《Arthroplasty Today》：Accuracy of 2D Digital Templating for Total Hip Arthroplasty in Patients With Crowe Type-4 Dysplastic Hips
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背景：目前关于术前数字模板在Crowe IV型髋关节发育不良中的应用结局研究较为匮乏。本研究旨在评估数字模板应用于Crowe IV型髋关节发育不良的准确性及其临床作用。
方法：患者数据来源于2016年1月至2019年12月的电子病历记录。记录侧别、性别、年龄、
背景：目前关于术前数字模板在Crowe IV型髋关节发育不良中的应用结局研究较为匮乏。本研究旨在评估数字模板应用于Crowe IV型髋关节发育不良的准确性及其临床作用。
方法：患者数据来源于2016年1月至2019年12月的电子病历记录。记录侧别、性别、年龄、股骨短缩量及假体尺寸。通过二维（2D）数字模板预测股骨假体尺寸与位置、股骨短缩长度以及髋臼假体尺寸与位置。分别评估资深关节外科医生与资深住院医师在髋臼尺寸、股骨尺寸及股骨短缩测量方面的一致性。
结果：资深医生模板与植入的髋臼（κ = 0.410）和股骨（κ = 0.432）假体尺寸呈中度一致性，优于资深住院医师（髋臼κ = 0.071；股骨κ = 0.265）。资深医生对髋臼和股骨尺寸的精确预测率分别为74%和36%。股骨短缩一致性方面，医生为中度（组内相关系数[ICC] = 0.544），住院医师为一般（ICC = 0.400），而观察者间一致性极佳（ICC = 0.958）。
结论：二维数字模板在预测Crowe IV型发育性髋关节发育不良全髋关节置换术假体尺寸方面的准确性有限。然而，由经验丰富的医生操作时，二维数字模板仍是规划与估算所需股骨短缩量的有价值的术前规划工具，最终假体选择应基于术中情况确定。
一、研究背景与目的
发育性髋关节发育不良涵盖从髋关节轻微发育不良改变到髋臼与股骨近端完全脱位的一系列临床情况。尽管由于有效的筛查项目，其发病率近年来逐渐下降，但在某些情况下仍可见该疾病的不同阶段与临床表现。多数早期诊断病例可通过简单干预获得满意结果，但对于晚期有症状的病例，可能需要全髋关节置换术（total hip arthroplasty, THA）等更复杂的干预措施。
术前模板是全关节置换术中的关键考量环节。尽管并非所有情况下均常规实施，许多关节置换中心在髋、膝关节置换术前评估阶段常规采用模板技术。模板可为医生确定骨切除/截骨范围、假体类型、组件放置位置及尺寸选择提供有价值的指导。
在发育性髋关节发育不良晚期后遗症中，尤其是高位脱位病例，存在显著的解剖学改变，如发育不良性髋臼、股骨近端解剖变异、下肢不等长及严重的软组织挛缩，这些改变使得此类髋关节置换术需要不同于标准手术的路径。术前模板可作为解决关键问题的有效工具，包括选择适应股骨多种解剖变异的理想股骨假体类型与尺寸。此外，术前模板结合全面的术前规划与下肢参数评估，可为髋臼假体的最佳尺寸与位置以及恢复肢体长度和实现稳定髋关节所需的股骨短缩量提供有价值的信息。
尽管关于THA和全膝关节置换术中手动、二维（2D）和三维（3D）模板已有一定文献报道，但关于Crowe IV型髋关节（术前规划具有关键价值）数字模板结局的研究仍较匮乏。本研究旨在评估Crowe IV型髋关节THA术前数字模板的准确性及临床作用，具体通过资深住院医师和资深医生对植入假体尺寸和股骨短缩长度的数据分析模板的准确性。
二、研究设计与方法
研究在骨科专科医院的关节置换单元进行，患者数据来自2016年1月1日至2019年12月31日的电子病历。纳入标准包括Crowe IV型髋关节发育不良患者、具有完整的术前术后骨盆X线片，以及采用Zimmer Wagner Cone Prosthesis Stem和Zimmer Trilogy IT Acetabular Cup（Zimmer Biomet, Warsaw, IN, USA）组合进行髋关节置换术。排除标准包括股骨头作为自体移植物重建髋臼顶的病例、同侧髋关节既往手术史、髋臼假体未放置于真臼位置的病例以及影像学数据不完整的病例。
