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股骨頸骨折:從解剖到手術的全面闡述

  對股骨頸解剖結構的深入認識可助於降低術後並發症發生率,改善患者的臨床結局。近期Mengnai等人在Injury上從股骨頸解剖對治療方面的影響進行了深入分析,現呈現給各位。

  年輕人群股骨頸骨折非常少見,但在一項針對72例年輕股骨頸骨折行內固定治療的患者中發現,股骨頭10年生存率僅為85%。對股骨頸解剖結構的認知和其與骨折的關系有助於降低術後並發症發生率,提高手術療效。

  骨性解剖

  成人髋關節是一個滑膜球窩關節。股骨頭並不是規則圓形,其和髋臼僅在負重面上有很好的匹配。近期的一項研究發現,成人雙側股骨頭,股骨頸的對稱性很高,雙側差異量僅在2%-4%左右。股骨頭通過股骨頭下後方的圓韌帶鏈接與髋臼的非關節面。Ward等人對1838例股骨頭內的骨小梁走向進行了研究,總結了股骨頭,頸部骨小梁走形。

股骨頸骨折:從解剖到手術的全面闡述

  股骨大體上為一管形骨,有部分前弓和扭曲,在冠狀位上,股骨頸和股骨干有一個角度,約130±7°。一項大樣本的研究發現,男性患者的股骨頸干角更大,盡管股骨頸干角和頸長度在不同人群中有變異,但股骨頸在冠狀面上中心總在大轉子尖端水平。

  在軸位上,股骨頸相對股骨內外髁連線的平面有一個前傾角度,一般為10±7°。股骨的前傾角度和下肢力學特征緊密相關,包括髋關節外展力臂,髌骨軌跡和足部朝向等。

  關節囊解剖

  成人髋關節囊包繞整個股骨頭和大部分的股骨頸,僅股骨頸後外側部分無關節囊包繞。關節囊通過環形和縱行的纖維束進行加強。環形纖維在股骨頸後下方關節囊出形成類似吊帶的結構(ZonaObicularis),縱行的纖維結構包括髂股,坐股和恥股韌帶。

  關節囊前側有反Y型的髂股韌帶和恥骨股骨韌帶共同加強,關節囊後側由相對較弱的坐股韌帶加強。前方的髂股韌帶起自髂棘和髋臼前方,止於轉子間線的下方,可限制過伸及外旋。正常關節囊在伸直內旋位時緊張,而在輕度屈曲外旋位時關節囊內可以容納最多的關節液。

  血管解剖

  股骨頭和股骨頸正常的關節血供現在研究較多。骨內,骨外,營養動脈等構成了股骨近端的血管網。患者剛出生時,股骨近端骨骺由旋股內外側動脈供應,分別占50%,股骨圓韌帶僅有少量血供。在36月時,供應股骨前側骨骺的旋股外側動脈退化,而旋股內側動脈的兩個主要關節支(後上和後下)成為供應股骨近端骨骺的主要動脈,成人的血供基本沒有太大改變。

  來源於閉孔動脈的圓韌帶血管對股骨頭的血供影響變異較大。血管造影技術已經可以為正常和病理狀況下的股骨頭和股骨頸血供研究提供較為方便的手段。

  Ganz等人工作為闡明旋股內側動脈和其相關的解剖學結構方面提供了極大的幫助。旋股內側動脈是股深動脈的分支。旋股內側動脈的第一個主要分支在內下方穿過關節囊進入關節腔,而後沿著Weithrecht韌帶行走向股骨頭,成為韌帶下動脈。該動脈的直徑大小不一。

  旋股內側動脈主干沿著大轉子窩後外側行走,在股直肌上方邊界發出旋股內側動脈的大轉子分支。而後旋股內側動脈的深支沿著閉孔外肌的後方表面行走,穿過下孖肌,沿著聯合腱行走,而後在上孖肌穿入關節囊。

