骨髓水腫與股骨頭壞死病情進(jìn)展的關(guān)系

姜?jiǎng)倥剩鋾悦鳎T一清，雷文峰，鄭石林，王富華，阮鵬

(1 武漢市第三醫(yī)院，武漢430074；2 廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院)

股骨頭缺血壞死是由各種病因?qū)е鹿晒穷^血液供應(yīng)損傷而引起軟骨下骨變性、壞死，繼而造成股骨頭塌陷，最終導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎改變。骨髓水腫是股骨頭壞死過(guò)程中常伴有的一種征象，廣泛存在于病灶周?chē)鶾1]，在股骨頭壞死早期即可出現(xiàn)，但其與病情進(jìn)展的關(guān)系尚不清楚。股骨頭壞死常伴有關(guān)節(jié)腔積液及硬化帶、塌陷等影像學(xué)變化，如能明確骨髓水腫與股骨頭壞死常見(jiàn)癥狀和體征的關(guān)系，將有助于病情評(píng)估和預(yù)后判斷。為此，我們進(jìn)行了如下研究。現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2013年2月～2018年2月廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院收治的成人非創(chuàng)傷性股骨頭壞死患者125例221髖。所有患者符合《股骨頭壞死臨床診療規(guī)范(2015版)》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合股骨頭壞死診斷標(biāo)準(zhǔn)且無(wú)明確創(chuàng)傷性因素；②治療前1個(gè)月內(nèi)行髖關(guān)節(jié)X線、CT及MRI檢查，并至少獲得連續(xù)2次影像學(xué)資料；③年齡>18歲，性別不限。排除標(biāo)準(zhǔn)：①創(chuàng)傷性股骨頭壞死者；②合并一過(guò)性滑膜炎、骨性關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松等疾病者；③影像學(xué)資料不全或圖像質(zhì)量不高者。其中，男100例、女25例，年齡18～67(35.2±3.4)歲；髖關(guān)節(jié)骨髓水腫分級(jí)[1]：0級(jí)73髖，Ⅰ級(jí)32髖，Ⅱ級(jí)61髖，Ⅲ級(jí)55髖。本研究經(jīng)廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者或其家屬知情同意。

1.2 髖關(guān)節(jié)影像學(xué)檢查

1.2.1 X線檢查 治療前，采用Siemens Select DR手動(dòng)曝光技術(shù)拍攝患者雙髖關(guān)節(jié)正位、蛙位片。曝光參數(shù)：膠片間距70～90 cm，電壓75 kV，電流20 mA，曝光時(shí)間50 ms，曝光指數(shù)1 600。

1.2.2 CT檢查 治療前，采用GE Discovery CT750 HD寶石能譜CT高速全容積掃描結(jié)構(gòu)模式，掃描患者仰臥位雙髖關(guān)節(jié)。掃描范圍從髂翼下緣至股骨中段。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流348 mA，層厚5 mm，層間距5 mm，準(zhǔn)直寬度1.25 mm，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.6 s，矩陣512×512。其中，軟組織窗窗寬350 HU、窗位40 HU，骨窗窗寬2 500 HU、窗位350 HU。

1.2.3 MRI檢查 治療前，采用GE Signa HDx 3.0T磁共振掃描儀腹部相控陣表面線圈，掃描患者仰臥位雙髖關(guān)節(jié)。掃描序列：冠狀位fs T2WI、橫軸位fs T2WI、斜矢狀位(以股骨頸長(zhǎng)軸為切面掃描)T1WI，相位編碼防止偽影干擾方向?yàn)榍昂笙?。掃描參?shù)：①冠狀位fs T2WI序列：TR 2 517 ms，TE 42 ms，層厚3 mm，層間距0.3 mm，F(xiàn)OV 360 mm×360 mm；②橫軸位fs T2WI序列：TR 2 900 ms，TE 85 ms，層厚3 mm，層間距0.6 mm，F(xiàn)OV 310 mm×310 mm；④斜矢狀位T1WI序列：TR 617 ms，TE 16 ms，層厚4 mm，層間距0.5 mm，F(xiàn)OV 260 mm×260 mm。

