股骨頭缺血性壞死MRI 表現(xiàn)及其與預后的關系

潘小文 董晚亭 但倩

股骨頭缺血性壞死（ONFH）[1-2]是常見的骨科疾病，由外傷、酗酒等多種原因造成股骨頭血運循環(huán)不暢，進而導致骨質(zhì)硬化、骨細胞壞死等病理變化過程，如果不進行治療，在1～3 年內(nèi)高達80%的患者出現(xiàn)股骨頭塌陷，嚴重者甚至會引發(fā)髖關節(jié)骨關節(jié)炎，需要進行髖關節(jié)置換術。早期發(fā)現(xiàn)、早期治療可顯著改善患者預后，但ONFH 發(fā)病隱匿，早期癥狀不明顯，到醫(yī)院就診時多數(shù)已進展到中晚期，給臨床治療帶來很大困難。X 線檢查是根據(jù)機體組織的不同密度，通過放射線對人體成像，具有空間分辨率高等特點，但機體組織與器官重疊時會影響診斷的準確性。X 線檢查可用于篩查ONFH，但人體骨髓脂肪減少時，ONFH患者一般不會產(chǎn)生不適感，由于髖關節(jié)前后2 個骨質(zhì)結構存在重疊，X 線檢查無法在空間上對骨質(zhì)壞死區(qū)域精準定位，無法清楚地顯示股骨頭骨皮質(zhì)的變化，因此X 線檢查早期通常不會發(fā)現(xiàn)異常，分期準確性不高。因此，對臨床上高度懷疑但X線檢查呈陰性的ONFH 病例應行MRI 檢查以明確診斷。目前，臨床上磁共振成像（MRI）[3-4]常用作ONFH 的診斷方式，具有軟組織分辨率高、無放射性、無骨性偽影干擾等優(yōu)勢，主要特點為掃描參數(shù)多、掃描序列豐富，可多方位掃描，具有非常高的特異性，可早期反映股骨頭壞死的范圍和部位。本研究旨在探究ONFH 患者MRI 表現(xiàn)及其與預后的關系，以期為臨床診斷提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019 年1 月至2022 年1 月在四川省骨科醫(yī)院臨床確診的153 例ONFH 患者的病例資料作為研究對象。入院后在對患者髖關節(jié)MRI檢查前均進行X 線檢查，其中男性81 例，女性72例；年齡30～62 歲，平均年齡（41.2±3.8）歲；病程1～17 個月，平均病程（7.59±0.91）個月；長期應用激素者68 例，酒精中毒者19 例，再生障礙性貧血者1 例，受外傷者53 例，無明確病因者12 例。納入標準：①年齡≥18 歲，符合ONFH 診斷標準；②影像學圖像質(zhì)量佳；③患者知情同意。排除標準：①合并骨腫瘤；②髖關節(jié)先天性畸形；③患嚴重基礎性疾病或其他系統(tǒng)性疾??；④精神認知障礙。

1.2 影像學檢查

1.2.1 X 線檢查

所有患者入院后，在接受髖關節(jié)MRI 檢查前均進行X 線檢查。采用日本島津MUX-100DJ 移動X 線機進行髖關節(jié)正位、骨盆正位、股骨頭軸位攝片，范圍包括整個骨盆，配備濾線器，距離為1 m，參數(shù)設置為72 kv、40 mAs。進行壞死部位分期。

1.2.2 MRI 檢查

對所有患者均行MRI 檢查。采用美國GE1.5T核磁共振設備，取仰臥位，雙腳并攏，對患者進行掃描，做冠狀面（T1）、橫斷面（T1、T2）、矢狀面（T1、T2）連續(xù)掃描。T1 加權成像（T1W1）冠狀面掃描層厚/間距為3/0.5 mm，T2 加權成像（T2W1）冠狀面掃描層厚/間距為4/0.5 mm，T2W1 橫斷面掃描層厚/間距為4/0.4 mm，質(zhì)子密度加權（PDW）橫斷面掃描層厚/間距為4/0.4 mm，質(zhì)子密度加權-頻率衰減翻轉(zhuǎn)恢復（PDW-SRAIR）橫軸面掃描層厚/間距為4/0.4 mm，激勵次數(shù)為4 次，使用矩陣為256×256。

