兒童髖關節脫位“淚滴”影改變與髖臼發育力學機制關系研究

劉堅林，趙黎，沈谷豐，曹俊培，吳振凱，陸佳龍，虞旭初，張君宏

(1.同濟大學附屬上海市第四人民醫院骨科，上海 200081；2.上海英華兒童骨科醫生集團小兒骨科，上海 200092；3.上海交通大學附屬新華醫院骨科，上海 200092)

骨盆正位片一直是髖關節發育不良診斷的重要方法，是臨床判斷該病嚴重程度和治療效果的重要評估方法。在骨盆正位片中，評估和理解髖關節發育不良的重要參數主要有以下幾點：髖臼指數的異常、Shenton線連續性中斷、股骨頭骨化核不在Perkin方格的內下象限、Wiberg中心邊緣角減小(>6歲的兒童)、股骨的干骺端和髖臼“淚滴”之間的距離增加、髖臼頂部骨質的改變以及髖臼的“淚滴”影出現變形等相關指標。而髖關節發育不良患者中觀察到的上述重要參數改變現象，是可以用頭臼匹配，或頭臼之間的同心運動這一力學原理來解釋的[5,6]。但唯獨“淚滴”影變形無法與這一原理聯系在一起，并且長期以來沒有得到合理解釋。

為此，筆者收集了2013年01月-2016年01月在本院診斷為髖關節發育不良的52例患兒(70髖)，我們通過骨盆正位片觀察其“淚滴”影的變化，以及“淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭中心點的關系，并認為，“淚滴”影的變形、“淚滴”外側支弧形線變化和脫位股骨頭關系，是髖周肌肉在髖臼發育過程中作用于脫位髖關節的結果?，F將研究結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2013年1月-2016年1月在本院診斷為髖關節發育不良的患兒52例(70髖)，均符合以下納入標準：(1)患者≥3歲；(2)確診為髖關節發育不良髖關節完全脫位(T?nnis III度和IV度)；(3)未接受過任何治療的延誤診斷患兒。其中，患兒平均年齡為77.9個月(36～172個月)；女性43例，男性7例；髖關節脫位：雙側18例，左側22例，右側12例。所有患者均經門診高年資醫師確診為髖關節發育不良，并通過骨盆正位X線片確定為髖關節完全脫位(T?nnis III-IV度)患者，詢問病史皆在拍攝骨盆正位X線片前未接受過任何治療。

1.2 研究方法

52例患兒(70髖)按年齡大小順序排列分為7組，3-8周歲按每1周歲為一組，共得6組，≥9歲為第7組。按組別計算“淚滴”外側支弧形線和脫位股骨頭中心點為同心圓性關系的髖數百分比。

在骨盆正位X線片上，評估以下指標：(1)“淚滴”是否變形及變形程度。變形的程度定義為四度(圖1)：0度：正?！皽I滴”影，“淚滴”外側支弧形線與內側支呈光滑弧形相續，坐骨支無內收，閉孔無增大；Ⅰ度：輕度變形“淚滴”影，“淚滴”外側支弧形線與內側支依然呈弧形相續，但較對側正常影變形，坐骨支無明顯內收，閉孔略增大；Ⅱ度：中度變形“淚滴”影，“淚滴”外側支弧形線與內側支呈銳性相續，坐骨支內收，閉孔增大；Ⅲ度：重度變形“淚滴”影，“淚滴”外側支弧形線與內側支不相續，坐骨支明顯內收，閉孔增大。(2)評估“淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭中心點是否為同心圓性關系：以股骨頭中心點為圓心，經過“淚滴”外側支弧形線的圓如果可以與該線吻合，即為“淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭的中心點為同心圓性關系(圖2)。

圖1 “淚滴”的變形程度分級

圖2 “淚滴”外側支弧形線和脫位股骨頭中心點的同心圓性關系

1.3 統計方法

(1)“淚滴”是否變形及變形程度的指標由2名兒骨科醫師分別間隔10 d各做2次評估，經SAS 9.2統計學軟件進行處理，采用Kappa檢驗評估各組觀察者之間對變形程度定型的一致性。(2)對“淚滴”是否變形及變形程度的分級與患兒年齡之間進行Kruskal-Wallis檢驗；以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患兒總體情況

52例患兒的年齡分組情況，以及各組性別、髖關節脫位情況、骨盆“淚滴”影變形程度和“淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭中心點為同心圓性關系的例數分布，見表1所示。