  關節囊內段的動脈沿著股骨頸表面後上方行走,而後進入滑膜形成韌帶上動脈分支。旋股內側動脈和臀下動脈在梨狀肌的下緣組成恆定的血管吻合支,在旋股內動脈受損時可以進行代償。

  盡管旋股內側動脈分支的中末端形成了韌帶上動脈供應股骨頭,但是其可能不是供應股骨頭血供的主要動脈,因為股骨髓內釘置入的病例中並未發現破壞韌帶上動脈會導致股骨頭的缺血性壞死。

  近期由Lorich等人完成的研究對臀下動脈和旋股內側動脈之間的血管網進行了闡述。在7/8例屍體標本中發現血管吻合支在閉孔外肌肌腱附近,吻合支而後在關節囊下向上發出至股骨頸上方。在該研究中,研究人員發現,旋股內側動脈分支行走不在聯合腱和關節囊之間,這和Ganz的研究不相符合。

  來自增強磁共振的屍體學研究發現,韌帶下動脈在股骨頭灌注中扮演了非常重要的角色。研究發現,在韌帶上動脈,韌帶下動脈和窩下血管叢之間存在非常多的骨外交通支。韌帶下動脈和韌帶上動脈相比,其距離股骨頭較遠,這可以解釋部分移位明顯的股骨頸骨折患者並沒有出現預期的股骨頭壞死。

  在近期的一些列研究中,股骨頭血供主要來源於旋股內側動脈動脈,其它血管吻合支,如臀下動脈等也對股骨頭血供有所貢獻。臨床上CT血管造影可展示股骨頭血供的主要動脈分支。

  年輕患者股骨頸骨折的病理解剖

  目前臨床上對股骨頭血供是影響股骨頸愈合最重要的因素這一認識達成了統一。在一項DSA的研究中研究者發現97%以上的創傷性股骨頭壞死的患者出現了股骨頭部位的血供改變,而非創傷性股骨頭壞死的患者僅有1/3出現股骨頭血供的改變。這提示對創傷的患者,股骨頭血供改變是造成股骨頭壞死的重要原因。

  有一針對64例患者行切開復位內固定治療股骨頸骨折的研究發現,術中股骨頸部位置釘過程中是否有較多的血液從骨置釘孔中流出是預測股骨頭術後是否壞死的一個相對敏感和特異的指標,在64例患者隨後至少2年的隨訪時間點,有56例術中骨通道流血較多的患者術後未出現股骨頭壞死。

  Sevitt等人通過影像學造影技術發現股骨頭外上方的負重區域對缺血改變較為敏感。Swiontkowski等人通過研究發現,股骨頸骨折後股骨頭灌注受損,在後期4-6周的血管再見過程中,股骨頭骨小梁變薄,軟骨下骨骨折並出現股骨頭塌陷。

  對於部分股骨頸骨折預後,但後期出現股骨頭壞死的病例目前並不清楚其原因。Mary等人進行的一項屍體學研究發現,股骨頭在後期會出現組織學上節段的塌陷,該臨床改變可以出現在股骨頸骨折愈合後的2.5年時,該研究將軟骨下骨折在影像學上的表現描述為新月征。

  另一篇同年發表的文獻發現,109例因股骨頸骨折而取出的股骨頭在體外16天後仍有部分存活。骨折部位,移位程度,骨折線方向,骨折粉碎程度等對骨折治療均有影響,下面詳細介紹。

  骨折位置

  股骨頸按照位置可以分為頭下型,經頸型及頸基底部型。年輕患者的頭下型股骨頸骨折骨折不愈合和股骨頭壞死的幾率最高(83%),經頸型的壞死率為21%。頭下型骨折患者會對關節囊內韌帶動脈的終末支造成損傷,從而導致不可逆的股骨頭缺血。

