影像学检查预测股骨头坏死塌陷的作用分析

庄至坤 吴昭克 唐立明

股骨头坏死是骨科常见的疑难疾病，其自然进展中多出现股骨头塌陷，是导致髋关节功能受限或丧失的主要原因，致残性高。股骨头发生坏死后，其修复也随之进行；但这种修复过程不完全一致，处在死骨与活骨交界处的坏死骨小梁已进入修复期，而处在坏死中心部位的骨小梁尚未修复，此时由于修复不全而出现骨结构损害和力学性能降低，最终导致股骨头塌陷[1]。塌陷是疾病性质转归的关键。有资料表明，约87%的股骨头从塌陷开始至需行全髋关节置换的间隔时间为24个月[2]。目前全髋关节置换对中青年中长期疗效仍难以预料，Babis等[3]报道40岁以下的全髋关节置换15年的保存率为54%～85%。相当比例的青年患者将要接受1次或多次关节翻修，对社会和患者均造成巨大的经济和精神负担。因此，如何准确地预测股骨头塌陷的高危及低危状态，对于治疗方案的选择具有十分重要的作用。本文对影像学检查在预测股骨头坏死塌陷的作用做初步的总结分析。

1 X线片检查对股骨头坏死塌陷的预测作用

X线片分期系统是评价股骨头坏死程度最常见的手段。坏死灶的大小对于股骨头坏死是否发生塌陷有重要指示作用。Kerboul等[4]在股骨头坏死的早期X线片上测量坏死角度，认为在髋关节正侧位片上如坏死角度之和＞200°，塌陷的概率较大。郭东辉[5]认为，股骨头坏死塌陷与软骨下骨厚度密切相关，股骨头坏死后，软骨下骨的承载力下降，当软骨下骨厚度＜3mm时，股骨头坏死塌陷的风险最高。Sugano等[6]通过计算髋关节正侧位X线片上坏死面积占整个股骨头面积的比例进行塌陷预测，发现坏死面积比例＞43%者塌陷的可能性大。但是X线片的影像为多层面重叠，这将在一定程度上影响坏死范围的显示。现阶段，股骨头坏死的分期系统除范围大小外，多加进了坏死区域范围。ARCO分期中，Ⅱ型及Ⅲ型中均加入内侧型、中央型及外侧型等病变部位。庞智辉等[7]根据股骨头应力和坏死分布特征，结合2001年日本骨坏死研究会修订的股骨头坏死的分型标准，创立了蛙位分型，并通过系列研究观察，发现股骨头坏死C1、C2型塌陷率高，保髋手术效果不佳。换言之，若坏死病变累及股骨头外侧柱及外侧壁，塌陷的概率相当高（图1）。

图1 病变累及股骨头外侧柱及外侧壁

2 CT表现对股骨头坏死塌陷的预测作用

CT表现对股骨头坏死塌陷的预测价值常被忽略。早在20世纪80年代，Ficat[8]通过对骨坏死病理组织学的研究发现，当坏死灶波及软骨下骨时，软骨下骨会出现被破骨细胞吸收变薄的现象，对有硬化带形成的股骨头坏死，坏死灶囊性变出现在靠近硬化带的位置是危险信号（图2）。刘朝晖等[9]根据坏死灶的CT变化类型将其分为4型：a型，坏死灶形成硬化带，并且在软骨下骨为连续的硬化带；b型，在软骨下骨为不连续的硬化带；c型，软骨下骨下硬化带形成不明显；d型，没有明显硬化带形成，坏死灶呈均匀中低密度影。该研究结果表明，a型无一例发生塌陷，b型塌陷率为63%，c型塌陷率为76%，d型全部塌陷，说明CT显示软骨下骨均匀增厚或明显“焊接”现象是延迟塌陷的因素；而软骨下骨不连续硬化，或没有明显的硬化带形成，骨小梁结构消失，病灶呈均匀中低密度影，是塌陷的危险因素。临床观察也证实，当CT成像上股骨头软骨下骨皮质断裂，则预示着塌陷已经出现或即将出现（图3）。

