莊至坤 吳昭克 唐立明

股骨頭壞死是骨科常見的疑難疾病，其自然進(jìn)展中多出現(xiàn)股骨頭塌陷，是導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)功能受限或喪失的主要原因，致殘性高。股骨頭發(fā)生壞死后，其修復(fù)也隨之進(jìn)行；但這種修復(fù)過程不完全一致，處在死骨與活骨交界處的壞死骨小梁已進(jìn)入修復(fù)期，而處在壞死中心部位的骨小梁尚未修復(fù)，此時由于修復(fù)不全而出現(xiàn)骨結(jié)構(gòu)損害和力學(xué)性能降低，最終導(dǎo)致股骨頭塌陷[1]。塌陷是疾病性質(zhì)轉(zhuǎn)歸的關(guān)鍵。有資料表明，約87%的股骨頭從塌陷開始至需行全髖關(guān)節(jié)置換的間隔時間為24個月[2]。目前全髖關(guān)節(jié)置換對中青年中長期療效仍難以預(yù)料，Babis等[3]報道40歲以下的全髖關(guān)節(jié)置換15年的保存率為54%～85%。相當(dāng)比例的青年患者將要接受1次或多次關(guān)節(jié)翻修，對社會和患者均造成巨大的經(jīng)濟(jì)和精神負(fù)擔(dān)。因此，如何準(zhǔn)確地預(yù)測股骨頭塌陷的高危及低危狀態(tài)，對于治療方案的選擇具有十分重要的作用。本文對影像學(xué)檢查在預(yù)測股骨頭壞死塌陷的作用做初步的總結(jié)分析。

1 X線片檢查對股骨頭壞死塌陷的預(yù)測作用

X線片分期系統(tǒng)是評價股骨頭壞死程度最常見的手段。壞死灶的大小對于股骨頭壞死是否發(fā)生塌陷有重要指示作用。Kerboul等[4]在股骨頭壞死的早期X線片上測量壞死角度，認(rèn)為在髖關(guān)節(jié)正側(cè)位片上如壞死角度之和＞200°，塌陷的概率較大。郭東輝[5]認(rèn)為，股骨頭壞死塌陷與軟骨下骨厚度密切相關(guān)，股骨頭壞死后，軟骨下骨的承載力下降，當(dāng)軟骨下骨厚度＜3mm時，股骨頭壞死塌陷的風(fēng)險最高。Sugano等[6]通過計算髖關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片上壞死面積占整個股骨頭面積的比例進(jìn)行塌陷預(yù)測，發(fā)現(xiàn)壞死面積比例＞43%者塌陷的可能性大。但是X線片的影像為多層面重疊，這將在一定程度上影響壞死范圍的顯示。現(xiàn)階段，股骨頭壞死的分期系統(tǒng)除范圍大小外，多加進(jìn)了壞死區(qū)域范圍。ARCO分期中，Ⅱ型及Ⅲ型中均加入內(nèi)側(cè)型、中央型及外側(cè)型等病變部位。龐智輝等[7]根據(jù)股骨頭應(yīng)力和壞死分布特征，結(jié)合2001年日本骨壞死研究會修訂的股骨頭壞死的分型標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)立了蛙位分型，并通過系列研究觀察，發(fā)現(xiàn)股骨頭壞死C1、C2型塌陷率高，保髖手術(shù)效果不佳。換言之，若壞死病變累及股骨頭外側(cè)柱及外側(cè)壁，塌陷的概率相當(dāng)高（圖1）。

圖1 病變累及股骨頭外側(cè)柱及外側(cè)壁

2 CT表現(xiàn)對股骨頭壞死塌陷的預(yù)測作用

CT表現(xiàn)對股骨頭壞死塌陷的預(yù)測價值常被忽略。早在20世紀(jì)80年代，F(xiàn)icat[8]通過對骨壞死病理組織學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壞死灶波及軟骨下骨時，軟骨下骨會出現(xiàn)被破骨細(xì)胞吸收變薄的現(xiàn)象，對有硬化帶形成的股骨頭壞死，壞死灶囊性變出現(xiàn)在靠近硬化帶的位置是危險信號（圖2）。劉朝暉等[9]根據(jù)壞死灶的CT變化類型將其分為4型：a型，壞死灶形成硬化帶，并且在軟骨下骨為連續(xù)的硬化帶；b型，在軟骨下骨為不連續(xù)的硬化帶；c型，軟骨下骨下硬化帶形成不明顯；d型，沒有明顯硬化帶形成，壞死灶呈均勻中低密度影。該研究結(jié)果表明，a型無一例發(fā)生塌陷，b型塌陷率為63%，c型塌陷率為76%，d型全部塌陷，說明CT顯示軟骨下骨均勻增厚或明顯“焊接”現(xiàn)象是延遲塌陷的因素；而軟骨下骨不連續(xù)硬化，或沒有明顯的硬化帶形成，骨小梁結(jié)構(gòu)消失，病灶呈均勻中低密度影，是塌陷的危險因素。臨床觀察也證實，當(dāng)CT成像上股骨頭軟骨下骨皮質(zhì)斷裂，則預(yù)示著塌陷已經(jīng)出現(xiàn)或即將出現(xiàn)（圖3）。

