人工髖關節手術與正前開的歷史與演進

 

文字   王證琪

圖表   林育聰

前言

        人工髖關節手術是近代發展相當成功的術式之一，讓嚴重髖關節磨損或股骨頭壞死的患者得以減輕疼痛，恢復活動與功能。正前開的手術路徑於近年逐漸流行，目的是藉由從肌肉間隙進入的路徑減少臀部肌肉的破壞，讓恢復更快速。探究歷史可以讓我們更加了解人工髖關節，包括植入物的演進，以及更好的臨床照護。

 

人工髖關節的歷史

          人工髖關節手術最早的歷史紀錄在1891年的德國，當時由Themistocles Glück使用雕刻過的象牙(ivory)為髖關節受到結核菌破壞的病患做置換手術，並且使用浮石(pumice)或熟石膏(Plaster of Paris)來固定植入物。這個上上個世紀的第一個案例的確是一件創舉，但由於當時外科無菌技術尚未成熟，術後的感染是一大問題。而接下來的二十世紀初期，仍沒有比較好的人工植入物，主流是做置入性關節成形術(interpositional arthroplasty)，在磨損的髖臼與股骨頭之間的關節間隙置入筋膜、皮膚等軟組織、甚至是豬的膀胱，藉此來減輕疼痛。但畢竟軟組織不夠堅固、自體組織也會被吸收，在西元1923年，Marius Smith-Peterson發展出cup arthroplasty，起先使用玻璃材質，後來使用鈷鉻合金做成的”cup”，放在髖臼與股骨頭之間，試圖讓磨損的關節面在活動時有一個光滑且耐用的表面。但cup arthroplasty有植入物容易移位的問題，也沒有完全置換關節相互磨擦的兩個表面。在1953年，George McKee設計出一體成形的股骨球頭及股骨柄、與鈷鉻合金材質的髖臼杯，這是一個全髖關節置換的雛型，有初期的成功結果，但中期因為當時金屬對金屬的摩擦介面(metal on metal)產生金屬粒子所引發的明顯局部反應，而讓設計再持續改良。隨著骨水泥與聚乙烯材質的出現，英國的骨科醫師Sir John Charnley在1960年代設計出劃時代的low friction arthroplasty，使用金屬的股骨柄與聚乙烯的髖臼組件，組件皆使用骨水泥固定在骨頭上，開啟了現代人工髖關節的篇章，為人工髖關節帶來大幅的成功。

 

正前開(direct anterior approach, DAA)髖關節手術的歷史

髖關節相對於膝、肩、踝關節是在比較深的位置，因此髖關節手術的路徑有好幾種，大致分為後開、側開、與正前開。後開會經過後方臀大肌，側開會經過一部分的臀中肌與臀小肌，而正前開由闊筋膜張肌與縫匠肌之間的間隙進入，對於外展肌群的破壞較少。正前開在近年逐漸流行，但其實它不是一個新的方法。最早的紀錄是在1881年，由Carl Hueter為感染性關節炎的患者做關節切除術。而Marius Smith-Peterson於1917年發表由前開手術治療先天性髖關節脫位，並在之後使用前開路徑做cup arthroplasty。於1960年代，John Charnley將人工髖關節發揚光大，他當時使用經轉子路徑(transtrochanteric approach)，雖然沒有切斷肌腱，卻要劈開骨頭後再固定，術後需要保護、也有截骨處不癒合的風險。Kristaps Keggi是應用正前開進行人工髖關節手術的先驅，臨床結果在1977年美國骨科醫學會議(AAOS meeting)中發表，並於1979年刊登論文，他也與醫材商合作製造一套專門的商業化器械。Keggi的正前開案例中，有幾位患者在術後一兩天內便走出醫院，特別是那些需要繼續抽煙或飲酒的老菸槍或酗酒者。他當時為一位老友進行雙側髖關節置換，術後五天出院，兩周內返回工作。比起使用其他路徑手術的患者，正前開的恢復更快。到2009年，隨著失血量減少、多模式止痛，一些人工關節手術患者可以在手術當天出院。

至於使用特殊床(specialized table)進行正前開手術，要提到Joel Matta。他曾在1981年去巴黎向Emile Letournel學習髖臼骨盆骨折，而Emile Letournel又曾經向Robert Judet學習過。因此Joel Matta在法國習得使用特殊床Judet table進行髖關節與正前開的技術。回到美國後的好幾年，Joel Matta又返回使用後側路徑，一直到1996年，一位曾在法國接受DAA髖關節置換術的患者在美國找到Joel Matta，想在另一側做相同的手術，而讓Joel Matta又開始使用特殊床來進行DAA。患者的快速恢復，讓Joel Matta在2001年找上Kristaps Keggi並且推廣DAA，並研發設計更新一代的特殊床Hana table。Joel Matta曾說過，恢復更快且幾乎不會脫臼是DAA的優勢，但驅使醫師改變為正前開路徑的是來自於病人的期望。

DAA THR教科書的歷史故事人物：Joel Matta

 

我們的經驗

       根據統計，在臺中榮總已經執行超過一百例的正前開人工髖關節手術。術中對於前側關節囊的處理可以做關節囊切除、也可以做關節囊保留並縫合。於2023年1月至2024年4月蒐集54位患者，前30位做關節囊切除，後24位做關節囊保留並縫合。關節囊保留組別平均術中出血量375ml，手術時間(time-out到撤單)121.5分鐘，平均住院天數3天，均顯著低於關節囊切除組別。術後六個月的patient-reported outcome measures使用HOOS(Hip disability and osteoarthritis outcome score)，在兩組沒有顯著差異。

 

結語與心得

        在閱讀文獻與整理資料的過程學到很多。某些人工關節古早的設計以現代的眼光看起來很不可思議，但就是因為這些開創者持續地累積經驗與改良設計，才讓這項手術逐漸演進成當今的模樣。我們這一代的骨科醫師也何其有幸可以使用這些植入物來幫助需要的患者。至於正前開人工髖關節手術，不破壞臀部的大肌肉，術後的疼痛感較輕，早期的恢復的速度也較快，但也代表著熟悉這項術式的過程中，通常有一段艱辛的學習曲線，特別是股骨組件的放置。不論是何種路徑，手術的基本原則是人工關節組件要放得穩、放得正、重建適當的腿長與力矩。能夠達到這些基本原則，患者的回饋都是相當正向的。

 

參考資料：

1.     Lee E. Rubin, B. Sonny Bal, Joseph T. Moskal (2024). The Direct Anterior Approach to Hip Reconstruction (2nd Edition). Lippincott Williams & Wilkins

2.     Stephen Richard Knight et al. Total Hip Arthroplasty - over 100 years of operative history. Orthop Rev (Pavia). 2011 Nov 7;3(2):e16.