股骨頭血液供應(yīng)及其臨床意義

趙德偉 邱興

·專家筆談·

股骨頭血液供應(yīng)及其臨床意義

趙德偉 邱興

股骨頭； 血液供應(yīng)； 股骨頸骨折； 股骨頭壞死

自20世紀50年代起，解剖學家通過股骨頭血管灌注研究證實，股骨頭的血供主要來自于股骨頸部的支持帶動脈，尤其是上支持帶動脈。Trueta等[1]及Tucher[2]的觀點認為上支持帶動脈的外骺分支是股骨頭內(nèi)最重要的供血動脈。多項股骨頭灌注的研究均發(fā)現(xiàn)，外骺動脈與股骨頭韌帶動脈的終末支存在相互交通吻合，據(jù)此認為，股骨頭內(nèi)應(yīng)該有大量自由血管吻合存在。自19世紀20年代開始，人們一直對股骨頭圓韌帶動脈對股骨頭的供血存有懷疑。Sevitt等[3]預(yù)先切斷股骨頸內(nèi)下方、外上方或者股骨頭圓韌帶等股骨頭的供血，然后再進行造影劑灌注以便觀察存留完整的部分支持帶血管在股骨頭內(nèi)的供血區(qū)域。關(guān)于股骨頭血運的研究已經(jīng)持續(xù)了近兩個世紀，發(fā)明了多種研究技術(shù)，但是到目前為止人們對于股骨頭血運的認識仍然不夠全面。股頭壞死在年輕和中年人中發(fā)病率相當高[4]。股骨頭壞死是一種由多病因?qū)е碌募膊。鐒?chuàng)傷、使用皮質(zhì)類固醇、酗酒、鐮狀細胞病和凝血病等，其共同的病理機制大都是股骨頭血液供應(yīng)遭到破壞，導致骨細胞和骨髓組織的壞死，以及所繼發(fā)的骨的進行性結(jié)構(gòu)損傷，對病人的健康帶來巨大的影響[5]。股骨頭動脈供血的研究將為解決股骨頭壞死的難題提供思路。

一、股骨頭骨外動脈分布

股骨頭解剖結(jié)構(gòu)特殊，股骨頭供血相對較少，旋股外側(cè)動脈、旋股內(nèi)側(cè)動脈、臀下動脈和閉孔動脈是其主要的供血動脈，其中又以旋股內(nèi)側(cè)動脈和旋股外側(cè)動脈最為主要[6]。旋股內(nèi)側(cè)動脈和旋股外側(cè)動脈大都起于股深動脈。從股深動脈分出的旋股內(nèi)側(cè)動脈，在股骨頸后內(nèi)側(cè)發(fā)出下支持動脈，在遠端股骨頸上外側(cè)發(fā)出進入股骨頭關(guān)節(jié)囊內(nèi)上支持動脈。旋股外側(cè)動脈從股深動脈發(fā)出后在股直肌和縫匠肌深處分為升支和降支。在升支段起始處發(fā)出橫支，橫支在向外延伸過程中發(fā)出的小支在與旋股內(nèi)側(cè)動脈吻合形成動脈環(huán)。旋股內(nèi)側(cè)動脈是股骨頭供血的最主要動脈，而旋股外側(cè)動脈由于其特殊的解剖位置，現(xiàn)已成為股骨頭壞死骨瓣移植最主要供區(qū)動脈。趙德偉等[7-8]通過研究發(fā)現(xiàn)，旋股外側(cè)動脈橫支大轉(zhuǎn)子骨瓣和旋股外側(cè)動脈升支髂骨瓣能很好的用于治療早中期ONFH病例。

二、股骨頭骨內(nèi)動脈分布

上支持帶動脈發(fā)出外骺動脈供應(yīng)股骨頭絕大部分(4/5)區(qū)域、下支持帶動脈發(fā)出的下干骺動脈供應(yīng)股骨頭干骺端約2/3區(qū)域，前支持帶動脈和股骨頭圓韌帶動脈對股骨頭血供不占重要作用。目前大家(解剖學家和骨科醫(yī)師)一致公認的觀點認為，股骨頭的供血是分區(qū)域供應(yīng)的，上支持帶動脈是股骨頭的主要供血動脈。傳統(tǒng)的對于股骨頭骨內(nèi)動脈血管分布的研究方法是通過改良血管透明技術(shù)來實現(xiàn)的。該股骨頭血運研究方法可能存有技術(shù)方法方面的缺陷：(1)破壞股骨頭血管的整體性，為了對灌注造影劑的股骨頭進行清晰的X 線攝片，首先需要對其進行徹底的脫鈣，因此需要先對股骨頭進行分割(切片)然后再進入脫鈣環(huán)節(jié)，脫鈣良好(徹底)后才能進行清晰的X 線攝影。(2)不論如何擺放或者重疊放置股骨頭的切片，X線攝片獲得的影像始終是二維影像，不能整體三維觀察股骨頭內(nèi)血管。

