改良髓芯减压技术治疗股骨头缺血性坏死的疗效及其影响因素分析

2023-07-14   文章来源:《中华骨与关节外科杂志》2023年6月第16卷第6期   作者:郭邵逸、邓旺、邵宏翊、陈曦、晏征、杨德金、周一新 点击量:858 我要说

非创伤因素所致的股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral headONFH)又称为股骨头缺血性坏死(avascular necrosis of the femoral headAVN),通常认为是由股骨头供血不足所致,并与激素使用、过度饮酒等危险因素相关。AVN主要影响相对年轻、日常活跃的群体,未经适当治疗的患者会逐渐经历髋关节塌陷而最终进展至髋骨关节炎,导致日常活动能力丧失并需要接受全髋关节置换术(total hip arthroplastyTHA)。2013年我国15岁以上AVN患者已达约812万,AVN已成为我国的一项重大公共卫生挑战。有调查表明,我国9家大型三甲医院中因AVN而接受THA的患者占比达到30.5%,患者常因病致残并导致经济负担加重。

早期诊断并辅以保髋治疗可以有效防止AVN过早进展至髋关节塌陷期,减少因AVN而接受THA的比例。保髋手术主要分为钻孔减压术、骨移植和截骨术等,创新术式和植入材料不断涌现,而既往文献报道的效果各异。钻孔减压术是其中广泛使用的术式,最早由Arlet报道,但其疗效逐渐遭受质疑。Landgraeber等对钻孔减压技术进行了改进,提出利用可扩展式铰刀清除坏死骨并对坏死区进行人工骨(PRO-DENSEWright公司,美国)填充。这种改良髓芯减压技术(advanced core decompressionACD)已经得到初步的临床随访,在平均9.7个月的随访中18.5%的患者接受了THA,而在平均2年的随访中33%的患者进展至髋关节塌陷,表明ACD的临床效果与钻孔减压术相比并无明显改进。

本团队曾采用ACD技术对早期AVN患者进行治疗,平均16.7个月的随访结果提示影像学保髋失败率25.6%,保髋成功率与坏死区域分布及大小相关。此外,患者的年龄、病因、疾病的分期和分级、髋关节形态等因素都被认为与AVN患者保髋手术的预后相关。本研究旨在报道ACD治疗AVN的疗效,并探究影响保髋成功率的因素。

1资料与方法

1.1临床资料

纳入标准:①因ONFH接受ACD治疗,ACD的适应证为ARCO分期3A期及以前,应同时考虑JIC分型,其中JIC分型为C2型时需谨慎选择该术式;②影像学及临床资料完整。排除标准(即ACD治疗的禁忌证):①创伤性因素引发的股骨头坏死者;②既往合并患侧髋关节手术史者;③术前处在风湿免疫性疾病活动期,或使用泼尼松剂量折合>5mg/d者;④术前存在可疑感染者。

根据上述纳入与排除标准,回顾性分析20183月至20196月于北京积水潭医院行ACD治疗的52例(64髋)患者的临床资料,排除缺乏影像学随访资料的5例(5髋)后,最终纳入47例(59髋)。其中男34例(43髋),女13例(16髋);接受治疗时年龄17~64岁,平均(37.8±11.3)岁,体重指数(body mass indexBMI17.0~31.3kg/m2,平均(25.7±3.7kg/m2。病因方面:激素相关ONFH18髋,酒精所致ONFH19髋,特发性ONFH22髋。术前根据国际髋关节结果工具评分(international hip outcome tool-12iHOT-12)对患者进行症状和功能评分,术前评分平均(47.7±26.7)分。

本研究经北京积水潭医院伦理委员会审批通过(积伦科审字第201909-27),患者均豁免知情同意。

1.2术前影像学评估

术前常规进行髋关节正侧位X线、CTMRI检查,按照2019版国际骨循环学会(Association Research Circulation OsseousARCO)分期及日本骨坏死研究会(Japanese Investigation CommitteeJIC)分型对患髋进行术前分期和分型。在髋关节正位X线片上测量患髋的外侧中心边缘角(lateral center-edge angleLCEA)、股骨颈干角(neck-shaft angleNSA)(图1A),在髋关节MRI的冠状面和矢状面上测量坏死区域角度,其和为改良Kerboul角(图1BC),在冠状位上沿股骨颈方向重新扫描的截面测量α角(图1D),并判断是否存在骨髓水肿。

按照不同的术前影像学参数进行分组,认为LCEA25°者存在髋臼发育不良,LCEA40°者存在髋臼过度覆盖;NSA125°者存在髋内翻,NSA140°者存在髋外翻;α角>60°者存在凸轮型撞击(cam-type impingement)。按照改良Kerboul角对坏死区域大小进行分级,Ⅰ~Ⅳ级分别为:<200°、200°~250°、250°~300°、≥300°。

