超声用于发育性髋关节发育不良研究进展

陈 涛,于静淼

(首都医科大学附属北京积水潭医院超声诊断科,北京 100035)

发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip, DDH)是髋臼发育不良、髋关节半脱位及髋关节脱位一系列病理变化的统称,为儿童常见疾病,与生长发育密切相关;病因尚不清楚,可能与家族史和臀位产有关。由于出生时髋关节发育轻微“异常”可能于数周内逐渐消失,而出生时表现“正常”的髋关节亦可逐渐发展为DDH,导致诊断DDH成为复杂的临床问题[1]。早发现、早治疗是目前用于DDH的临床原则。超声是早期诊断DDH的首选影像学方法,可清晰显示髋关节及周围软组织解剖结构,评估髋臼发育情况及股骨头与髋臼相对位置。本文介绍超声用于DDH研究进展。

1 重要性

2019年国际跨学科共识DDH评估委员会(International Interdisciplinary Consensus Committee on DDH Evaluation, ICODE)最新共识表明,新生儿临床检查可发现髋关节不稳定,但不能发现髋臼发育不良;而超声对诊断DDH更为敏感且更具特异性[2]。2023年英国儿童骨科学会(British Society for Children's Orthopaedic Surgery, BSCOS)倡导对3个月以内婴儿普遍进行髋关节超声以筛查DDH[3]。

2 检查时机

有学者[4]建议在6周龄之前对婴儿进行超声检查,以及时发现DDH;而另有文献[5]指出,对无临床体征婴儿,推荐于6周龄～3个月进行超声扫查。ICODE强调早发现、早诊断、早治疗DDH的重要性,建议于出生后第6周前尽早进行超声筛查,并认为虽然过早进行超声检查可能导致过度治疗,但可区分异常髋关节与不成熟髋关节[2]。BSCOS关于3个月内婴儿DDH管理共识亦不认同须于出生4～6周行髋关节超声检查[3]。BARRERA等[6]观察正常和异常髋关节解剖结构及其发育过程,强调基于生理学和病理生理学进行分析有助于选择最佳影像学检查方式,避免可能导致不必要治疗的模糊诊断。ALVES等[7]调查北美小儿骨科学会(Pediatric Orthopaedic Society of North America, POSNA)和欧洲小儿骨科学会(European Paediatric Orthopaedic Society, EPOS)成员对于诊断DDH的影像学方法的倾向性,发现对于6个月以内婴儿,89% POSNA成员和93% EPOS成员更倾向于选择超声诊断DDH。结合上述报道及《发育性髋关节发育不良临床诊疗指南(0～2岁)》[1],于生后4～6周对婴儿进行髋关节超声检查应属恰当。需要注意的是,股骨头骨化中心所致声影明显遮挡后方结构时,超声诊断DDH的准确性低于X线[7]。

3 普遍性筛查与选择性筛查

BARRERA等[6,8]指出,超声普遍性筛查DDH的早期检出率较高而手术治疗必要性较低,其晚期检出率和手术治疗必要性则与临床筛查类似。ICODE认为应对婴儿行超声筛查DDH[2]。BSCOS关于3个月内婴儿DDH管理共识倡导普遍进行超声筛查婴儿髋关节,并要求建立质量保证体系,以确保超声评估质量[3]。BUONSENSO等[9]发现普遍性超声筛查可识别临床检查正常且无危险因素的DDH婴儿,优于选择性筛查;JUNG等[10]则认为普遍性超声筛查对婴儿晚期DDH的检出率显著低于选择性筛查。一项针对POSNA成员的调查询问结果[11]显示,94%POSNA成员认为不应对婴儿行普遍性超声筛查髋关节。CHEOK等[12]报道,普遍性超声筛查对晚期DDH的检出率低于选择性筛查。欧洲国家骨科和创伤学会联合会(European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology, EFFORT)指南[13]提出,对体格检查异常或有DDH高危因素(臀位产和家族史)的婴儿,均应进行选择性超声筛查。上述观点之间存在差异的原因可能与国家或地区不同有关,需结合当地医疗政策适当制定婴儿髋关节筛查策略。

