髋关节假体周围骨折是髋关节翻修的常见原因之一,随着全髋关节置换术(THA)后髋关节不稳和无菌性松动率的降低,假体周围股骨骨折(PFF)已成为行THA患者再入院和再手术的主要原因。美国关节置换注册中心报告称,PFF是THA术后早期非感染性翻修(在THA后90天内)的主要原因。
01
PFF发生的危险因素有哪些?
导致PFF风险增加可能是多因素的,其中最重要的或许是老年患者THA手术的增多,以及非骨水泥型股骨柄的广泛应用。已知的PFF患者风险因素包括女性、THA手术适应证为骨关节炎以外的疾病以及骨质疏松症病史。使用骨水泥固定与较低的PFF发生率相关,这一点已得到公认。在骨水泥柄设计中,有文献表明,与复合梁骨水泥柄相比,锥度滑动型股骨组件后续发生PFF的风险更高。尽管骨水泥型股骨固定总体上有保护作用,但在美国,其在择期初次THA手术中的使用率较低,2012年至2021年仅占2.7%。近年来,有研究表明,带领非骨水泥柄可降低早期PFF的发生风险,但其长期保护作用仍不明确,且目前关于骨水泥型和带领非骨水泥型股骨柄骨折风险对比的数据有限。此外,股骨组件过度外翻或尺寸过小导致的对线不良,也与早期PFF有关。自动打压技术越来越受欢迎,多项研究表明,尽管存在一些担忧,但该技术并未增加PPF的风险。直接前方入路与术中及早期 PPF 风险增加有关。然而,有研究报道,医生度过学习曲线后,该入路并不会增加 PPF 风险。怀尔斯等人最近发布了一种针对患者个体的假体周围骨折风险计算器,其中考量了上述多种风险因素。有趣的是,在该研究中,直接前方入路对 PPF 具有保护作用。手术量较少也与PFF风险增加有关。在术后即刻(前90天)发生的骨折通常是由于术中漏诊的骨折或尺寸过小的柄早期下沉所致。这些最常导致Vancouver B2型骨折,或不稳定股骨柄的骨折。早期PFF与随后的假体周围关节感染(PJIs)和再次手术的高发生率相关。
02
术中股骨骨折
据报道,术中骨折的发生率在0.1%-2%之间。老年女性和使用非骨水泥型股骨组件与术中骨折风险增加有关。PFF主要分为4类:股骨距骨折、大转子(GT)骨折、延伸至骨干的骨折,以及股骨组件远端的骨折。Mallory分类法根据骨折相对于小转子和股骨组件的远端延伸程度,来描述术中股骨距骨折的严重程度。在某些情况下,如果骨折延伸至小转子以外,医生可能会考虑使用骨干固定型股骨柄。
大多数股骨距骨折的治疗方法是取出股骨组件,在股骨近端放置环扎带,固定骨折线以防止其进一步扩展,然后重新植入股骨组件。医生需要熟悉从所有计划用于 THA 的入路放置钢缆或钢丝环扎带的技术(图 1)。重新植入的股骨组件稳定时,大多数专家建议患者术后根据耐受情况进行负重。
图1. 直接前侧入路将线缆从外侧向内侧穿过右股骨近端,展示了在术中粗隆间骨折情况下的这种技术。下一步是将该缆线穿过股外侧肌的深部,以便缆线直接固定在股骨上。
在扩髓插入股骨组件时,股骨皮质穿孔是另一种可能发生的术中并发症。最近有研究报道,直接前方入路会出现这种并发症。在一项包含 16 例术中穿孔病例的系列研究中,通过调整股骨柄方向并增大组件尺寸直至获得稳定固定,术后均未出现并发症。识别穿孔至关重要,在暴露困难的情况下,可能需要拍摄正侧位片。
术中 GT 骨折的治疗更具争议性。这种并发症与直接前方入路有关,主要是在股骨组件准备过程中抬起股骨的操作导致的。然而,许多无移位的 GT 骨折在不使用内固定的情况下进行处理,骨折可愈合,且不会导致更差的结果。
术中股骨距骨折的预后仍存在争议。一些研究系列指出,其会增加无菌性松动、术后 PFF、关节不稳、死亡率的风险,并导致更差的功能结果。相反,其他研究表明,与未发生术中骨折的 THA 相比,其结果并无差异。预防这些骨折至关重要,但如果发生,应及时妥善处理,最终采用能使股骨组件稳定的技术,可降低早期完全不稳定 PFF 的风险。
