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By Prof. Joo-Han Oh 111
▶ 肱骨柄的頸幹角與後傾角

首先,我想討論肱骨部分的neck-shaft angle與retroversion。這在不同的醫師之間還有一些爭論。Neck-shaft angle的傳統設計始於Dr. Grammon的155°,但許多研究指出,155°與內收時scapular notching的高發生率有關,而且不只是內收,連在neutral位置時也是如此,所以neck-shaft angle有從155°降低的趨向。

此外,肱骨的retroversion,傳統概念是做0°,因為RSA是非解剖型重建,所以不必跟隨病患原本的retroversion,例如Dr. Gerber就認為0°是可以接受的,但Dr. Frankle則認為30°的retro是必要的,不過也有一些醫師只做到20°。根據我的大體研究,結果顯示20°~40°的retroversion是兼顧內轉和外轉效果的平衡區間。

在這之後,我做了比較的臨床試驗,實驗組使用CT掃描測量每個病患個人化的retroversion,包括肘關節,而對照組只固定在20° retroversion。有趣的是,個人化retroversion的所有結果都較佳。我認為,找到病患的最適retroversion攸關於良好的術後結果,所以我總是會檢查CT掃描,包括肘關節和肱骨,測量病患本身的retroversion,根據此插入骨柄。韓國關於東西方人研究的另一項差異可能是,亞洲人的retro角度大於白種人,所以我們必須也將此納入考慮。

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General Idea:
① The current trend is lowering the NSA
② Individualized humeral retroversion can obtain superior clinical outcomes than 
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▶ 反肩作動基礎:
     相對於解剖型,必要的遠側化與內側化


然後我要討論offset。前後向相對來說可能不是那麼重要,有時人工關節向前偏移會造成對teres minor的張力變小,使得remaining 的infraspinatus需要提供較大的外轉力量,而如果前側骨缺損時,後向offset則可以提供更自然和穩定的嵌壓固定效果。雖然有時候前後向offset是必要的,但我認為對於預防notching最重要的還是inferior offset,它可以提供更大的acromion-humerus距離,從而提供更大的張力,研究顯示,inferior offset > 3.5mm能夠防止下方notching。

在和我朋友JC Yoo合作的雙院試驗中,我們採用多種反置式人工關節,找出影響結果的最重要因素。根據數據我們可以說,為了克服pseudoparalysis,最好是distalization做到超過2.5cm以上。另外,更重要發現是,為了防止scapular notching,球頭的inferior offset應超過 3mm。這是防止notching方法中的幾項因素的最重要者。那麼如何做inferior offset?這對有偏心調整功能的球頭來說很容易,36mm的球頭就可以做到3.5mm的offset。如有必要,也可考慮使用比36mm大一點的球頭,獲得更長的offset,但須留意病患可能會因為過度加長造成疼痛,以及因為deltoid的過度張力而有肩胛骨骨折的風險。

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Benefit of Inferior Offset:
①    Increase acromio-humeral distance (better ROM for both adduction & abduction)
②    Inferior overhang > 3.5mm can prevent 
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那麼我們再來討論內外向的offset。這在最近引起很多的爭論。很多醫師在討論medialization還是lateralization比較好。一開始你會想到medialization是治療CTA的生物力學基礎,因為沒有RC,肱骨頭會因為deltoid的拉扯而向上,從Grammon prosthesis開始,奠定了RSA的主要原理是distalization和medialization。藉由medialization可以幫助徵召更多的前側和後側deltoid纖維以發揮外展的作用,從而能更容易抬起手臂。隨著旋轉中心移動到內側,deltoid移動的力臂能增加40%。另外,藉由distalization,deltoid的張力更大,所以有更多的力量抬起手臂。

這兩個概念對RSA手術非常基本且重要,不過distalization和medialization同時也會造成肩關節輪廓上的改變,有些女性病患會抱怨胸罩滑落或肩膀掛不住包包。此外,由於旋轉中心向內移動,deltoid的拉扯起了牽引力臂的作用,並使原本的compression force消失,於是發生不穩定。另外是我之前說過的scapular notching。最後,旋轉中心往內會使殘餘RC的長度縮短,張力降低將造成主動性外轉或內轉弱化,內轉還有強大的肌肉支持,如latissimus dorsi或pectoralis major,所以還能夠得到足夠的力量,外轉會變得虛弱。以上四點是medialization的問題。

''By medialization and distalization of the COR, RSA minimizes torque on the glenoid component, and helps in recruiting more fibers on the anterior and posterior deltoid to act as abductors.''

