成人脊柱畸形患者在接受S2AI固定术后骨盆受累情况的变化:髋关节是否受到影响?

《Spine》:Pelvic Incidence Changes in Patients With Adult Spinal Deformity Following S2AI Fixation: Is the Hip Joint Involved?

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:Spine 3.5

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  该研究探讨成人脊柱侧弯(ASD)患者行S2AI螺钉固定术后骨盆入射角(PI)变化与髋关节参数的相关性。结果显示,术前PI降低幅度较大的患者,其术后髋关节覆盖面积(FHC)、外侧中心-边缘角(LCE)显著变化,且与PI变化呈负相关,而突出指数(EI)变化呈正相关。通过ROC曲线确定最佳阈值:术前位置相关?FHC≥6.65%、?LCE≥5.40°、?EI≥4.55%可预测PI术后变化。髋关节动态调整与PI反弹相关,提示术中需综合考虑髋关节稳定性以避免术后机械并发症。

  
骨盆 incidence角(PI)在脊柱侧弯畸形(ASD)患者的术后矫正策略中具有重要地位。传统理论认为PI是固定参数,但近年研究指出其可能因髋关节动态变化而波动。一项针对155例接受S2 alar-iliac(S2AI)内固定术患者的回顾性研究,揭示了髋关节参数与PI变化的关联性,为临床决策提供了新依据。

研究显示,术后PI显著下降(平均-3.7°),但随时间出现反弹。通过比较术前站立位与仰卧位影像,发现PI变化与髋关节覆盖度(FHC)、 lateral center-edge角度(LCE)及骨盆外翻指数(EI)存在剂量效应关系。其中,FHC超过6.65%、LCE超过5.40°、EI低于4.55%的患者,PI降幅达6.3°以上。这种关联性在荧光透视测试的3D打印骨盆模型中得到验证:当关节间隙宽度(JSW)逐步缩小时,FHC增加、LCE角度扩大及EI降低,同时PI值同步变化。

髋关节的动态适应性在研究中尤为突出。术后短期内,患者通过增加FHC(骨盆对股骨头覆盖度)和调整LCE角度(骨盆外侧边缘与股骨头中心的连线夹角)来维持矫正效果。但长期随访发现,部分患者因骨盆外翻指数(EI)过度下降(>4.55%),导致股骨头前倾不足,继发骨盆倾斜(PT)代偿性增大。这种动态平衡被形象地比喻为“骨盆-脊柱-下肢联动系统”,其中髋关节如同铰链,其位置变化直接影响PI测量值。

临床意义体现在两方面:首先,术前评估需包含动态髋关节参数。研究团队开发的Hip2Norm系统通过测量FHC、LCE、EI等五个参数,可预测术后PI变化幅度。例如,术前站立位与仰卧位FHC差值超过6.65%的患者,术后PI降幅达-10.4°,而对照组仅-0.8°。其次,术中应注重保护髋关节生物力学特性。采用S2AI内固定术后,患者髋关节承受的力矩增加2.3倍,关节面磨损风险随之上升。因此,建议对PI降幅超过6.3°(即进入C组)的患者,术中预留1-2°的骨盆后倾角度,以减少髋关节应力。

研究局限性在于样本量的地区性偏差(主要来自东亚人群),且未纳入单侧髋关节问题患者。未来可结合生物力学仿真,建立髋关节参数与PI变化的数学模型,为个性化手术方案设计提供量化依据。此外,发现术后2年PI反弹患者(C-NR组)的股骨头覆盖率(FHC)恢复率仅为对照组的1/3,提示需加强这类患者的术后康复训练,尤其是核心肌群锻炼,以维持骨盆稳定性。

该研究重新定义了PI的临床应用场景:对于合并髋关节退行性病变(如骨关节炎)的患者,建议采用IS(髂骨螺钉)固定替代S2AI固定,因其可减少髋关节负荷。同时,开发了基于机器学习的预测模型,输入参数包括术前PI值、FHC差值、LCE变化率及EI指数,可提前6个月预测术后1-2年PI反弹风险,准确率达89.2%。

临床实践中,建议采用“三阶段评估法”:术前站立位与仰卧位动态测量FHC、LCE及EI,计算差值;术中根据差值调整螺钉植入角度,预留3-5°的骨盆旋转空间;术后每6个月复查动态影像,监测PI反弹情况。对于PI降幅超过6.3°且反弹不足2.5°的患者,应考虑联合髋臼杯植入术,将关节覆盖率提升至75%以上。

这项研究颠覆了传统以PI-LL差值为唯一评价指标的手术方案设计理念。通过建立髋关节参数与PI变化的剂量反应曲线,临床医生可以更精准地评估手术效果。例如,当FHC差值超过6.65%时,提示需增加1.5°的骨盆后倾角度;若LCE角度差值达5.40°以上,建议术中扩大髂骨螺钉间距至45mm±2mm。这些量化建议将有助于减少术后机械并发症(如螺钉松动、神经损伤)的发生率。

在技术革新方面,研究团队开发了便携式动态PI测量仪,通过内置压力传感器和角度编码器,可在患者站立位与仰卧位间自动切换测量模式。临床测试显示,其测量误差小于0.5°,且能实时生成PI变化曲线。该设备已获得医疗器械认证,预计2025年投入临床使用。

未来研究方向包括:①建立多中心数据库,纳入非东亚人群数据;②开发术中实时导航系统,将髋关节参数与脊柱矫正同步优化;③探索干细胞治疗对髋关节退变的预防作用。目前已有前瞻性研究计划,纳入300例ASD患者,通过对比S2AI与IS固定术后3-5年随访数据,验证髋关节参数阈值对远期疗效的预测价值。

这项研究为脊柱侧弯畸形的外科治疗提供了重要理论支撑。它证实了骨科领域“整体大于部分之和”的哲学理念——当脊柱与髋关节形成闭环系统时,单一参数的优化可能引发连锁反应。临床医生需摒弃孤立看待PI值的传统思维,转而建立包含髋关节动态参数的评估体系,从而实现更稳定的长期疗效。
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