4 Graf法超声检查DDH

ICODE明确表示,Graf法是超声诊断早期DDH的首选方法,需由经过培训和认证的超声科医师进行操作[2]。利用Graf法可将髋臼发育不良病理学及其严重程度与患儿年龄相关联,以提供特异性诊断和治疗方案,且不会导致过度治疗[2]。BSCOS共识亦认为应以Graf法作为超声筛查DDH的标准方法,但未能对检查床和选用探头支架等的规则达成共识[3]。SARI等[14]指出,以Graf法扫查婴儿髋关节时,不应仅依据标准平面超声图像诊断DDH,还需观察骨性髋臼顶和软骨性髋臼顶。ALVES等[7]报道,75% POSNA成员和86% EPOS成员以Graf法筛查婴儿髋关节时,均根据所测α角诊断DDH。张淑敏等[15]对434例DDH组和832名正常婴儿行Graf法检查,发现股骨头覆盖率对诊断DDH具有一定价值。

5 质量控制

ICODE提出应由专业人员进行婴儿髋关节超声检查,并需开展标准化培训,包括基础课程和更新/认证课程,涵盖理论和实践两部分,只有完成基础课程并获得批准的专业人员方能参加更新/认证课程;并应建立国家质量控制委员会,以批准培训课程、管理考试人员和教员等[2]。于静淼等[16]对国内外相关指南及文献进行汇总,结合2018年版超声医学专业质量管理控制指标专家共识,从超声检查质量控制(检查时机、方法与设备、婴儿体位、声像图标准、测量要点、诊断分型及随访评估要点)及超声报告质量控制等方面对DDH超声检查质量控制进行了阐述。

6 评估DDH复位治疗

ICODE认为超声检查可用于监测对于髋关节脱位、不稳定和发育不良的治疗效果[2]。ALVES等[7]发现,外科医师常于支具治疗后1周内对DDH患儿进行首次随访。VAQUERO-PICADO等[13]提出,Pavlik挽具是治疗6个月内DDH婴儿的一线方式。另有学者[17]回顾性分析251例DDH患儿,认为对于3个月以上患儿,Tübingen支具的疗效优于Pavlik挽具。超声可于治疗早期观察DDH患儿佩戴支具状态下脱位股骨头复位过程,从而评估治疗情况。以髋内侧超声检查法观察0～18个月DDH患儿经石膏固定术治疗后状况的结果显示,股骨头和髋臼显示清晰,提示该法可用于初步评估股骨头复位[18-20]。

7 其他

超声以Graf法评估DDH时,选择标准切面和关键点非常重要。HE等[21]基于三维超声自动选择与二维超声手动选择以Graf法测量α角,认为将三维超声及其重建技术用于诊断DDH具有一定可行性。CHEN等[22]开发了一种基于深度学习的计算机辅助DDH诊断框架,可对Graf Ⅰ型和Ⅱ型髋关节进行全自动标准平面检测和角度测量;该框架由检测解剖结构模块、标准平面评分模块和角度测量模块组成,是可自动执行整个Graf法测量过程的计算机辅助方法。SEZER等[23]提出的全自动计算机辅助诊断系统基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)提供包含所有必要解剖结构的自动分割图像,提取Graf法髋关节超声图像特征并进行数据分类,以优化贝叶斯非局部均值滤波器进行散斑降噪,用于分类新生儿髋关节的准确率高,有助于改善诊断DDH效能、降低Graf法的医师依赖性,提高诊断可靠性及可重复性。

亦有研究者重点关注超声筛查DDH的便捷性及其应用拓展。HAREENDRANATHAN等[24]认为手持式超声探头成本低、便于携带,更适用于超声筛查DDH,但图像质量往往低于传统探头;为此研发的感知对比不成对平移(domain-aware contrastive unpaired translation, D-CUT)技术可生成模拟传统探头图像质量的伪图像,有助于拓展超声筛查DDH的应用范围。相反,GHASEMINEJAD-RAEINI等[25]认为无必要对早产儿以Graf法行超声评估进行髋关节分型,KOOB等[26]亦认为早产为髋关节发育的保护性因素。

8 小结与展望

利用超声可无创、动态、全面地观察髋关节结构,有助于为临床诊断DDH、评估分型、制定治疗方案及评估预后提供更多依据。超声作为早期筛查DDH的重要手段已获得国内外广泛认可,且仍有待深入探索,以进一步展现其临床应用价值。