1.2.3 圖像分析

由2 位經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師分別對影像片進行獨立閱片，觀察兩側(cè)股骨頭是否存在缺血性壞死及股骨頭壞死部位、壞死體積，最后得出的統(tǒng)一診斷意見即為影像學診斷結果。按照國際骨循環(huán)研究（ARCO）[5]的分期標準進行分期：Ⅰ期為X 線檢查正常，MRI 檢查股骨負重部位顯示斑狀長T1、T2 信號；Ⅱ期為X 線檢查顯示骨硬化，局灶性骨質(zhì)疏松或股骨頭囊性改變，MRI 檢查顯示斑片狀硬化，顯示“線性”；Ⅲ期為X 線檢查顯示壞死區(qū)骨折、塌陷，MRI 檢查顯示股骨頭合并囊變，關節(jié)面出現(xiàn)塌陷；Ⅳ期為X 線檢查顯示骨關節(jié)炎，關節(jié)間隙縮小，髖臼發(fā)生改變，MRI 檢查顯示關節(jié)面塌陷合并退行性變化。

1.3 預后評估

對153 例患者進行髓芯減壓配合植骨治療，術后對患者進行定期臨床隨訪、X 線檢查及MRI 檢查，術后隨訪時間為12 個月，記錄患者預后情況。預后良好[6]：髖關節(jié)疼痛改善，ARCO 分期無進展，且無需進行全髖關節(jié)置換術；預后不良：髖關節(jié)疼痛加重，分期進展為Ⅳ期，需進行全髖關節(jié)置換術。檢出率計算公式為X 線或MRI 檢查檢出的股骨頭壞死數(shù)/術后病理診斷股骨頭壞死數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計學分析

使用SPSS 24.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，以例數(shù)和百分率表示計數(shù)資料，采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 術后病理診斷結果

本研究有153 例ONFH 患者，出現(xiàn)單側(cè)股骨頭壞死84 例，雙側(cè)股骨頭壞死69 例，共計222 個股骨頭壞死；參照ARCO 分期標準[5]，Ⅰ期71 個股骨頭壞死，Ⅱ期88 個股骨頭壞死，Ⅲ期44 個股骨頭壞死，Ⅳ期19 個股骨頭壞死。

2.2 X 線表現(xiàn)

對本組153 例ONFH 患者進行X 線檢查，檢出股骨頭壞死70 例，其中單側(cè)股骨頭壞死30 例，雙側(cè)股骨頭壞死40 例，共計110 個股骨頭壞死（49.55%），股骨頭壞死X 線征象囊性病變檢出率最高，占28.83%。具體X 線表現(xiàn)見表1。

表1 股骨頭壞死患者X 線表現(xiàn)

2.3 MRI 表現(xiàn)

對本組153 例ONFH 患者進行MRI 檢查，檢出股骨頭壞死149 例，其中單側(cè)股骨頭壞死81 例，雙側(cè)股骨頭壞死68 例，共計217 個股骨頭壞死（97.95%），雙線征檢出率最高，占46.40%。具體MRI 表現(xiàn)見表2。

表2 股骨頭壞死患者MRI 表現(xiàn)

2.4 MRI 不同序列檢測結果

PDW-SRAIR 檢出的異常率最高，不同序列檢測MRI 表現(xiàn)異常征象占比見表3。

表3 不同MRI 序列檢測異常征象占比/個（%）

2.5 X 線與MRI 診斷結果比較

術后經(jīng)病理診斷，本組153 例ONFH 患者出現(xiàn)包括222 個股骨頭壞死，Ⅰ期71 個股骨頭壞死，Ⅱ期88 個股骨頭壞死，Ⅲ期19 個股骨頭壞死，Ⅳ期44 個股骨頭壞死。X 線檢查診斷共110 個股骨頭壞死，Ⅰ期0 個股骨頭壞死，Ⅱ期47 個股骨頭壞死，Ⅲ期44 個股骨頭壞死，Ⅳ期19 個股骨頭壞死，檢出率為49.55%（110/222）。MRI 檢查診斷共217個股骨頭壞死，Ⅰ期69 個股骨頭壞死，Ⅱ期85 個股骨頭壞死，Ⅲ期44 個股骨頭壞死，Ⅳ期19 個股骨頭壞死，檢出率為97.95%（217/222）。MRI 檢出率高于X 線（χ2＝132.867，P＜0.05）。

