骨髓水肿与股骨头坏死病情进展的关系

姜胜攀，冷晓明，谭一清，雷文峰，郑石林，王富华，阮鹏

(1 武汉市第三医院，武汉430074；2 广州中医药大学第一附属医院)

股骨头缺血坏死是由各种病因导致股骨头血液供应损伤而引起软骨下骨变性、坏死，继而造成股骨头塌陷，最终导致髋关节骨性关节炎改变。骨髓水肿是股骨头坏死过程中常伴有的一种征象，广泛存在于病灶周围[1]，在股骨头坏死早期即可出现，但其与病情进展的关系尚不清楚。股骨头坏死常伴有关节腔积液及硬化带、塌陷等影像学变化，如能明确骨髓水肿与股骨头坏死常见症状和体征的关系，将有助于病情评估和预后判断。为此，我们进行了如下研究。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2013年2月～2018年2月广州中医药大学第一附属医院收治的成人非创伤性股骨头坏死患者125例221髋。所有患者符合《股骨头坏死临床诊疗规范(2015版)》中的诊断标准。纳入标准：①符合股骨头坏死诊断标准且无明确创伤性因素；②治疗前1个月内行髋关节X线、CT及MRI检查，并至少获得连续2次影像学资料；③年龄>18岁，性别不限。排除标准：①创伤性股骨头坏死者；②合并一过性滑膜炎、骨性关节炎、骨质疏松等疾病者；③影像学资料不全或图像质量不高者。其中，男100例、女25例，年龄18～67(35.2±3.4)岁；髋关节骨髓水肿分级[1]：0级73髋，Ⅰ级32髋，Ⅱ级61髋，Ⅲ级55髋。本研究经广州中医药大学第一附属医院医学伦理委员会批准，患者或其家属知情同意。

1.2 髋关节影像学检查

1.2.1 X线检查 治疗前，采用Siemens Select DR手动曝光技术拍摄患者双髋关节正位、蛙位片。曝光参数：胶片间距70～90 cm，电压75 kV，电流20 mA，曝光时间50 ms，曝光指数1 600。

1.2.2 CT检查 治疗前，采用GE Discovery CT750 HD宝石能谱CT高速全容积扫描结构模式，扫描患者仰卧位双髋关节。扫描范围从髂翼下缘至股骨中段。扫描参数：管电压120 kV，管电流348 mA，层厚5 mm，层间距5 mm，准直宽度1.25 mm，球管旋转时间0.6 s，矩阵512×512。其中，软组织窗窗宽350 HU、窗位40 HU，骨窗窗宽2 500 HU、窗位350 HU。

1.2.3 MRI检查 治疗前，采用GE Signa HDx 3.0T磁共振扫描仪腹部相控阵表面线圈，扫描患者仰卧位双髋关节。扫描序列：冠状位fs T2WI、横轴位fs T2WI、斜矢状位(以股骨颈长轴为切面扫描)T1WI，相位编码防止伪影干扰方向为前后向。扫描参数：①冠状位fs T2WI序列：TR 2 517 ms，TE 42 ms，层厚3 mm，层间距0.3 mm，FOV 360 mm×360 mm；②横轴位fs T2WI序列：TR 2 900 ms，TE 85 ms，层厚3 mm，层间距0.6 mm，FOV 310 mm×310 mm；④斜矢状位T1WI序列：TR 617 ms，TE 16 ms，层厚4 mm，层间距0.5 mm，FOV 260 mm×260 mm。

1.3 相关指标观察

1.3.1 硬化带 X线片或CT图像在股骨头坏死区与正常交界区出现不规则片状、条带状较高密度影，即为硬化带。

1.3.2 塌陷 X线片、CT或MRI图像股骨头表面骨皮质不连续、断裂为塌陷[2]，如软骨下骨折、股骨头凹陷、台阶征、新月征等。

1.3.3 关节腔积液 MRI图像在髋关节腔区域出现弧形或条片状T1WI、LAVA FLEX低信号以及fs T2WI高信号为关节腔积液。参照Mitchell等[3]方法将关节腔积液分为4级：0级，关节腔内无明显积液；Ⅰ级，关节腔隐窝内可见少量液体；Ⅱ级，关节腔内可见中等量积液包绕股骨颈周围；Ⅲ级：关节腔内可见大量积液并扩散至关节囊周围的髂腰肌滑膜囊内，呈梭形或椭圆形改变。

