DCE-MRI參數對股骨頸骨折患者術后股骨頭壞死的評估

楊俊忠， 胡 浩， 李佳賓， 李 亮， 黃 攀

武漢市江夏區(qū)第一人民醫(yī)院(華中科技大學協(xié)和江南醫(yī)院)骨科， 湖北 武漢 430200

股骨頸骨折是臨床常見的骨科疾病，一般是車禍、高空墜落等高能量損傷造成的，一旦發(fā)生股骨頸骨折并形成移位會導致股骨頭缺血壞死發(fā)生的概率升高，Garden分型是臨床對于股骨頸骨折常用的分型方法，但是有學者發(fā)現(xiàn)無移位的股骨頸骨折術后也有一定股骨頭壞死概率，而且移位骨折也不全都發(fā)生壞死，因此Garden分型對病情嚴重程度的評估有一定局限性[1]。動態(tài)對比增強磁共振成像(DCE-MRI)通過連續(xù)、重復、快速成像方式獲得半定量或定量參數，反映組織微循環(huán)功能，因此在評價股骨近端血流灌注狀況方面效果較好，但是目前臨床對于采用DCE-MRI評價股骨頸骨折患者發(fā)生股骨頭壞死的臨床報道較為時間[2]。故本研究采用DCE-MRI對股骨頸骨折患者股骨頭血液供應差異進行分析，同時探討與術后發(fā)生股骨頭壞死之間的關系，以期為臨床提供相應的依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1—12月在我院實施手術治療的152例股骨頸骨折患者進行回顧性研究。納入標準：患者年齡19～79歲；股骨頸骨折和股骨頭壞死的診斷參考《臨床診療指南-骨科分冊》[3]的標準；患者術后接受至少12個月隨訪；因外傷導致單側股骨頸骨折，術后接受DCE-MRI檢查，在我院接受手術治療；研究對象簽署知情同意書。排除標準：腫瘤發(fā)生骨轉移、原發(fā)性骨腫瘤、骨結核；手術前具有股骨頭壞死；合并大片的軟組織缺損、神經及大血管損傷；影像學資料缺失，無法納入統(tǒng)計；伴有凝血功能障礙或血液系統(tǒng)等基礎性疾病。

1.2 方法

采用GE 3.0T核磁共振掃描儀進行DCE-MRI檢查?；颊哐雠P，掃描范圍包括髖關節(jié)與股骨上段。常規(guī)MRI檢查：橫斷面T2WI序列，參數設置：TR 3080 ms，TE 104 ms，矩陣384× 256，F(xiàn)OV 200 mm×200 mm；冠狀面T1WI序列，參數設置：TR 300 ms，TE 8.4 ms，矩陣288×224，F(xiàn)OV 180 mm×180 mm；冠狀面T2快速反轉恢復序列，參數設置：TR 440 ms，TE 6.8 ms，矩陣224×160，F(xiàn)OV 180 mm×135 mm；層厚均為3 mm。增強磁共振成像序列及參數：動態(tài)增強掃描采用FSE T1WI冠狀位掃描，掃描層面垂直于垂體窩底，自肘靜脈經高壓注射器注入釓噴酸葡胺注射液(Gd-DTPA)，對比劑劑量為0.1 mL/kg，注射速度為2.5 mL/s。共重復掃描7個時相，每個時相掃描時間為3.5 s，共計24.5 s。動態(tài)增強掃描采用LAVA-Flex序列(TR 5.6 ms，TE 1.7 ms，層厚3 mm，層間距3 mm，矩陣=256×160，NEX=1，F(xiàn)OV=25.0 cm×17.5 cm)。術前分別以兩側整個股骨頭、外上象限、內上象限畫取1 cm為感興趣區(qū)(ROI)。將獲取數據導入醫(yī)學影像工作站，使用自帶計算機軟件生成時間-信號強度曲線，讀取首次強化峰值、最大強化峰值、達峰時間。