表1 52例(70髖)患兒的髖關節脫位分布及骨盆“淚滴”影變形程度分級情況

注：*表示“淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭中心點為同心圓性關系的髖關節數量

2.2 患兒年齡與“淚滴”是否變形及變形程度的相關性

“淚滴”是否變形及變形程度，由2名兒骨科醫師分別間隔10 d在不同地點各做2次評估，評估結果分別記作觀察者A1和A2，觀察者B1和B2。結果觀察者A出現3例評估不一致，觀察者B出現2例評估不一致；觀察者A和B之間共出現5例評估不一致。通過Kappa檢驗認為：“淚滴”是否變形及變形程度的分級評估，在觀察者內和觀察者間是一致的(P<0.001)。

通過Kruskal-Wallis檢驗，發現年齡與“淚滴”是否變形及變形程度分級之間呈顯著的正相關關系(P=0.001)，即“淚滴”是否變形及變形程度隨著患兒年齡增加而逐漸加重，見表2。

表2 患兒年齡與“淚滴”變形程度分級的Kruskal-Wallis檢驗

2.3 各年齡組患兒的同心圓性分布趨勢

表3可見，淚滴”外側線與脫位股骨頭中心點同心圓性比例按年齡組別的分布趨勢為：同心比例在3-7周歲逐漸增高，至7周歲達最高峰，而7周歲之后呈逐漸下降趨勢(表3，圖3)。

表3 各年齡組患兒的淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭中心點同心圓性關系分布情況

圖3 不同年齡組患兒“淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭中心點同心比例的分布

3 討論

Bowerman認為“淚滴”影是髖臼內壁結構的重疊影。而在髖關節發育不良患者骨盆正位X線片中，常有“淚滴”影變形的報道，Katz的報道中描述：骨盆存在輕微不對稱，脫位側閉孔增大，“淚滴”外側線移位，髂骨翼寬度減小，通過比較相關解剖學研究，他們認為“淚滴”外側線是髖臼最深處的界限。在髖關節發育不良患者行三維CT骨盆重建的研究中，也發現骨盆有變形不對稱存在。但這些現象在疾病的診斷治療過程中并不能得到合理的解釋，因此在髖關節發育不良的治療中這些變形也未得到重視。

此外，盡管“體重和髖周肌肉的作用是髖關節發育的力學環境”這一理論已形成廣泛共識，但在臨床診療中，學者們往往不能深刻考量和綜合考慮這兩者的作用與關系。具體而言，在分析髖關節相關疾病時，當前研究和臨床認知往往只考慮體重對髖關節的影響，而忽略了髖周肌肉對髖關節發育的作用，造成了認識的局限；其次，在考慮髖關節所受外力時，往往只考慮外力作用于股骨頭和髖臼之間，卻從未考慮過髖臼內部的受力情況。而實際情況是：髖臼由髂骨、坐骨和恥骨構成，它們之間通過髖臼周圍軟骨相聯接，如果將髖臼周圍軟骨看成是一個“彈力膠”，起到將髂骨、坐骨和恥骨“粘合”在一起的作用，則可以認為，髖周肌肉除了以股骨頭為支點、通過牽拉股骨作用于頭臼之間外，還通過肌肉附麗處的連接牽動髂骨、坐骨和恥骨，進而對“彈力膠”(髖臼周圍軟骨)形成牽拉作用而影響髖臼的發育。具體而言，Ponseti的研究表明，髖臼軟骨是一個復合體，其周邊為“杯型”軟骨，中間為“Y”型軟骨；在“杯型”軟骨的髂骨、坐骨和恥骨邊緣有三個骨骺生長區，對應髖臼發育的加深；在“Y”型軟骨中心區域存在另一個骨骺生長區，對應髖臼發育的增寬。上述觀點即表明，髖周肌肉對髖臼的牽拉將作用于“Y”型軟骨中心區域的骨骺生長區；而髂骨、坐骨和恥骨各骨的肌肉牽拉力的大小和方向，決定了未來髖臼在空間上的方向和形態。

