廣東省珠海市第二人民醫(yī)院影像科(廣東 珠海 519020)

沈梓璇 劉海龍 肖夢(mèng)強(qiáng) 胡小露 劉金豐

股骨頭缺血壞死的壞死指數(shù)與MRI分期的相關(guān)性分析*

廣東省珠海市第二人民醫(yī)院影像科(廣東 珠海 519020)

沈梓璇 劉海龍 肖夢(mèng)強(qiáng) 胡小露 劉金豐

目的通過(guò)研究股骨頭缺血性壞死在壞死指數(shù)與磁共振上的分期之間的相關(guān)性，找出壞死指數(shù)在股骨頭塌陷的臨界值，從而為利用MRI圖像預(yù)測(cè)股骨頭塌陷提供更可靠的參考標(biāo)準(zhǔn)(在股骨頭缺血壞死患者中，預(yù)測(cè)是否會(huì)發(fā)生股骨頭缺血壞死塌陷)。方法分析統(tǒng)計(jì)我院2012年6月至2014年2月明確診斷為股骨頭缺血性壞死且MRI檢查圖像可以進(jìn)行明確分期的共70例患者(共計(jì)100髖)；依照倫諾克斯和亨格福德分期法(Lennox和Hungerford分期法)對(duì)100個(gè)股骨頭缺血性壞死的MRI圖像進(jìn)行分期，另按照Koo等提出的壞死指數(shù)法計(jì)算壞死指數(shù)，對(duì)二者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，評(píng)價(jià)其相關(guān)性，并確定股骨頭塌陷的臨界壞死指數(shù)值。結(jié)果I期至Ⅳ期股骨頭缺血壞死指數(shù)分別為(0.31±0.08)(95%CI:0.29-0.34)，(0.50±0.20)(95%CI:0.43-0.57)，(0.62±0.18)(95%CI:0.53-0.71)及(0.83±0.23)(95%CI:0.70-0.95)。對(duì)各期股骨頭壞死指數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。以HSD法對(duì)任意兩期壞死指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，結(jié)果顯示兩兩之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Ⅱ期中有3髖壞死指數(shù)大于53%，Ⅲ期中全部壞死指數(shù)大于53%。結(jié)論壞死指數(shù)與股骨頭缺血壞死分期期數(shù)正相關(guān)，統(tǒng)計(jì)分析得到壞死指數(shù)53%可視作預(yù)測(cè)股骨頭有無(wú)塌陷風(fēng)險(xiǎn)的臨界值，在臨床治療中，壞死指數(shù)可以為預(yù)測(cè)股骨頭缺血壞死是否塌陷提供參考。

壞死指數(shù)，股骨頭缺血性壞死，Lennox和Hungerford分期法

股骨頭缺血壞死(Avascular necrosis of femoral head,ANFH)是髖部常見病之一，包括股骨頭骨骺缺血壞死(Osteochondrosis of femoral head)和成年人股骨頭缺血壞死(Ischemic necrosis of femoral head in adult)，臨床主要表現(xiàn)為髖關(guān)節(jié)周圍臀部、腹股溝、大腿部等痛，內(nèi)旋活動(dòng)受限，如病情進(jìn)一步加重，可造成相應(yīng)股骨頭塌陷、骨性關(guān)節(jié)炎等。若早期不給予有效治療，發(fā)展到晚期，將導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)殘疾，影響預(yù)后[1]。大量研究表明，股骨頭缺血壞死是否發(fā)生塌陷可作為股骨頭是否需要手術(shù)的重要依據(jù)，股骨頭缺血壞死是否塌陷以及療效和預(yù)后與股骨頭壞死范圍大小有較強(qiáng)的相關(guān)性，早期預(yù)測(cè)股骨頭塌陷的發(fā)生并進(jìn)行科學(xué)干預(yù)可盡可能地保留患者股骨頭。

