人工全髋关节置换术后下腰痛及脊柱矢状位参数变化研究

基金项目：国家自然科学基金面上项目（81772320）；解放军总医院大数据与人工智能研发项目（2019MDA-041）

通信作者：孔祥朋；柴伟，

△共同第一作者

关键词：发育性髋关节发育不良；CroweⅣ型；脊柱矢状位参数；人工全髋关节置换术；下腰痛

引用本文： 马明阳, 刘宇博, 杨敏之, 等. 单侧CroweⅣ型发育性髋关节发育不良患者人工全髋关节置换术后下腰痛及脊柱矢状位参数变化研究. 中国修复重建外科杂志, 2021, 35(12): 1543-1548. doi: 10.7507/1002-1892.202107120

 摘　要

目的    探讨单侧Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良（developmental dysplasia of the hip，DDH）患者行人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）后下腰痛（low back pain，LBP）及脊柱矢状面参数变化情况。

方法    回顾性分析2018年10月—2020年3月符合选择标准的30例患者临床资料。根据术前是否存在LBP将患者分为LBP组（16例）和对照组（14例）。两组患者性别、年龄、身体质量指数、侧别及术前脱位高度、 Harris 评分等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05）。术前1周内及术后1年随访时摄脊柱全长侧位X线片，测量以下脊柱矢状位参数：骶骨倾斜角（sacral slope，SS）、腰椎前凸角（lumbar lordosis，LL）、脊柱倾斜度（spinal tilt，ST）、脊柱骶骨角（spine-sacral angle，SSA）、脊柱矢状轴（sagittal vertebral axis，SVA）；术前及术后1年收集分析LBP组患者的疼痛视觉模拟评分（VAS）、腰椎Oswestry功能障碍指数（ODI），以及两组患者髋关节Harris 评分和术后并发症发生情况。 

结果    两组患者随访时间均为1年。LBP组患者术后1年LBP均有不同程度缓解，其中13例患者（81.3%）LBP完全缓解，VAS评分由术前（4.9±2.3）分降至（0.3±0.8）分，ODI由术前（33.5±22.6）分降至（1.3±2.9）分，手术前后比较差异均有统计学意义（t=7.372，P=0.000；t=5.499， P=0.000）；对照组患者随访期间均无新发慢性LBP。两组Harris 评分均较术前显著改善（P<0.05）；两组间术后1年与术前差值比较差异无统计学意义（t=0.421，P=0.677）。术前脊柱矢状位参数及术后1年与术前差值两组间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；术后1年，LBP组ST、SVA，对照组SSA，以及两组SS较术前显著改善，差异有统计学意义（P<0.05），其余指标两组手术前后比较差异均无统计学意义（P>0.05）。 

结论    术前具有LBP的单侧Crowe Ⅳ型DDH患者接受THA 后LBP情况均得到缓解。LBP的缓解可能与脊柱平衡状态提升有关，而与腰椎前凸及其变化无关。

正　文

Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良（develop-mental dysplasia of the hip，DDH）是DDH中最为严重的一种类型[1]。现有研究已证实，Crowe Ⅳ型DDH患者脊柱矢状位参数异于正常人群。此外，部分患者会表现出下腰痛（low back pain，LBP）症状，发病率为54%～100%[2-3]。有研究显示此类患者相较于正常人群存在腰椎前凸角（lumbar lordosis，LL）增大的现象[3]。

这种由髋关节疾病引起的异常脊柱矢状位参数以及LBP等腰部症状的现象被称为“髋-脊柱综合征”，最先由Offierski等描述并报道[4 -5]。Offierski等[4]认为髋关节疾病引起髋关节屈曲挛缩，使LL增大，进而继发LBP，人工全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）治疗原发髋关节疾病后，髋关节屈曲挛缩解除，LL恢复正常， LBP即可缓解。但这一假说仍有待证实，并非所有研究都观察到术前存在LBP的患者术后LL较术前有明显变化[6-11]。LBP与脊柱矢状位参数之间的关系仍不明确。

