影像學(xué)檢查預(yù)測(cè)股骨頭壞死塌陷的作用分析

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(shí)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(shí)間為24個(gè)月[2]。目前全髖關(guān)節(jié)置換對(duì)中青年中長(zhǎng)期療效仍難以預(yù)料，Babis等[3]報(bào)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(duì)社會(huì)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(cè)股骨頭塌陷的高危及低危狀態(tài)，對(duì)于治療方案的選擇具有十分重要的作用。本文對(duì)影像學(xué)檢查在預(yù)測(cè)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(duì)股骨頭壞死塌陷的預(yù)測(cè)作用

X線片分期系統(tǒng)是評(píng)價(jià)股骨頭壞死程度最常見的手段。壞死灶的大小對(duì)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(cè)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(shí)，股骨頭壞死塌陷的風(fēng)險(xiǎn)最高。Sugano等[6]通過計(jì)算髖關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片上壞死面積占整個(gè)股骨頭面積的比例進(jìn)行塌陷預(yù)測(cè)，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?，F(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(huì)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(duì)股骨頭壞死塌陷的預(yù)測(cè)作用

CT表現(xiàn)對(duì)股骨頭壞死塌陷的預(yù)測(cè)價(jià)值常被忽略。早在20世紀(jì)80年代，F(xiàn)icat[8]通過對(duì)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(shí)，軟骨下骨會(huì)出現(xiàn)被破骨細(xì)胞吸收變薄的現(xiàn)象，對(duì)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(xiǎn)信號(hào)（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(xiǎn)因素。臨床觀察也證實(shí)，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(duì)于股骨頭壞死塌陷的預(yù)測(cè)作用

MRI自1984年運(yùn)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(duì)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(cè)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(cè)取得了較好的結(jié)果。Koo等[10]采用MRI對(duì)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(jì)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(hào)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(hào)的下層則為纖維組織、血管組織及組織細(xì)胞浸潤(rùn)組成。王剛等[12]的研究顯示，低信號(hào)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(hào)帶提示高塌陷風(fēng)險(xiǎn)（圖4）。MRI壓脂像骨髓水腫征象是判斷股骨頭塌陷風(fēng)險(xiǎn)的重要標(biāo)志。Sakai等[13]報(bào)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(jí)，0級(jí)：無骨髓水腫或局限在病灶內(nèi)；1級(jí)：骨髓水腫局限于股骨頭及股骨頸區(qū)；2級(jí)：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(jí)呈正相關(guān)，隨病變程度的加重，骨髓水腫分級(jí)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(xiǎn)增加（圖5）。從臨床角度看，對(duì)高危患者及髖關(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(hào)帶； ③骨髓水腫。

圖4 橫貫股骨頭低信號(hào)帶

圖5 骨髓水腫

影像學(xué)檢查對(duì)于預(yù)測(cè)股骨頭壞死塌陷十分重要，X線片、CT、MRI各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)聯(lián)合應(yīng)用。但同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識(shí)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(shí)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(shí)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(xiǎn)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(cè)作用。充分認(rèn)識(shí)塌陷、預(yù)測(cè)塌陷，防治塌陷、采用個(gè)體化的治療手段是股骨頭壞死治療成功的前提。

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