分肌肉，但是强调了对切断关节囊和肌腱的修复。现在的微创理念是指在不影响传统全髋关节置换术疗效的前提下，最大限度地减少手术对关节局部解剖和生物学环境的干扰。先后出现了微创双切口、微创后外侧切口、微创前外侧切口、微创外侧切口。这些都是采用肌肉间隙的入路，配合特殊的手术器械和假体，并采用“移动窗口”等手术技术达到不切断肌肉，对软组织的微创手术。
3．优势和误区
微创髋关节置换的优势与传统髋关节置换手术相比具有以下较为肯定的优势：①组织创伤及肌肉破坏更小，术后髋关节更稳定；②失血更少；③术后疼痛轻，更快地功能康复；④术后并发症更少、感染率更低、关节功能恢复得更早，患者满意度高；⑤住院时间短，医疗和护理费用低；⑥更小的皮肤切口，更小的手术瘢痕；⑦具有“进可攻、退可守”的特点，若个别患者难以完成操作，可作切口延长。但在强调微创技术优势的同时，也应纠正一些偏差和误区。第一，微创并不只是具体的操作过程，微创观念应贯穿于整个治疗的全过程中，包括询问病史、物理检查、各项辅助检查、治疗、康复以及心理、生理、精神等在内的每一个过程。第二，认为小切口就是微创，大切口就是巨创是完全错误的。切口小固然创伤小，但一味地追求小切口，致使视野不清，盲目地剥离及粗暴牵拉，肌肉广泛破坏，关节假体不易安装，这不仅不能成为微创手术，甚至可能造成更大的创伤。第三，不能片面地宣传微创手术的优越性，对可能发生的问题避而不谈，忽视了常规手术操作。事实上微创髋关节置换手术只适于体形偏瘦的患者，不适于过于肥胖者。
作为骨科医师对于微创的理解必须全面准确。首先，小切口并不等于微创，切口越小则瘢痕越小，只是从美容角度上满足了患者的愿望，并不是微创髋关节置换的最终目的。真正的微创手术是能够使患者具有更佳的内环境稳定状态、更轻的全身反应、更少的瘢痕愈合、更短的恢复时间、更好的心理效应。其次，微创也需要不断发展，小切口专用关节假体的设计、术中精确的假体定位、导航技术应用等的研究和发展使微创的内容不断丰富和完善。其中，计算机导航技术就是其探索过程中的一大飞跃。它的应用使术者可以在非直视状态下借助器械准确地进行定位、植入等操作，使手术变得更加容易和精确。计算机技术为基础的手术导航系统的发展，对未来关节置换术的精确定位带来了希望，也为微创带来更大的推动力。
（三）计算机辅助导航手术
近年来，伴随计算机技术的进步以及仿生学的研究，计算机导航辅助手术已经进入到关节外科领域，并呈现蓬勃发展的态势。人工髋关节置换手术，需要对假体安置的位置、倾斜和旋转的角度、力线的掌握、截骨位置等方面进行精确判断，以往主要靠医师的双眼来掌握，因此不可避免地会产生误差。计算机导航辅助髋关节置换，可以改变传统的术前设计二维模拟的弊端，通过术中精确定位，使操作微创化和精确化。在导航的辅助下，手术医师可以严格控制误差，把握假体位置的准确性，使其精确匹配，从而减小松动、磨损和骨溶解发生的机会，延长人工关节的使用寿命，提供更好的关节功能。
1．手术适应证
导航辅助下的适应证与传统基本相同，除了骨盆、髋臼或股骨近端严重畸形者除外，几乎所有适合传统方法的患者均可在导航辅助下完成全髋关节置换术。此外，导航技术还适用于微创手术、较困难的初次置换手术或翻修患者。对于简单置换来说，由于存在配准耗时间题，使手术时间延长，而对于畸形严重者，导航反而会因软组织平衡时间的明显减少而缩短手术时间。
2．导航操作基本原理
术中导航包括注册和示踪。注册包括手术部位的空间注册、影像信息注册和手术器械注册。示踪展示手术器械在患者体内的相对位置、空间走向及运动轨迹。首先，通过体表定位软件系统建立一个个性化的骨盆和股骨模型，通过仿真植入假体的模拟操作，选择最为合适的假体。然后，由示踪系统模拟出髋臼和股骨假体的位置，按个性化前倾角、外展角、柄干角，选择最佳植入深度和角度。
3．导航的优势
第一，在人工关节植入过程中，假体的位置数据始终以虚拟的形式显示在计算机屏幕上，并实时更新，具有直观的特点，术者能够以量化的形式精确地植入假体。第二，避免以往导航系统需要术前行定位和制订匹配计划的繁杂过程。第三，手术中假体的位置的改变与患者体位的改变和移动无关。第四，术者可以立体地观察术后旋转中心和下肢力线的改变和由此引起的下肢长度的改变，模拟植入假体后的髋关节功能恢复情况，预计髋关节活动范围、脱位的极限位置和撞击位置，指导术中操作。
4．影响导航系统准确性的关键因素
计算机导航辅助髋关节置换技术使手术的精确度明显提高，但是，由于存在系统自身固有的缺点和不足以及医师自身的不足，影像资料、注册过程、定位方式及影像漂移等方面任何一个环节出现误差均可以影响手术的准确性。作为手术者必须避免自身原因对手术准确性的影响。以下两方面内容值得注意：①计算机辅助技术的真正价值有赖于医师对解剖标志的准确注册，切记“错误的信息就等于错误的结果”。因此，注册过程中术者对解剖标志的辨认不准确，以及标志点本身存在的误差范围等是影响精确性的最主要原因；② 影像漂移是由于术中组织结构移位导致导航系统的影像同真实位置出现误差，可因导航和手术设备松动移位或定位标记移位等引起，还可以是病变组织如骨块等移位引起。这就要求手术者完全理解支持这一导航系统的软件工作原理，操作规范，减少因影像漂移对手术精确性的影响。
目前，虽然CAOS 技术已经取得了较大的发展和突破，在导航辅助下，手术者可以在非直视状态下，精确完成器械在骨结构上的截骨、锉磨和假体植入等操作，提高了手术的精度和准确性。近年来，计算机导航已经用于髋关节表面置换或微创手术中，其在假体位置安放准确性、减少并发症、提高临床效果方面的优势是毋庸置疑的。而且在微创手术中配合使用计算机导航，可以弥补微创技术视野狭小的缺点。然而，计算机导航不能替代医师进行手术切口，暴露，截骨等具体的操作，手术成败的关键还是医师本身。另一方面，计算机辅助骨科手术尚处于起步阶段，还缺乏大样本的系统的临床资料，因此有必要进行相关的技术和理论研究，接受这一新的外科理念，使骨科手术向直观、可视化方向发展，使手术从经验化向量化方向转变。随着软件和硬件设施的改善，操作的熟练，该类手术具有良好的使用前景。
（杜伟文）