骨科術后進行康復治療，主要內容包括：肌力訓練、關節(jié)功能訓練，根據患者術后具體情況選擇被動運動、主動運動、抗阻主動運動，訓練時應選擇正確和適當的方法，調節(jié)合適的阻力，尤其是增加負荷訓練不能長期進行憋氣，必要時開展適當的評估。

1.3 統(tǒng)計學處理

2 結果

2.1 股骨頭壞死與非壞死患者的患側外上象限DCE-MRI參數比較

152例股骨頸骨折患者中，術后12個月內未發(fā)生股骨頭壞死的患者有130例(非壞死組)、發(fā)生股骨頭壞死的患者22例(壞死組)；壞死組與非壞死組患者在術前、術后5 d、術后3個月的患側外上象限同一個感興趣區(qū)(ROI)的最大強度、首次峰值差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，壞死組患者在術后5 d、術后3個月的患側外上象限同一個感興趣區(qū)(ROI)的達峰時間均高于非壞死組患者(P<0.05)。見表1。

表1 股骨頭壞死與非壞死患者的患側外上象限DCE-MRI參數比較

2.2 股骨頭壞死與非壞死患者的患側內上象限DCE-MRI參數比較

壞死組與非壞死組患者在術前、術后5 d、術后3個月的患側內上象限同一個感興趣區(qū)(ROI)的最大強度、首次峰值差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，壞死組患者在術后5 d、術后3個月的患側內上象限同一個感興趣區(qū)(ROI)的達峰時間均高于非壞死組患者(P<0.05)。見表2。

表2 股骨頭壞死與非壞死患者的患側內上象限DCE-MRI參數比較

2.3 股骨頭壞死與非壞死患者基線資料比較

壞死組患者的年齡、術前牽引率、Garden分型中Ⅳ型患者占比、非解剖復位率患者占比、術后未接受專業(yè)康復患者的占比，均高于非壞死組患者(P<0.05)。見表3。

表3 股骨頭壞死與非壞死患者各項基線資料的單因素分析結果

2.4 股骨頭壞死與非壞死多因素分析

以患者是否發(fā)生股骨頭壞死作為因變量，以單因素分析具有統(tǒng)計學意義的年齡、術前牽引率、Garden分型中Ⅳ型患者占比、非解剖復位患者占比、術后是否接受專業(yè)康復、術后5 d及術后3個月的達峰時間作為自變量，建立Logistic模型，結果顯示：年齡增大、術前牽引、Garden分型為Ⅳ型、術后5 d外上象限或內上象限的達峰時間延長是股骨頸骨折患者術后發(fā)生股骨頭壞死的獨立危險因素(P<0.05)，術后接受專業(yè)康復是患者發(fā)生股骨頭壞死的保護性因素(P<0.05)。見表4。

表4 股骨頭壞死與非壞死患者各項基線資料的多因素分析的Logistic模型結果

3 討論

近年來股骨頸骨折發(fā)生率呈現(xiàn)升高趨勢，骨折不愈合與股骨頭壞死是術后常見的并發(fā)癥，雖然骨科內固定材料不斷改進以及手術技術不斷提升，骨折愈合率已經顯著升高，但是術后股骨頭壞死發(fā)生率并未降低[4,5]。有學者發(fā)現(xiàn)在骨折后形成移位時的骨折斷端分離，關節(jié)囊與滑膜會出現(xiàn)牽拉與擠壓，嚴重的行程扭曲和痙攣，血液供應出現(xiàn)中斷，因此即使很微小的移位也會引發(fā)股骨頭缺血損傷[6]。本研究分析了股骨頸骨折發(fā)生股骨頭壞死DCE-MRI變化情況，其中壞死組患者在術后5 d、術后3個月的患側外上象限同一個感興趣區(qū)(ROI)的達峰時間均高于非壞死組患者。達峰時間的延長表明了進入該區(qū)域動脈血流量顯著減少，血流流入的不足可能與血管系統(tǒng)的直接損傷和繼發(fā)于關節(jié)出血的骨折所致的囊內填塞效應有關[7]。術后3個月患者達峰時間仍出現(xiàn)延長主要是由于骨折術后處于原始骨痂生成期，內外骨痂生成后，骨內外膜增生，會有新生血管的再生，新骨形成及軟骨組織的轉化，但是也有學者認為灌注參數差異性還有待更進一步研究[8-10]。