为此，我们进行了一项回顾性研究，旨在进一步探索单侧Crowe Ⅳ型DDH患者LBP 发病情况，以及THA后LBP变化和脊柱矢状位参数变化之间的关系。报告如下。

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临 床 资 料

1.1    患者选择标准

纳入标准：① 年龄>18 岁；② 诊断为单侧Crowe Ⅳ型DDH并接受THA治疗；③ 对侧为正常或无临床症状的CroweⅣ型 DDH 且影像学显示无骨关节炎改变；④ 随访时间1年及以上。排除标准：① 术中或术后有严重并发症（下肢深静脉血栓形成，术后假体周围骨折、感染，截骨部位延迟愈合或骨不连等需要二次手术）；② 术后未手术侧出现疼痛、活动受限等临床症状；③ 因任何原因导致术后6个月仍不能弃拐行走；④ 有髋关节和脊柱手术或外伤史；⑤ 患有先天性脊柱疾病，如先天性半椎体等；⑥ 存在腰椎滑脱或有神经压迫症状的腰椎间盘突出症病史；⑦ 患有神经肌肉系统疾病，如帕金森病、脑梗死等。

2018 年10 月—2020 年3月共30例患者符合选择标准纳入研究。根据术前是否存在LBP（当患者术前存在3个月以上腰背痛症状时被认为具有慢性LBP），将患者分为LBP组（16例）和对照组（14例）。 

1.2    一般资料

LBP组：男1 例，女15例；年龄24～59岁，中位年龄37 岁。左侧10 例，右侧6例。身体质量指数（body mass index，BMI）为（23.83± 4.12）kg/m2。术前脱位高度为（4.97±0.66）cm。对照组：男1例，女13 例；年龄24～67 岁，中位年龄35 岁。左侧8例，右侧6例。BMI为（21.55± 3.52）kg/m2。术前脱位高度为（5.40±0.84）cm。两组患者性别、年龄、BMI、侧别及术前脱位高度、 Harris评分等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

所有手术由同一位高年资医师完成，均采用后外侧入路。术中注意保护臀中肌，根据双下肢长度差异以及复位困难情况决定是否进行股骨转子下截骨（LBP组9 例、对照组8例接受截骨）。术后常规抗凝及预防感染治疗；所有患者术后卧床，保持伸髋屈膝姿势，以减少对下肢神经的牵拉；术后2～6 周逐渐伸直下肢，直至能完全伸直且无下肢麻木等神经症状时下床活动，并逐步锻炼下肢肌肉力量。术后6个月内逐步弃拐行走。

1.3    评价指标

1.3.1    影像学指标　术前1周内及术后1年随访时摄脊柱全长侧位X线片，拍摄时患者以自然直立姿势站立，双膝伸直，上肢放松，肘部半弯曲，双手放在支架上。测量以下影像学指标：① 术前脱位高度：依据Crowe分型方法，测量股骨头颈交界处至两泪滴下缘连线的垂直距离。② 手术前后脊柱矢状位参数：骶骨倾斜角（sacral slope，SS），S1 终板切线与水平线的夹角；LL，L1上终板与S1终板夹角；脊柱倾斜度（spinal tilt，ST），C7与S1上终板中点连线和前方水平线所形成的角度；脊柱骶骨角（spine-sacral angle，SSA），C7中点至S1上终板中点连线与S1 上终板所形成的角度；脊柱矢状轴（sagittal vertebral axis，SVA），S1 后上角至C7 铅垂线的垂直距离，C7 铅垂线位于S1后上角后方时为负值，位于S1后上角前方时为正值。

由2 名经统一培训的住院医师测量上述影像学指标，间隔4 周后重复1次，使用组内相关系数（ICC）评价观察者间信度和复测信度，结果ICC均>0.8，信度良好，取平均值进行统计分析。 