本次研究結果證實了這一論斷，我們發現：“淚滴”變形程度隨著患兒年齡的增加逐漸嚴重，坐骨內收也逐漸增加。具體如下：(1)變形的產生是股骨頭脫位后，髖周肌肉以脫位股骨頭中心點為新支點，對坐骨和恥骨牽拉方向的改變，導致髖臼坐骨和恥骨朝著適應新中心點發育的結果；(2)適應新中心點發育的速度和過程分為三個階段：①適應過程：脫位后的股骨頭與骨盆形成了假關節，髖關節周圍所有肌肉都將圍繞該假關節為中心進行日?；顒?，而此時真臼中的坐骨和恥骨在髖周肌肉拉力的作用下，也將朝著適應新的“髖關節”中的股骨頭中心點發育，逐漸內收。這一過程在脫位早期可能并不明顯，此時“淚滴”外側支弧形線和脫位股骨頭中心點同心比例也不高，但伴隨年齡增長，呈現逐漸增高趨勢。如本研究中(圖4(a))所示，在7周歲之前，“淚滴”外側支弧形線和脫位股骨頭中心點同心比例逐漸增高，是坐骨和恥骨在形態上逐漸適應新的關節中心點的過程。此階段“淚滴”和坐骨支一般變形較輕。②維持過程：伴隨年齡增加，在持續的髖周肌肉牽拉作用力下，“淚滴”變形和骨盆變形程度繼續加重，髖臼坐骨和恥骨適應了新中心點并發育完全，結果“淚滴”外側線在多數患者中開始與脫位股骨頭中心點完全同心，如本研究中(圖4(b))所示，此時“淚滴”影和坐骨支一般呈中度變形狀態。③再脫位或無法適應過程：7周歲之后，“淚滴”外側線和脫位股骨頭中心點同心比例又呈現逐漸下降的趨勢，這是和髖關節脫位后的演變過程相聯系的。脫位的股骨頭在長期行走中，受體重的影響，進一步向高位移位，再次形成新的股骨頭中心點。而此時，“Y”型軟骨已處于大部分閉合的狀態，恥骨和坐骨繼續發育變形的潛能已喪失，不再有進一步塑形的能力。此時“淚滴”影和坐骨支一般呈重度變形狀態，正如本研究中發現(圖4(c))所示。(3)7周歲前和7周歲之后觀察到的“淚滴”外側線和脫位股骨頭中心點完全同心比例都較7周歲時低。這可能與二者之間發生機理不同有關，7周歲前“淚滴”外側線和脫位股骨頭中心點同心比例低是因為：坐骨和恥骨變形發育沒跟上股骨頭的新位置，但仍在朝著新的關節中心點發育的過程，此時“淚滴”影變形程度輕。而7周歲之后“淚滴”外側線和脫位股骨頭中心點同心比例低是因為：坐骨和恥骨變形跟上股骨頭的新位置后，脫位的股骨頭在長期行走中，受體重的影響，進一步向高位形成假臼，但“Y”型軟骨已部分閉合，坐骨恥骨再變形的能力消失，而無法再適應新的關節中心點造成的。但從骨盆片上觀察“淚滴”影變形程度已經很嚴重了。這與“淚滴”影和骨盆變形程度伴隨年齡增加而逐漸加重這一研究結果，是相一致的。

((a)3歲患兒，髖關節完全脫位，輕度變形“淚滴”影，坐骨支無明顯內收，閉孔略增大，淚滴”外側線和脫位股骨頭中心點不同心。(b)6歲半患兒，中度變形“淚滴”影，坐骨支內收，閉孔增大，淚滴”外側線和脫位股骨頭中心點同心。(c)7歲半患兒，重度變形“淚滴”影，坐骨支明顯內收，閉孔增大，淚滴”外側線和脫位股骨頭中心點不同心)圖4 不同年齡的頭臼同心

綜上所述，本研究認為，“淚滴”影的變形以及“淚滴”外側支弧形線與脫位股骨頭的關系，是在髖臼發育過程中髖周肌肉以牽拉力作用于脫位髖關節的結果。髖臼的發育是在頭臼匹配的基礎上，在體重和髖周肌肉造成頭臼之間的壓力和髖臼內部所受牽拉力的作用下，各骨骺生長區協同生長的結果。

4 結論

(1)髖關節發育不良患者，骨盆正位片中“淚滴”影的變形是由髖臼在發育過程中，坐骨和恥骨長期遭受不正常的髖周肌肉牽拉力造成的。(2)髖臼的發育是在頭臼匹配的基礎上，在體重和髖周肌肉造成頭臼之間的壓力和髖臼內部所受牽拉力的作用下，各骨骺生長區協同生長的結果。