股骨頭壞死、強(qiáng)直性脊柱炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎……面對各種原因?qū)е碌捏y關(guān)節(jié)損毀，骨科醫(yī)生可以通過一種手術(shù)，讓大部分髖關(guān)節(jié)中末期疾病患者恢復(fù)髖關(guān)節(jié)功能。這就是髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。
日前，北京積水潭醫(yī)院矯形骨科教授周一新和副主任醫(yī)師唐浩研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新的分型方法，使醫(yī)生在術(shù)前就可預(yù)測髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者脊柱—骨盆的新姿態(tài)，并據(jù)此對手術(shù)進(jìn)行更加科學(xué)精準(zhǔn)的規(guī)劃。相關(guān)研究成果刊發(fā)于骨科期刊《骨與關(guān)節(jié)雜志》。
經(jīng)典安全區(qū)理論存在局限
過去，對于人工關(guān)節(jié)假體的安裝位置，骨科醫(yī)生只知道一個(gè)模糊的范圍。20世紀(jì)70年代末，Lewinnek教授提出了髖關(guān)節(jié)置換的安全區(qū)。他提出，髖臼臼杯的安置位置有一個(gè)相對的安全范圍，這一安全范圍被稱為Lewinnek安全區(qū)。自此，這一概念統(tǒng)治了人工髖關(guān)節(jié)置換領(lǐng)域50多年。
伴隨著計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)的不斷發(fā)展，骨科醫(yī)生把髖關(guān)節(jié)假體精準(zhǔn)放置在Lewinnek安全區(qū)的水平也不斷提升。盡管如此，患者在術(shù)后實(shí)現(xiàn)走、跑、蹲等運(yùn)動功能的同時(shí)又要避免假體脫位仍并非易事，術(shù)后髖關(guān)節(jié)脫位的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
唐浩告訴科技日報(bào)記者，一般來說，術(shù)后髖關(guān)節(jié)脫位的概率在1%—10%，Lewinnek安全區(qū)也逐漸遭受質(zhì)疑。特別是對于脊柱存在合并病變、髖關(guān)節(jié)嚴(yán)重發(fā)育不良等高風(fēng)險(xiǎn)患者來說，把髖關(guān)節(jié)假體放置在Lewinnek安全區(qū)并不能有效防止術(shù)后髖關(guān)節(jié)脫位，也不能確保患者術(shù)后的關(guān)節(jié)活動度等。
經(jīng)典理論為何失去權(quán)威性？這與脊柱和骨盆的姿態(tài)變化有關(guān)。按照經(jīng)典理論和文獻(xiàn)，與術(shù)前相比，患者術(shù)后的脊柱—骨盆姿態(tài)不會變化。“但我們在隨訪中發(fā)現(xiàn)，大約40%的患者術(shù)后的脊柱—骨盆姿態(tài)與術(shù)前相比變化幅度很大。”唐浩說，“基于Lewinnek安全區(qū)的原始模型是靜態(tài)的。面對動態(tài)的脊柱—骨盆姿態(tài)，用靜態(tài)方法來規(guī)劃手術(shù)目標(biāo)就好比‘刻舟求劍’，導(dǎo)致患者術(shù)后易出現(xiàn)關(guān)節(jié)撞擊、脫位等問題。”不僅如此，不同患者之間的體態(tài)和體型差異也非常大，基于Lewinnek安全區(qū)的原始模型難以對手術(shù)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。
為了突破傳統(tǒng)理論限制，周一新團(tuán)隊(duì)此前提出了“臼杯矢狀面角度的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換公式”。該研究從數(shù)學(xué)原理上揭示了Lewinnek安全區(qū)不能成立的原因，并根據(jù)不同患者的脊柱—骨盆相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)了特異性安全區(qū)算法，實(shí)現(xiàn)為患者“私人訂制”手術(shù)規(guī)劃的目標(biāo)。
新分型方法驅(qū)動手術(shù)優(yōu)化
