根据髋关节的数字解剖特点研发一种带刻度股骨髓腔锉和相应股骨柄假体及测量方法，探讨其在全髋关节置换手术（THA）中控制下肢长度的效果，并对影响其使用效果的原因进行分析。
回顾性队列研究。纳入2017年6月—2020年7月山东省千佛山医院行初次单侧THA的患者300例。其中，男154例、女146例，年龄27~86（59.5±11.3）岁。按照术中控制下肢长度的方法进行分组：观察组134例，采用带刻度髓腔锉控制下肢长度；对照组166例，采用徒手方法控制下肢长度。观察指标：（1）比较2组患者性别、身高、术前下肢不等长（LLD）、手术侧别等基线资料。（2）测量和比较2组患者术后LLD的差异，以及LLD的分布情况。（3）比较2组LLD>10 mm患者的占比，分析导致患者术后LLD>10 mm的原因。
所有患者手术过程顺利，术后切口均为一期愈合。（1）2组患者性别、身高、术前LLD、手术侧别等基线资料比较，差异均无统计学意义（P值均>0.05）。（2）观察组患者术后LLD为4.76（2.98，7.18）mm，对照组为5.85（3.78，8.38）mm，差异有统计学意义（Z=-2.84，P=0.004）；观察组患者术后LLD的分布情况优于对照组，差异有统计学意义（Z=3.08，P=0.002）。（3）观察组中有8例（5.97%，8/134）患者术后LLD>10 mm，对照组有24例（14.46%，24/166），差异有统计学意义（χ2=5.61，P=0.018）；术后LLD>10 mm原因分析：与假体和患者不匹配有关（观察组3例、对照组4例）；与髋臼下缘骨赘增生明显导致克氏针定位偏下有关（观察组5例、对照组3例）。
在行单侧THA时，使用带刻度股骨髓腔锉相比徒手方法可以更有效地控制术后LLD。而假体不匹配以及术中对髋臼下缘及大转子顶点探查不够准确是影响该方法有效控制LLD的主要原因。
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有文献显示，早在二十世纪八九十年代，全髋关节置换（total hip arthroplasty，THA）术后下肢不等长（leg length discrepancy，LLD）的发生率高达50％~80％［1］。严重的LLD可导致步态异常、腰背部疼痛、髋关节脱位、坐骨神经痛、髋关节松动甚至早期翻修等问题［2, 3, 4, 5］。已有诸多文献报道了多种控制LLD的方法［6, 7］，但存在操作繁琐或精确度低等问题，使得LLD迄今仍未得到很好地解决。为了更好地控制THA术后的LLD，我们研究团队根据髋关节数字解剖特点设计了一种带刻度的股骨髓腔锉和相对应的股骨柄假体，及其在术中测量股骨头旋转中心的方法，获得国家专利（专利号：ZL201520046325.3），并将该技术成功应用于THA中。本研究回顾性分析300例THA患者的术后LLD，旨在探讨该方法在THA术中控制下肢长度的效果，并对影响该方法准确性的原因进行了分析。
纳入标准：（1）>60岁Garden Ⅲ、Ⅳ型股骨颈骨折，股骨头坏死Ficat Ⅲ、Ⅳ期，髋关节骨性关节炎（包括髋关节发育不良Crowe Ⅰ型）；（2）初次行单侧THA术，且对侧髋关节的形态以及功能正常；（3）无明显的脊柱侧弯或骨盆倾斜。排除标准：（1）股骨近段及髋臼既往有骨折或手术史导致局部解剖异常者；（2）术中进行股骨截骨者；（3）骨盆及双下肢存在畸形及发育异常者；（4）骨盆X线平片不标准或在X线平片上无法清晰辨认大、小转子顶点或泪滴者。
回顾性队列研究。纳入2017年6月—2020年7月山东省千佛山医院300例行单侧THA的患者。其中，男154例、女146例，年龄27~86（59.5±11.3）岁。按照不同的控制下肢长度方法进行分组：使用带刻度的股骨髓腔锉控制下肢长度的患者为观察组，共134例；使用徒手方法的患者为对照组，共166例。本研究符合《赫尔辛基宣言》的要求，患者或家属已签署知情同意书。
