股骨頭頸部血供的研究現(xiàn)狀與展望

劉時偉，賈光耀(綜述)，梅 炯(審校)

同濟大學(xué)附屬同濟醫(yī)院骨科，上海 200065

股骨頭頸部血供的研究現(xiàn)狀與展望

劉時偉，賈光耀(綜述)，梅 炯(審校)

同濟大學(xué)附屬同濟醫(yī)院骨科，上海 200065

目前國內(nèi)外主要的解剖學(xué)專著、骨科學(xué)專著以及相關(guān)的教科書中，關(guān)于股骨頭頸部血供分布的描述，或為示意圖，或為二維圖，均沒有提供有關(guān)股骨頭頸部骨內(nèi)和骨外血供分布的三維全景圖像。這一方面不利于初學(xué)者對該部位血供的學(xué)習(xí)理解，另一方面也影響臨床醫(yī)師對股骨頸骨折后股骨頭血供受損情況的判斷及其治療方法的選擇。應(yīng)用當(dāng)今先進的影像學(xué)技術(shù)和計算機圖像處理技術(shù)，可建立精準(zhǔn)的股骨頭頸部骨內(nèi)和骨外血供分布的三維全景圖像。有利于探討不同股骨頸骨折對股骨頭血供可能造成的影響，設(shè)計對不同類型股骨頸骨折的個體化治療方案。

股骨頭;血供;股骨頭壞死

髖部骨折的發(fā)生率隨著人口平均年齡的增加而增加。其治療結(jié)果至今仍不盡人意，是老年人群患病和死亡的重要原因之一。在美國，每年約有28萬人發(fā)生髖部骨折(每周大于5 000)，在髖部骨折發(fā)生1年內(nèi)，與其相關(guān)的死亡率高達30%。預(yù)計到2040年，該人數(shù)很可能超過50萬，其醫(yī)療費用將達到98億美元［1－3］。在我國有關(guān)髖部骨折的發(fā)病情況及其對社會和經(jīng)濟的影響尚缺少相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，但基于巨大的人口基數(shù)和相對缺乏的衛(wèi)生資源，相應(yīng)的數(shù)據(jù)相對美國必將沉重得多。

股骨頸骨折是最常見的髖部骨折。對于無移位的股骨頸骨折進行內(nèi)固定手術(shù)，目前已有較普遍的共識［4］。但對于有移位股骨頸骨折的治療，尤其是對于60～80歲全身情況較好的患者，其最佳選擇仍存在爭議［4，26］，盡管如此，但對于股骨頸骨折后股骨頭血供的判斷及其對骨折愈合和繼發(fā)股骨頭壞死的影響，必定是醫(yī)師選擇治療方法的首先考慮［5，6］。

因此，股骨頸骨折后股骨頭頸部的血供狀況，將在股骨頸骨折的臨床治療中起舉足輕重的作用。對股骨頭頸部血供的研究也一直是骨科醫(yī)生關(guān)注的焦點。

1 髖關(guān)節(jié)囊外血供研究

髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)囊較大，從各個方向包繞髖臼、股骨頭和股骨頸。髖關(guān)節(jié)囊外的股骨頭血供來源，比較經(jīng)典的主要有:①股骨頭圓韌帶內(nèi)的小凹動脈，提供股骨頭凹部的血液循環(huán);②股骨干滋養(yǎng)動脈升支，沿股骨頸進入股骨頭;③旋股內(nèi)、外側(cè)動脈的分支，是股骨頭、頸部的重要營養(yǎng)動脈。