在翻修手术中,术中骨折的风险更高。骨水泥的存在、骨硬化、潜在的髓腔改变,以及为准备骨干固定型股骨柄而进行的扩髓操作,都可能增加皮质穿孔或骨折的风险。在翻修关节成形术的情况下,尤其是在进行GT延长截骨术或存在PFF时,建议在扩髓骨干前使用预防性钢缆。在准备翻修型股骨组件时,如果发生皮质穿孔,我们建议调整组件方向以避开缺损部位。根据穿孔大小,可使用预防性钢缆、接骨板或结构性同种异体骨支撑物,以防止术后该区域发生骨折。有文献报道了未调整方向处理皮质穿孔的案例,但如果在术中发现,应及时纠正。
03
假体周围骨折的Vancouver分型
Vancouver分型系统是目前最广泛接受的分类方法。Vancouver分型考虑了骨折的部位、股骨柄的稳定性以及剩余骨量。
①Vancouver
A 型骨折累及大转子或小转子。
②Vancouver
B 型骨折发生在股骨组件周围,其中 B1 型骨折的股骨组件稳定,B2 型骨折的股骨组件不稳定,B3 型骨折的股骨组件不稳定且剩余骨量不足。
③Vancouver
C 型骨折发生在股骨组件远端较远的位置。
图2 假体周围骨折的Vancouver分型
Vancouver分型具有很高的可靠性和有效性,但它有一些特定的局限性。它没有考虑到现代生物柄设计的复杂性,尤其是多孔涂层的数量和位置以及骨长入的预期位置。这在区分VancouverB1型和B2型骨折时可能会有问题,因为很难确定股骨柄是否松动。类似的问题也可能出现在骨水泥柄设计中。穿过骨水泥层的骨折通常被认为是VancouverB2型,或者说是导致股骨柄不稳定的骨折。然而,如果骨折模式简单,切开复位和内固定可能会恢复骨水泥层的完整性并恢复抛光锥形设计骨水泥柄的稳定性(图3)。此外,假体间股骨骨折(IFFs)的发生率,即发生在全髋关节置换术和全膝关节置换术之间的骨折,没有被原始Vancouver分型系统充分描述。
图3. 一例THA术后后期股骨骨折涉及抛光锥形骨水泥柄设计的骨水泥层(左侧)。由于这种简单的骨折模式中骨水泥层能够恢复,因此将其作为Vancouver B1型骨折处理,采用切开复位和内固定(右侧)。
建议对不稳定股骨柄的骨折病例进行关节翻修术。在正确区分Vancouver B1型和B2型骨折之间经常存在争议,特别是那些可以通过恢复骨水泥层和涉及允许整个假体骨长入的完全涂层股骨组件的骨折。在这些情况下,作者建议将这些骨折分类为VancouverB1s型,并可以考虑内固定。同样,在明显松动的柄的情况下,仅仅进行内固定而不是翻修股骨柄,很可能会导致进一步下沉、肢体长度和偏移差异,以及潜在的灾难性失败。
有证据表明,PFF的类型与结果和随后并发症的风险相关。总体而言,PFF后的并发症率和再手术的发生率很高。在一项当代系列研究中,报告称Vancouver B1型骨折后再次手术的最常见指征为不愈合,而Vancouver B2型骨折后再次手术的最常见指征为假体周围关节感染(PJI)。其他研究报道,不稳定性是Vancouver B2型骨折后最常见的并发症。早期骨折,即在初次全髋关节置换术后90天内发生的骨折,与PJI风险增加相关。这与其他关于早期因无菌性指征返回手术室而PJI风险增加的报告相似。对于术后注意到的简单粗隆间骨折的管理存在争议。一般来说,如果注意到明显的柄下沉,以及通过侧位X线片评估的柄逆转位,我们建议进行股骨柄翻修,并将其作为Vancouver B2/3型骨折进行管理。
04
假体周围大转子骨折(GT)
假体周围GT骨折代表了对关节外科医生来说可能是最具挑战性的生物力学难题,而对其采取手术处理是存在争议的。强大的外展肌力量,向上和向前的拉力,常常压倒任何尝试的固定。特别是在全髋关节置换术(THA)的背景下,在发生移位的大转子骨折后想实现愈合和恢复步态力学是不太可能的。在44例各种转子板固定用于假体周围大转子骨折的病例系列中,有39%的不愈合率,其中固定前的移位是不愈合的主要预测因素。为大转子骨折设计的现代锁定板显示出有希望的初步结果,并且可能优于历史报告的缆线板系统的性能,但需要进行比较研究。对于亚急性骨折或THA后大转子的不愈合病例,作者建议采用非手术治疗。对于急性病例,应保留使用现代低轮廓板进行手术治疗,这些板提供多平面锁定螺钉固定。
05
Vancouver B2和B3型骨折——采用模块化和单体锥形柄翻修