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Problems of Medial Offset:
①    Loss of shoulder contour
②    Reduced deltoid wrapping angle (instability due to lack of humeral compression)
③    Adduction impingement (scapular notching)
④    Weak active external rotation (reduced RC tension)
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另外,我們還要考慮東方人和西方人的解剖差異。我們直接比較我的病患和 Dr. Frankle的病患在肩關節解剖上的差異,發現幾件有趣的事。你可以猜到的是,亞洲人比較小巧,一件重要的發現是glenoid的寬度,韓國的平均AP尺寸是25mm,而西方人是28mm。所以這是我們需要mini baseplate的原因。有趣的是,neck-shaft角度相似,但如我之前說過,亞洲人的肱骨retroversion較大。舉例而言,韓國人是28°,幾乎快30°。那麼西方人呢?平均是20°或22°。所以我們認為病患的特定性retroversion設定是重要的。

另外一個在medialization和lateralization方面非常重要的是acromion長度。亞洲人的acromion長度較長,這表示亞洲人的critical shoulder angle較大。這意味著如果我們做傳統RSA,亞洲人的旋轉中心可能比較靠內側,從而較不穩定、較容易造成notching。所以,特別針對亞洲人的lateralized RSA是必要的。所以我總是會測量肩關節的臨界角度,如果它大於32°或34°,我會選擇lateralized而非medialized設定。這也可以個人化。所以我們要如何解決這種旋轉中心靠內的問題,很簡單,把它製造成稍微靠外就好。不要靠外太多,只要稍微lateralization就能幫助逆轉內側旋轉中心的問題。我們可以分別在肩盂和肱骨側稍微做到lateralization。

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Koreans (probably Asians) are:
①    Smaller (height, weight, BMI, glenoid size…)
②    Greater humeral retroversion
③    Longer acromial length from glenoid 
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▶ 進階微調:
  如何控制肩盂端的外側化


第一,我們可以做稍微厚的球頭。1mm的厚度可以造成關節活動度增加5°以及減少scapular notching。但這種人工關節lateralization,會有和早期RSA相同的問題,因為這裡會發生shear force,可能提高骨折風險、使glenoid組件鬆脫、增加失敗機率。所以你什麼時候使用這種增厚型的lateralization?一般認為如果scapular neck長度少於9mm,會有較高的notching風險,所以如果病患的scapular neck長小於9mm,我們最好採用人工關節lateralization,做出稍微靠外側的球頭。這就是這種植入物的適應症。

第二,lateralized球頭的第二種方法是移植骨。Dr. Boileau 發表的一篇論文提到藉由移植骨增厚,可以降低scapular notching,但它又有關於骨癒合的問題。那麼我們什麼時候可以這麼做?我不會例行地使用它,但我會在glenoid骨缺損時,從肱骨頭或異體移植取得移植骨,製作成約1cm的骨塊,並使用mini baseplate將它放在中央椿上,在肩盂側開多個通道加上使用螺釘固定。那麼旋轉中心將移動到足夠外側,根據CT掃描,移植骨的癒合良好。所以在這種骨骼缺損的狀況,我們可以使用生物性移植骨做為旋轉中心的lateralization。

第三,另一種方法是加大球頭。幾項生物力學研究和試驗表示,加大的球頭能改善ROM,同時減少scapular notching的機會。不過要病患體型夠大才,身材小的病患不能使用。如果可能我們會對身材大的病患使用較大的球頭。

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How to make Glenoid Lateralization:
①    Glenosphere thickness
②    Bone graft
③    Glenosphere diameter
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藉由這種球頭lateralization,我們可以得到一些優點:改善肩關節輪廓,且deltoid朝向球頭的拉扯方向使得它比外側更穩定。另外,我們可以藉由glenoid lateralization減少scapular notching,再藉由加長殘餘的RC,提供更強力的外轉。然而,glenoid lateralization會引起shear force的力矩變大,可能導致骨折或鬆脫。此外,過多的lateralization也會使deltoid的力臂減少,我們就無法克服pseudoparalysis,將手臂舉起。這種deltoid力臂減少與過載有關,從而引起疼痛和acromion骨折。這是外側旋轉中心真正重要的缺點。

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Glenoid Lateralization Benefits:
①    Restore shoulder contour
②    Improve stability by increasing the contact compression force 
③    Decrease scapular notching
④    Improve active rotation
Concerns:
①    Loosening due to shear force
②    Decreased deltoid moment arm (cannot overcome pseudoparalysis)
③    Overloaded deltoid (risk of pain & acromion fracture)
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▶ 進階微調:
  如何控制肱骨端的外側化


藉由將肱骨移向外側,可以確保remaining 的RC加長,使得remaining 的RC保持張力,同時增加deltoid包裹的角度。這是肱骨lateralization的兩項優點。要如何製造肱骨的外向offset?