早在1743年，William Hunter就對基底動脈環(huán)以及上、下干骺端血管的直徑和數(shù)目進行了解剖學(xué)觀察。隨著研究的深入，人們逐漸認識到旋股內(nèi)側(cè)動脈是股骨頭最主要的滋養(yǎng)動脈，因此了解其解剖走行對于判斷骨折引起血供破壞、尤其是避免醫(yī)源性損傷該血管具有重要的意義［7，8］。Grose 等［9］研究了旋股內(nèi)側(cè)動脈與臀下動脈及其吻合支血供對股骨頭血供的分布，觀察發(fā)現(xiàn)旋股內(nèi)側(cè)動脈與臀下動脈吻合后，其吻合支發(fā)出的終末血管在后方關(guān)節(jié)囊下方穿行，沿股骨頸攀升，終止于股骨頭外側(cè)的骨骺端。Gautier［10］經(jīng)股動脈或髂內(nèi)動脈使用氯二丁烯-乳膠灌注24具尸體標(biāo)本，對旋股內(nèi)側(cè)動脈的走行進行了詳細的解剖觀察，發(fā)現(xiàn)旋股內(nèi)側(cè)動脈的深支在股方肌的近側(cè)緣發(fā)出股骨粗隆血管支，再從后方傳經(jīng)閉孔外肌往上走行，往前到達聯(lián)合腱、閉孔內(nèi)肌和上孖肌，在上孖肌水平穿過關(guān)節(jié)囊到達囊內(nèi)。旋股內(nèi)側(cè)動脈深支在關(guān)節(jié)囊的內(nèi)側(cè)在股骨頸的后上方走行，并于關(guān)節(jié)滑膜分成2～4分支。Zlotorowicz等［11］也通過血管灌注研究，證實了臀下動脈可通過梨狀肌支與旋股內(nèi)側(cè)動脈形成血管吻合。旋股內(nèi)側(cè)動脈是股骨頭血供最重要的來源，該動脈在關(guān)節(jié)囊內(nèi)分為后上方與后下方營養(yǎng)血管，滋養(yǎng)股骨頭。

2 股骨頭頸部骨內(nèi)血供研究

髖關(guān)節(jié)囊外血管分布常用血管灌注-直接觀察法，而對于股骨頭和股骨頸骨質(zhì)內(nèi)部的血供研究，自上世紀(jì)五、六十年代以來的半個多世紀(jì)中，沒有革命性的進展。其中以 Trueta［12］和 Sevitt［13，14］的研究成果最具有代表性。他們的研究以動脈造影X線觀察方法，獲得了股骨頭血管分布的大致信息，證實了股骨頭內(nèi)血管主要由圓韌帶血管、外側(cè)骺血管和下內(nèi)側(cè)的干骺端血管三部分構(gòu)成。不僅分析了不同血管損傷對股骨頭血供的影響，還對股骨頸骨折后股骨頭壞死的血供狀況進行了細致的觀察。

雖然現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科技發(fā)展日新月異，但由于骨內(nèi)毛細血管分布豐富、阻力巨大，重疊嚴(yán)重，加上沒有有效的方法去除骨骼，對于股骨頭頸骨內(nèi)血供的空間分布，目前仍不能滿足臨床需求。甚至迄今為止，國內(nèi)外最經(jīng)典的解剖學(xué)與骨科學(xué)的教科書乃至大型專著，均不能提供精確的股骨頭內(nèi)血供的三維分布圖。

也有不少研究試圖通過現(xiàn)代的影像學(xué)技術(shù)方法觀察股骨頭頸部骨內(nèi)血供分布，通過在動脈中注入對比的造影劑進行CT或MRI成像，以觀察股骨頭頸部骨內(nèi)血供的分布情況。目前較為精確的方法是通過動脈注入造影劑釓(Gd)，進行動態(tài)的磁共振成像，此方法雖在計算血流參數(shù)方面性能卓著，但仍不能有效地提供股骨頭內(nèi)血管的解剖學(xué)信息。Boraiah 等［15］采用釓作為造影劑通過 MRI，可獲得股骨頭內(nèi)血供分布數(shù)據(jù)，并且發(fā)現(xiàn)股骨頭內(nèi)存在豐富的血管吻合情況，在一側(cè)血管結(jié)扎后，另一組血管可以進行部分代償。

針對股骨頸骨折對股骨頭血供造成的破壞，Ehlinger等［16］嘗試通過CT造影觀察股骨頭內(nèi)血供的變化情況，并將其與股骨粗隆間骨折、正常側(cè)股骨頭進行對比，結(jié)果只提示股骨頸骨折后股骨頭內(nèi)血流低于正常側(cè)，但在不同類型的股骨頸骨折、股骨頸骨折與粗隆間骨折之間沒有產(chǎn)生統(tǒng)計學(xué)差異。因此認為采用CT造影的方法不適合進行股骨頸骨折后股骨頭血供的評估。也有學(xué)者采用DSA方法觀察股骨頸骨折后股骨頭的血供狀況，其臨床應(yīng)用價值還需要更大樣本的臨床觀察研究［25］。

