全髋关节置换术后疼痛的外源性因素大多可通过病史询问和体格检查来排除,少数情况下要进一步行腰椎磁共振等检查。当外源性因素排除后,最常见的引起髋部疼痛的因素就是假体松动和感染。对于试图行翻修手术的患者,松动和感染之间的鉴别是极为重要的。没有经过鉴别而进行的松动翻修手术可因隐匿的感染而失败。目前有很多方法来进行两者间的鉴别。诊断松动的常用方法有X线片、CT关节造影、核医学检查等。感染的诊断工具有X线片、CT等放射学检查,实验室检查,关节穿刺,核医学检查等。由于骨水泥假体和非骨水泥假体松动的表现有很大的不同,这两类假体的松动将分开描述。
(一)X线片检查
1.骨水泥假体 定期随访的系列X线片是诊断骨水泥假体松动最准确的方法。诊断要评估假体位置、假体-骨水泥界面、骨水泥-骨界面三个部分。松动的标准包括假体移位,骨水泥壳断裂,新增的假体-骨水泥间透亮线,大于2mm的完全包绕假体的骨水泥-骨之间的透亮线。X线片用于松动的判断,很多学者提出了不同的标准,其中被最广泛接受的是Harris提出的分类,他将股骨假体松动分为三类:松动——假体移位或骨水泥断裂;高度可能松动——包绕整个骨水泥-骨界面的透亮线;可能松动——透亮线占骨水泥-骨界面的50%~70%。Harris还将髋臼松动分成两类:松动——髋臼假体移位或骨水泥断裂;即将松动——髋臼骨水泥-骨界面间2mm宽度以上的连续透亮线。无论是髋臼侧还是股骨侧,除了明确的松动外,其他的可能松动类型都是以透亮线来作为评判标准的。近期的研究对此提出疑问,骨水泥-骨之间的透亮线可能是骨对假体存在的适应性改变,并不一定说明骨水泥与骨之间的联系减弱。
(1)假体移位:假体移位是内置物松动的可靠指标。通过系列随访,任何细微的进行性的假体下沉、移位、倾斜都证明松动的存在。股骨假体的移位距离可通过假体的某一点与股骨大粗隆等之间的距离变化来得到。通过观察髋臼假体与泪滴连线的距离、角度变化及假体与Kohler线的距离变化,可以评估髋臼假体向上、内移位及角度的变化。
(2)骨水泥断裂:骨水泥壳的断裂通常发生在股骨假体的近端或尾端,常伴随假体下沉或移位,也是松动的可靠指标。
(3)假体-骨水泥界面:假体和骨水泥之间透亮线可能在术后最早期的X线片中就能见到,这通常是由手术技术因素造成的,透亮线最常见于假体的外侧缘。若在随访中,透亮线没有变化,则表明假体没有松动。若透亮线进一步发展,则说明假体-骨水泥的连接出现问题,假体存在松动移位。
(4)假体-骨界面:股骨假体与骨之间的界面可按Gruen方法分成7个区域(图14-13)。随着透亮线宽度的增加,并侵犯更多的区域,松动的可能性也随之增加。不连续、稳定、小于2mm的透亮线并无临床意义。研究表明稳定假体的透亮线可能是骨重建的结果。根据Delee和Charnley的描述,髋臼假体与骨接触面可分为3个区域,见图14-13。与股骨侧不同,髋臼侧的透亮线常表示有纤维组织形成。髋臼假体表面的透亮线可能与假体松动相关。Hodgkinson报道若连续透亮线包绕所有区域,有94%的髋臼被术中证明是松动的;如果透亮线只占2的区域,有74%的假体是松动的;若只有1个区域存在透亮线,则只有7%的髋臼假体出现松动。
图14-13 股骨的Gruen分区及髋臼的Delee和Charnley分区
