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 肖夢強(qiáng) 胡小露 劉金豐

目的通過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)測是否會發(fā)生股骨頭缺血壞死塌陷)。方法分析統(tǒng)計我院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100髖)；依照倫諾克斯和亨格福德分期法(Lennox和Hungerford分期法)對100個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)法計算壞死指數(shù)，對二者進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，評價其相關(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)。對各期股骨頭壞死指數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗，結(jié)果顯示差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。以HSD法對任意兩期壞死指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，結(jié)果顯示兩兩之間差異均有統(tǒng)計學(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)計分析得到壞死指數(shù)53%可視作預(yù)測股骨頭有無塌陷風(fēng)險的臨界值，在臨床治療中，壞死指數(shù)可以為預(yù)測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。

盡管國內(nèi)外許多學(xué)者提出各種預(yù)測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)測股骨頭缺血壞死是否塌陷，一個操作簡單、重復(fù)性好精確度高的分期十分重要。因ANFH病理過程較為復(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對可在任意方向進(jìn)行成像且對骨髓病變分辨率高，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T1等長T2異常信號，脂肪抑制T2WI序列像上明顯高信號[4]，本研究對股骨頭缺血壞死的MRI圖像分別進(jìn)行分期和壞死指數(shù)的計算，并對兩者關(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)、檢查和實驗室檢查、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。其中有長期飲酒史12例、有外傷史20例、有長期或大量使用激素史15例、無明顯誘因者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，測量壞死角度α、β，由2位高年資主治醫(yī)生各自獨(dú)立計算并求取平均值。利用下面公式計算壞死指數(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)計學(xué)分析采用SPSS 18.0，股骨頭壞死系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析處理。采用HSD檢驗兩兩組間的差異，對兩兩間進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，當(dāng)P＜0.05則差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 壞死指數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計對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，32個，18個，16個。具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

采取單因素方差分析對壞死指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示各期壞死指數(shù)間差異具有統(tǒng)計學(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)對比分析采用HSD檢驗法對Ⅰ期-Ⅳ期ANFH的壞死指數(shù)進(jìn)行兩兩對比分析，結(jié)果顯示任意兩期之間壞死指數(shù)的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義，對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個股骨頭NI大于53%，而Ⅲ期全部股骨頭NI超過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MRI具有軟組織對比度高，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)中斷幾小時或幾天后，股骨頭細(xì)胞會發(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)不會塌陷，其中的礦物質(zhì)無明顯變化，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量壞死面積。張長青等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，MRI檢查對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統(tǒng)計學(xué)意義，這表明MRI測得的壞死面積與實際壞死面積相近。

3.2 MRI檢查預(yù)測股骨頭塌陷對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，且研究顯示近年來有逐年增長的趨勢。根據(jù)對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)測股骨頭壞死發(fā)生塌陷的風(fēng)險，對臨床早發(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)活動量較大，人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)特別是對中青年患者的長期療效不佳，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發(fā)生股骨頭塌陷，早期進(jìn)行股骨頭塌陷預(yù)測并早期治療，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)計表

表2 數(shù)據(jù)方差分析統(tǒng)計表

表3 各期壞死指數(shù)進(jìn)行對比分析

ANFH病理過程較為復(fù)雜，部分情況下各期界限不明確，造成股骨頭塌陷預(yù)測困難。建立一個可重復(fù)性好、完善可靠、準(zhǔn)確度高的分期體系，對評估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測量ANFH壞死范圍方面的方法，但是大多因為計算方法比較繁瑣復(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)，操作簡易，故本研究采用該方法計算ANFH壞死范圍。

本研究通過對Ⅰ-Ⅳ期的股骨頭缺血壞死指數(shù)關(guān)系的探討和統(tǒng)計分析，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，結(jié)合壞死指數(shù)可提高預(yù)測塌陷的準(zhǔn)確性，而當(dāng)壞死指數(shù)達(dá)53%(NI≥53%)時，股骨頭發(fā)生塌陷的可能性較大。

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(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

珠海市科技計劃項目：項目編號：2014D0401990023

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.01.041

2016-12-12

劉金豐