1.3手术方法及术后处理

所有患者均接受标准ACD手术及术后康复过程。

1.4随访计划及观察指标

术中记录手术用时、术中出血量及术中并发症。术后3个月、6个月、1年及之后每年复查髋关节正侧位X线片,根据病情需要选择性复查髋关节CTMRI,并于每次随访时记录患者疼痛情况与活动情况。末次随访时再次对患者进行iHOT-12评分(满分100分),并询问患者总体满意度(满分10分),如果患者已接受THA,则询问患者接受THA前的情况。同

时对患者进行影像学评估,若出现髋关节严重塌陷(>2mm),即进展至ARCO3B期以上,认为患侧髋关节塌陷(即影像学保髋失败);若患者因症状加剧接受THA,同样定义为临床保髋失败。分别记录术后至髋关节塌陷或接受THA的时间。

1.5统计学方法

采用SPSS22.0软件进行统计学分析,计量资料以均值±标准差表示,计数资料以例数(百分比)表示。采用Kaplan-Meier生存分析曲线评估所有患者的保髋成功率。先进行单因素Cox回归分析,计算出不同影响因素的风险比(hazard ratioHR)及95%置信区间(95% confidence interval95%CI),以P0.05为差异有统计学意义,并将P0.05的影响因素纳入多因素Cox回归分析。

2结果

2.1术前影像学结果

术前按照ARCO分期,249髋,3A10髋;按照JIC分型,B3髋,C119髋,C237髋。术前MRI提示骨髓水肿40例,其余髋臼、股骨近端及坏死区域影像学参数情况见表1


2.2保髋成功率分析

所有手术均顺利完成。47例患者均获得6~39个月随访,平均(25.7±8.9)个月。无术后并发症发生。末次随访时髋关节塌陷24髋,影像学保髋失败率为40.7%24/59),术后至髋关节塌陷时间为(18.6±7.9)个月;其中16髋接受了THA,临床保髋失败率27.1%16/59),术后至THA时间为(20.9±8.7)个月。另有8例患者ARCO分期由术前2期进展至3A期。末次随访iHOT-12评分为(72.7±23.2)分,总体满意度为(7.6±2.9)分。

定义患侧出现塌陷或已接受THA为达到研究终点,分别绘制Kaplan-Meire生存曲线如图2。计算得到随访2年时影像学保髋失败率为31.3%,临床保髋失败率为20.0%;随访3年时影像学保髋失败率为47.3%,临床保髋失败率为38.3%


2.3保髋失败的影响因素分析

以患侧髋关节塌陷为结局分析,影像学保髋失败率为40.7%,单因素Cox回归分析提示术前JIC分型、术前ARCO分期、骨髓水肿及术前改良Kerboul角的差异有统计学意义(P0.05,表2);性别、年龄、病因、BMILCEANSA、α角的差异均无统计学意义(P0.05,表2)。将术前ARCO分期、术前JIC分型、骨髓水肿及术前改良Kerboul角纳入多因素Cox回归分析提示,这些因素均不是影响ACD术后髋关节塌陷的独立危险因素(表3)。

以接受THA为结局分析,保髋失败率为27.1%,单因素Cox回归分析提示术前JIC分型和术前改良Kerboul角度的差异有统计学意义(P0.05,表2);性别、年龄、病因、BMI、术前ARCO分期、LCEANSA、α角和骨髓水肿的差异均无统计学意义(P0.05,表2)。将术前JIC分型和改良Kerboul角纳入多因素Cox回归分析提示,二者均不是接受THA的独立影像因素(P0.05,表3)。

3讨论

3.1ACD治疗AVN的总体疗效

AVN的保髋治疗方法多样,但最佳手段及其适应证仍有待探寻。本研究采用ACD治疗AVN,平均随访时间(25.7±8.9)个月,末次随访时40.7%髋呈现影像学髋关节塌陷,27.1%髋因症状加重接受THA,效果不如既往报道,考虑可能与本研究中术前JIC分型为C2型患者达62.7%有关,因既往认为JIC分型所体现的股骨头坏死区域大小及位置是影响保髋治

疗预后的重要因素。

功能及症状评估方面,本研究采用iHOT-12评分对患者术前、术后的总体情况进行评估。iHOT-12评分简便而全面,适用于运动水平较高的年轻患者,是保髋治疗效果评价的有力工具。本研究结果提示,患者的iHOT-12评分由术前平均(47.7±26.7)分提升至术后平均(72.7±23.2)分,总体满意度平均(7.6±2.9)分。Serong等报道了ACD用于86ONFH

患者的临床结果,在平均(32.5±24.8)个月随访中共有32髋(37.2%)出现塌陷,并均在随访1年内出现,且40岁以上患者的失败率显著更高。因此,探究影响ACD疗效的个体特异性因素有助于筛选出合适的患者,以提高总体保髋成功率。此外,患者术后的症状及影像学表现并不完全对应,部分影像学髋关节塌陷的患者仍能应付日常活动而未接受THA,因此本研究将研究终点设置为髋关节塌陷或接受THA,并在生存率及影像因素分析中分别予以讨论。

