骨科手术床上采用直接前入路进行全髋关节置换术中的三维骨盆运动学研究

时间:2026年2月26日
来源:Arthroplasty Today

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本项研究针对直接前入路(DAA)全髋关节置换术(THA)术中骨盆定位对假体位置影响不明确的问题,在Hana牵引床辅助下,通过运动捕捉系统定量分析了10例尸体标本在整个手术关键步骤中的三维骨盆运动学。研究发现,在股骨扩髓和髋关节复位等步骤中,骨盆倾向于朝向手术侧轴向旋转和冠状面侧倾,而在臼杯打磨时则出现远离手术侧的轴向旋转。这些发现提示外科医生在进行假体植入时需考虑术中骨盆旋转,以提升假体定位的精准度。

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精准是全髋关节置换术的灵魂,而假体——尤其是髋臼杯的准确放置,则是决定手术成败的关键一环。位置不佳的髋臼杯可能导致关节活动范围受限、患者满意度降低,甚至会增加脱位的风险。这其中的一大挑战来自于一个看似静止、实则“暗藏玄机”的解剖结构——骨盆。当患者以仰卧位躺在手术台上接受直接前入路(DAA)全髋关节置换术时,外科医生通常假定骨盆的位置是固定不变的。然而,在手术过程中,随着医生为了暴露手术视野而对腿部进行各种角度的摆放、牵引和操作,骨盆真的能纹丝不动吗?如果它会移动,又是如何移动的?这种移动是否足以影响臼杯的最终方位,从而偏离术前计划的安全范围?为了解开这些谜团,一个研究团队决定深入探究在骨科专用牵引床(Hana表)辅助下,DAA THA手术每一步骤中,骨盆究竟经历了怎样的三维空间舞蹈。
这项研究发表在《Arthroplasty Today》期刊上。研究人员采用了高度精密的方法来捕捉骨盆的“一举一动”。他们利用10具完整躯干到脚趾的尸体标本(共10个髋关节),在Hana牵引床上进行DAA THA手术。为了量化骨盆的运动,研究团队在骨盆和手术床上都刚性固定了光学运动捕捉阵列,这些阵列能够以亚毫米级的精度记录两者的相对运动。手术由同一位外科医生完成,并使用了特定的植入物(Corail股骨柄和Pinnacle髋臼杯)。在数据后处理阶段,研究人员将基于术前CT扫描分割出的骨盆骨骼模型与术中捕捉到的运动数据进行了配准,从而精确计算出骨盆相对于手术床在六个自由度上的运动:屈伸、侧倾、轴向旋转以及三个方向的平移。
研究结果为我们描绘了一幅清晰的骨盆运动图谱。在初始仰卧位时,骨盆相对于手术床存在一个小的前倾角度(中位数:4.9°),而侧倾和轴向旋转的角度很小。然而,随着手术的进行,骨盆并非保持不动:
  • 术中运动学变化:在整个手术过程中,骨盆的屈伸运动变化很小(中位数变化小于2°)。主要的运动发生在侧倾和轴向旋转上。研究发现,在腿部外旋并部分过伸(Movement 1)以及完全过伸并内收(Movement 2)以便进行股骨扩髓时,骨盆倾向于朝向手术侧进行轴向旋转和侧倾。例如,在股骨扩髓完成后,轴向旋转中位数达到4.6°。
  • 髋臼打磨时的独特运动:一个有趣的现象是,在髋臼打磨过程中,骨盆出现了远离手术侧的轴向旋转(峰值中位数:-2.1°),并伴有轻微的朝向手术侧的侧倾。
  • 髋关节复位时的最大侧倾:在植入物复位(Movement 4)过程中,骨盆朝向手术侧的侧倾达到最大值(中位数:6.5°),同时伴随显著的轴向旋转。
  • 平移运动:除了旋转,骨盆也发生了显著的平移,其中髋臼打磨时向内侧的平移幅度最大(中位数:-37.2 mm)。
研究结论和讨论部分明确指出,这项研究首次系统地量化了Hana牵引床上DAA THA手术全程的三维骨盆运动。数据显示,骨盆运动并非随机,而是与特定的手术步骤密切相关,呈现出可预测的模式。尽管骨盆屈伸变化不大,但侧倾和轴向旋转的幅度在部分步骤中相当可观。这些旋转会直接影响髋臼杯的功能性方位。根据文献,骨盆每轴向旋转1度,可能导致髋臼前倾角发生0.6°至1°的变化,侧倾则直接影响髋臼外展角。因此,在股骨扩髓或髋关节复位等骨盆旋转较大的步骤中放置臼杯,若未考虑此时的骨盆位置,最终假体在患者恢复正常站立位时的方位可能与术中期望的“安全区”产生偏差。
本研究的意义在于为外科医生提供了宝贵的术中参考数据。它强调,在进行DAA THA时,尤其是使用牵引床辅助时,外科医生需要意识到骨盆并非固定平台,其位置会随着手术操作而动态变化。在臼杯植入的关键时刻,考虑当前的骨盆姿态对于实现精准、持久的假体定位至关重要。这项研究也为未来手术导航、机器人辅助技术以及更智能的手术床设计提供了数据支持和改进方向。当然,研究也存在一定局限性,如使用了低身体质量指数(BMI)的尸体标本,其结果在活体、尤其是高BMI患者中可能有所不同。但无论如何,它成功揭示了DAA THA术中一个此前被低估的动态因素,为推动更精准、更个性化的髋关节置换手术迈出了重要一步。

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