股骨头血液供应及其临床意义

赵德伟 邱兴

·专家笔谈·

股骨头血液供应及其临床意义

赵德伟 邱兴

股骨头； 血液供应； 股骨颈骨折； 股骨头坏死

自20世纪50年代起，解剖学家通过股骨头血管灌注研究证实，股骨头的血供主要来自于股骨颈部的支持带动脉，尤其是上支持带动脉。Trueta等[1]及Tucher[2]的观点认为上支持带动脉的外骺分支是股骨头内最重要的供血动脉。多项股骨头灌注的研究均发现，外骺动脉与股骨头韧带动脉的终末支存在相互交通吻合，据此认为，股骨头内应该有大量自由血管吻合存在。自19世纪20年代开始，人们一直对股骨头圆韧带动脉对股骨头的供血存有怀疑。Sevitt等[3]预先切断股骨颈内下方、外上方或者股骨头圆韧带等股骨头的供血，然后再进行造影剂灌注以便观察存留完整的部分支持带血管在股骨头内的供血区域。关于股骨头血运的研究已经持续了近两个世纪，发明了多种研究技术，但是到目前为止人们对于股骨头血运的认识仍然不够全面。股头坏死在年轻和中年人中发病率相当高[4]。股骨头坏死是一种由多病因导致的疾病，如创伤、使用皮质类固醇、酗酒、镰状细胞病和凝血病等，其共同的病理机制大都是股骨头血液供应遭到破坏，导致骨细胞和骨髓组织的坏死，以及所继发的骨的进行性结构损伤，对病人的健康带来巨大的影响[5]。股骨头动脉供血的研究将为解决股骨头坏死的难题提供思路。

一、股骨头骨外动脉分布

股骨头解剖结构特殊，股骨头供血相对较少，旋股外侧动脉、旋股内侧动脉、臀下动脉和闭孔动脉是其主要的供血动脉，其中又以旋股内侧动脉和旋股外侧动脉最为主要[6]。旋股内侧动脉和旋股外侧动脉大都起于股深动脉。从股深动脉分出的旋股内侧动脉，在股骨颈后内侧发出下支持动脉，在远端股骨颈上外侧发出进入股骨头关节囊内上支持动脉。旋股外侧动脉从股深动脉发出后在股直肌和缝匠肌深处分为升支和降支。在升支段起始处发出横支，横支在向外延伸过程中发出的小支在与旋股内侧动脉吻合形成动脉环。旋股内侧动脉是股骨头供血的最主要动脉，而旋股外侧动脉由于其特殊的解剖位置，现已成为股骨头坏死骨瓣移植最主要供区动脉。赵德伟等[7-8]通过研究发现，旋股外侧动脉横支大转子骨瓣和旋股外侧动脉升支髂骨瓣能很好的用于治疗早中期ONFH病例。

二、股骨头骨内动脉分布

上支持带动脉发出外骺动脉供应股骨头绝大部分(4/5)区域、下支持带动脉发出的下干骺动脉供应股骨头干骺端约2/3区域，前支持带动脉和股骨头圆韧带动脉对股骨头血供不占重要作用。目前大家(解剖学家和骨科医师)一致公认的观点认为，股骨头的供血是分区域供应的，上支持带动脉是股骨头的主要供血动脉。传统的对于股骨头骨内动脉血管分布的研究方法是通过改良血管透明技术来实现的。该股骨头血运研究方法可能存有技术方法方面的缺陷：(1)破坏股骨头血管的整体性，为了对灌注造影剂的股骨头进行清晰的X 线摄片，首先需要对其进行彻底的脱钙，因此需要先对股骨头进行分割(切片)然后再进入脱钙环节，脱钙良好(彻底)后才能进行清晰的X 线摄影。(2)不论如何摆放或者重叠放置股骨头的切片，X线摄片获得的影像始终是二维影像，不能整体三维观察股骨头内血管。

上、下、前支持带动脉的骺血管分支和圆韧带动脉在股骨头内骺板上方相互吻合，连接成网状形成骺基底部动脉网(骺网)

图1 股骨头内血管造影血管分布图[9]

股骨头骨内动脉血供全新认识(图1)：通过灌注纳米硫酸钡Micro-CT扫描，骨内动脉整体三维重建发现，上支持带动脉、下支持带动脉、前支持带动脉的骺血管分支和圆韧带动脉在股骨头内骺板结构的上方相互吻合，连接成网状形成骺基底部动脉网(骺网)，并几乎垂直的向骺内发出1～3级动脉弓状结构；股骨头的动脉供血不分区域；下支持带动脉也是股骨头重要的供血动脉；上支持带动脉、下支持带动脉、前支持带动脉干骺分支在骺板结构的下方形成干骺血管网；传统的穿过骺板达软骨下的医疗操作会损伤骺网和骺内血管弓状结构[9]。股骨头内的动脉循环由股骨头骺循环和干骺循环组成。二者的血管动脉网状吻合方式不同：骺网相对致密规则，平行于骺板并有弓状血管向骺内发出，干骺网相对松散而没有规律性。股骨头骺生长板将股骨头骺循环和干骺循环隔离分开，使两者相互独立，却又通过上支持带动脉、下支持带动脉、前支持带动脉将股骨头骺循环和干骺循环相互沟通，联系在一起。

