人工肩关节置换的概念最早由忒弥斯托克勒斯·格鲁克于1891年提出。他同时提出的人工关节设计包括髋关节、腕关节等。1893年,法国外科医生朱尔斯·埃米尔·佩安在巴黎国际医院为一名患有关节和骨结核的37岁患者实施了首例肩关节置换手术。这是有记录以来首例肩关节成形术。假体由巴黎牙医J·波特·迈克尔斯制作,肱骨干该假体由铂金制成,通过金属丝连接到涂有石蜡的橡胶头上,形成一个限制性植入物。患者术后初期效果满意,但两年后因结核病多次复发而最终取出。这是人类首次尝试进行人工肩关节置换。
1951年,弗雷德里克·克鲁格报道了一种解剖结构更接近真实肩关节的假体,该假体由维生素制成,并以尸体近端肱骨为模具。这种假体成功用于治疗一名患有肱骨头坏死的年轻患者。
但真正意义上的现代肩关节置换术是由肩关节专家查尔斯·尼尔设计和开发的。1953年,为了解决肱骨近端骨折手术治疗效果不佳的问题,尼尔开发了一种用于肱骨头骨折的解剖型肱骨近端假体,并在接下来的二十年中对其进行了多次改进,分别设计了第二代和第三代假体。
20世纪70年代初,为了解决严重肩袖功能障碍患者的肩关节置换问题,Neer首次提出了反向肩关节置换术(RTSA)的概念。但由于肩胛盂假体早期失效,该概念随后被放弃。1985年,Paul Grammont在Neer提出的概念基础上进行了改进,将旋转中心向内侧和远端移动,改变了力臂和三角肌的张力,从而完美地解决了肩袖功能丧失的问题。
肩关节置换假体的设计原则
反向肩关节置换术(RTSA)通过改变自然肩关节的解剖结构来恢复肩关节的稳定性。RTSA 通过将关节盂侧凸出、肱骨头侧凹陷来形成一个支点和旋转中心(CoR)。该支点的生物力学功能是防止三角肌收缩外展上臂时肱骨头向上移动。RTSA 的特点是人工肩关节的旋转中心和肱骨头相对于自然肩关节的位置向内向下移动。不同的 RTSA 假体设计各不相同。肱骨头向下移动 25~40 毫米,向内移动 5~20 毫米。
与人体自然肩关节相比,内移式旋转中心(CoR)的一个显著优势在于,三角肌外展力臂从10mm增加到30mm,从而提高了三角肌的外展效率,在产生相同扭矩的情况下,所需的肌肉力量更小。这一特点也使得肱骨头的外展不再完全依赖于整个肩袖肌群的下压功能。
这是反向全肩关节置换术(RTSA)的设计和生物力学原理,可能有点枯燥乏味,难以理解。有没有更简单的理解方法呢?答案是肯定的。
首先是RTSA的设计。仔细观察人体各个关节的特征,我们可以发现一些规律。人体关节大致可以分为两类。一类是靠近躯干的关节,例如肩关节和髋关节,其近端是“髋臼”,远端是“球头”。
另一种类型是远端关节,例如膝盖肘关节,近端为“球”,远端为“杯”。
早期医学先驱在设计人工肩关节假体时,遵循的原则是尽可能地恢复天然肩关节的解剖结构,因此所有设计都将近端设计成“杯状”,远端设计成“球状”。一些研究人员甚至特意将“杯状”关节设计得更大更深,以增强关节的稳定性,使其更接近人体的肩关节结构。髋关节但后来证实,提高稳定性实际上增加了失败率,因此这种设计很快就被放弃了。另一方面,反向全肩关节置换术(RTSA)颠覆了自然肩关节的解剖特征,将“球”和“杯”的位置颠倒过来,使原本的“髋”关节更像“肘”或“膝”。这种颠覆性的改变最终解决了人工肩关节置换术的诸多难题和疑虑,并且在许多情况下,其远期和短期疗效都得到了显著提高。
同样,反向全肩关节置换术(RTSA)的设计通过改变旋转中心来提高三角肌外展效率,这听起来可能有些晦涩难懂。如果我们把肩关节比作跷跷板,就很容易理解了。如下图所示,在A方向(三角肌收缩力)施加相同扭矩的情况下,如果改变支点和起始位置,显然可以在B方向产生更大的扭矩(上臂外展力)。
反向全肩关节置换术(RTSA)旋转中心的改变会产生类似的效果,使不稳定的肩关节能够在不发生肩袖下陷的情况下启动外展动作。正如阿基米德所说:给我一个支点,我就能撬动整个地球!