盡管國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出各種預(yù)測(cè)股骨頭缺血壞死塌陷的方法，但是往往因大多方法的運(yùn)用及計(jì)算較為復(fù)雜，在臨床上使用較少。Koo等提出的壞死指數(shù)法可重復(fù)性和再現(xiàn)性好，且便于操作，應(yīng)用較廣[2]。預(yù)測(cè)股骨頭缺血壞死是否塌陷，一個(gè)操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好精確度高的分期十分重要。因ANFH病理過(guò)程較為復(fù)雜，部分情況下各期界限不夠明確，從而造成股骨頭塌陷預(yù)測(cè)困難。

DR、CT、MRI是診斷股骨頭缺血壞死的重要檢查方法，其中MRI對(duì)可在任意方向進(jìn)行成像且對(duì)骨髓病變分辨率高，因而在ANFH早期診斷上最特異且最敏感[3]。骨髓水腫的MRI顯示方法“線樣征”是ANFH的特異性MRI診斷征象，ANFH中骨髓水腫在MRI上表現(xiàn)為“線樣征”外圍區(qū)范圍不等、邊界不清的長(zhǎng)T1等長(zhǎng)T2異常信號(hào)，脂肪抑制T2WI序列像上明顯高信號(hào)[4]，本研究對(duì)股骨頭缺血壞死的MRI圖像分別進(jìn)行分期和壞死指數(shù)的計(jì)算，并對(duì)兩者關(guān)系進(jìn)行研究，并尋找股骨頭塌陷的臨界點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 臨床資料結(jié)合臨床表現(xiàn)、檢查和實(shí)驗(yàn)室檢查、磁共振掃描和隨訪確診為ANFH的病人70 例(其中男40，女30)，共計(jì)100髖，患者平均年齡約為49歲，年齡范圍為8歲至81歲。其中有長(zhǎng)期飲酒史12例、有外傷史20例、有長(zhǎng)期或大量使用激素史15例、無(wú)明顯誘因者23例。100髖中I～Ⅳ期股骨頭缺血壞死髖數(shù)分別為34、32、18、16髖。

1.2 檢查方法采用GEHDX 1.5T MRI機(jī)。掃描時(shí)使患者仰臥，腳先進(jìn)、頭朝外，骨盆和股骨頭處自然中立位，行橫斷位(T1WI，T2WI)、冠狀位(T1WI、STIR)、矢狀位(T1WI)掃描，全部序列層距1mm、層厚5mm。

1.3 ANFH壞死指數(shù)根據(jù)Koo[2]等提出的ANFH壞死指數(shù)法，將股骨頭看作光滑的球形，而股骨頸與股骨頭交界看作球形曲線的折點(diǎn)，ANFH病灶在T1WI帶狀低信號(hào)為邊緣，在T1WI正中矢狀位及冠狀位上分別向病灶邊緣劃線，測(cè)量壞死角度α、β，由2位高年資主治醫(yī)生各自獨(dú)立計(jì)算并求取平均值。利用下面公式計(jì)算壞死指數(shù)：壞死指數(shù)(necrosis index, NI)=(α/180)×(β/180)×100%

1.4 分期標(biāo)準(zhǔn)采用Lennox 和Hungerford[5]制定的五期分法，根據(jù)股骨頭MRI成像特征，將每個(gè)股骨頭按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分期：0期：正常股骨頭；I期：股骨頭MRI成像外形正常，壞死區(qū)呈現(xiàn)線條狀異常高信號(hào)影，并具有“雙線征”；Ⅱ期：股骨頭MRI成像外形正常，呈“新月體征”；Ⅲ期：股骨頭MRI成像出現(xiàn)“新月形”壞死區(qū)，股骨頭變平或出現(xiàn)一定程度的股骨頭輪廓塌陷，但髖關(guān)節(jié)間隙未見狹窄；Ⅳ期：Ⅲ期特征基礎(chǔ)上合并髖關(guān)節(jié)間隙變窄。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 18.0，股骨頭壞死系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。采用HSD檢驗(yàn)兩兩組間的差異，對(duì)兩兩間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，當(dāng)P＜0.05則差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 壞死指數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)100髖ANFH按照Lennox和Hungerford制定的五期分法進(jìn)行分期，顯示Ⅰ期至Ⅳ期分別為：34個(gè)，32個(gè)，18個(gè)，16個(gè)。具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