2.6 預后情況

94 例患者預后良好，59 例患者預后不良。預后良好組包含161 個股骨頭，預后不良組包含61個股骨頭。預后不良組19 個股骨頭發(fā)展為Ⅳ期，42 個股骨頭行全髖關節(jié)置換術。預后良好組MRI檢查顯示股骨頭光滑，T1 及T2 加權圖像呈高信號，股骨頭呈低信號；預后不良組MRI 檢查顯示斑片狀硬化，“線性”股骨頭合并囊變，關節(jié)面塌陷合并退行性變化。預后不良組股骨頭形態(tài)改變、脊髓水腫、關節(jié)腔積液、T1W1 低信號、T2W1 高信號、雙線征占比均高于預后良好組（P＜0.05），見下頁表4。

表4 兩組患者MRI 特點比較/個 (%)

2.7 典型病例

早期ONFH 患者影像學資料見下頁圖1。

圖1 早期ONFH患者MRI影像 a、b. 右側(cè)股骨頭關節(jié)面下見斑片狀混雜長T1，壓脂高信號影，股骨頭關節(jié)面塌陷 c、d. 冠狀壓脂序列，有高信號影 e. 矢狀壓脂序列，有高信號影

3 討論

髖關節(jié)在人體中起到承重、緩沖和吸收震蕩的作用。而股骨頭是髖關節(jié)最重要的組成部分，在很大程度上股骨頭壞死會導致患者髖關節(jié)功能障礙。ONFH 是由于骨血供不暢所致，血供沿股骨頭分布，在受到外傷或非外傷的情況下，致使股骨頭血供減少或中斷，從而造成骨細胞壞死，骨陷窩空虛。隨后產(chǎn)生新生血管和新生骨，肉芽組織增生，致使大量新生骨形成[7]。在負重狀態(tài)下，股骨頭關節(jié)面發(fā)生塌陷，造成髖關節(jié)骨關節(jié)炎。其屬進展性疾病，且一旦發(fā)病會造成不可逆的病理改變，嚴重損害髖關節(jié)功能[8]。對ONFH 進行早期診斷，明確其分期，可為臨床治療提供最佳方案，提高臨床療效及預后。目前臨床診斷ONFH 患者的主要方法有X 線、CT 以及MRI 檢查[9-11]。早期人體骨髓脂肪減少時，患者一般不會產(chǎn)生不適感，髖關節(jié)前后2 個骨質(zhì)結構存在重疊，無法在空間上對骨質(zhì)壞死區(qū)域精準定位，無法清楚地顯示股骨頭骨皮質(zhì)的變化，因此X 線檢查通常不會發(fā)現(xiàn)異常，導致早期診斷精度不高，分期準確性不高。CT 檢查具有較高的分辨率，可獲得較為準確的橫斷位斷層圖像，但在患者股骨頭未發(fā)生骨質(zhì)改變的情況下，CT 檢查對早期ONFH 的診斷較困難。MRI 檢查可明確早期骨髓細胞是否出現(xiàn)異常，在診斷ONFH 中具有較高的特異性和敏感性。

