關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的影像學(xué)表現(xiàn)及評(píng)價(jià)

李培嶺，張翔亞，劉玉珂，郭會(huì)利

（河南省洛陽正骨醫(yī)院（河南省骨科醫(yī)院）影像中心，河南 洛陽 471002）

近年來，隨著交通事故的增多、人口老齡化的加劇以及骨科技術(shù)的發(fā)展，越來越多的患者實(shí)施關(guān)節(jié)置換手術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全世界每年約有100萬人行人工關(guān)節(jié)置換，約2/3是髖關(guān)節(jié)，其次是膝關(guān)節(jié)，再次為肩和肘關(guān)節(jié)。2014年，我國(guó)的人工關(guān)節(jié)置換術(shù)總量已達(dá)近40萬例[1]。隨著人工關(guān)節(jié)置換病例數(shù)量的增加，其術(shù)后的并發(fā)癥如假體無菌性松動(dòng)、骨溶解、假體周圍感染、異位骨化、假瘤及骨折等的發(fā)生率呈逐漸增多的趨勢(shì)。文獻(xiàn)報(bào)道[2]髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率為6.5%～7.6%，并發(fā)癥的出現(xiàn)給患者帶來巨大的身心痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此對(duì)關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥進(jìn)行較為準(zhǔn)確的評(píng)估顯得尤為重要。

1 常見術(shù)后并發(fā)癥

人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥可分為軟組織并發(fā)癥和骨性并發(fā)癥，常見的并發(fā)癥包括：無菌性松動(dòng)、骨溶解、假體周圍感染、異位骨化、假瘤、骨折等。

無菌性松動(dòng)是關(guān)節(jié)假體翻修手術(shù)及關(guān)節(jié)置換失敗的最主要原因，占所有翻修手術(shù)的75%[3]，其始動(dòng)因素是關(guān)節(jié)假體表面產(chǎn)生的磨損微粒誘導(dǎo)的假體周圍骨溶解所引起的骨性支持作用減弱，假體的機(jī)械穩(wěn)定性喪失。文獻(xiàn)報(bào)道假體一旦植入體內(nèi)，兩個(gè)相互運(yùn)動(dòng)的界面在承受力的情況下，以0.1～0.2mm/年的速度丟失，甚至以更快的速度丟失[4]，磨損顆粒可以刺激炎性因子的釋放，引發(fā)一系列的炎癥反應(yīng)，同時(shí)可調(diào)控破骨細(xì)胞的活動(dòng)，這可能是骨溶解發(fā)生的重要原因之一。

假體周圍感染是關(guān)節(jié)置換術(shù)后嚴(yán)重并發(fā)癥，已成為人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后翻修的首要原因及髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后翻修的第三大原因，僅次于脫位及松動(dòng)[5]。文獻(xiàn)報(bào)道人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后1%～3%的患者會(huì)發(fā)生假體周圍感染[6]，其除了導(dǎo)致關(guān)節(jié)置換失敗及截肢外，死亡率也可達(dá)1%～2.7%[7]。有學(xué)者[8]對(duì)120例關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染的患者進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病、腫瘤、激素服用史、高尿酸血癥和伴發(fā)其他系統(tǒng)感染是關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染的高危因素。

異位骨化已成為關(guān)節(jié)置換術(shù)后常見的并發(fā)癥，患者多表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛和活動(dòng)障礙，文獻(xiàn)報(bào)道[9]全髖關(guān)節(jié)置換患者術(shù)后異位骨化的發(fā)病率在5%～90%。組織學(xué)上多表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟組織內(nèi)的原始間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為骨細(xì)胞，進(jìn)而分化為成熟的板層骨。