1.3.2    临床指标　术后6个月进行电话或门诊随访，术后1 年于门诊随访，询问患者康复及LBP情况。收集分析术前及术后1年随访时LBP组患者的疼痛视觉模拟评分（VAS）、腰椎Oswestry功能障碍指数（ODI），以及两组患者髋关节Harris 评分和术后并发症发生情况[12]。

1.4    统计学方法

采用SPSS22.0统计软件进行分析。计量资料使用单样本Kolmogorov-Smirnov检验进行正态性检验，符合正态分布时以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本 t 检验，组内手术前后比较采用配对 t 检验；不符合正态分布时以中位数（四分位数间距）表示，组间比较采用Mann-Whitney U 检验。计数资料比较采用Fisher确切概率法。检验水准α=0.05。

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结　果

两组患者随访时间均为1 年。LBP组患者术后LBP均有不同程度缓解，术后6 个月10 例患者（62.5%）LBP 完全缓解（VAS评分为0 分），1年时13 例患者（81.3%）LBP 完全缓解；术后1年， VAS评分由术前（4.9±2.3）分降至（0.3±0.8）分， ODI由术前（33.5±22.6）分降至（1.3±2.9）分，手术前后比较差异均有统计学意义（t=7.372，P=0.000；t=5.499，P=0.000）。对照组患者随访期间均无新发慢性LBP。两组Harris评分均较术前显著改善，差异有统计学意义（P<0.05）；两组间术后1 年与术前差值比较差异无统计学意义（t=0.421， P=0.677）。术前脊柱矢状位参数及术后1 年与术前差值两组间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；术后1年，LBP组ST、SVA，对照组SSA，以及两组SS均较术前显著改善，差异有统计学意义（P<0.05），其余指标两组手术前后比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1、2。

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讨　论

髋关节疾病患者普遍存在脊柱矢状位参数异常的情况[2-3，7，9-10，13]。Weng等[11]的研究显示髋关节骨关节炎（hip osteoarthritis，HOA）患者的SS 相对于正常人群增大，且脊柱呈前倾状态。Matsuya-ma等[2]报道双侧Crowe Ⅳ型DDH患者相对于正常人群SS、LL均增大。我们既往研究结果也得出类似结论[3]，相较于正常人群，Crowe Ⅳ型DDH患者的SS 以及LL更大，SVA更小。这代表着DDH患者骨盆前倾和腰椎前凸更大，同时脊柱整体更为后倾。但DDH患者脊柱矢状位参数异常的发生机制可能与HOA患者不尽相同。Offierski等[4]提出髋关节疾病可引起髋关节挛缩，进一步引起代偿性骨盆前倾和LL增大，这可能是HOA患者脊柱矢状位参数异常的原因。而对于Crowe Ⅳ型DDH， Matsuyama等[2]认为由于患者旋转中心常靠后上方移位，因此会引起骨盆绕股骨头前旋，出现骨盆前倾，这使得上半身重心相对向前移位，躯体处于不稳定状态，为维持平衡，进一步出现代偿性腰椎前凸及脊柱整体后倾的变化。

脊柱参数异常与髋关节疾病患者发生LBP的关系仍然存在争议。部分学者认为异常增大的LL可引起腰椎小关节间机械应力增大，从而引起LBP，并且腰椎前凸还会加速退行性脊柱关节病的发展，进一步加重LBP 的症状[14-15]。Piazzolla等[9]报道在HOA中，术前有LBP患者的SS、LL和躯干前倾较无LBP患者明显增大，且有LBP的HOA 患者行THA术后6个月SS、LL会减小，术后LBP 有不同程度缓解，因此其研究认为这二者之间具有关联。但并非所有研究都观察到这种变化。Radc-liff等[10]对HOA患者进行了9个月随访，发现患者术后LL较术前无明显变化。Weng等[11]研究报道在有LBP和无LBP的HOA患者之间，术前SS、 LL无明显差异；THA术后1年两组患者SS及LL较术前均无明显改变，但有LBP患者术后脊柱整体较术前发生后倾改变。Can等[7]对有LBP且行双侧THA的双侧Crowe Ⅳ型DDH患者进行2 年以上随访发现，术后患者SS以及LL较术前无明显改变。但这些研究均报道所有LBP患者在THA术后LBP得到不同程度缓解，这可能预示LBP与脊柱参数关系并非如此密切。目前暂无相关研究能很好地阐述脊柱矢状位参数、THA以及LBP三者之间的关系。