上、下、前支持帶動脈的骺血管分支和圓韌帶動脈在股骨頭內(nèi)骺板上方相互吻合，連接成網(wǎng)狀形成骺基底部動脈網(wǎng)(骺網(wǎng))

圖1 股骨頭內(nèi)血管造影血管分布圖[9]

股骨頭骨內(nèi)動脈血供全新認識(圖1)：通過灌注納米硫酸鋇Micro-CT掃描，骨內(nèi)動脈整體三維重建發(fā)現(xiàn)，上支持帶動脈、下支持帶動脈、前支持帶動脈的骺血管分支和圓韌帶動脈在股骨頭內(nèi)骺板結(jié)構(gòu)的上方相互吻合，連接成網(wǎng)狀形成骺基底部動脈網(wǎng)(骺網(wǎng))，并幾乎垂直的向骺內(nèi)發(fā)出1～3級動脈弓狀結(jié)構(gòu)；股骨頭的動脈供血不分區(qū)域；下支持帶動脈也是股骨頭重要的供血動脈；上支持帶動脈、下支持帶動脈、前支持帶動脈干骺分支在骺板結(jié)構(gòu)的下方形成干骺血管網(wǎng)；傳統(tǒng)的穿過骺板達軟骨下的醫(yī)療操作會損傷骺網(wǎng)和骺內(nèi)血管弓狀結(jié)構(gòu)[9]。股骨頭內(nèi)的動脈循環(huán)由股骨頭骺循環(huán)和干骺循環(huán)組成。二者的血管動脈網(wǎng)狀吻合方式不同：骺網(wǎng)相對致密規(guī)則，平行于骺板并有弓狀血管向骺內(nèi)發(fā)出，干骺網(wǎng)相對松散而沒有規(guī)律性。股骨頭骺生長板將股骨頭骺循環(huán)和干骺循環(huán)隔離分開，使兩者相互獨立，卻又通過上支持帶動脈、下支持帶動脈、前支持帶動脈將股骨頭骺循環(huán)和干骺循環(huán)相互溝通，聯(lián)系在一起。

三、股骨頭血液供應(yīng)的研究

血液供應(yīng)在股骨頭缺血性壞死的病理變化的過程中起著重要作用，如微血流淤滯、血流動力學改變及微血管損傷是股骨頭壞死重要的影響因素。因此，研究股骨頭中的微血管循環(huán)及其與功能的關(guān)系非常重要，尤其是對股骨頭內(nèi)微血管三維動態(tài)的觀察。放射性微球技術(shù)，單光子發(fā)射計算機斷層成像，動態(tài)增強磁共振成像，多層螺旋CT灌注成像，激光多普勒血流監(jiān)測，納米硫酸鋇灌注Micro-CT掃描，超選擇DSA血管造影等均用于股骨頭血運相關(guān)研究[10-13]。

1.納米硫酸鋇灌注Micro-CT掃描：通過向新鮮人體股骨頭標本的股動脈以恒定壓力130～140 mmHg灌注硫酸鋇懸液的方法顯示股骨頭骨內(nèi)動脈血管走行、分區(qū)、吻合情況。運用Micro-CT掃描三維成像系統(tǒng)，利用三維重建分析軟件進行股骨頭標本的Micro-CT掃描，并行股骨頭骨內(nèi)血管Micro-CT三維重建[14]。重建后測量血管直徑、長度，研究股骨頭的供血動脈(各支持帶動脈和股骨頭圓韌帶動脈)在股骨頭內(nèi)分支、吻合分布等三維構(gòu)筑情況。該方法首次完整的呈現(xiàn)了股骨頭內(nèi)動脈三維分布模式，是一種簡單有效的研究股骨頭骨內(nèi)血管研究的技術(shù)方法。

2.超選擇DSA血管造影：股骨頭造影是目前臨床上唯一能夠直接觀察股骨頭支持帶動脈入骨位置及入骨后血供的方法，能獲連續(xù)動態(tài)影像，便于觀察骨折股骨頭或壞死股骨頭血管存留及動靜脈血供狀態(tài)，為觀察和分析血管提供證據(jù)，也利于臨床醫(yī)師合理的制定手術(shù)方案。