患者均采用侧卧位，腰硬联合麻醉。均由同一组医生采用后外侧入路完成手术。观察组患者均使用非水泥型假体（135°股骨颈干角的BE型股骨柄，北京市春立正达医疗器械股份有限公司），术中使用自主研发的带刻度股骨髓腔锉和对应股骨柄假体测量方法控制下肢长度。对照组患者使用的假体包括强生DePuy非水泥型假体（135°股骨颈干角的Corail股骨柄）106例、爱康非水泥型假体（135°股骨颈干角的CL型股骨柄）60例，术中未使用控制下肢长度的器械，术者采用徒手方法，即综合屈膝触摸对比测量、Shuck试验测量法以及触摸阔筋膜张肌张力的方法控制下肢长度。由于术者熟悉带刻度髓腔锉控制下肢长度的技术原理，因此，对照组术中在徒手目视下也使用了该技术原理。
本研究设计的股骨髓腔锉和相应股骨柄假体主要由股骨髓腔锉手柄、标准股骨头假体组成，手柄下部带有控制下肢长度的一组刻度值。技术原理：位于股骨髓腔锉柄部的“0”刻度线与标准股骨头假体中心位于同一高度，手术中根据计算得出控制LLD的具体数值，置入股骨柄假体后，通过调整股骨头假体长度来控制LLD的大转子顶点与股骨头中心的最佳位置关系，这种位置关系可以在髓腔锉的刻度上直观显示出来（图1）。
（1）健侧髋关节旋转中心垂直高度（A）和大转子高度（B）。术前常规拍摄标准骨盆X线平片（仰卧位，双下肢内旋15°，X线球管与检查床垂直对准耻骨联合上缘）。①在PACS工作站获得患者标准骨盆X线平片影像，画出双侧泪滴（骨性髋臼下缘）的连线（h线），找出健侧股骨头的旋转中心点O（即髋臼旋转中心），测量O到h线的距离即旋转中心垂直高度A。②画出股骨髓腔的纵轴线（c线），过大转子顶点作其垂线（d线），测量O到d线的距离为大转子顶点与旋转中心之间的纵向距离，大转子高度B。
健侧大转子顶点与股骨头旋转中心的3种解剖位置关系：①与股骨髓腔垂直过大转子顶点的连线通过股骨头中心上方（d线在点O上方），B为负值；②与股骨髓腔垂直过大转子顶点的连线通过股骨头中心，B为0；③与股骨髓腔垂直过大转子顶点的连线通过股骨头中心下方（d线在点O下方），B为正值。见图2、3A、4A。
注：A为健侧髋关节旋转中心垂直高度；B为大转子高度；c为股骨髓腔的纵轴线；d为过大转子顶点作c的垂线；O为股骨头旋转中心；h为双侧泪滴（骨性髋臼下缘）的连线
注：O点为股骨头旋转中心；A为旋转中心垂直高度（红竖线）；A′为患侧髋臼旋转中心高度，A′=股骨头试模的半径+股骨头试模到克氏针距离(E)；B为相对于旋转中心的大转子高度（黄竖线）；B′为患侧股骨头旋转中心高度，B′=-A+A′+B；E为股骨头试模到克氏针距离；h线为两侧泪滴连线（白虚线）；c线为股骨髓腔的纵轴线（蓝虚线）；d线为过大转子顶点的股骨髓腔纵轴线垂线（绿虚线）；LLD为术后下肢不等长
（2）患侧髋臼旋转中心高度（A′）。术中安放好髋臼假体、内衬后，放置与内衬相匹配的股骨头试模，紧贴髋臼下缘最隆起处（即X线平片上的泪滴下缘）垂直于手术床放置1枚克氏针。A′=股骨头试模的半径+股骨头试模到克氏针距离（E）。若克氏针在股骨头试模以远，E为正值；反之，E为负值。见图3B、4B。
（1）比较2组患者的基线资料，包括性别、身高、术前LLD以及手术侧别。（2）测量和比较2组患者术后LLD差异，以及LLD的分布情况（LLD分布于数值越小的区域视为手术效果越佳）。术前以及术后的X线平片测量均由2名经过培训的骨科住院医师完成，所有数据均测量3次，取其平均值。（3）比较2组患者术后LLD>10 mm［8］患者的占比，重点分析导致观察组患者术后LLD>10 mm的原因。
应用SPSS 25.0统计学软件进行数据分析。服从或近似服从正态分布的计量资料以±s表示，偏态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，采用独立样本t检验或秩和检验；分类资料采用χ2检验；等级资料采用秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
所有患者手术过程顺利。2组患者THA术后切口均为一期愈合，手术区域未见急、慢性感染。术后复查未见假体松动、假体周围感染以及神经损伤等情况。