假瘤也稱為無菌性淋巴細(xì)胞為主的血管炎相關(guān)病變，其形成原因目前仍不清楚，它被認(rèn)為是機(jī)體對(duì)金屬磨損顆粒的不良反應(yīng)，并可能需要進(jìn)行翻修手術(shù)處理，表現(xiàn)為類圓形的囊實(shí)性腫塊與關(guān)節(jié)囊相通，內(nèi)伴有液體信號(hào)，病理為B和T淋巴細(xì)胞廣泛浸潤(rùn)，同時(shí)伴有廣泛的組織壞死，巨噬細(xì)胞內(nèi)可見到金屬碎屑[10]。

2 X線檢查

X線具有良好的空間分辨率，可顯示假體的對(duì)位對(duì)線關(guān)系，對(duì)評(píng)估假體松動(dòng)、移位、假體周圍骨折、異位骨化等并發(fā)癥具有重要意義。假體無菌性松動(dòng)的X線表現(xiàn)為假體周圍金屬-骨水泥界面或骨-骨水泥界面出現(xiàn)規(guī)則的＞2mm的透亮影或X線復(fù)查時(shí)透亮線進(jìn)行性增寬，假體周圍透亮線的產(chǎn)生提示假體與骨界面整合不良，是無菌性松動(dòng)的重要征象[11-12]。有研究表明，髖臼杯外展角＞60°，前傾角＞20°或后傾提示假體移位[13]。文獻(xiàn)報(bào)道[11]髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后6年，約有20%的病人出現(xiàn)骨溶解，表現(xiàn)為假體周圍局限膨脹性邊界清楚骨質(zhì)透亮區(qū)，透亮區(qū)內(nèi)無骨小梁存在，常規(guī)X線常無法檢測(cè)到或低估骨溶解的范圍；此外股骨頭偏心、金屬斷裂或骨水泥斷裂也提示可能有骨溶解。假體周圍非隱匿性骨折表現(xiàn)為假體周圍骨質(zhì)不連續(xù)出現(xiàn)透亮骨折線影，無移位的骨折X線較難發(fā)現(xiàn)。假體周圍感染表現(xiàn)為假體周圍金屬-骨水泥界面或骨-骨水泥界面出現(xiàn)不規(guī)則＞2mm的透亮影，部分伴有骨質(zhì)破壞，具有侵襲性且進(jìn)展較快。異位骨化X線表現(xiàn)為關(guān)節(jié)周圍軟組織內(nèi)出現(xiàn)多發(fā)的骨性組織。

3 CT檢查

CT密度分辨率較高，可顯示細(xì)微骨質(zhì)結(jié)構(gòu)及早期的骨質(zhì)改變，診斷骨性并發(fā)癥的敏感性和特異性較高，在顯示細(xì)微骨折及骨溶解時(shí)優(yōu)于X線，能精確評(píng)估骨溶解的范圍、假體周圍是否出現(xiàn)囊性或?qū)嵭阅[塊、關(guān)節(jié)積液及周圍有無膿腫形成等。骨溶解CT表現(xiàn)為邊界清楚、無骨小梁的低密度區(qū)，可呈膨脹性改變，可合并軟組織腫塊，增強(qiáng)后邊緣明顯強(qiáng)化，偶爾可以見到骨膜反應(yīng)[11-12]。但CT也有一定的局限性，金屬假體置入人體時(shí)高衰減系數(shù)的金屬與低衰減系數(shù)的軟組織之間相接觸，當(dāng)射線穿過金屬時(shí)會(huì)產(chǎn)生射線硬化偽影。隨著計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)能力不斷提升，目前已經(jīng)有許多方法出現(xiàn)用來抑制CT掃描中金屬植入物的偽影，并且取得不同程度的效果。其中O-MAR是一項(xiàng)最先進(jìn)去除金屬偽影的迭代重建后處理技術(shù)，可以同時(shí)減輕條索狀偽影和硬化偽影，且不會(huì)增加患者接受的輻射劑量，同時(shí)保持較高的對(duì)比度[14]，目前已廣泛應(yīng)用于臨床。