四、DSA血管造影指導臨床股骨頸骨折治療

DSA造影檢查能科學地評估股骨頸骨折后股骨頭血供受損及各支持帶動脈存留的情況，為青壯年股骨頸骨折病人的保頭手術(shù)提供血運依據(jù)。傳統(tǒng)的三枚空芯釘置釘技術(shù)治療股骨頸骨折需要穿過骺板，這必然破壞骺網(wǎng)及骺內(nèi)動脈弓。減少置釘數(shù)量、置釘深度，同時保證骨折斷端穩(wěn)定并能正常愈合而避免損傷骺網(wǎng)，骺內(nèi)動脈弓。因此，全新的保護股骨頭內(nèi)骺基底動脈網(wǎng)、骺內(nèi)動脈弓的股骨頸骨折內(nèi)固定理念將能降低股骨頭壞死的風險，降低創(chuàng)傷性股骨頭壞死的發(fā)生率。股骨頸骨折GardenⅠ、Ⅱ移位不明顯或者部分移位的可直接行保護血運內(nèi)固定；GardenⅢ、Ⅳ型移位明顯，應(yīng)先行DSA血管造影評估支持帶動脈，若血運存在可行復位保護血運內(nèi)固定，若血運完全損傷可行內(nèi)固定結(jié)合支持帶血管吻合或者帶血管蒂骨瓣移植術(shù)進行保頭治療。

股骨頭內(nèi)骺基底動脈網(wǎng)、骺內(nèi)動脈弓的存在，將徹底改變?nèi)藗儗τ诠晒穷^分區(qū)供血的認識。股骨頸骨折損傷后存留的支持帶動脈將能通過骺基底動脈網(wǎng)、骺內(nèi)動脈弓繼續(xù)為整個股骨頭供血。因此，行股骨頸骨折內(nèi)固定時應(yīng)保護骺基底動脈網(wǎng)、骺內(nèi)動脈弓。這將降低股骨頭壞死的風險，避免出現(xiàn)醫(yī)源性的股骨頭壞死。青壯年股骨骨折治療流程見圖2。

股骨頸骨折GardenⅠ、Ⅱ移位不明顯或部分移位可直接行保護骺網(wǎng)內(nèi)固定；GardenⅢ、Ⅳ型移位明顯，應(yīng)先行DSA血管造影評估支持帶動脈，若血運存在可行復位保護骺網(wǎng)內(nèi)固定，若血運完全損傷可行保護骺網(wǎng)內(nèi)固定結(jié)合支持帶血管吻合

五、股骨頭動脈研究對股骨頭壞死分型的新認識

傳統(tǒng)的股骨頭壞死的分型和分期是建立在既往的股骨頭血運認識的基礎(chǔ)上的，由于技術(shù)的限制，人們對于股骨頭的血運認識存在局限性。股骨頭內(nèi)骺基底動脈網(wǎng)和骺內(nèi)動脈弓的客觀存在，上、下、前支持帶動脈和股骨頭圓韌帶動脈都對股骨頭的供血有重要作用，各供血動脈之間可以相互代償。因此，有必要重新根據(jù)全新的股骨頭血運特點和股骨頭的生物力學特點，同時結(jié)合其臨床的影像學表現(xiàn)和臨床癥狀體征重新認識股骨頭壞死的分型、分期及臨床治療。股骨頭壞死若位于骺網(wǎng)上方域內(nèi)僅損傷骺內(nèi)動脈弓，未破壞骺網(wǎng)，代償能力較強，可視為早期股骨頭壞死，宜及早治療；股骨頭壞死若波及股骨頭內(nèi)骺網(wǎng)，骺網(wǎng)血管吻合受損而導致血供差預(yù)后不佳，可視為中期股骨頭壞死，此期積極干預(yù)尚能獲得一定的臨床療效；股骨頭壞死若波及股骨近端干骺端，說明壞死已破壞了股骨頭內(nèi)的網(wǎng)狀吻合，股骨頭內(nèi)血供破壞大，預(yù)后極差。目前的認識或許還不夠完善，提出的新的股骨頭壞死分型思路僅供參考，尚需要更廣泛的探討和修訂，以期達到廣泛一致的認同。

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(本文編輯：徐文聃)

10.3969/j.issn.1005-6483.2017.08.002

116000 大連大學附屬中山醫(yī)院骨科

2017-07-03)