采取單因素方差分析對(duì)壞死指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示各期壞死指數(shù)間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=27.72，P=0.00)，分析數(shù)據(jù)見表2。

2.2 各期壞死指數(shù)對(duì)比分析采用HSD檢驗(yàn)法對(duì)Ⅰ期-Ⅳ期ANFH的壞死指數(shù)進(jìn)行兩兩對(duì)比分析，結(jié)果顯示任意兩期之間壞死指數(shù)的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)比分析具體情況見表3。

2.3 股骨頭塌陷臨界點(diǎn)的確定根據(jù)本研究所采用的Lennox 和Hungerford五期分法，Ⅱ期股骨頭未發(fā)生塌陷，自Ⅲ期起股骨頭出現(xiàn)塌陷，因此Ⅱ期至Ⅲ期是塌陷出現(xiàn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在本研究中，可信區(qū)間內(nèi)，Ⅱ期種僅3個(gè)股骨頭NI大于53%，而Ⅲ期全部股骨頭NI超過(guò)53%，根據(jù)這一結(jié)果可將壞死指數(shù)為53%視為發(fā)生塌陷的臨界值。

3 討 論

3.1 MRI檢查在ANFH診斷中的優(yōu)勢(shì)MRI具有軟組織對(duì)比度高，能夠發(fā)現(xiàn)較早期的股骨頭缺血壞死。大量研究表明，現(xiàn)有影像學(xué)檢查手段中MRI對(duì)壞死指數(shù)早期診斷特異性和敏感性最高。在股骨頭缺血性壞死早期，血液供應(yīng)中斷幾小時(shí)或幾天后，股骨頭細(xì)胞會(huì)發(fā)生壞死，出現(xiàn)相應(yīng)的臨床癥狀，但是骨小梁及骨皮質(zhì)不會(huì)塌陷，其中的礦物質(zhì)無(wú)明顯變化，因此CT檢查為陰性，但MRI檢查中股骨頭缺血壞死區(qū)局部的炎癥反應(yīng)可表現(xiàn)為“線樣征”[6]。Markisz等[7]認(rèn)為MRI股骨頭缺血性壞死診斷的敏感度為94%～100%，特異性為71%～94%，且能夠準(zhǔn)確地描述壞死部位和測(cè)量壞死面積。張長(zhǎng)青等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，MRI檢查對(duì)ANFH的敏感度幾乎可達(dá)100%，常規(guī)MRI可作為ANFH壞死診斷和分期的金標(biāo)準(zhǔn)。趙鳳朝等[9]將在MRI圖像中測(cè)得的ANFH壞死面積與股骨頭標(biāo)本上的壞死面積做了比較，結(jié)果顯示二者之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這表明MRI測(cè)得的壞死面積與實(shí)際壞死面積相近。