目前股骨頸骨折常用的分型主要依據(jù)于骨折的移位程度(Garden分型)與骨折線的形態(tài)(Pauwell分型)，這些骨折分型對于判斷骨折預(yù)后具有一定的意義。雖然無移位的股骨頸骨折發(fā)生股骨頭壞死以及GardenⅣ型骨折不發(fā)生壞死的病例均為小概率事件［17］，但臨床上病人的結(jié)果出乎醫(yī)師預(yù)計的情況并不少見。根據(jù)最近的meta分析顯示［17］，股骨頸骨折后股骨頭壞死發(fā)生率依然不低，有的仍高達17.5%［18］。值得注意的是在這些病例中，已經(jīng)排除了初期就選擇作人工關(guān)節(jié)置換的患者?？梢酝茰y，如果加上這部分初期即作人工關(guān)節(jié)置換的患者，股骨頭壞死的比例還會更高。相對于1941年美國骨科學(xué)會(AAOS)對Smith-Petersen釘療效的總結(jié)(愈合率72.9%)［19］，當(dāng)今療效并沒有跨越性的提高。有研究認為，股骨頸骨折后血腫所致關(guān)節(jié)囊內(nèi)壓力增高是造成股骨頭壞死的重要因素，因而建議在骨折后6小時內(nèi)行關(guān)節(jié)囊內(nèi)穿刺減壓以降低股骨頭壞死的發(fā)生。但該觀點尚缺少大樣本臨床病例和循證醫(yī)學(xué)證據(jù)的支持［17，20，21］。從循證醫(yī)學(xué)的角度可以明確的是，骨折移位程度、復(fù)位質(zhì)量與股骨頭壞死率有關(guān)，而年齡、手術(shù)時期、內(nèi)固定方式等均與壞死率無關(guān)［17，22］。也就是說，股骨頸骨折后股骨頭是否壞死，其命運在受傷時已基本決定。Toh等［23］研究中，骨折不愈合和股骨頭壞死的發(fā)生率為13%和11%，而骨折移位，骨質(zhì)疏松狀況，螺釘?shù)姆植寂c螺釘?shù)奈恢貌⒉挥绊懝遣贿B和股骨頭壞死的發(fā)生。預(yù)后不良的因素包括患者年齡，分離移位程度，骨折對線情況，而骨折復(fù)位的質(zhì)量最重要［17，23］。

因此，股骨頸骨折后股骨頭頸部血供受損情況的判斷以及如何最大程度的保留股骨頭殘留的血供和恢復(fù)其受損的血供對于降低股骨頸骨折的并發(fā)癥將有十分重要的意義。

3 股骨頭頸部血供研究的臨床意義

如何判斷股骨頸骨折后股骨頭血供的受損情況?現(xiàn)有的股骨頭頸血供的研究結(jié)果雖然可以反映股骨頭頸血供的大致分布，但不能較直觀的反映不同類型的骨折其血供可能受損的部位和程度。如果有一個直觀的可視化股骨頭頸的三維血供分布圖，根據(jù)股骨頸骨折移位的部位、方向和程度，則可較準(zhǔn)確地判斷某一類型骨折可能造成的血管損傷，為個體化判斷股骨頸骨折后股骨頭的預(yù)后打下堅實的基礎(chǔ)。