1.3.4 坏死区定位标记方法 横轴位标记法：通过MRI图像由上至下分层标记有无坏死病灶，并分析坏死病灶发生的概率；冠状位MRI标记方法由前至后，在fs T2WI冠状面设定显露股骨头颈部最大、最完整的层面作为正中位，将其标记为第0层(AP0)。正中位之前的层面，由后向前依次类推标记为1、2、3、4……层(A1、A2、A3、A4……层)；正中位之后的层面，由前向后分别依次类推标记为1、2、3、4……层(P1、P2、P3、P4……层)。按照这种标记方法通过PACS影像诊断系统由前向后逐层标记。

1.4 统计学方法 采用SPSS22.0统计软件。计数资料比较采用χ2检验。相关性分析采用Spearman相关分析或Kendall秩相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 股骨头坏死区硬化带与骨髓水肿的关系 221髋中，出现硬化带167髋、未出现硬化带54髋。出现硬化带的167髋中，骨髓水肿分级0级49髋、Ⅰ级27髋、Ⅱ级46髋、Ⅲ级45髋；未出现硬化带的54髋中，骨髓水肿分级0级24髋、Ⅰ级5髋、Ⅱ级15髋、Ⅲ级10髋。相关分析显示，股骨头坏死区硬化带与骨髓水肿分级无关(P>0.05)。

2.2 股骨头坏死区塌陷与骨髓水肿的关系 221髋中，出现塌陷111髋、未出现塌陷110髋。出现塌陷的111髋中，骨髓水肿分级0级13髋、Ⅰ级23髋、Ⅱ级41髋、Ⅲ级34髋；未出现塌陷的110髋中，骨髓水肿分级0级60髋、Ⅰ级9髋、Ⅱ级20髋、Ⅲ级21髋。相关分析显示，股骨头坏死区塌陷与骨髓水肿分级有关(P<0.05)。

2.3 髋关节积液与骨髓水肿的关系 221髋中，髋关节腔积液0级11例、Ⅰ级67例、Ⅱ级69例、Ⅲ级74例。其中，髋关节腔积液分级0级的11髋中，骨髓水肿0级10髋、Ⅰ级1髋、Ⅱ级0髋、Ⅲ级0髋；髋关节腔积液分级Ⅰ级的67髋中，骨髓水肿0级42髋、Ⅰ级8髋、Ⅱ级9髋、Ⅲ级8髋；髋关节腔积液分级Ⅱ级的69髋中，骨髓水肿0级14髋、Ⅰ级10髋、Ⅱ级26髋、Ⅲ级19髋；髋关节腔积液分级Ⅲ级的74髋中，骨髓水肿0级7髋、Ⅰ级13髋、Ⅱ级26髋、Ⅲ级28髋。相关分析显示，髋关节积液与骨髓水肿分级有关(P<0.05)。

2.4 股骨头坏死方位与骨髓水肿的关系 221髋中，出现水肿带148髋。其中，冠状位A5区出现53髋股骨头坏死、84髋骨髓水肿，冠状位A4区出现84髋股骨头坏死、96髋骨髓水肿，冠状位A3区出现189髋股骨头坏死、112髋骨髓水肿，冠状位A2区出现216髋股骨头坏死、121髋骨髓水肿，冠状位A1区出现217髋股骨头坏死、134髋骨髓水肿，冠状位AP0区出现210髋股骨头坏死、139髋骨髓水肿，冠状位P1区出现161髋股骨头坏死、123髋骨髓水肿，冠状位P2区出现89髋股骨头坏死、94髋骨髓水肿，冠状位P3区出现45髋股骨头坏死、74髋骨髓水肿，冠状位P4区出现30髋股骨头坏死、51髋骨髓水肿，冠状位P5区出现27髋股骨头坏死、31髋骨髓水肿。相关分析显示，股骨头坏死方位与骨髓水肿方位有关(P均<0.05)。