圖2 壞死灶囊性變出現(xiàn)在靠近硬化帶的位置

圖3 股骨頭軟骨下骨皮質(zhì)斷裂

3 MRI表現(xiàn)對于股骨頭壞死塌陷的預(yù)測作用

MRI自1984年運用于股骨頭壞死的診斷后，給股骨頭壞死帶來了革命性的進(jìn)展。它對股骨頭壞死早期診斷的敏感性和特異性已得到廣泛認(rèn)可。MRI可多層面、多方位成像，T1、T2加權(quán)像相結(jié)合可清楚顯示壞死界限，壓脂像可清楚顯示骨髓水腫情況。股骨頭壞死在壞死區(qū)域與正常骨質(zhì)間存在“線樣征”，使得MRI能清楚地勾畫壞死區(qū)的輪廓，精確測量壞死的大小。許多學(xué)者根據(jù)股骨頭壞死的MRI表現(xiàn)進(jìn)行塌陷預(yù)測取得了較好的結(jié)果。Koo等[10]采用MRI對壞死的股骨頭進(jìn)行掃描，在冠狀面和矢狀面中線位圖像上畫出T1加權(quán)像的壞死角度，計算塌陷指數(shù)[塌陷指數(shù)＝(冠狀位壞死角度/180)×(矢狀位壞死角度/180)]，認(rèn)為壞死面積＜30%為塌陷低危組，30%～40%為中危組，而＞40%為高危組。Sugano等[6]根據(jù)T1加權(quán)像正中冠狀位顯示的壞死范圍，將股骨頭壞死分為3型，A型為壞死區(qū)不超過股骨頭負(fù)重區(qū)的內(nèi)1/3，B型為不超過股骨頭負(fù)重區(qū)的內(nèi)2/3，C型為壞死超過股骨頭負(fù)重區(qū)的2/3，結(jié)果C型2～5年后全部塌陷。張延偉等[11]認(rèn)為，低信號代表脂肪，包含一種滲出的蛋白酶樣物質(zhì)，還可能有鈣化，低信號的下層則為纖維組織、血管組織及組織細(xì)胞浸潤組成。王剛等[12]的研究顯示，低信號區(qū)平均骨小梁寬度較低，骨小梁之間離散程度大，機(jī)械強(qiáng)度低，易發(fā)生微骨折和塌陷。MRI上見橫貫股骨頭低信號帶提示高塌陷風(fēng)險（圖4）。MRI壓脂像骨髓水腫征象是判斷股骨頭塌陷風(fēng)險的重要標(biāo)志。Sakai等[13]報道股骨頭壞死反應(yīng)的變化伴隨積液增加，沿壞死邊界的血管擴(kuò)大和骨髓水腫，可能代表著股骨頭塌陷后的反應(yīng)進(jìn)程中的一種炎癥改變。他們提出即使影像學(xué)上沒有股骨頭塌陷，MRI上骨髓水腫的出現(xiàn)可能象征著股骨頭在微觀水平上已經(jīng)開始塌陷。何偉等[14]依據(jù)冠狀位掃描的STIR圖像將骨髓水腫分為3級，0級：無骨髓水腫或局限在病灶內(nèi)；1級：骨髓水腫局限于股骨頭及股骨頸區(qū)；2級：骨髓水腫自股骨頭延伸至股骨粗隆下。并指出股骨頭壞死Ⅰ～Ⅲ期與骨髓水腫分級呈正相關(guān)，隨病變程度的加重，骨髓水腫分級平均秩序逐漸加大，提示隨著病情加重，骨髓水腫的發(fā)生概率和范圍也在增加。因此骨髓水腫范圍的擴(kuò)大提示股骨頭塌陷風(fēng)險增加（圖5）。從臨床角度看，對高?；颊呒绑y關(guān)節(jié)疼痛者應(yīng)盡早行MRI檢查，以早期確診，筆者認(rèn)為早期股骨頭壞死MRI表現(xiàn)符合下述條件者定為高危塌陷：①塌陷指數(shù)＞40%；②出現(xiàn)橫貫股骨頭低信號帶； ③骨髓水腫。