本研究發(fā)現(xiàn)，早期ONFH 患者MRI 典型影像征象是雙線征、關節(jié)囊腫脹、關節(jié)腔積液，導致此影像學征象的解剖學特點主要與ONFH 后早期炎癥反應有關。與X 線檢查相比，MRI 檢查軟組織密度分辨率最佳，發(fā)生ONFH 后，解剖特點呈現(xiàn)負重區(qū)軟骨下骨折，股骨頭塌陷，股骨頭出現(xiàn)炎癥反應。MRI 表現(xiàn)的“雙線征”[12-13]即在股骨頭壞死區(qū)發(fā)現(xiàn)不規(guī)則線，表示信號異常，病灶周圍出現(xiàn)環(huán)形或半環(huán)形信號，在線影外部可看到硬化變化，表現(xiàn)為低信號，內(nèi)側(cè)組織肉芽是充血部位，表現(xiàn)為高信號，隨著病情逐漸發(fā)展，分期升高，壞死組織被全面吸收，取而代之的是新生纖維和肉芽組織。而在疾病早期，X 線檢查無異常，僅表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松。若患者髖關節(jié)伴有水腫，MRI 檢查圖像顯示T2W1 高信號、T1W1 低信號。ONFH 患者疾病發(fā)展到Ⅳ期時，出現(xiàn)新的硬化骨組織和纖維組織，這些組織完全取代原來的股骨頭壞死部位。此時患者的MRI 檢查顯示為T2W1、T1W1 低信號。若ONFH 患者疾病持續(xù)進展，股骨頭性狀將發(fā)生變化，表現(xiàn)為骨關節(jié)炎。因此，通過MRI 技術對患者進行檢查，能準確反映股骨頭病變狀態(tài)和關節(jié)腔的變化。不同MRI 序列具有不同的側(cè)重點，相應的MRI 序列對疾病的診斷價值也各不相同[14]，T1W1圖像清晰顯示出組織部位解剖形態(tài)；T2W1 序列對組織病理學變化具有更高的靈敏性；PDW 序列的主要來源是組織中氫質(zhì)子；PDW-SPAIR 序列能夠較清楚反映骨髓水腫、關節(jié)腔積液等癥狀，且顯示出的圖像更清晰、層次更豐富。本研究可看出，PDW-SPAIR 序列對股骨頭信號異常、骨髓水腫以及關節(jié)腔積液的檢出率更高，說明PDW-SPAIR 序列可有效診斷ONFH 患者，原因為股骨頭壞死區(qū)在PDW-SPAIR 序列表現(xiàn)為黑色背景下高信號。

本研究發(fā)現(xiàn)，對于ONFH 患者，MRI 檢查檢出率高于X 線檢查（P＜0.05），說明MRI 檢查準確性更高，考慮原因是在疾病早期，X 線檢查無法在空間上對骨質(zhì)壞死區(qū)域精準定位，表現(xiàn)無異常，僅表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松；而MRI 檢查可明確患者壞死部位和具體解剖形態(tài)，能夠精準顯示患者壞死部位和早期骨髓組織異常現(xiàn)象，顯示股骨頭雙線征、關節(jié)腔積液等影像學征象，能夠檢出早期ONFH患者，因此MRI 檢查檢出率更高。

本研究發(fā)現(xiàn)，患者預后良好組和預后不良組MRI 表現(xiàn)明顯不同，預后良好組髖關節(jié)疼痛改善，炎癥吸收，MRI 圖像顯示股骨頭光滑，T1 及T2 加權圖像呈高信號，股骨頭呈低信號；預后不良組髖關節(jié)疼痛加重，分期進展為Ⅳ期，需要進行全髖關節(jié)置換術，MRI 檢查顯示斑片狀硬化，顯示“線性”股骨頭合并囊變，關節(jié)面塌陷合并退行性變化，故預后不良組股骨頭形態(tài)改變、脊髓水腫、關節(jié)腔積液、T1W1 低信號、T2W1 高信號、雙線征占比均高于預后良好組（P＜0.05），說明ONFH患者的MRI 表現(xiàn)與預后存在極大關聯(lián)性。其原因在于MRI 檢查具有高分辨率、全方位等優(yōu)勢，能精準識別軟組織。經(jīng)MRI 檢查的ONFH 患者可明確壞死部位和具體解剖形態(tài)，能精準顯示壞死部位和早期骨髓組織異?，F(xiàn)象，顯示股骨頭雙線征、關節(jié)腔積液等影像學征象。因此，通過MRI 檢查可較早發(fā)現(xiàn)ONFH 患者，使醫(yī)生可根據(jù)患者病情選擇最佳的治療方案，提高臨床療效及預后。

綜上所述，ONFH 患者特異性MRI 征象為股骨頭塌陷與關節(jié)腔積液，可有效指導ONFH 疾病分期，有助于指導預后評估，具有一定臨床參考價值。