Vancouver B2和B3型骨折相似之处在于两种骨折类型的股骨柄都是松动的,但它们的区别在于剩余近端骨的质量。由于同时治疗股骨骨折和实现新的股骨柄固定存在挑战,这两种骨折类型都难以治疗。骨折模式通常比在普通X线片上看到的要复杂,而且这些骨折往往发生在骨质较差的情况下。尽管Vancouver B 2/3型骨折的种类繁多且复杂,但几乎所有骨折的主要治疗方法都是关节翻修术,使用长固定锥形柄。历史上在关节翻修术中使用的涂层圆柱柄与更高的术中骨折风险、更多的应力屏蔽以及与锥形柄设计相比更低的结果评分相关。在当前实践中,模块化和单体锥形柄设计都用于全髋关节翻修术,并且都已用于管理Vancouver B2/3型PFFs。然而,由于骨质差和解剖标志丧失,Vancouver B2/B3型PFFs可能难以治疗。因此,作者倾向于使用模块化锥形柄来治疗Vancouver B2/B3型PFFs。模块化设计允许解耦程序的关键部分,以简化骨折管理,并帮助扩大“着陆区”,以优化长度、偏移和版本,当髋关节稳定性至关重要时。在翻修股骨柄的背景下,重要的是参照骨折线,并将其纳入股骨截骨术中,以最小化软组织剥离并优化骨折愈合。在准备远端段之前,建议放置预防性缆线以防止骨折线扩展或产生新的骨折。然后将完整的远端股骨扩髓成支撑锥形,并将锥形柄打入,直到实现轴向和旋转稳定性。然后可以将模块化近端体从稳定的远端段上试装,以优化长度、偏移和版本。在将真正的近端体放置在优化位置并复位髋关节后,截骨术和骨折碎片然后围绕植入物复位,并用缆线固定。这种解耦远端固定与近端植入物定位的策略不仅简化了手术程序,而且有助于避免由于未能充分扩髓与骨干对齐直到柄正确填充并实现旋转稳定性而导致的植入物三点固定。对要使用的特定植入物系统的了解至关重要,因为不同的系统有不同的机制用于解耦长度和偏移变化。此外,通过模块化可以促进肢体长度和偏移的恢复,因为这些设计通常比单体柄提供更多选项,而且在模块化系统中,当近端体试装时,股骨柄的最终位置已经设定。模块化存在理论上的缺点,那就是模块化接头失效或金属磨损的可能性,但这种情况在现代植入物设计中极为罕见。支持在PFFs中使用单体柄的倡导者描述了插入单一植入物的简单性、手术时间更快以及可能降低成本。比较模块化和单体柄用于治疗Vancouver B2/3型骨折的文献有限,但对其他指征的比较研究表明,两种柄类型都有良好的结果,在沉降方面没有统计学差异。模块化锥形柄在Vancouver B2/3型骨折后的长期结果是极好的,柄的无菌性松动很少见。在Vancouver B2/3型骨折翻修后,不稳定性风险增加,外科医生应考虑降低这种风险的方法。PJI后的翻修也很常见,降低风险的策略可能包括使用密封敷料和可能的延长抗生素预防。对于Vancouver B3型骨折,近端股骨置换术是为剩余股骨干骨质有重大损失的情况保留的。一般来说,作者会在大多数PFFs中计划使用锥形柄,至少有2厘米的骨干骨质可用。
图4. 一名72岁男性在左全髋关节置换术后10年跌倒,发生了Vancouver B2型假体周围股骨骨折(左侧)。通过转换为模块化锥形柄并使用多根缆线来固定骨折进行管理,术后6周随访的影像显示(中心)。注意,在翻修关节置换术时使用了更大的头部以降低脱位风险。翻修手术后3年,患者返回随访,柄没有明显下沉(右侧)。
06
Vancouver B1型骨折的内固定
围绕稳定股骨组件的骨折应最常通过内固定来管理。在极少数情况下,对于非移位的Vancouver B1型骨折,如果认为移位风险低或患者无法承受手术程序,可以进行保守治疗。
同种异体骨支柱的使用曾在处理假体周围骨折(PFFs)时相当普遍,但现在作者们建议仅将其用于特定指征。支柱与延迟愈合和更高的感染风险相关,因此不建议常规使用。然而,它们可保留用于极端骨质疏松症、骨质溶解或假体间骨折且未植入器械的管腔面积非常小的情况。一旦排除感染,它们也可用于假体周围骨折不愈合病例的加强固定和增加骨量。在大多数假体周围骨折中,锁定钢板固定可提供足够的结构强度,而无需引入与同种异体骨支柱相关的风险或成本。