  髋關節韌帶血管的平均動脈壓在40mmHg。但股骨頸骨折,關節囊內壓力升高超過動脈血壓,會導致血管血流降低。該機制已經得到了較多研究證實。有一項研究發現,股骨頸骨折患者,若進行關節囊切開減壓,則年輕患者股骨頭壞死和不愈合的幾率將分別降低至20%和0%。在一項針對55例年輕移位的關節囊股骨頸骨折患者進行的研究發現,股骨頭壞死幾率和進展為壞死的時間在閉合復位組要顯著高於閉合復位+關節囊切開減壓組。即便在無移位或微小移位的股骨頸骨折患者中也可以得出基本類似的結論。上述研究結果提示關節囊內壓力增高是造成股骨頭缺血壞死非常重要的因素。

  近期發表的一項針對成人股骨頸骨折的meta分析發現,切開復位內固定和閉合復位內固定治療股骨頸骨折,其股骨頭血管性壞死的幾率在閉合復位組要顯著高於切開復位組。

  骨折移位程度

  文獻報道,在骨折移位程度較嚴重的股骨頸骨折病例中,術後股骨頭不愈合和缺血壞死的幾率顯著升高。Garden分型是目前臨床上最為常用的股骨頸骨折分型系統。其基於標准的前後位X片即可進行分型。

  盡管該分型系統較為流行,但2005年完成的一項調查顯示,僅有39%的創傷科醫生在Garden四種分型中持完全相同的意見,但超過90%的醫生對無移位和有移位這個概念持一致意見。

  若對股骨頸骨折加攝側位片,則可改變15.2%的骨折分型病例,最終導致約23%的患者治療方案更改。鑒於Garden分型組間和組內可靠性較差,現傾向與將股骨頸骨折分型單純的按照是否存在移位進行分型以指導治療方案決策。

  目前臨床上對無移位的股骨頸骨折采取經皮或者切開固定尚存在不同意見。在年輕患者中,保存股骨頭活性是治療的首要目標,這類患者開放的關節囊減壓術應該是首選。對年輕的移位的股骨頸骨折,開放復位內固定治療應該是主流的治療方式。

  在一項針對17例成人股骨頸骨折行手術或閉合復位內固定治療的研究發現,股骨頸骨折的不愈合率在24%,缺血性壞死率為41%。缺血性壞死多發生在GardenIV移位骨折中。對470例關節內股骨頸骨折行內固定治療的病例進行分析後發現,X線上股骨頸初始的移位程度是骨折不愈合最可靠的預測因素。其他的研究也得出了類似的結論。

  現已清楚,無移位性股骨頸骨折和後續發生的股骨頭缺血和壞死之間存在對應的關系。犬類股骨頭壞死的動物模型提示牽引,關節內壓迫,關節內血管阻塞等在股骨頭壞死方面扮演較為重要的角色。骨折線方向和粉碎程度

  股骨頸骨折線的方向對骨折預後的影響在臨床中研究較多。Pauwels分型正是基於此,自1935年提出該分型系統以來,其至今一直仍是指導年輕患者治療方案決策的一個較為可靠的分型標准。研究發現,隨著骨折Pauwels角度增大,股骨頸骨折出現並發症的概率也逐漸增大。

  近期發表的一項生物力學研究發現,股骨頸PauwelsIII型骨折模型,相較於DHS,使用2.7mm鋼板固定可以增加最大失敗負荷達83%,而采用空心螺釘固定則能增加26%最大失敗負荷。

  該研究結果和Liporace的研究結果相矛盾,Liporace等人的研究發現,采用空心加壓螺釘固定治療股骨頸PauwelsIII型骨折術後的骨折不愈合率在19%,而采用角度固定裝置,其骨折不愈合率在8%左右。近期OTA會員就年輕患者垂直型股骨頸骨折的治療方案進行了有益的討論,但並未得出一致結論。

  一項回顧性的CT形態學研究闡述了年輕患者垂直型股骨頸骨折功能預後。研究的患者年齡在20-49歲,在冠狀位上骨折線成角60°,在軸位片上骨折線成角24°,股骨頸骨折塊粉碎發生在大多數的病例中,最常見的粉碎部位為下方和後方。