RTSA的适应症和禁忌症
反向全肩关节置换术(RTSA)的经典适应症是肩袖撕裂性关节病(CTA),即伴有骨关节炎的巨大肩袖撕裂,其典型特征是肱骨头向上移位,导致肩胛盂、肩峰和肱骨头持续退行性改变。肱骨头向上移位是由于肩袖功能障碍后三角肌作用下力偶失衡所致。CTA在老年女性中更为常见,她们可能会出现典型的“假性麻痹”。
肩关节置换术,尤其是反向全肩关节置换术(RTSA),在过去二十年中应用显著增加。基于RTSA最初应用的成功经验、手术技术的不断发展以及该技术的熟练应用,RTSA最初较为狭窄的适应症范围已扩大,因此,目前大多数肩关节置换手术都是RTSA。
例如,过去对于无肩袖撕裂的肩关节骨性关节炎,解剖型全肩关节置换术(ATSA)是首选方案,但近年来,持此观点的人数似乎正在逐渐减少。造成这种趋势的原因有以下几点:首先,接受ATSA的患者中,高达10%已存在肩袖撕裂;其次,在某些情况下,肩袖的“结构”完整性并不完整,尤其是在一些老年患者中;最后,即使手术时肩袖完整,随着年龄的增长,肩袖也会发生退变,尤其是在ATSA手术后,肩袖的功能确实存在很大的不确定性。这种现象通常发生在70岁以上的老年患者中。因此,越来越多的外科医生在面对单纯肩关节骨性关节炎时开始选择反向全肩关节置换术(RTSA)。这种情况导致了一种新的想法,即对于仅根据年龄判断肩袖完整的骨关节炎患者来说,反向全肩关节置换术也可能是首选。
同样,过去对于无骨关节炎的不可修复性巨大肩袖撕裂(MRCT),替代方法包括肩峰下减压术、部分肩袖重建术、中式方法以及上关节囊重建术,但成功率各不相同。基于反向全肩关节置换术(RTSA)在各种情况下的熟练应用和成功案例,近年来越来越多的术者尝试在单纯性MRCT病例中采用RTSA,并取得了显著的成功,10年植入存活率超过90%。
总之,除了 CTA 之外,目前 RTSA 的扩大适应症包括:无炎症性骨关节病的大面积不可修复的肩袖撕裂、肿瘤、急性骨折、创伤后关节炎、骨缺损或严重畸形的骨关节、炎症以及复发性肩关节脱位。
反向全肩关节置换术(RTSA)的禁忌症较少。除人工关节置换术的常见禁忌症(如感染)外,三角肌功能障碍是RTSA的绝对禁忌症。此外,肱骨近端骨折、开放性骨折和臂丛神经损伤也应视为禁忌症,而单纯腋神经损伤则应视为相对禁忌症。
术后护理和康复
术后康复原则:
激发患者对康复的积极性,并为患者树立合理的期望。
减轻疼痛和炎症,保护愈合结构,但肩胛下肌通常不需要保护。
肩关节前脱位易发生于肩关节过度伸展、内收内旋或外展外旋的极限位置。因此,术后4至6周内应避免反手击掌等动作,因为这些姿势存在脱位风险。
术后 4 至 6 周,在开始上述动作和姿势之前,仍需与外科医生沟通并获得其许可。
术后康复锻炼应先进行非负重锻炼,然后再进行负重锻炼;先进行非阻力锻炼,然后再进行阻力锻炼;先进行被动锻炼,然后再进行主动锻炼。
目前,尚无严格统一的康复标准,不同研究人员的方案也存在很大差异。
患者日常生活活动(ADL)策略(0-6周):
敷料
睡觉
每日锻炼计划(0-6周):
主动肘关节屈曲
被动肩关节屈曲
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发布时间:2022年11月21日