这些PFFs应通过强有力的固定来治疗,以确保在角度移位前愈合。股骨组件本身的存在通常是产生成功固定结构的生物力学挑战的原因。历史上,仅使用缆线来稳定PFFs,但这种方法与高失败率相关。随着时间的推移,生物力学测试和临床结果证明,如果可能的话,围绕股骨组件的皮质固定使用螺钉比围绕股骨的缆线固定提供更强的强度。作者建议使用锁定板技术作为Vancouver B1型骨折的主要固定来源,结合围绕股骨组件的近端双皮质螺钉和尽可能远端的螺钉(图5)。是否跨越整个股骨或几乎整个股骨应由外科医生根据患者的合并症和骨质来决定。然而,值得注意的是,短段固定与PFFs中畸形愈合和不愈合的高发生率相关。为PFFs专门设计的新型板已经引入,这些板为绕过股骨组件使用螺钉提供了更多选项。一些选项允许将大转子特异性固定与骨干段以及远端股骨特异性板段组合在一起(图6)。在处理PFFs时,使用同种异体骨梁曾经相当普遍,但现在作者建议将其保留用于特定指征。梁与延迟愈合和更高的感染风险相关,因此不建议常规使用。然而,它们可以保留用于极端骨质疏松症、骨溶解或骨间骨折的非常小的未固定骨道区域的情况。它们还可以用于在排除感染后增强非愈合PFFs的固定和骨质。在大多数PFFs中,锁定板固定可以提供足够的结构强度,而无需引入与同种异体骨梁相关的风险或成本。
图 5. 一名 93 岁接受骨水泥型全髋关节置换术(THA)的患者发生Vancouver B1 型股骨假体周围骨折(左图),术中透视显示采用正侧钢板固定(左中图)。术后 6 周,正位(右中图)和侧位(右图)X 线片显示骨折在愈合过程中,植入物或固定器械位置无变化。注意近端螺钉固定在骨水泥套内。
图6. 使用现代假体周围模块化板固定系统术中治疗右侧假体周围股骨骨折的示例(上)。近端连接一个延伸板以处理大转子,提供多平面锁定固定(下)。
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假体间股骨骨折(IFFs)
即发生在同侧行THA和TKA背景下的骨折,其发生率正在增加。这些通常发生在骨质疏松的老年人中,而多个植入物的存在,有时是带柄的,为管理这些骨折的骨科外科医生带来了挑战。由于IFFs代表了一类异质性的骨折,其骨质丢失、植入物稳定性和愈合潜力的严重程度范围很广,因此必须对每个病例采取个体化的方法。在髋关节或膝关节的植入物不稳定的情况下,可能需要使用延长假体。然而,在稳定的THA和稳定的TKA存在的情况下,至少应尝试一次IFFs的内固定。一项关于76例IFFs的研究得出结论,带柄的TKA股骨组件的存在增加了再次手术的风险。在两个带柄植入物之间发生的IFFs提出了极其具有挑战性的生物力学问题和可能改变的愈合潜力的血液供应。在这些类型的病例中,内固定失败可能导致需要进行全股骨置换。因此,作者建议在两个带柄股骨组件之间短段器械化的峡部(<2个皮质宽度)的情况下进行预防性固定。
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总结
全髋关节置换术后PFF的发生率正在增加,是再手术的主要原因。在老年患者中选择性使用骨水泥或带领的股骨组件可能降低PFF的风险。发生PFF的患者根据骨折的类型和时间,后续并发症的风险增加。现代锁定板技术可用于固定Vancouver B1/C型骨折,实现围绕股骨组件的近端螺钉固定对于构建稳定性至关重要。对于Vancouver B2/3型骨折的翻修关节置换术,使用锥形柄长期固定效果良好,但存在相对较高的假体周围关节感染(PJI)和不稳定性风险。
参考文献:
[1] Gausden EB, Bedard NA, Gililland JM, Haidukewych GJ. What's New in Periprosthetic Femur Fractures? J Arthroplasty. 2024 Sep;39(9S2):S18-S25.
doi: 10.1016/j.arth.2024.04.037. Epub 2024 Apr 19. PMID: 38642853.
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