三、股骨头血液供应的研究

血液供应在股骨头缺血性坏死的病理变化的过程中起着重要作用，如微血流淤滞、血流动力学改变及微血管损伤是股骨头坏死重要的影响因素。因此，研究股骨头中的微血管循环及其与功能的关系非常重要，尤其是对股骨头内微血管三维动态的观察。放射性微球技术，单光子发射计算机断层成像，动态增强磁共振成像，多层螺旋CT灌注成像，激光多普勒血流监测，纳米硫酸钡灌注Micro-CT扫描，超选择DSA血管造影等均用于股骨头血运相关研究[10-13]。

1.纳米硫酸钡灌注Micro-CT扫描：通过向新鲜人体股骨头标本的股动脉以恒定压力130～140 mmHg灌注硫酸钡悬液的方法显示股骨头骨内动脉血管走行、分区、吻合情况。运用Micro-CT扫描三维成像系统，利用三维重建分析软件进行股骨头标本的Micro-CT扫描，并行股骨头骨内血管Micro-CT三维重建[14]。重建后测量血管直径、长度，研究股骨头的供血动脉(各支持带动脉和股骨头圆韧带动脉)在股骨头内分支、吻合分布等三维构筑情况。该方法首次完整的呈现了股骨头内动脉三维分布模式，是一种简单有效的研究股骨头骨内血管研究的技术方法。

2.超选择DSA血管造影：股骨头造影是目前临床上唯一能够直接观察股骨头支持带动脉入骨位置及入骨后血供的方法，能获连续动态影像，便于观察骨折股骨头或坏死股骨头血管存留及动静脉血供状态，为观察和分析血管提供证据，也利于临床医师合理的制定手术方案。

四、DSA血管造影指导临床股骨颈骨折治疗

DSA造影检查能科学地评估股骨颈骨折后股骨头血供受损及各支持带动脉存留的情况，为青壮年股骨颈骨折病人的保头手术提供血运依据。传统的三枚空芯钉置钉技术治疗股骨颈骨折需要穿过骺板，这必然破坏骺网及骺内动脉弓。减少置钉数量、置钉深度，同时保证骨折断端稳定并能正常愈合而避免损伤骺网，骺内动脉弓。因此，全新的保护股骨头内骺基底动脉网、骺内动脉弓的股骨颈骨折内固定理念将能降低股骨头坏死的风险，降低创伤性股骨头坏死的发生率。股骨颈骨折GardenⅠ、Ⅱ移位不明显或者部分移位的可直接行保护血运内固定；GardenⅢ、Ⅳ型移位明显，应先行DSA血管造影评估支持带动脉，若血运存在可行复位保护血运内固定，若血运完全损伤可行内固定结合支持带血管吻合或者带血管蒂骨瓣移植术进行保头治疗。

股骨头内骺基底动脉网、骺内动脉弓的存在，将彻底改变人们对于股骨头分区供血的认识。股骨颈骨折损伤后存留的支持带动脉将能通过骺基底动脉网、骺内动脉弓继续为整个股骨头供血。因此，行股骨颈骨折内固定时应保护骺基底动脉网、骺内动脉弓。这将降低股骨头坏死的风险，避免出现医源性的股骨头坏死。青壮年股骨骨折治疗流程见图2。

股骨颈骨折GardenⅠ、Ⅱ移位不明显或部分移位可直接行保护骺网内固定；GardenⅢ、Ⅳ型移位明显，应先行DSA血管造影评估支持带动脉，若血运存在可行复位保护骺网内固定，若血运完全损伤可行保护骺网内固定结合支持带血管吻合

五、股骨头动脉研究对股骨头坏死分型的新认识

传统的股骨头坏死的分型和分期是建立在既往的股骨头血运认识的基础上的，由于技术的限制，人们对于股骨头的血运认识存在局限性。股骨头内骺基底动脉网和骺内动脉弓的客观存在，上、下、前支持带动脉和股骨头圆韧带动脉都对股骨头的供血有重要作用，各供血动脉之间可以相互代偿。因此，有必要重新根据全新的股骨头血运特点和股骨头的生物力学特点，同时结合其临床的影像学表现和临床症状体征重新认识股骨头坏死的分型、分期及临床治疗。股骨头坏死若位于骺网上方域内仅损伤骺内动脉弓，未破坏骺网，代偿能力较强，可视为早期股骨头坏死，宜及早治疗；股骨头坏死若波及股骨头内骺网，骺网血管吻合受损而导致血供差预后不佳，可视为中期股骨头坏死，此期积极干预尚能获得一定的临床疗效；股骨头坏死若波及股骨近端干骺端，说明坏死已破坏了股骨头内的网状吻合，股骨头内血供破坏大，预后极差。目前的认识或许还不够完善，提出的新的股骨头坏死分型思路仅供参考，尚需要更广泛的探讨和修订，以期达到广泛一致的认同。

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(本文编辑：徐文聃)

10.3969/j.issn.1005-6483.2017.08.002

116000 大连大学附属中山医院骨科

2017-07-03)