图2 坏死灶囊性变出现在靠近硬化带的位置

图3 股骨头软骨下骨皮质断裂

3 MRI表现对于股骨头坏死塌陷的预测作用

MRI自1984年运用于股骨头坏死的诊断后，给股骨头坏死带来了革命性的进展。它对股骨头坏死早期诊断的敏感性和特异性已得到广泛认可。MRI可多层面、多方位成像，T1、T2加权像相结合可清楚显示坏死界限，压脂像可清楚显示骨髓水肿情况。股骨头坏死在坏死区域与正常骨质间存在“线样征”，使得MRI能清楚地勾画坏死区的轮廓，精确测量坏死的大小。许多学者根据股骨头坏死的MRI表现进行塌陷预测取得了较好的结果。Koo等[10]采用MRI对坏死的股骨头进行扫描，在冠状面和矢状面中线位图像上画出T1加权像的坏死角度，计算塌陷指数[塌陷指数＝(冠状位坏死角度/180)×(矢状位坏死角度/180)]，认为坏死面积＜30%为塌陷低危组，30%～40%为中危组，而＞40%为高危组。Sugano等[6]根据T1加权像正中冠状位显示的坏死范围，将股骨头坏死分为3型，A型为坏死区不超过股骨头负重区的内1/3，B型为不超过股骨头负重区的内2/3，C型为坏死超过股骨头负重区的2/3，结果C型2～5年后全部塌陷。张延伟等[11]认为，低信号代表脂肪，包含一种渗出的蛋白酶样物质，还可能有钙化，低信号的下层则为纤维组织、血管组织及组织细胞浸润组成。王刚等[12]的研究显示，低信号区平均骨小梁宽度较低，骨小梁之间离散程度大，机械强度低，易发生微骨折和塌陷。MRI上见横贯股骨头低信号带提示高塌陷风险（图4）。MRI压脂像骨髓水肿征象是判断股骨头塌陷风险的重要标志。Sakai等[13]报道股骨头坏死反应的变化伴随积液增加，沿坏死边界的血管扩大和骨髓水肿，可能代表着股骨头塌陷后的反应进程中的一种炎症改变。他们提出即使影像学上没有股骨头塌陷，MRI上骨髓水肿的出现可能象征着股骨头在微观水平上已经开始塌陷。何伟等[14]依据冠状位扫描的STIR图像将骨髓水肿分为3级，0级：无骨髓水肿或局限在病灶内；1级：骨髓水肿局限于股骨头及股骨颈区；2级：骨髓水肿自股骨头延伸至股骨粗隆下。并指出股骨头坏死Ⅰ～Ⅲ期与骨髓水肿分级呈正相关，随病变程度的加重，骨髓水肿分级平均秩序逐渐加大，提示随着病情加重，骨髓水肿的发生概率和范围也在增加。因此骨髓水肿范围的扩大提示股骨头塌陷风险增加（图5）。从临床角度看，对高危患者及髋关节疼痛者应尽早行MRI检查，以早期确诊，笔者认为早期股骨头坏死MRI表现符合下述条件者定为高危塌陷：①塌陷指数＞40%；②出现横贯股骨头低信号带； ③骨髓水肿。

图4 横贯股骨头低信号带

图5 骨髓水肿

影像学检查对于预测股骨头坏死塌陷十分重要，X线片、CT、MRI各有优缺点，应联合应用。但同时也应该认识到，单纯依靠影像学检查而脱离临床是不严谨的。疼痛的发生及持续时间等临床表现亦是判断股骨头塌陷的重要依据。疼痛一般与塌陷有关，疼痛突然出现或明显加重是塌陷或不稳定发生的时间标志[15]。股骨头坏死患者出现髋关节疼痛，并合并以上所述的高塌陷风险影像学指标，需考虑尽早行手术干预，尽可能保留自身关节以得到良好的远期效果。影像学检查结合临床，才能发挥最大的预测作用。充分认识塌陷、预测塌陷，防治塌陷、采用个体化的治疗手段是股骨头坏死治疗成功的前提。

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