记录人口学数据（侧别、性别、年龄）及术中变量（股骨短缩量和植入假体尺寸）。放射学测量由1名资深住院医师和1名资深关节外科医生独立完成，使用骨盆前后位X线片，采用Ortho View Enterprise Software（Version 6.1.2.2 IND; Meridian Technique Ltd., Southampton, UK）进行测量和数字模板。数字放射放大系数通过25例患者的术后X线片确定，将测量的组件尺寸与已知真实尺寸比较，得出放大系数116.8%，并应用于所有放射学测量。
股骨近端垂直位置差异的评估基于骨盆轴线，以泪滴为参考点，测量从双侧泪滴连线（骨盆参考线）到各小转子最突出点的垂直距离。股骨短缩的计算也在骨盆前后位X线片上进行：首先将髋臼假体模板定位于真臼位置，然后在不考虑短缩量的情况下进行股骨假体模板，随后测量模板股骨头旋转中心与模板髋臼旋转中心之间的垂直距离。基于手术规划假设（部分患者可接受最多35 mm的下肢延长），短缩切除长度通过从测得的垂直距离中减去35 mm计算。
髋臼假体模板在骨盆前后位X线片上实施，计划将髋臼假体置于真性解剖位置，目标是使组件内侧贴靠Kohler线，以泪滴为参考点，目标倾斜角45度，选择需要最少磨锉量（至少70%）以实现足够覆盖的组件尺寸。股骨假体模板同样在骨盆前后位X线片上实施，所有患者均规划为小转子远端1 cm处的转子下横行截骨，使用软件将近端股骨叠加在远端影像上，保持与髓腔几何形态对齐以实现预期短缩。股骨假体尺寸选择以在截骨远端髓腔内实现最佳骨内膜接触为目标。
为评估术前模板的准确性，进行了多项补充分析。资深关节外科医生和资深住院医师仅使用术前X线片对模板测量进行回顾性重新评估，两位观察者对手术记录、术后X线片、最终假体尺寸及实际股骨短缩量均设盲。评估每位观察者模板与实际股骨柄尺寸、髋臼杯尺寸及计划股骨短缩的一致性，同时计算股骨柄和髋臼杯的精确匹配比例及±1个假体尺寸范围内的预测比例，并评估两位观察者间的一致性。
手术技术方面，患者取侧卧位，采用标准后外侧入路，切断短外旋肌，行股骨颈截骨，松解髂腰肌腱，暴露股骨粗线近端以利于股骨松解，行转子下股骨短缩截骨并保留截骨骨段。完整关节囊切除后，显露真臼，依次磨锉并植入髋臼假体。股骨前倾调整后插入股骨柄。最终假体尺寸根据术中情况确定，基于依次磨锉和扩锉以实现最佳压配固定和假体稳定性。术前模板作为假体选择的指导，但不取代术中评估。截骨骨段纵行劈开后以钢丝捆扎固定于截骨部位周围，部分病例辅以钢板螺钉固定以增强截骨稳定性。
三、研究结果
共纳入47例患者的50例初次全髋关节置换术，其中3例患者接受双侧手术。手术时平均年龄46.0 ± 9.5岁（中位数46岁，范围21-69岁）。研究队列包括45例女性（95.7%）和2例男性（4.3%）。50例髋关节中，右侧29例（58.0%），左侧21例（42.0%）。
资深关节外科医生测量结果显示，髋臼假体模板与实际尺寸一对一匹配率为74%，允许±1尺寸容差时准确性提高至88%。10%的髋臼假体模板尺寸大于实际植入尺寸，16%小于实际应用尺寸。资深医生髋臼假体模板准确性呈中度相关（κ = 0.410；95% CI, 0.207-0.613）。资深住院医师髋臼模板与实际植入尺寸一对一一致率为44%，允许±1尺寸容差时一致性仅提高至62%，10%模板尺寸大于实际植入尺寸，36%小于实际尺寸，其相关性显著较差（κ = 0.071；95% CI, ?0.081至0.223）。髋臼假体尺寸观察者间线性加权Cohen's kappa为0.191（95% CI, 0.008-0.374），精确一致率52.0%。