1.3 相關(guān)指標(biāo)觀察

1.3.1 硬化帶 X線片或CT圖像在股骨頭壞死區(qū)與正常交界區(qū)出現(xiàn)不規(guī)則片狀、條帶狀較高密度影，即為硬化帶。

1.3.2 塌陷 X線片、CT或MRI圖像股骨頭表面骨皮質(zhì)不連續(xù)、斷裂為塌陷[2]，如軟骨下骨折、股骨頭凹陷、臺(tái)階征、新月征等。

1.3.3 關(guān)節(jié)腔積液 MRI圖像在髖關(guān)節(jié)腔區(qū)域出現(xiàn)弧形或條片狀T1WI、LAVA FLEX低信號(hào)以及fs T2WI高信號(hào)為關(guān)節(jié)腔積液。參照Mitchell等[3]方法將關(guān)節(jié)腔積液分為4級(jí)：0級(jí)，關(guān)節(jié)腔內(nèi)無(wú)明顯積液；Ⅰ級(jí)，關(guān)節(jié)腔隱窩內(nèi)可見(jiàn)少量液體；Ⅱ級(jí)，關(guān)節(jié)腔內(nèi)可見(jiàn)中等量積液包繞股骨頸周?chē)?；Ⅲ?jí)：關(guān)節(jié)腔內(nèi)可見(jiàn)大量積液并擴(kuò)散至關(guān)節(jié)囊周?chē)镊难』つ覂?nèi)，呈梭形或橢圓形改變。

1.3.4 壞死區(qū)定位標(biāo)記方法 橫軸位標(biāo)記法：通過(guò)MRI圖像由上至下分層標(biāo)記有無(wú)壞死病灶，并分析壞死病灶發(fā)生的概率；冠狀位MRI標(biāo)記方法由前至后，在fs T2WI冠狀面設(shè)定顯露股骨頭頸部最大、最完整的層面作為正中位，將其標(biāo)記為第0層(AP0)。正中位之前的層面，由后向前依次類推標(biāo)記為1、2、3、4……層(A1、A2、A3、A4……層)；正中位之后的層面，由前向后分別依次類推標(biāo)記為1、2、3、4……層(P1、P2、P3、P4……層)。按照這種標(biāo)記方法通過(guò)PACS影像診斷系統(tǒng)由前向后逐層標(biāo)記。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)分析或Kendall秩相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 股骨頭壞死區(qū)硬化帶與骨髓水腫的關(guān)系 221髖中，出現(xiàn)硬化帶167髖、未出現(xiàn)硬化帶54髖。出現(xiàn)硬化帶的167髖中，骨髓水腫分級(jí)0級(jí)49髖、Ⅰ級(jí)27髖、Ⅱ級(jí)46髖、Ⅲ級(jí)45髖；未出現(xiàn)硬化帶的54髖中，骨髓水腫分級(jí)0級(jí)24髖、Ⅰ級(jí)5髖、Ⅱ級(jí)15髖、Ⅲ級(jí)10髖。相關(guān)分析顯示，股骨頭壞死區(qū)硬化帶與骨髓水腫分級(jí)無(wú)關(guān)(P>0.05)。

2.2 股骨頭壞死區(qū)塌陷與骨髓水腫的關(guān)系 221髖中，出現(xiàn)塌陷111髖、未出現(xiàn)塌陷110髖。出現(xiàn)塌陷的111髖中，骨髓水腫分級(jí)0級(jí)13髖、Ⅰ級(jí)23髖、Ⅱ級(jí)41髖、Ⅲ級(jí)34髖；未出現(xiàn)塌陷的110髖中，骨髓水腫分級(jí)0級(jí)60髖、Ⅰ級(jí)9髖、Ⅱ級(jí)20髖、Ⅲ級(jí)21髖。相關(guān)分析顯示，股骨頭壞死區(qū)塌陷與骨髓水腫分級(jí)有關(guān)(P<0.05)。