2组患者性别、身高、术前LLD、手术侧别等基线资料比较，差异均无统计学意义（P值均>0.05）。见表1。
2组不同下肢长度控制方法的全髋关节置换术患者的基线资料比较
2组不同下肢长度控制方法的全髋关节置换术患者的基线资料比较
| 基线资料 | 观察组 | 对照组 | 统计量 | P值 |
|---|---|---|---|---|
| 例数 | 134 | 166 | ||
| 身高（mm，±s） | 165.68±7.71 | 165.59±7.69 | t=0.12 | 0.914 |
| 性别（例） | χ²=0.00 | 0.960 | ||
| 男 | 69 | 85 | ||
| 女 | 65 | 81 | ||
| 术前LLD［mm，M（Q1，Q3）］ | 9.27（7.03，15.23） | 9.86（6.74，16.96） | Z=-0.44 | 0.657 |
| 部位［髋，例］ | χ²=0.01 | 0.924 | ||
| 右侧 | 75 | 92 | ||
| 左侧 | 59 | 74 |
注：LLD为术后下肢不等长
观察组患者术后LLD为0.87~11.94 mm［4.76（2.98，7.18）mm］、对照组为1.15~19.88 mm［5.85（3.78，8.38）mm］，差异有统计学意义（Z=-2.84，P=0.004）。
观察组患者术后LLD的分布情况优于对照组，差异有统计学意义（P=0.002）。见表2。
2组不同下肢长度控制方法的全髋关节置换术患者术后下肢不等长的分布比较（例）
2组不同下肢长度控制方法的全髋关节置换术患者术后下肢不等长的分布比较（例）
| 组别 | 例数 | 术后下肢不等长（mm） | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ≤2 | >2~4 | >4~6 | >6~8 | >8~10 | >10 | ||
| 观察组 | 134 | 16 | 39 | 36 | 25 | 10 | 8 |
| 对照组 | 166 | 12 | 37 | 40 | 28 | 25 | 24 |
| Z值 | 3.08 | ||||||
| P值 | 0.002 | ||||||
LLD可对患者的日常生活造成不同程度的影响，明显降低患者术后的生活质量［2, 3, 4, 5］。随着THA手术技术的发展，LLD已被明显改善，但尚未彻底消除［6, 7，9］。对于患者可耐受的LLD范围目前尚无定论，Maloney和Keeney［8］认为，患者THA术后LLD小于10 mm时不会产生症状；但也有部分患者对于较小的LLD也难以耐受［10］。
降低THA术后LLD的控制方法有很多。最常用的方法是屈膝触摸对比测量、Shuck试验测量以及触摸阔筋膜张肌张力等，但往往由于体位、麻醉方式等因素导致其不够准确［11］。术前模板测量也常用于控制LLD，但该方法在术前、术中符合度不高，因此单纯依赖此方法并不可靠［12］。学者们曾设计了一些用以控制LLD的特殊装置，但步骤繁琐［13］。计算机导航技术能精确地控制LLD，但目前尚未普及［14, 15］。术中透视技术可以有效控制LLD，但同时增加了手术时间及感染的概率［16, 17, 18, 19］。Halai等［20］应用术前、术中测量技术有效地降低了LLD；但是，该研究未考虑髋关节旋转中心垂直高度的变化，且THA术后髋关节旋转中心垂直高度较术前平均上移4 mm［21］。
理论上讲，以健侧髋关节旋转中心高度及大转子顶点与股骨头中心位置关系作为参照，通过测量患侧旋转中心高度的变化，可以得出控制LLD的准确数值。然而，在实际操作中使用传统的手术器械时，术者仅凭目测判断大转子顶点和股骨头中心的位置关系，且股骨假体和器械之间缺少与控制LLD有关的数据关系，因此，不能做到准确地控制LLD。据此，本研究设计研发了带刻度的股骨髓腔锉及其相对应的股骨假体，结果显示观察组患者术后LLD（0.87~11.94 mm）明显小于对照组（1.15~19.88 mm），差异有统计学意义（P<0.05），证实应用带刻度的股骨髓腔锉和相应假体的技术较传统徒手置入假体的方法可以更有效地控制LLD。