建立股骨頭頸骨內(nèi)的三維血供模型，詳細了解股骨頭內(nèi)血供分布規(guī)律，就可根據(jù)骨折的具體情況，判斷骨折后股骨頭內(nèi)殘存血供的狀況，評估所選擇的內(nèi)固定方法可能對殘存血供造成的不利影響。從當(dāng)今骨科界對股骨頸骨折的手術(shù)方式選擇來看，對于無移位的股骨頸骨折進行內(nèi)固定手術(shù)一般沒有異議。但對于有移位股骨頸骨折的治療，是選用內(nèi)固定還是關(guān)節(jié)置換?尤其是對于60～80歲全身情況較好的患者，僅僅根據(jù)患者年齡和骨折是否移位選擇治療方法，這種脫離了骨折本身特點的選擇方式，一方面可能給社會醫(yī)療資源造成浪費，也可能給患者帶來了二次手術(shù)的痛苦。其次，股骨頭內(nèi)血供分布有助于把握股骨頸骨折后股骨頭內(nèi)血供破壞的嚴(yán)重程度，進而預(yù)測骨壞死的發(fā)生或早期即進行干預(yù)措施。目前仍無有效地預(yù)測股骨頭壞死發(fā)生的辦法。

建立股骨頭頸骨內(nèi)的三維血供模型，可以減少對股骨頭內(nèi)殘存血供的醫(yī)源性損傷，根據(jù)骨折后股骨頭內(nèi)血供分布特點，對于不需要切開復(fù)位的患者，選擇相對安全的區(qū)域進行內(nèi)固定手術(shù);對于需要切開復(fù)位的患者，選擇何種切口入路，最大限度避免對股骨頭殘存血供的破壞而使受損的股骨頭血供雪上加霜。并可望根據(jù)股骨頸骨折特點與殘存血供的關(guān)系研究，通過一點時間的臨床觀察，建立能較準(zhǔn)確預(yù)測股骨頭壞死發(fā)生概率的數(shù)字模型，這對于提高股骨頸骨折治療的預(yù)后具有重要的臨床意義。雖然近年來國內(nèi)也有研究股骨頭血供的文獻報告，如謝巍等［24］采用羧甲基纖維素水溶液加氧化鉛行對新鮮成人標(biāo)本動脈灌注CT掃描，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)工作站導(dǎo)入Mimics10.01軟件，對骨骼和血管表面進行表面顯示法(shaded surface display)三維重建，但其研究手段仍較簡單，研究內(nèi)容仍主要限于股骨頭外、髖關(guān)節(jié)周圍血供分布，對于股骨頭的主要供應(yīng)血管重點不突出，也沒有顯示股骨頭內(nèi)的血供分布信息。

股骨頭頸內(nèi)血管分布的三維模型重建，對于科學(xué)地評估股骨頸骨折后股骨頭血供受損情況，選擇合適的治療方法、手術(shù)方式，并早期預(yù)測股骨頸骨折后的預(yù)后無疑具有重要的臨床意義。這也是老年化社會中股骨頸骨折患者日漸增多的情況下，進一步提高對股骨頸骨折的療效所迫切需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。對于非創(chuàng)傷性股骨頭壞死的基礎(chǔ)和臨床研究也具有重要的參考價值。

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Clinical application of the blood supply to the femoral head and neck

Liu Shi-Wei，Jia Guang-Yao，Mei Jiong
Department of Orthopedics，Tongji Hospital，Tongji University，Shanghai200065，China

In terms of distribution of blood supply to the femoral head and neck(FHN)，schematic diagrams or planar graphs are expressed in all classical works and textbooks of anatomy and orthopedics.An exact presentation of intra-and extraosseous blood supply to FHN can not be provided which leads to poor understanding of 3D vasculature.On one hand，it is of disadvantage for new learners to know the real circulation to FNN;on the other hand，it makes against reasonable judgment of the severity of local vessels and logical treatment of femoral neck fractures for orthopedic surgeons.To achieve the accurate 3D vasculature networks of FHN through contemporary techniques of radiography and computer image processing.The computer-aided technique of virtual reality is employed for clinical cases of various femoral neck fractures，and further combined with radiographic and histopathological methods to focus on the damaging effect of various femoral neck fractures on the blood supply to the femoral head，and designing individual and optimal treatment protocols for different femoral neck fractures.

Femoral head;Blood supply;Femoral head necrosis

R 683.42

A

2095-378x(2012)02-0158-04

國家自然科學(xué)基金資助項目(81271991)

劉時偉(1986－)，男，湖南籍，碩士在讀，研究骨關(guān)節(jié)創(chuàng)傷.

梅炯，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，研究方向:骨科臨床信息化技術(shù)、骨腫瘤.E-mail:meijiong@#edu.cn.