圖4 橫貫股骨頭低信號帶

圖5 骨髓水腫

影像學(xué)檢查對于預(yù)測股骨頭壞死塌陷十分重要，X線片、CT、MRI各有優(yōu)缺點，應(yīng)聯(lián)合應(yīng)用。但同時也應(yīng)該認(rèn)識到，單純依靠影像學(xué)檢查而脫離臨床是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。疼痛的發(fā)生及持續(xù)時間等臨床表現(xiàn)亦是判斷股骨頭塌陷的重要依據(jù)。疼痛一般與塌陷有關(guān)，疼痛突然出現(xiàn)或明顯加重是塌陷或不穩(wěn)定發(fā)生的時間標(biāo)志[15]。股骨頭壞死患者出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)疼痛，并合并以上所述的高塌陷風(fēng)險影像學(xué)指標(biāo)，需考慮盡早行手術(shù)干預(yù)，盡可能保留自身關(guān)節(jié)以得到良好的遠(yuǎn)期效果。影像學(xué)檢查結(jié)合臨床，才能發(fā)揮最大的預(yù)測作用。充分認(rèn)識塌陷、預(yù)測塌陷，防治塌陷、采用個體化的治療手段是股骨頭壞死治療成功的前提。

[1]劉又文, 高書圖, 張宏軍, 等. 股骨頭缺血壞死的塌陷預(yù)測分析. 醫(yī)藥論壇雜志, 2008, 29(2): 1-3.

[2]Lieberman JR, Berry DJ, Mont MA, et al. Osteonecrosis of the hip: management in the 21st century. Instr Course Lect,2003, 52: 337-355.

[3]Babis GC, Soucacos PN. Effectiveness of total hip arthrolasty in the management of hip osteonecrosis. Orthop Clin North Am, 2004, 35(3): 359-364.

[4]Kerboul M, Thomine J, Postel M, et al. The conservative surgical treatment of idiopathic aseptic necrosis of the femoral head. J Bone Joint Surg(Br), 1974, 56(2): 291-296.

[5]郭東輝. 股骨頭軟骨下骨厚度與塌陷的相關(guān)性研究. 河北醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2009.

[6]Sugano N, Takaoka K, Ohzono K, et al. Prognostication of nontraumatic avascular necrosis of the femoral head.Signi fi cance of location and size of the necrotic lesion. Clin Orheop Relat Res, 1994, (303): 155-164.

[7]龐智輝, 何偉, 張慶文, 等. 中藥輔助改良減壓植骨內(nèi)穩(wěn)定術(shù)治療圍塌陷期激素性股骨頭壞死. 中國中醫(yī)骨傷科雜志, 2009, 17(1): 30-33.

[8]Ficat RP. Idiopathic bone necrosis of the femoral head.Early diagnosis and treatment. J Bone Joint Surg Br, 1985,67(1): 3-9.

[9]劉朝暉, 李子榮, 孫偉, 等 . 基于 MRI、CT不同層面和位像形態(tài)學(xué)依據(jù)回顧性分析雙側(cè)股骨頭壞死塌陷的危險因素. 中國組織工程研究與臨床康復(fù), 2008, 12(22):49-52.

[10]Koo KH, Kim R. Quantifying the extent of osteonecrosis of the femoral head: a prospective study with MRI. J Bone Joint Surg (Br), 1997, 79: 312-219.

[11]張延偉, 周偉生. 影像學(xué)預(yù)測股骨頭壞死塌陷的研究進(jìn)展. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2005, 15(5): 29-30.

[12]王剛, 張新, 孫磊, 等. 非創(chuàng)傷性股骨頭缺血性壞死的磁共振影像與多平面骨組織計量學(xué)的對照研究. 白求恩醫(yī)科大學(xué)學(xué)報, 1998, 24(4): 423-424.

[13]Sakai T, Sugano N, Nishii T, et al. MR fi ndings of necroticlesions and the extralesional area of osteonecrosis of the femoral head. Skeletal Radiol, 2000, 29(3): 133-141.

[14]何偉, 曾勤, 張慶文, 等. 非創(chuàng)傷性股骨頭壞死骨髓水腫與疼痛分級及壞死分期相關(guān)性研究. 中國修復(fù)重建外科雜志, 2008, 3(3): 299-302.

[15]何偉, 李勇, 張慶文, 等. 自體或同種異體腓骨聯(lián)合打壓植骨治療股骨頭壞死的初步研究. 中國修復(fù)重建外科雜志, 2009, 23(5): 530-532.