本研究以术前骨盆X线平片测量健侧旋转中心高度和股骨大转子高度为标准，再通过术中测量旋转中心上移程度即可计算出股骨大转子高度的变化，然后使用带刻度的股骨髓腔锉精确显示出应调整LLD的数值。该方法既考虑到髋关节旋转中心垂直高度的变化对下肢长度的影响，又考虑到旋转中心和股骨大转子之间的解剖关系，因此，在理论上更为准确，且方法简单、易于掌握。本研究中，尽管术者在对照组患者的下肢长度控制中使用了与观察组相同的技术原理，但比较2组患者术后LLD>10 mm的占比以及LLD的分布情况显示，使用了带刻度髓腔锉的观察组患者获得了更好的结果，这进一步证实了本研究方法降低LLD的有效性。此外，本技术方法应用已有的手术器械，不需增加额外的测量工具，操作简单易行。由于术中均采用骨性标志X线作为参考点，受体位变化的影响很小；若术前骨盆X线平片拍摄标准，该方法在理论上可以达到较高的精确度。
在THA手术中，判断股骨大转子顶点与股骨头中心的解剖关系对控制LLD起重要作用。我们在实践中发现，股骨大转子与股骨头中心的解剖关系，即与股骨髓腔纵轴垂直过大转子顶点的连线与股骨头旋转中心的关系存在着明显的个体差异。本组患者中大部分病例位于股骨头中心的上方，少部分病例位于股骨头中心或股骨头中心下方。此外，我们还发现，在锉磨髋臼过程中发生的旋转中心上移是导致LLD的另一原因。因此，我们在手术中使用一克氏针垂直于手术床置于髋臼切迹前下方最隆起处（泪滴下缘），通过测量其与股骨头试模之间的距离，判断旋转中心上移的程度，以此可计算出精确到毫米的大转子顶点与股骨头中心的位置关系。将髋臼假体上移程度与健侧髋关节旋转中心高度，以及大转子顶点与股骨头中心位置关系进行数字化处理，使THA手术中引起LLD的髋臼假体高度变化程度与大转子顶点和股骨头中心位置解剖学差异程度的2个因素均得到考虑。
假体与患者不匹配：本研究使用的股骨柄假体均属于颈长固定的假体，不适合应用于身材矮小的患者，尤其对于股骨颈颈长较短且髓腔较细的患者，因为无法使用较小的股骨柄假体增加置入深度的方法来控制LLD，容易导致该类患者下肢延长。135°股骨颈干角的BE型股骨柄假体也不适用于股骨颈较长且颈干角较小的患者，因为在术中为了维持患者的股骨偏心距和关节的张力，会难以避免地导致肢体过长。本研究的观察组中有3例患者（对照组4例）因假体与患者不匹配而未能有效地控制LLD，致使手术后LLD>10 mm：1例患者（对照组2例）由于股骨颈较短且股骨髓腔较细，导致无法使用更小的股骨柄（置入更深）或更短的股骨颈（BE型柄的柄长不随型号改变），从而使下肢延长；2例患者（对照组2例）由于股骨颈较长且颈干角较小，偏心距较大，为了维持髋关节的稳定性，防止术后脱位的发生，在术中不可避免地延长了下肢长度。因此，进一步研发可供选择的不同股骨颈长度、内翻型或个体化的股骨柄假体是解决这一问题的下一个目标。
术中原因：（1）本研究中观察组5例、对照组3例患者因术中髋臼下缘探查不准确导致术后LLD>10 mm。尤其是对于髋臼下缘有骨赘的患者，髋臼下缘探查不准确会导致克氏针放置位置偏低，造成术中旋转中心测量值A’偏大，最终导致肢体延长。因此，对于髋臼下缘被骨赘覆盖的患者，应充分去除髋臼下缘的骨赘［22, 23］。（2）尽管本研究2组中没有患者因术中大转子顶点判断不够准确导致术后LLD>10 mm，但结合本研究的技术原理，大转子顶点判断不够准确也会影响LLD的控制。大转子的顶点被臀中肌肌腱覆盖，相对于骨性顶点略高，如果在术中误将大转子的软组织顶点作为大转子骨性顶点，会使术中放置的股骨颈假体长度增加，导致肢体延长。因此，术中使用克氏针探查、确定大转子骨性顶点十分必要。
综上所述，在行THA术时，使用带刻度的股骨髓腔锉和相应股骨柄假体技术较徒手方法可以更有效地控制术后LLD。但本方法的适应证较窄，目前仅适用于另一侧髋关节解剖正常的单侧、简单的初次THA病例，对于需要双侧、复杂性THA和翻修的病例还需要深入研究。
所有作者声明不存在利益冲突