本研究還對患者發(fā)生股骨頭壞死的風險因素進行了分析，Garden分型屬于重要的影響因素之一，該分型是按骨折移位的程度劃分，因此骨折移位程度越大、復位質量越差，股骨頭壞死發(fā)生率就越高，Garden分型是股骨頭壞死發(fā)生的風險因素之一。本研究中Garden分型中Ⅳ型患者發(fā)生股骨頭壞死的概率較高，主要是由于骨折端內聚的暴力較大，骨折移位顯著，因此達到股骨頭近端血流顯著減少，軟骨下血流灌注和氧分壓減少，氧耗增加，使得骨細胞缺血、缺氧[11]。復位質量同樣對股骨頭壞死發(fā)生具有影響，骨折端復位不良會導致骨折面承受剪切力增加，股骨頭周圍血管重建受到影響，同時也會引發(fā)股骨頭-髖臼間相互關系改變，骨小梁無法適應髖臼對股骨頭的應力需要就會造成股骨頭壞死[12]。

術前牽引也是造成股骨頭壞死的重要原因，術前牽引無法有效控制患者肢體旋轉，因此當患者肢體處在伸直、內旋位時，關節(jié)囊處于緊張狀態(tài)，關節(jié)容積減小，造成髖關節(jié)囊內壓增高，股骨頭部位血液灌注量降低，造成了動脈血流量減少，增加了股骨頭壞死發(fā)生的概率[13]。在本研究中年齡同樣是影響股骨頭壞死發(fā)生的概率，年齡高的患者由于骨質強度低，而且隨著年齡增長體內鈣不斷流失，更容易出現(xiàn)骨質疏松，股骨頭脆性加強，因此股骨頭血液運行受到影響容易發(fā)生股骨頭壞死[14]。但是也有學者對年齡開展分層研究發(fā)現(xiàn)，年齡低于股骨頸骨折患者術后繼發(fā)股骨頭壞死的發(fā)生率在16%～86%，但是年齡超過60歲患者發(fā)生概率在8.14%～20.8%，考慮由于老年人因骨質強度低于年輕人，創(chuàng)傷暴力較小，股骨頸周圍的血流供應破壞的程度相對較輕，故股骨頭壞死發(fā)生率低[15]。本研究建立Logistic模型發(fā)現(xiàn)年齡增大、術前牽引、Garden分型為Ⅳ型、術后5 d外上象限或內上象限的達峰時間延長是股骨頸骨折患者術后發(fā)生股骨頭壞死的獨立危險因素，可以為臨床預防股骨頭壞死發(fā)生提供相應的依據。同時也提示在骨折術后康復過程中應遵循循序漸進的過程，通過合理的功能訓練恢復患者肢體血液循環(huán)，減輕術后腫脹，維持患者肌肉力量，有效地促進骨折愈合。

綜上，本研究認為DCE-MRI在手術后早期即可判斷股骨頸骨折患者股骨頭血供情況，對于評估患者術后發(fā)生股骨頭壞死具有一定的價值，DCE-MRI灌注參數可作為評價股骨頭血流灌注的重要指標，有助于臨床早期診斷并及時對患者采取干預措施。但是本研究入組病例較少，且DCE-MRI檢查結果會受個體等因素影響，可能導致結果存在偏倚，因此，還需進一步擴大樣本量深入分析論證。