2.非骨水泥假体 非骨水泥假体的松动需要通过系列X线片来判断。X线片上进行性的假体位置改变是松动的明确诊断标准。在系列X线片缺乏时,就需要通过其他一些特异性较低的指标来综合判断。Engh提出的股骨假体松动的分类方法被较广泛接受,他将假体固定和稳定性的观察指标分成主要指标和次要指标。在这些指标的基础上,假体固定方式可以分为三种:分别为通过骨长入得到稳定,通过纤维组织长入得到稳定及不稳定三种形态。最稳定骨长入方式在X线片上表现为假体多孔涂层周围无放射学密度增高的反应线并且假体-骨之间有点状焊接(图14-14)。假体的纤维长入稳定方式表现为涂层部位与假体平行的反应硬化骨,缺乏点状焊接。假体没有移位或只在随访早期有轻微的移位。不稳定假体表现为假体进行性移位下沉或者可以见到假体周围分隔线进行性增宽。患者可有股骨距增生硬化,假体远端底座形成。并不是每种假体的表现都一致,稳定的假体可因设计的不同而表现出不同的特点。
(1)假体移位:股骨和髋臼假体进行性下沉、移位、倾斜是非骨水泥假体松动的最可靠指标。非骨水泥假体多孔表面的金属颗粒脱落说明假体存在着与骨组织的相对运动,也是假体松动的明确信号(图14-15)。股骨假体的少量下沉或着床是允许的,但必须少于1cm并发生在术后1年以内。
(2)硬化线:硬化线和假体多孔涂层部位可有细小、平行的透亮区,假体近端的外侧多见。硬化线及透亮区应在2年内稳定下来。若2年后还在持续进展,特别是发生在应有骨长入的部位时,则是假体不稳定的表现。在稳定的近端固定假体中,由于骨长入主要在近端,近端涂层假体的远端无涂层光滑部分与相对较柔软的股骨之间存在微动,更多的负荷作用于股骨,可致假体远端部位股骨硬化反应骨或骨性基座的形成,还可见轻微髓腔增宽。广泛涂层假体由于在远近端都有骨长入,远端较少出现反应硬化骨。
图14-14 THA术后6年,假体近端与股骨之间的直接连接,新形成的骨小梁与应力方向一致
(3)骨性基座形成:骨性基座形成指在假体尾端部位的向髓腔内的反应性骨增生。前面已讨论,稳定的近端固定假体可能有硬化线和基座形成。若广泛涂层或远端固定的假体同时出现硬化线和基座时就要关注假体是否有不稳定的情况。因为有负荷通过柄的尾端传递给股骨,稳定的远端固定假体可有基座形成,但这时假体涂层周围无硬化线。
图14-15 全髋关节置换术后假体无菌松动移位
(4)应力遮挡:由于稳定的假体只能将负荷传递到一部分的股骨皮质,这导致另一部分骨皮质承受应力减少,导致骨质吸收。应力遮挡最常发生的部位是股骨内上方的皮质。应力遮挡的严重程度与假体采用材料的弹性模量、假体的几何外形有关。弹性模量大或远端固定的假体容易出现股骨近端骨质吸收。应力遮挡情况一般在术后1~2年进入稳定状态。
(二)关节造影
关节造影曾经被提倡鉴别人工关节是否松动。但由于缺乏统一的诊断标准及技术要求极高,关节造影的准确性始终受到质疑。为获得一个有价值的关节造影结果,有学者推荐使用较高的造影剂注入压力,活动后摄X线片并在造影时行肢体牵引。用于骨水泥假体时,关节造影的准确性和特异性为60%~100%,大多数报道认为造影在髋臼松动的诊断方面更有价值。非骨水泥假体置换后,关节腔与髓腔之间可能存在通道。目前为止没有确实证据支持关节造影用于非骨水泥假体松动的诊断。
(三)核医学影像
1.骨水泥假体 疼痛全髋关节的评估中,锝同位素扫描并不作为常规的检查方法。当传统的放射学检查方法不能确诊时,可用同位素扫描加以评断。99mTc-MDP是目前最常用的同位素,它对假体松动有很高的敏感性。但由于其他因素,如感染、骨折、移位骨化、肿瘤等都可产生阳性结果,同位素扫描对松动诊断的特异性不高。当其他检查无阳性发现,仅凭99mTc-MDP的扫描结果不能确诊假体松动。相反,在放射学检查阴性时,99mTc-MDP扫描的阴性结果则可作为排除松动或感染的有力证据。