基于此前的研究成果，團(tuán)隊(duì)總結(jié)了近年來接受髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者的手術(shù)前后全身影像數(shù)據(jù)，提出了一種新型脊柱—骨髖關(guān)節(jié)分型理論，可以預(yù)測患者術(shù)后脊柱—骨盆姿態(tài)。“我們對臨床上的病例進(jìn)行了細(xì)致的分析，通過術(shù)前脊柱—骨盆姿態(tài)特點(diǎn)，預(yù)測患者術(shù)后姿態(tài)的改變，并最終總結(jié)出規(guī)律。”唐浩說。
根據(jù)研究結(jié)果，團(tuán)隊(duì)把接受髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者分為失衡型（A型）、平衡型（B1、B2、B3型）和過度代償型（C型）共3類5型。通過不同分型，醫(yī)生在術(shù)前就可預(yù)測患者術(shù)后的脊柱—骨盆新姿態(tài)。
“應(yīng)用該研究成果，醫(yī)生可以做出更加個(gè)性化、精確化的手術(shù)規(guī)劃，最大程度降低患者術(shù)后關(guān)節(jié)脫位的風(fēng)險(xiǎn)。”唐浩介紹，團(tuán)隊(duì)還在研究中揭示了脊柱—髖關(guān)節(jié)站姿平衡的內(nèi)在規(guī)律，使醫(yī)生對脊柱—髖關(guān)節(jié)的復(fù)雜力學(xué)關(guān)系有了更深刻的理解。
“傳統(tǒng)的手術(shù)只是根據(jù)髖關(guān)節(jié)的局部解剖進(jìn)行規(guī)劃，忽視了整個(gè)骨盆的位置及運(yùn)動姿態(tài)的變化，更沒有關(guān)注脊柱形態(tài)對髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的影響。簡而言之，以前大多是用靜態(tài)的、局部的眼光規(guī)劃手術(shù)，現(xiàn)在我們是以動態(tài)的、全局的眼光來規(guī)劃手術(shù)。”唐浩告訴記者。
《骨與關(guān)節(jié)雜志》主編法爾斯·哈達(dá)德醫(yī)生評價(jià)稱，這項(xiàng)研究是髖關(guān)節(jié)置換術(shù)在精準(zhǔn)化、個(gè)性化治療領(lǐng)域的一次飛躍。
股骨頭壞死、強(qiáng)直性脊柱炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎……面對各種原因?qū)е碌捏y關(guān)節(jié)損毀，骨科醫(yī)生可以通過一種手術(shù)，讓大部分髖關(guān)節(jié)中末期疾病患者恢復(fù)髖關(guān)節(jié)功能。這就是髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。
日前，北京積水潭醫(yī)院矯形骨科教授周一新和副主任醫(yī)師唐浩研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新的分型方法，使醫(yī)生在術(shù)前就可預(yù)測髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者脊柱—骨盆的新姿態(tài)，并據(jù)此對手術(shù)進(jìn)行更加科學(xué)精準(zhǔn)的規(guī)劃。相關(guān)研究成果刊發(fā)于骨科期刊《骨與關(guān)節(jié)雜志》。
經(jīng)典安全區(qū)理論存在局限
過去，對于人工關(guān)節(jié)假體的安裝位置，骨科醫(yī)生只知道一個(gè)模糊的范圍。20世紀(jì)70年代末，Lewinnek教授提出了髖關(guān)節(jié)置換的安全區(qū)。他提出，髖臼臼杯的安置位置有一個(gè)相對的安全范圍，這一安全范圍被稱為Lewinnek安全區(qū)。自此，這一概念統(tǒng)治了人工髖關(guān)節(jié)置換領(lǐng)域50多年。
伴隨著計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)的不斷發(fā)展，骨科醫(yī)生把髖關(guān)節(jié)假體精準(zhǔn)放置在Lewinnek安全區(qū)的水平也不斷提升。盡管如此，患者在術(shù)后實(shí)現(xiàn)走、跑、蹲等運(yùn)動功能的同時(shí)又要避免假體脫位仍并非易事，術(shù)后髖關(guān)節(jié)脫位的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