4 MRI檢查

MRI具有多序列、多方位、較高的軟組織分辨力及無電離輻射等優(yōu)點(diǎn)，能清晰顯示軟組織、骨皮質(zhì)及骨髓組織等結(jié)構(gòu)。眾所周知，有金屬植入物的患者做MRI檢查時(shí)，MRI圖像會(huì)產(chǎn)生明顯的金屬磁敏感偽影，表現(xiàn)為信號(hào)丟失，圖像變形扭曲，這主要是由于金屬植入物具有非常高的磁化率，能夠引起局部磁場(chǎng)變形，會(huì)引起圖像變形與失真，影響圖像質(zhì)量及診斷效能[15]。隨著MRI新技術(shù)層編碼金屬偽影校正（Slice encoding for metal artifact correction，SEMAC）和多采集變諧波圖像融合（MAVRIC）的研發(fā)，能在一定程度上減少金屬植入物帶來的磁敏感偽影。SEMAC是一種優(yōu)化的自旋回波序列，SEMAC圖像的層內(nèi)偽影減少高達(dá)80%，層間偽影減少高達(dá)65%，但其信噪比較低，掃描時(shí)間長(zhǎng)[16]。目前，GE公司推出全新第二代去金屬偽影技術(shù)，MAVRIC SL集MAVRIC與SEMAC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有掃描相對(duì)時(shí)間短，信噪比高，去偽影效果好，圖像無變形等特點(diǎn)[17]，成為金屬植入物術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生的重要評(píng)估手段。

無菌性松動(dòng)MR表現(xiàn)為假體周圍光滑線樣異常信號(hào)影，在STIR上呈環(huán)形增強(qiáng)信號(hào)，有研究顯示該異常信號(hào)與假體植入后纖維肉芽組織增生有關(guān)[18]，同時(shí)會(huì)伴有假體的移位、假體周圍骨質(zhì)溶解。假體周圍骨溶解多表現(xiàn)為正常的骨質(zhì)信號(hào)消失，代之以膨脹性軟組織信號(hào)，多伴有外周的低信號(hào)帶，提示硬化邊的形成[18]。假體周圍感染在MR上多表現(xiàn)為不規(guī)則、周邊強(qiáng)化的積液信號(hào)，T1WI呈低信號(hào)，T2WI呈高信號(hào)，且該信號(hào)與假體相通；當(dāng)手術(shù)部位出現(xiàn)軟組織水腫、關(guān)節(jié)積液、骨質(zhì)水腫、骨質(zhì)破壞及引流竇道時(shí)則更支持感染的診斷[12，18-19]，STIR序列上顯示更加明顯。有研究表現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后MRI上板層狀高信號(hào)滑膜炎的出現(xiàn)對(duì)診斷假體周圍感染具有較高的敏感性和特異性[20]。假體周圍骨折線在MRI上呈低信號(hào)，周圍骨髓水腫在T2WI及STIR序列上呈高信號(hào)，伴有骨膜反應(yīng)及軟組織水腫。異位骨化為關(guān)節(jié)周圍軟組織內(nèi)骨質(zhì)沉積，在MRI各序列上同正常骨質(zhì)一致，T1WI、T2WI序列上均為高信號(hào)，STIR序列高信號(hào)可被抑制。假瘤在MRI上多表現(xiàn)為囊實(shí)性腫塊，可與關(guān)節(jié)腔相通，Yanny等[21]報(bào)道假瘤的典型MR表現(xiàn)為假體周圍積液、軟組織腫脹、臀肌腱撕裂、骨質(zhì)流失、神經(jīng)血管損傷等，部分囊性腫塊可進(jìn)展為實(shí)性或囊實(shí)性腫塊。