3.2 MRI檢查預(yù)測(cè)股骨頭塌陷對(duì)ANFH臨床治療的意義股骨頭缺血壞死是臨床中常見的髖部疾病，以中青年人多見，部分患者同時(shí)累及雙側(cè)股骨頭，發(fā)病率在各類骨壞死中居占首位，且研究顯示近年來(lái)有逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。根據(jù)對(duì)ANFH自然病程研究，多數(shù)患者若在癥狀出現(xiàn)后未能采取有效治療措施，出現(xiàn)病變的股骨頭在1年到4年內(nèi)發(fā)生塌陷[10]。MRI檢查可精確預(yù)測(cè)股骨頭壞死發(fā)生塌陷的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)臨床早發(fā)現(xiàn)早治療具有一定的作用[11]。股骨頭塌陷發(fā)生后，高達(dá)87%的患者需要接受人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)治療[12]。由于髖關(guān)節(jié)活動(dòng)量較大，人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)特別是對(duì)中青年患者的長(zhǎng)期療效不佳，一部分患者還需接受二次置換手術(shù)。并非所有股骨頭缺血壞死會(huì)發(fā)生股骨頭塌陷，早期進(jìn)行股骨頭塌陷預(yù)測(cè)并早期治療，可大大減少股骨頭塌陷的發(fā)生，使患者延遲乃至避免置換手術(shù)，可大大提高患者的生活質(zhì)量、減輕患者醫(yī)療負(fù)擔(dān)。

表1 壞死指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表2 數(shù)據(jù)方差分析統(tǒng)計(jì)表

表3 各期壞死指數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析

ANFH病理過(guò)程較為復(fù)雜，部分情況下各期界限不明確，造成股骨頭塌陷預(yù)測(cè)困難。建立一個(gè)可重復(fù)性好、完善可靠、準(zhǔn)確度高的分期體系，對(duì)評(píng)估ANFH不同壞死階段的預(yù)后和指導(dǎo)臨床治療有重要的意義。在ANFH的MRI分期中，Lennox和Hungerford的五期可重復(fù)性好、分法簡(jiǎn)單，故本研究選取方法進(jìn)行研究分析。目前有多種利用MRI測(cè)量ANFH壞死范圍方面的方法，但是大多因?yàn)橛?jì)算方法比較繁瑣復(fù)雜，臨床操作性不強(qiáng)，而Koo等提出的壞死指數(shù)法，可重復(fù)性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)易，故本研究采用該方法計(jì)算ANFH壞死范圍。

本研究通過(guò)對(duì)Ⅰ-Ⅳ期的股骨頭缺血壞死指數(shù)關(guān)系的探討和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示隨著分期增大壞死指數(shù)也隨著增大，由于MRI分期中Ⅱ期與Ⅲ期關(guān)鍵點(diǎn)是否有股骨頭開始發(fā)生塌陷，Ⅱ期中在可信區(qū)間僅3例ANFH的壞死指數(shù)NI＞53%，Ⅲ期所有ANFH壞死指數(shù)NI＞53%，故53%可作為ANFH股骨頭塌陷的參考臨界值。Koo等人的研究結(jié)果將ANFH發(fā)生股骨頭塌陷可能性分為小(NI≤33%)、中(33%＜NI≤66%)、大(66% ＜NI≤100%)，這與本研究結(jié)果有交叉重疊。因此，當(dāng)ANFH在MRI上分期不明確時(shí)，結(jié)合壞死指數(shù)可提高預(yù)測(cè)塌陷的準(zhǔn)確性，而當(dāng)壞死指數(shù)達(dá)53%(NI≥53%)時(shí)，股骨頭發(fā)生塌陷的可能性較大。

[1]蔣燕,嚴(yán)婭.CT診斷早期成人股骨頭缺血性壞死臨床價(jià)值及征象分析[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2014,12(7):96-98.

[2]Koo KH,Kim R,Ko GH,et al. Preventing collapse in early osteonecrosis of the femoral head:a randomized clinical trial of core depression[J].J Bone Joint Surg(Br),1995,77(6):870-874.

[3]陳勤,汪守中,楊岳松,等.磁共振成像對(duì)股骨頭缺血壞死診斷價(jià)值的研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)雜志,2001,17(6):501-502．[4]高振華,馬玲,臧建,孟悛非.股骨頭壞死骨髓水腫與MRI分期相關(guān)性分析[J].中國(guó)CT和MRI雜志, 2012,10(1):1-3.