3 讨论

股骨头坏死在临床上比较多见，也是骨科领域的世界性难题和挑战[4]。骨髓水肿是股骨头坏死过程中常见的伴随征象，其典型的影像学表现为坏死灶附近、股骨头颈部或粗隆间以及股骨干上区出现片状或带状模糊信号，T1WI呈低信号、T2WI呈高信号，在脂肪抑制T2WI及STIR序列上呈更明显的高信号带。骨髓水肿一般出现在股骨头坏死的中晚期，以ARCO Ⅲ、Ⅳ期最为多见。目前，国内外学者对骨髓水肿产生的原因尚无一致意见，涉及创伤、激素、机械应力改变等因素[1]。多数学者认为，机械应力改变是导致骨髓水肿的重要原因。股骨头内应力不均，骨髓内压力增加、局部充血，细胞内液外渗后出现反应性水肿，在影像学上即呈现骨髓水肿征象。

股骨头坏死常伴有硬化带、塌陷等影像学变化。有学者认为，硬化带是股骨头坏死自身修复能力的体现，完整的硬化带对股骨头的机械支撑作用有利于延迟和预防塌陷，但在坏死交接地带形成过厚的硬化带会影响甚至中断坏死灶修复[5]。本研究结果发现，硬化带存在与否与骨髓水肿程度无关。但硬化带产生的硬化骨质会影响周围血管继续向坏死区长入，成为坏死修复的一个不利因素[5]，临床应予重视。有研究通过显微CT三维重建发现，坏死组软骨下骨小梁大范围结构破坏或软骨下骨不同程度骨折时极易出现塌陷，提示已达到ARCO Ⅲ期，这种塌陷主要与坏死的范围和程度有关[6～8]。因此，推测股骨头坏死区承载力薄弱处出现骨皮质断裂时出现骨髓水肿的可能性最大[9]。有研究发现，股骨头坏死区塌陷后出现骨髓水肿的概率明显高于未塌陷者[10，11]。雷新玮等[12]研究亦发现，股骨头坏死范围大且信号混杂，合并骨髓水肿、关节腔积液时，预示着股骨头塌陷风险较高。本研究结果与上述研究结论基本相符。由此，我们认为骨髓水肿可能是由于坏死区骨小梁微骨折，导致股骨头生物力学结构改变，继而导致髓内血管损伤引起的，可提示股骨头坏死进展[13]。

在股骨头承重区发生股骨头塌陷、髋关节腔积液时，常伴随骨髓水肿征象。目前对这一现象的具体机制尚不清楚。有研究认为，股骨头坏死导致的关节面破坏和继发性骨性关节炎，可引起滑膜血管翳增多、骨内压增高及周围静脉回流不畅，刺激滑膜充血、水肿，从而形成关节腔积液[14]。本研究结果发现，股骨头坏死时关节腔积液分级越高，出现骨髓水肿概率越大且骨髓水肿程度越明显，这可能与关节炎性物质分泌增多有关。因此，骨髓水肿程度可反映股骨头坏死进展程度，与宋震宇等[14]报道基本一致。于潼等[15，16]对股骨头坏死区方位研究发现，在冠状位上出现股骨头坏死及骨髓水肿的层面多见于解剖面上的股骨头上方、前外上方，这些层面是人体生物力学中的承重区域。本研究结果发现，股骨头坏死承重区骨髓水肿的出现，易出现股骨头塌陷，可提示病情进展。

综上所述，骨髓水肿是股骨头坏死的重要伴随征象，与股骨头坏死区塌陷、髋关节积液及股骨头坏死方位有关，可提示病情进展，临床应予重视。