5 核素骨顯像

目前關(guān)節(jié)置換術(shù)后核醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)主要集中在鑒別無菌性假體松動(dòng)和感染[22]，盡管核醫(yī)學(xué)技術(shù)已有很大進(jìn)展，但其診斷假體周圍感染的準(zhǔn)確性仍存有爭(zhēng)議[5，23-28]。最早臨床上用于診斷假體置換術(shù)后感染的放射學(xué)標(biāo)準(zhǔn)是111In標(biāo)記白細(xì)胞掃描結(jié)合99mTc膠體硫骨掃描，研究顯示其診斷準(zhǔn)確性高達(dá)95%[23]。由于假體周圍感染時(shí)白細(xì)胞常聚集在假體周圍，因此標(biāo)記遷移到感染部位的白細(xì)胞對(duì)于檢測(cè)白細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)過程是非常有用的，并可以區(qū)分假體周圍感染和無菌性假體松動(dòng)[24]，但其特異性較低，臨床上還受到其他感染及抗生素使用的干擾。骨三相掃描作為臨床上最常用的篩查假體周圍感染的方法，其敏感性較高。李欣欣等[25]研究顯示99mTc-MDP骨靜態(tài)顯像對(duì)診斷假體松動(dòng)比較敏感，并可提供假體松動(dòng)的具體部位，對(duì)術(shù)前病情評(píng)價(jià)有重要意義。鄧詠梅等[26]研究認(rèn)為單純延遲的SPECT/CT融合顯像骨-假體彌漫性放射性濃聚診斷為關(guān)節(jié)感染，其靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為80%、77.78%、78.6%；如以血流或血池相任意陽性結(jié)合延遲的SPECT/CT融合顯像陽性診斷關(guān)節(jié)感染，其靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為100%、88.89%、92.9%；延遲的SPECT/CT融合顯像可以對(duì)假體松動(dòng)和感染的具體部位進(jìn)行精準(zhǔn)定位，99Tcm-MDP血流、血池結(jié)合延遲的SPECT/CT融合顯像，在關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)和感染的鑒別診斷中，有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。劉玉珂等[27]研究SPECT/CT顯像診斷人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確性分別為90.9%，71.4%和86.2%。但也有研究不一致的結(jié)論，有研究結(jié)果顯示，骨顯像對(duì)診斷關(guān)節(jié)置換術(shù)后失敗比較敏感，但不能區(qū)分失敗的原因是感染還是無菌性松動(dòng)，因?yàn)殛P(guān)節(jié)置換術(shù)后1年仍有許多非感染患者在骨顯像中表現(xiàn)為假體周圍濃聚[5]。近年來，對(duì)18F-脫氧葡萄糖-正電子發(fā)射斷層掃描（18F-FDG PET）技術(shù)診斷假體周圍感染逐漸成為研究熱點(diǎn)，Aksoy等[28]通過標(biāo)記FDG的白細(xì)胞PET/CT進(jìn)行掃描，得出其診斷靈敏度、特異度、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值分別為93.3%、97.4%、93.3%、97.4%。Kwee等[29]通過Meta分析得出，應(yīng)用18F-FDG PET診斷假體周圍感染的靈敏度為82.1%、特異度為86.6%。

綜上所述，影像學(xué)檢查在關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的評(píng)估中具有重要意義。X線檢查仍是首選的方法，CT檢查可發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)細(xì)微結(jié)構(gòu)，對(duì)評(píng)價(jià)骨溶解有一定的意義。MRI可早期發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)周圍軟組織情況，隨著去金屬偽影技術(shù)的不斷發(fā)展，MRI在評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)置換術(shù)后的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。核素骨顯像可作為上述檢查方法的有益補(bǔ)充，可較好的鑒別關(guān)節(jié)假體周圍感染與松動(dòng)?？傊?，影像學(xué)可較好的評(píng)價(jià)假體置換術(shù)后的并發(fā)癥，指導(dǎo)骨科醫(yī)師制定相應(yīng)的治療手段，進(jìn)一步提高假體的生存率，改善患者的生活質(zhì)量。