唐浩告訴科技日報(bào)記者，一般來說，術(shù)后髖關(guān)節(jié)脫位的概率在1%—10%，Lewinnek安全區(qū)也逐漸遭受質(zhì)疑。特別是對于脊柱存在合并病變、髖關(guān)節(jié)嚴(yán)重發(fā)育不良等高風(fēng)險(xiǎn)患者來說，把髖關(guān)節(jié)假體放置在Lewinnek安全區(qū)并不能有效防止術(shù)后髖關(guān)節(jié)脫位，也不能確保患者術(shù)后的關(guān)節(jié)活動度等。
經(jīng)典理論為何失去權(quán)威性？這與脊柱和骨盆的姿態(tài)變化有關(guān)。按照經(jīng)典理論和文獻(xiàn)，與術(shù)前相比，患者術(shù)后的脊柱—骨盆姿態(tài)不會變化。“但我們在隨訪中發(fā)現(xiàn)，大約40%的患者術(shù)后的脊柱—骨盆姿態(tài)與術(shù)前相比變化幅度很大。”唐浩說，“基于Lewinnek安全區(qū)的原始模型是靜態(tài)的。面對動態(tài)的脊柱—骨盆姿態(tài)，用靜態(tài)方法來規(guī)劃手術(shù)目標(biāo)就好比‘刻舟求劍’，導(dǎo)致患者術(shù)后易出現(xiàn)關(guān)節(jié)撞擊、脫位等問題。”不僅如此，不同患者之間的體態(tài)和體型差異也非常大，基于Lewinnek安全區(qū)的原始模型難以對手術(shù)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。
為了突破傳統(tǒng)理論限制，周一新團(tuán)隊(duì)此前提出了“臼杯矢狀面角度的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換公式”。該研究從數(shù)學(xué)原理上揭示了Lewinnek安全區(qū)不能成立的原因，并根據(jù)不同患者的脊柱—骨盆相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)了特異性安全區(qū)算法，實(shí)現(xiàn)為患者“私人訂制”手術(shù)規(guī)劃的目標(biāo)。
新分型方法驅(qū)動手術(shù)優(yōu)化
基于此前的研究成果，團(tuán)隊(duì)總結(jié)了近年來接受髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者的手術(shù)前后全身影像數(shù)據(jù)，提出了一種新型脊柱—骨髖關(guān)節(jié)分型理論，可以預(yù)測患者術(shù)后脊柱—骨盆姿態(tài)。“我們對臨床上的病例進(jìn)行了細(xì)致的分析，通過術(shù)前脊柱—骨盆姿態(tài)特點(diǎn)，預(yù)測患者術(shù)后姿態(tài)的改變，并最終總結(jié)出規(guī)律。”唐浩說。
根據(jù)研究結(jié)果，團(tuán)隊(duì)把接受髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者分為失衡型（A型）、平衡型（B1、B2、B3型）和過度代償型（C型）共3類5型。通過不同分型，醫(yī)生在術(shù)前就可預(yù)測患者術(shù)后的脊柱—骨盆新姿態(tài)。
“應(yīng)用該研究成果，醫(yī)生可以做出更加個(gè)性化、精確化的手術(shù)規(guī)劃，最大程度降低患者術(shù)后關(guān)節(jié)脫位的風(fēng)險(xiǎn)。”唐浩介紹，團(tuán)隊(duì)還在研究中揭示了脊柱—髖關(guān)節(jié)站姿平衡的內(nèi)在規(guī)律，使醫(yī)生對脊柱—髖關(guān)節(jié)的復(fù)雜力學(xué)關(guān)系有了更深刻的理解。
“傳統(tǒng)的手術(shù)只是根據(jù)髖關(guān)節(jié)的局部解剖進(jìn)行規(guī)劃，忽視了整個(gè)骨盆的位置及運(yùn)動姿態(tài)的變化，更沒有關(guān)注脊柱形態(tài)對髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的影響。簡而言之，以前大多是用靜態(tài)的、局部的眼光規(guī)劃手術(shù)，現(xiàn)在我們是以動態(tài)的、全局的眼光來規(guī)劃手術(shù)。”唐浩告訴記者。
《骨與關(guān)節(jié)雜志》主編法爾斯·哈達(dá)德醫(yī)生評價(jià)稱，這項(xiàng)研究是髖關(guān)節(jié)置換術(shù)在精準(zhǔn)化、個(gè)性化治療領(lǐng)域的一次飛躍。
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