2.3 髖關(guān)節(jié)積液與骨髓水腫的關(guān)系 221髖中，髖關(guān)節(jié)腔積液0級(jí)11例、Ⅰ級(jí)67例、Ⅱ級(jí)69例、Ⅲ級(jí)74例。其中，髖關(guān)節(jié)腔積液分級(jí)0級(jí)的11髖中，骨髓水腫0級(jí)10髖、Ⅰ級(jí)1髖、Ⅱ級(jí)0髖、Ⅲ級(jí)0髖；髖關(guān)節(jié)腔積液分級(jí)Ⅰ級(jí)的67髖中，骨髓水腫0級(jí)42髖、Ⅰ級(jí)8髖、Ⅱ級(jí)9髖、Ⅲ級(jí)8髖；髖關(guān)節(jié)腔積液分級(jí)Ⅱ級(jí)的69髖中，骨髓水腫0級(jí)14髖、Ⅰ級(jí)10髖、Ⅱ級(jí)26髖、Ⅲ級(jí)19髖；髖關(guān)節(jié)腔積液分級(jí)Ⅲ級(jí)的74髖中，骨髓水腫0級(jí)7髖、Ⅰ級(jí)13髖、Ⅱ級(jí)26髖、Ⅲ級(jí)28髖。相關(guān)分析顯示，髖關(guān)節(jié)積液與骨髓水腫分級(jí)有關(guān)(P<0.05)。

2.4 股骨頭壞死方位與骨髓水腫的關(guān)系 221髖中，出現(xiàn)水腫帶148髖。其中，冠狀位A5區(qū)出現(xiàn)53髖股骨頭壞死、84髖骨髓水腫，冠狀位A4區(qū)出現(xiàn)84髖股骨頭壞死、96髖骨髓水腫，冠狀位A3區(qū)出現(xiàn)189髖股骨頭壞死、112髖骨髓水腫，冠狀位A2區(qū)出現(xiàn)216髖股骨頭壞死、121髖骨髓水腫，冠狀位A1區(qū)出現(xiàn)217髖股骨頭壞死、134髖骨髓水腫，冠狀位AP0區(qū)出現(xiàn)210髖股骨頭壞死、139髖骨髓水腫，冠狀位P1區(qū)出現(xiàn)161髖股骨頭壞死、123髖骨髓水腫，冠狀位P2區(qū)出現(xiàn)89髖股骨頭壞死、94髖骨髓水腫，冠狀位P3區(qū)出現(xiàn)45髖股骨頭壞死、74髖骨髓水腫，冠狀位P4區(qū)出現(xiàn)30髖股骨頭壞死、51髖骨髓水腫，冠狀位P5區(qū)出現(xiàn)27髖股骨頭壞死、31髖骨髓水腫。相關(guān)分析顯示，股骨頭壞死方位與骨髓水腫方位有關(guān)(P均<0.05)。

3 討論

股骨頭壞死在臨床上比較多見(jiàn)，也是骨科領(lǐng)域的世界性難題和挑戰(zhàn)[4]。骨髓水腫是股骨頭壞死過(guò)程中常見(jiàn)的伴隨征象，其典型的影像學(xué)表現(xiàn)為壞死灶附近、股骨頭頸部或粗隆間以及股骨干上區(qū)出現(xiàn)片狀或帶狀模糊信號(hào)，T1WI呈低信號(hào)、T2WI呈高信號(hào)，在脂肪抑制T2WI及STIR序列上呈更明顯的高信號(hào)帶。骨髓水腫一般出現(xiàn)在股骨頭壞死的中晚期，以ARCO Ⅲ、Ⅳ期最為多見(jiàn)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)骨髓水腫產(chǎn)生的原因尚無(wú)一致意見(jiàn)，涉及創(chuàng)傷、激素、機(jī)械應(yīng)力改變等因素[1]。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，機(jī)械應(yīng)力改變是導(dǎo)致骨髓水腫的重要原因。股骨頭內(nèi)應(yīng)力不均，骨髓內(nèi)壓力增加、局部充血，細(xì)胞內(nèi)液外滲后出現(xiàn)反應(yīng)性水腫，在影像學(xué)上即呈現(xiàn)骨髓水腫征象。