LBP在单侧Crowe Ⅳ型DDH患者中较为常见，本研究中发生率为53.3%（16/30）。所有术前LBP患者术后1 年LBP均得到了不同程度缓解，其中81.3% 患者完全缓解。但本研究结果并未表明LBP与LL有明显关联。术前LBP组与对照组SS、 LL等脊柱矢状位参数间均无明显差异；术后两组患者SS 均增大，说明两组患者术后骨盆前倾均加重，是术后肢体延长、骨盆前方肌肉牵拉所致[16]。但同时，LBP 组ST减小、SVA增大，对照组SSA增大，这种代偿使得两组患者LL较术前均无显著改变。LBP组中这种脊柱整体前倾的变化可能与脊柱平衡恢复有关，同时这可能也是LBP 缓解的原因。脊柱失衡状态会加重背部肌肉负荷，一方面引起肌肉紧张，增加了椎体间机械应力，另一方面会引起肌肉劳损，直接引起LBP[3，17]。而良好的髋关节功能是维持脊柱平衡的重要因素，DDH患者术前髋关节功能异常可引起脊柱失衡，使脊柱过度前倾或后倾进而引起LBP[17]。之前一些关于HOA的研究中也观察到了这种髋关节功能变化与LBP存在关联的现象。在Steer等[18]及Stupar等[19]的研究中均报道西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）评分下降与LBP发生有关。Tanaka等[20]发现髋关节屈曲受限是LBP发生的独立危险因素。手术后髋关节功能恢复，脊柱平衡性提升，背部肌肉放松，因此术后LBP 得以缓解。

本研究仍存在一些局限性，首先，脊柱是一个很灵活的结构，但受限于检查手段，基于影像学检查的结果只能反映静态时脊柱状态，并不能反映实际运动时脊柱的活动情况，这可能使LBP发病机制的研究受到一定限制。其次，术后脊柱矢状位参数可能有动态变化过程，后续研究应增加随访以及测量节点。最后，局限于样本量以及随访时间，本研究未将既往研究结论证实的年龄、BMI 以及肌肉力量等其他影响LBP发病的因素一并考虑。后续研究需要增大样本量及延长随访时间来进一步克服以上局限。

综上述，LBP在单侧Crowe Ⅳ型DDH患者中较为常见，行THA术后患者LBP均能得到不同程度缓解，但LBP的缓解可能得益于脊柱平衡的改善，而与腰椎前凸及其变化无关。

通信作者

柴伟，教授，博士生导师，主任医师。解放军总医院骨科医学部关节外科主任。任中国医师协会骨科分会关节外科工作委员会委员及青年工作组组长、中华医学会骨科学分会青年委员会关节学组委员、北京医学会骨科学分会青年委员会副主任委员及关节组长。以第一作者或通讯作者在SCI收录杂志发表论文22篇。以主译或副主译翻译论著5部；承担国家和省部级等课题7项；曾荣获军队科技进步一等奖、解放军总医院科技进步一等奖、解放军医学院优秀硕士生导师、中华医学科技一等奖、国家科技进步一等奖。

通信作者

孔祥朋，解放军总医院骨科医学部关节外科主治医师，医学博士。获2020年度解放军医学院优秀博士论文，以第一或通讯作者发表论文20余篇，其中Bone & Joint Journal、International Journal of Surgery等 SCI 10篇，累计影响因子30余分。参译、参编《坎贝尔骨科学》、《成人髋》、《骨科缝合教程》等著作6部。COA等大会发言4次。

第一作者

马明阳，解放军医学院硕士研究生在读，导师为解放军总医院骨科医学部关节外科主任柴伟教授。

参考文献：略