首先,減少neck-shaft角度。傳統的155°提供較多的向下位移,但藉由減少neck-shaft角度至135°,可將部分distalization轉化為增加側向的距離,幫助減少notching,這是肱骨lateralization的另一項優點。

外向offset肱骨的另一種方法與肱骨柄類型有關。傳統的設計屬於inlay type,挖入肱骨近端將tray的部分插入metaphysis。但新式的系統屬於onlay type,根據anatomic neck切完後,接著將tray放在表面,如此更符合於解剖學。那麼我們可以做出更varus的植入物,只要切去頭部、頸部,再把肱骨植入物放在切割的表面上。同時我們還能保留骨存量,因為不必像之前的inlay type植入物一樣挖入metaphysis。有篇試驗說onlay有比inlay type植入物更好的ROM。

還有一種lateralization方法是製作厚的肱骨插入物,我們可能做出一點lateralization,即使lateralization的量不是那麼大,但是我們仍可使用較厚的humeral tray/bearing,獲得更加外側的旋轉中心。藉由這種肱骨lateralization,同樣有改善肩關節輪廓的優點,同時給deltoid對球頭拉扯更大的壓迫力,從而改善deltoid的包裹。

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How to make Humeral Lateralization:
①    Reduce neck shaft angle
②    Onlay stem > Inlay stem
③    Increase socket thickness
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如之前說過,lateralization代表減少scapular notching。另外,還能改善remaining RC的長度,提供更活躍的外轉。而且藉由肱骨lateralization,我們完全不必擔憂肩盂端的shear force力矩變大或是implant鬆脫。然而,與glenoid lateralization相同的是,deltoid力臂減少所以可能無法克服pseudoparalysis。

肱骨lateralization的另一個重要併發症是外展notching,由於肱骨有一點靠外,所以當病患外展時,可能發生外展notching。不同於這種內側內收notching,這是外展notching因為肱骨有一點偏外側,所以在外展末期會在acromion上造成notching。

一般人總是考慮內側的內收notching,但不是很多醫師考慮到外展notching。我測量手術前後X光片中的每個角度,發現外展notching與較少distalization和較多lateralization相關。我發現若手術前的acromion-GT角度小於35°,以及肱骨lateralization超過1.5cm時,外展notching的發生率較高。所以現在我測量三個角度:critical shoulder angle、acromion-GT角度、和肱骨lateralization,如此才能決定我lateralization做多少。

Lateralization對於我們亞洲人尤其重要,現在我們可以藉由humeral tray調整和減少lateralization。 6mm可以造成稍微medialization,所以Dr. Ladermann也發表這種偏心距humeral tray會將肱骨向內側和遠端方向移動,從而引起lateralization減少並增加acromion與肱骨之間的距離。這可能是減少外展notching的一個選項。  

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Humeral Lateralization Benefits:
①    Restore shoulder contour
②    Improve stability by increasing deltoid wrapping
③    Decrease scapular notching
④    Improve active rotation
⑤    Improve glenoid fixation
Concerns:
①    Decreased deltoid moment arm (cannot overcome pseudoparalysis)
②    Overloaded deltoid (risk of pain & acromion fracture)
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▶ 實現個人化:
  化繁為簡,好上加好


以結論而言,我們必須根據病患個別的需求選擇植入物。對於pseudoparalysis病患,我們必須以medialization做為首要考量,因為我們必須啟動更多的deltoid作用範圍。同樣,對於肱骨已經被長期拉至高位的病患,我們最好使用medialization,因為手術時它真的很緊,所以它會比lateralization的植入物好做。lateralization在其他病例會有幫助,例如高風險的notching,例如scapular neck較短,或有RC巨大破裂的年輕病患,包括subscapularis撕裂。另外,主動性外轉受限的病患,我們最好對remaining 的infraspinatus和teres minor提供更大的張力,所以lateralization在恢復主動性外轉上具有優勢。
我們如何對肩盂側做lateralization?如果scapular neck的長度小於9mm,我們可以藉由對球頭添加 3mm的厚度以避免scapular notching。如果病患體型夠大,我們可以使用直徑較大一級的球頭。如果glenoid的骨存量不良時,可以使用移植骨。通常在決定肩盂側的選項後,我們可以再據此選擇肱骨側。最終,這兩端的理念要配合的很好才能得到最佳的結果。

這是我的個人化決策制定流程。一開始,我會先做inferior offset,對於36mm的球頭,我偏好做到最大的3.5mm,這是基本的。如果病患有pseudoparalysis,或病患的critical shoulder angle低於32mm,medialization會較好。

其他的我喜歡lateralization,如果病患的scapular neck長度短、體型較大、或是有骨缺損時,那麼我們可以做glenoid lateralization,如我之前說過,例如較厚的球頭、球頭的直徑較大、或使用移植骨。如果病患沒有pseudoparalysis且critical shoulder angle大於32°(通常是亞洲人),我們可以使用lateralization humerus,medialization glenoid加上lateralization humerus是可以接受的。但如果病患的critical shoulder angle小於32°,且acromion-GT角度小於35°,或肱骨lateralization稍微超過1.5cm,我們可以使用lateralization肱骨合併offset humeral tray。它能防止acromion的外展notching,且有較佳的關節活動度,以及良好的RSA術後穩定性。

以上是我的決策制定方法,這或許不是唯一的病患決策指南,但若能將這些生物力學參數納入考量,才可能充分運用medialization與lateralization概念,儘量依據個別情況做到良好的適配,幫助病患獲得好的結果。

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