2.非骨水泥假体 同位素扫描对非骨水泥假体松动的评估价值有限。由于非骨水泥假体置入后骨改建过程的持续存在,在无任何症状的患者中,直到术后2年仍有髋臼周围和股骨假体远端的同位素摄入增加。
(四)感染的评估
1.X线平片检查 假体感染患者,特别是早期患者的X线片通常表现正常。慢性感染发生时,可以出现与无菌松动类似的骨水泥-股骨或假体-骨界面的透亮线。术后1年内迅速出现并持续增宽的透亮线高度提示感染。层状的骨膜反应也高度提示感染,但仅在1%~2%的感染髋关节中出现。其他如界限不明的骨溶解、扇贝状的髓腔内骨吸收均提示感染可能。
2.实验室检查 白细胞计数、血沉和C反应蛋白常用来鉴别假体感染。白细胞计数单独应用通常无临床意义。很多感染患者白细胞计数正常而无菌松动的患者则可因各种原因致白细胞计数升高。
血沉对于假体感染的诊断有一定意义。在全髋关节置换术后6个月内,患者的血沉可以增高。关节置换患者同时出现疼痛和血沉增高时,有很大感染可能;但类风湿关节炎等炎性关节炎患者可因基础疾病的存在而导致血沉升高。文献报道血沉诊断感染的敏感性为60%~100%,特异性为65%~94%,准确性为73%~88%。
C反应蛋白和血沉一样,是诊断感染的重要工具。正常情况下,全髋关节置换术后3周,C反应蛋白降到正常水平。Sanzen和Catrlsson的研究中,C反应蛋白较血沉更为敏感。他们的一组23例感染患者中,只有50%的患者血沉高于30mm/h,而只有1例患者的C反应蛋白低于20mg/L。
C反应蛋白和血沉联合应用能增加术前感染诊断的准确性。Garvin曾报道两者联合应用诊断假体感染100%的敏感性和特异性。Spangehl认为正常的C反应蛋白和血沉水平可以排除感染;两者都增高的情况下,感染的可能性为84%。
3.关节穿刺 O’Neil和Harris很早就提出在翻修手术前行关节穿刺以排除或发现隐匿的感染,但近期有很多学者对此提出了质疑。研究表明关节穿刺的结果并不稳定。文献报道的敏感性为40%~91%,特异性为60%~100%,假阴性和假阳性结果都较常见。目前提倡选择性使用关节穿刺。翻修患者术前常规行C反应蛋白和血沉检查,检查结果增高的患者需行关节穿刺。穿刺结果阴性时,高度怀疑感染的患者还可再次穿刺。穿刺液的白细胞计数也很有意义。Momberger报道关节液白细胞大于3000/mm3时,感染诊断的敏感性为53%,特异性为95%,阳性预告值和阴性预告值分别为50%和96%。
4.核医学影像 同位素扫描诊断人工关节感染的结果差异极大,其敏感性和特异性可低于50%。虽然其应用存在争议,但在一些诊断困难的场合,可能还需要同位素扫描的帮助。99mTc-MDP单独用于感染诊断并无优势。对进行性松动和可疑感染用99mTc-MDP随访观察可能有一定帮助,文献报道系列99mTc-MDP检查有89%的特异性,但敏感度仅为57%。白细胞标记的111In扫描有较高的敏感性和特异性,分别可达88%~92%及73%~100%。Palestro发现人工关节感染患者111In扫描100%阳性,同时非感染的患者中也有77%阳性。当111In与99mTc胶体硫扫描联合应用时,准确性、敏感性和特异性都可大大提高,分别可达98%、100%、97%。111In的高度敏感性使其具有很高的阴性预告值,临床上可现行111In扫描,如结果正常,通常可排除感染无需进一步检查;如结果阳性,可再行99mTc胶体硫扫描,然后根据两者扫描结果综合判断是否感染。
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