[5]Hungerford DS,Lennox DW. Diagnosis and treatment of the femoral head. Insurgery of the musculoskeletal system, edited by C.McC. Evarts[J].New York, Churchill Livngstone,1990,2: 2757.

[6]侯新民,呂仁發(fā),夏桂芳.CT與MRI診斷早期股骨頭缺血壞死的多中心對(duì)比分析[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2015,13(6):95-97.

[7]Markisz JA,Knowles RJR,Altchek DW,et al.Segmental patterns of avascular necrosis of the femoral heads:Early detection with MR Imaging[J].Radiology, 1987,162(3):717-20.

[8]張長(zhǎng)青,宋文奇.股骨頭缺血性壞死臨床診斷的新進(jìn)展[J].國(guó)外醫(yī)學(xué).骨科學(xué)分冊(cè),2001,23(4):212-215.

[9]趙鳳朝,李子榮,張念非,等.股骨頭壞死表面積測(cè)量及在股骨頭塌陷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)修復(fù)重建外科雜志,2005,19(9):687-691.

[10]Mont MA,Hungerford DS. Nontraumatic avascular necrosis of the femoral head[J]. J Bone Joint Surg(Am),1995,77:459-474.

[11]冷曉明,姜?jiǎng)倥?黃勇.MRI測(cè)量股骨頭壞死塌陷前期髖關(guān)節(jié)軟骨的厚度及表觀彌散系數(shù)分析[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2015,13(7):101-103.

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

(本文編輯:王海麗)

Analysis on Correlation Between Necrosis Index and MRI Stage of Femoral Head Necrosis*

SHEN Zi-xuan, LIU Hai-long, XIAO Meng-qiang, et al．, Department of Imaging, The Second People's Hospital of Zhuhai, Zhuhai 519020, Guangdong Province, China

ObjectiveTo find out the critical value of necrosis index in femoral head collapse through correlation between necrosis index and magnetic resonance image (MRI) staging of ischemic necrosis of femoral head, so as to provide a more reliable reference standard for prediction of femoral head collapse with MRI (to predict whether ischemic necrotic collapse will happen in patients with ischemic necrosis and collapse of femoral head)．MethodsA total of 70 cases of patients (100 hips) were enrolled in this study． The patients were diagnosed as ischemic necrosis of femoral head between June 2012 and February 2014 in our hospital with MRI images that could be definitely staged． MRI images of these 100 ischemic necrotic femoral heads were staged according to Lennox-Hungerford staging method． And necrosis index was calculated using the method proposed by Koo et al． A statistical analysis was carried out to evaluate their correlation and to determine the critical necrosis index at femoral head collapse．ResultsNecrosis indexes of ischemic necrotic femoral heads at stage I to IV were (0．31±0．08)(95%CI:0．29-0．34), (0．50±0．20)(95%CI:0．43-0．57), (0．62±0．18)(95%CI:0．53-0．71) and (0．83±0．23) (95%CI:0．70-0．95), respectively． Significance test showed that the statistically significant differences between femoral heads with different stages of ischemic necrosis in necrosis indexes (P＜0．05)． HSD method showed statistically significant differences between any of the two groups in necrosis index (P＜0．05)． There were only 3 hips in stage II (no collapse) had necrosis index＞53%, while each hip of stage III (began to collapse) had necrosis index＞53%．ConclusionNecrosis index of ischemic necrosis of femoral head is positively associated with necrosis staging, calculated according to MRI images, necrosis index of 53% obtained in statistical analysis can be taken as critical reference to predict collapse of femoral head necrosis． In the clinical treatment, necrosis index can be used as reference for predicting whether ischemic necrotic femoral head collapses．

Necrosis Index, Ischemic Necrosis of Femoral Head, Lennox-Hungerford Staging

R274.9

A

珠海市科技計(jì)劃項(xiàng)目：項(xiàng)目編號(hào)：2014D0401990023

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.01.041

2016-12-12

劉金豐