  股骨頸後方骨折塊粉碎是造成臨床上股骨頸骨折不穩定的一個重要原因,最終可導致骨折不愈合或延遲愈合。Judet等人介紹了一種較為新穎的轉子間骨脊自體骨移植支撐技術治療股骨頸後方骨折粉碎的病例以加速骨折愈合。

  但上述研究並沒有進行長期的隨訪。在一項對146例小於60歲患者進行隨訪研究發現,後方粉碎的移位股骨頸骨折會增加缺血性壞死,股骨頸短縮,移位的風險。

  解剖相關的手術治療決策

  手術治療年輕患者的股骨頸骨折的目標是達到骨折的解剖復位和堅強的內固定。大部分臨床醫生均同意,保留股骨頭骨折後的殘留血供對獲得較好的臨床預後非常重要。

  手術入路

  傳統上成人股骨頸骨折常從外側做手術入路。此外可以聯合單獨的前入路或後入路進行股骨頸的撫慰。改進型的Hardinge入路在成人全髋關節置換中較受歡迎。

  Watson-jones入路是在臀中肌和闊筋膜張肌間的肌間入路,若此入路向近側過度延伸,則有損傷臀大肌的風險。直接前入路在神經間(骨神經和臀上神經)進入,在深層次分離股直肌和臀中肌,減少了失神經的風險,對頭下型骨折,經頸和頸基底部骨折等均可以進行很好的暴露。對股骨頭的PipkinI/II型骨折也可以通過這一入路完成固定。

  既往從後路做復雜的股骨頭和股骨頸骨折容易導致缺血性壞死,一度受到嚴厲的批判。但是,因Ganz的卓越貢獻,後路手術入路已經有了極大的改進。

  減少股骨頭血供醫源性損傷的解剖學處理注意事項

  在一項針對17例年輕股骨頸骨折的患者研究中,采用閉合復位內固定方法治療,若骨折復位不良,則其出現股骨頭缺血壞死的比例高達100%,而若骨折復位可,則僅有12%的股骨頭壞死率。

  醫源性損傷導致股骨頭不愈合,而後發生的缺血性壞死在年輕的股骨頭骨折患者中時有報道。來自mayo醫院的一項調查研究發現,70例納入研究的患者,其影像學上可見的髋臼撞擊征約有75%,但並非所有患者均出現臨床症狀。頸干角增大,股骨頭非球形,股骨頸後傾等髋臼撞擊手術患者術中最多見的發現。早期骨折復位固定確切的病例可以降低並發症發生率。

  股骨頸縮短或者內翻塌陷是股骨頸畸形愈合後最為常見的畸形方式。近期的一項多中心研究發現,股骨頸縮短(>5mm,>10mm)和術後不良功能結局相關。長度固定的鋼板固定後骨折愈合率較高(94%),股骨頸縮短的概率很低。

  髋關節表面置換的再思考

  有研究發現,前外側手術入路治療股骨頸骨折對股骨頭-頸部血供的破壞較後路少,但上述結果並沒有得到其他研究的證實。有學者介紹了一種改進的髋關節後入路以期保留股骨頸動脈血供。

  髋關節表面置換獲取的組織標本進行分析發現,髋關節骨關節炎的骨囊性變比例僅為9%,而缺血性壞死的骨囊性變比例高達85%。股骨頸骨折治療後需要行翻修的患者發現其骨囊性變的比例為71%,而其他翻修病例的骨囊性變比例僅為21%。

  結論

  年輕成年患者股骨頸骨折仍是骨科臨床醫生面臨的一項挑戰。對其解剖,骨折線的特征等進一步了解可以改善骨折不愈合和缺血性壞死的結局。選擇合適的手術入路以保留股骨頭血供,並進行及時和有效的固定,將骨折解剖復位等可以最大限度的改善臨床功能結局。

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