3.2ACD保髋失败的可能原因

既往研究认为,导致ACD失败的最重要因素是股骨头坏死区域过大。过大的股骨头坏死区域在术中无法得到完全且准确地清除,坏死物质残余也导致植骨后支撑效果不明确,而ACD植入的人工骨材料在后续骨长入过程中的整合能力有限,进一步导致人工骨吸收后股骨头承重区失去机械支撑,从而加速了塌陷进展。在MRI矢状位和冠状位上联合测量的改良Kerboul角是对股骨头坏死区域大小的量化,其使用方法简便,同时对塌陷有较好的预测价值。既往研究表明,在髓芯减压或髓芯减压合并骨髓抽吸浓缩物植入术后患者中,改良Kerboul角>250°显著增加了塌陷的风险。本研究中单因素Cox回归分析结果支持上述结论,改良Kerboul角>250°患者在ACD术后发生塌陷及接受THA的风险显著增加,提示股骨头坏死区域大小是ACD术后结局的影响因素,术前股骨头坏死区域过大的患者接受ACD治疗可能无法避免ONFH的进展。

术前对患者进行分期和分型评估对合理选择保髋治疗方式十分重要。本研究提示术前ARCO分期已进展至3A期的患者,接受ACD治疗后出现影像学髋关节塌陷的风险显著增加,ACD提供的机械支撑不足以预防已经出现的软骨下骨微小塌陷进一步扩散,此类患者应谨慎选择使用ACD进行保髋。术前分型体现的股骨头区域坏死位置同样是影响ACD保髋效果的重要因素,一项荟萃分析显示当病变超出髋关节负重区范围后,各种保髋手段的整体成功率下降,提示股骨头坏死区域位于髋关节负重区的不同位置可能带来不同的髋关节塌陷速度。JIC分型体现了股骨头坏死区域的面积,并重点关注病变区域累及的范围,本研究发现术前JIC分型是ACD术后塌陷或接受THA的影响因素之一,尤其是当病变累及股骨头外侧柱及术前JIC分型为C2型时,术后保髋成功率显著降低。一项生物力学有限元分析研究为这一结论提供了可能的依据,提示在股骨头坏死塌陷患者中见到了明显的外侧柱应力集中现象,外侧柱的力学支撑可能防止过早的髋关节塌陷。

股骨头坏死面积和坏死区域影响的是股骨头内部的机械支撑,而ONFH生物学进展的个体差异应得到重视,不同患者髋关节塌陷进展速度及组织的修复重建能力亦有很大差别。有学者认为围塌陷期ONFH影像学存在特征性表现,可能提示疾病进展风险高,如囊性变、软骨下骨骨折等,MRI显示出的骨髓水肿、关节积液、软骨下低信号带也与髋关节塌陷进展相关,其中骨髓水肿被认为可能与隐匿性骨折相关,存在骨髓水肿的患者无塌陷生存率降低。本研究单因素Cox回归分析提示术前存在骨髓水肿可能与术后髋关节塌陷相关,提示个体的生物学特性是影响疗效及预后的决定因素,但同时也需要进一步针对性地探究。

此外,既往研究表明患者的基线特征如年龄、病因及BMI,髋臼及股骨的形态学参数如NSALCEA、α角等可能与ONFH保髋治疗的疗效相关。本研究的单因素Cox回归分析提示,上述因素对ACD术后结局影像的差异均无统计学意义。有研究表明,股骨头坏死区域的形状、矢状位上的脊柱骨盆参数等可能与保髋治疗的疗效相关,尚有待进一步研究予以证实。

3.3ACD对未来个体化保髋治疗的启示

如上述分析,ACD的疗效具有极大的异质性,影响因素众多,主要与生物学因素及生物力学因素相关,提示未来应从这两方面着手,以探寻更为有效的个体化治疗方案。钻孔减压技术作为核心技术,由此衍生出不同的方案“配伍”。以ACD为代表的钻孔减压联合人工骨植入方案,在临床实践中被证实其成功率有限,需谨慎选择患者群体,本团队分析其早期失败病例后认为可能与人工骨吸收后股骨头内部机械支撑失效相关,应在此方面加以改进。

3.4本研究的局限性

首先,本研究为单中心回顾性研究,存在选择偏倚,且研究结论可能不具备更大范围的适用性;其次,本研究的样本量有限,部分患者未获得最新随访资料,导致Cox回归分析中部分分组比例失衡,可能对结果造成一定影响。

4结论

ACD治疗AVN的疗效主要受到术前ARCO分期、术前JIC分型、改良Kerboul角及骨髓水肿的影响。AVN保髋治疗的疗效具有高度异质性,个性化治疗手段及其适应证仍有待探寻。

引自:郭邵逸,邓旺,邵宏翊,陈曦,晏征,杨德金,周一新. 改良髓芯减压技术治疗股骨头缺血性坏死的疗效及其影响因素分析[J]. 中华骨与关节外科杂志,2023,16(06):523-530.

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