资深外科医生股骨假体模板分析中，模板与实际植入尺寸一对一匹配率仅为36%，允许±1尺寸容差时符合率提高至74%。仅1例（2%）模板尺寸大于实际植入尺寸，62%的病例模板尺寸小于实际植入尺寸。资深医生术前模板与植入假体尺寸呈中度一致（线性加权κ = 0.432；95% CI, 0.274-0.590）。资深住院医师股骨模板一对一匹配率仅为18%，允许±1尺寸容差时符合率提高至50%，8%的病例模板尺寸大于实际植入尺寸，42%小于实际植入尺寸。资深住院医师模板与实际植入尺寸一致性为轻度（线性加权κ = 0.265；95% CI, 0.122-0.408）。观察者间一致性为高度（线性加权κ = 0.636；95% CI, 0.497-0.776），精确一致率50.0%。
股骨短缩变量分析显示，资深关节外科医生模板短缩量与实际应用短缩量呈中度一致（ICC = 0.544 [95% CI, 0.319-0.712]），住院医师测量的一致性为一般（ICC = 0.400 [95% CI, 0.141-0.608]）。两位观察者间一致性高，ICC为0.958（95% CI, 0.928-0.976）。测量间无系统性差异，Hodges–Lehmann中位数差为0.00 mm（95% CI, ?1.00至1.00；P = .909）。
四、讨论与结论
本研究最显著的发现是2D数字模板在Crowe IV型发育不良髋关节THA中的准确性有限，患者特异性和术中变量在手术决策中起关键作用。然而，当由经验丰富的医生操作时，术前2D数字模板可提供一定见解，特别是在确定股骨短缩量和规划髋臼及股骨假体方面。
在Crowe IV型发育不良髋关节中，与原发性髋关节骨关节炎不同，髋关节旋转中心由放置于新建髋臼顶的髋臼假体决定，其位置依据更为主观的参数，以细微的解剖标志为引导。股骨偏置的恢复与髋臼假体的正确放置相结合，对于确定新重建髋关节的生物力学和功能至关重要。在术前模板阶段，髋臼假体的空间定位、计划位置的骨覆盖量及最佳放置所需的髋臼磨锉范围均可有效模拟。研究认为髋臼假体尺寸观察到的低相关性可能受术中评估的假体匹配度影响，但接受±1尺寸容差时观察到的高度一致性表明髋臼假体模板对于准确确定合适尺寸具有价值。
研究结果与既往关于发育不良髋关节模板的报道一致。Kristoffersson等人报道数字模板对发育性髋关节发育不良患者非骨水泥THA可靠，但其研究涵盖更广泛的发育不良谱系而非仅Crowe IV型。Zhao等人得出结论，数字模板是Crowe II型和III型发育不良髋关节的实用规划工具，尽管杯尺寸预测准确性降低。Chen等人证明在严重发育不良髋关节中，三维模拟比传统2D模板更准确预测髋臼杯尺寸，并推荐尤其用于Crowe IV型患者。Lakstein等人强调尽管精细的术前规划在发育不良髋关节中至关重要，但畸形的三维复杂性可能在二维X线片上被低估。本研究结果支持这些观察，特别是关于股骨柄尺寸预测准确性相对较低。然而，研究证明传统2D模板在规划Crowe IV型髋关节股骨短缩量方面仍有价值，经验丰富医生计划与实际截骨长度呈中度一致。
模板准确性与医生经验之间的相关性已在多项原发性髋关节骨关节炎THA研究中得到证实。不同系列报道不同比率，但当接受±1尺寸容差时，经验丰富医生可预测髋臼和股骨假体尺寸，准确率约90%。在本研究中，即使经验丰富医生的模板准确率也明显低于既往报道的原发性髋关节置换术，这可归因于Crowe IV型髋关节固有的挑战。然而，手术经验对模板准确性的影响在Crowe IV型髋关节THA中似乎仍然重要。
研究存在若干局限性：回顾性单中心设计可能引入选择和信息偏倚，限制结果的可推广性；所有患者使用单一假体系统，结果可能不直接适用于其他假体设计；未评估观察者内信度；未评估其他模板参数（如股骨假体定位或髋臼假体覆盖）的准确性，也未将模板准确性与术后临床结局相关联。
研究结论：二维数字模板在预测Crowe IV型发育性髋关节发育不良THA假体尺寸方面的准确性有限。然而，由经验丰富的医生操作时，二维数字模板仍是规划与估算所需股骨短缩量的有价值的术前规划工具，最终假体选择应基于术中情况确定。