股骨頭壞死常伴有硬化帶、塌陷等影像學(xué)變化。有學(xué)者認(rèn)為，硬化帶是股骨頭壞死自身修復(fù)能力的體現(xiàn)，完整的硬化帶對(duì)股骨頭的機(jī)械支撐作用有利于延遲和預(yù)防塌陷，但在壞死交接地帶形成過(guò)厚的硬化帶會(huì)影響甚至中斷壞死灶修復(fù)[5]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，硬化帶存在與否與骨髓水腫程度無(wú)關(guān)。但硬化帶產(chǎn)生的硬化骨質(zhì)會(huì)影響周?chē)芾^續(xù)向壞死區(qū)長(zhǎng)入，成為壞死修復(fù)的一個(gè)不利因素[5]，臨床應(yīng)予重視。有研究通過(guò)顯微CT三維重建發(fā)現(xiàn)，壞死組軟骨下骨小梁大范圍結(jié)構(gòu)破壞或軟骨下骨不同程度骨折時(shí)極易出現(xiàn)塌陷，提示已達(dá)到ARCO Ⅲ期，這種塌陷主要與壞死的范圍和程度有關(guān)[6～8]。因此，推測(cè)股骨頭壞死區(qū)承載力薄弱處出現(xiàn)骨皮質(zhì)斷裂時(shí)出現(xiàn)骨髓水腫的可能性最大[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，股骨頭壞死區(qū)塌陷后出現(xiàn)骨髓水腫的概率明顯高于未塌陷者[10，11]。雷新瑋等[12]研究亦發(fā)現(xiàn)，股骨頭壞死范圍大且信號(hào)混雜，合并骨髓水腫、關(guān)節(jié)腔積液時(shí)，預(yù)示著股骨頭塌陷風(fēng)險(xiǎn)較高。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)論基本相符。由此，我們認(rèn)為骨髓水腫可能是由于壞死區(qū)骨小梁微骨折，導(dǎo)致股骨頭生物力學(xué)結(jié)構(gòu)改變，繼而導(dǎo)致髓內(nèi)血管損傷引起的，可提示股骨頭壞死進(jìn)展[13]。

在股骨頭承重區(qū)發(fā)生股骨頭塌陷、髖關(guān)節(jié)腔積液時(shí)，常伴隨骨髓水腫征象。目前對(duì)這一現(xiàn)象的具體機(jī)制尚不清楚。有研究認(rèn)為，股骨頭壞死導(dǎo)致的關(guān)節(jié)面破壞和繼發(fā)性骨性關(guān)節(jié)炎，可引起滑膜血管翳增多、骨內(nèi)壓增高及周?chē)o脈回流不暢，刺激滑膜充血、水腫，從而形成關(guān)節(jié)腔積液[14]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，股骨頭壞死時(shí)關(guān)節(jié)腔積液分級(jí)越高，出現(xiàn)骨髓水腫概率越大且骨髓水腫程度越明顯，這可能與關(guān)節(jié)炎性物質(zhì)分泌增多有關(guān)。因此，骨髓水腫程度可反映股骨頭壞死進(jìn)展程度，與宋震宇等[14]報(bào)道基本一致。于潼等[15，16]對(duì)股骨頭壞死區(qū)方位研究發(fā)現(xiàn)，在冠狀位上出現(xiàn)股骨頭壞死及骨髓水腫的層面多見(jiàn)于解剖面上的股骨頭上方、前外上方，這些層面是人體生物力學(xué)中的承重區(qū)域。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，股骨頭壞死承重區(qū)骨髓水腫的出現(xiàn)，易出現(xiàn)股骨頭塌陷，可提示病情進(jìn)展。

綜上所述，骨髓水腫是股骨頭壞死的重要伴隨征象，與股骨頭壞死區(qū)塌陷、髖關(guān)節(jié)積液及股骨頭壞死方位有關(guān)，可提示病情進(jìn)展，臨床應(yīng)予重視。