崔國(guó)峰(綜述)，潘 琦，畢鄭剛(審校)

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科，哈爾濱 150001)

股骨頭壞死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)又稱股骨頭缺血性壞死，在幼兒稱為Perthes病。ONFH是由于軟骨下骨組織細(xì)胞缺血缺氧性壞死和相鄰成骨細(xì)胞代償性增生共同作用的結(jié)果[1]。原發(fā)性O(shè)NFH常無(wú)明確的病因，繼發(fā)性O(shè)NFH可伴有明顯的病因或危險(xiǎn)因素[2]。治療方法的選擇很大程度上取決于疾病的分期、病變的位置和大小。因此，重要的是基于一種可靠和準(zhǔn)確的影像學(xué)診斷，以有效的判斷疾病所處的分期和分類。在許多ONFH的分類系統(tǒng)中，目前使用的非球面關(guān)節(jié)面診斷方法僅基于X線平片[3]。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)可用于早期塌陷前的診斷。ONFH的其他特征取決于病變的大小和位置，是判斷塌陷可能性的最重要因素[4]。

1 X線和MRI在評(píng)估ONFH分期中的比較

ONFH患者治療方法的選擇是骨科醫(yī)師面臨的一項(xiàng)艱巨任務(wù)，對(duì)于治療效果也是至關(guān)重要。手術(shù)治療的效果很大程度上取決于首次發(fā)現(xiàn)時(shí)疾病所處的分期。早期診斷對(duì)于大多數(shù)治療方案的效果來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。理想的分類方法不僅能準(zhǔn)確的反應(yīng)ONFH的病理學(xué)和影像學(xué)變化，而且能清晰明確的再現(xiàn)每個(gè)時(shí)期的特征性表現(xiàn)[3]。廣泛應(yīng)用的分類方法應(yīng)包含ONFH病變大小和位置的詳細(xì)描述。所有分類方法的關(guān)鍵點(diǎn)在于關(guān)節(jié)面球形輪廓的丟失情況[5]。

1.1早期診斷 MRI能及早發(fā)現(xiàn)X線表現(xiàn)正常的早期ONFH，其敏感性高于CT或核素掃描。X線平片可能出現(xiàn)假陰性、模棱兩可或假陽(yáng)性。研究表明，MRI在診斷早期ONFH的靈敏度為88%～100%，高于放射性核素顯像(81%)[6]。在放射性核素顯像表現(xiàn)出ONFH之前，MRI檢測(cè)出早期ONFH的比例為25%[7]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，88%早期無(wú)癥狀、X線表現(xiàn)正常的患者中，MRI已出現(xiàn)明顯的局灶性壞死病變[8]。MRI不僅可以診斷出是否存在壞死，而且能夠確定壞死面積的大小[9]。

在T1加權(quán)像上出現(xiàn)軟骨下條帶狀低信號(hào)強(qiáng)度是診斷ONFH的特異性表現(xiàn)[10]。在T2加權(quán)像上出現(xiàn)“雙線征”也可診斷為ONFH。Mitchell等[11]報(bào)道，80%的ONFH患者出現(xiàn)“雙線征”。軟骨下骨折在T1加權(quán)像通常表現(xiàn)為條帶狀低信號(hào)強(qiáng)度，與骨質(zhì)疏松性女性出現(xiàn)的軟骨下不全骨折的表現(xiàn)不同。完全性軟骨下骨折表現(xiàn)為光滑的、凹向關(guān)節(jié)面的條帶狀低信號(hào)強(qiáng)度，不完全性軟骨下骨折則表現(xiàn)為不規(guī)則的、不連續(xù)的凸向關(guān)節(jié)面的條帶狀低信號(hào)強(qiáng)度[12]。軟骨下疲勞性骨折的影像學(xué)表現(xiàn)不完全相同。如長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)的軟骨下疲勞性骨折，可能位于股骨頭，也可能位于髖臼。在T2加權(quán)像，軟骨下骨折受氣體或液體的影響可能出現(xiàn)不同的信號(hào)強(qiáng)度改變[13]。研究顯示，在診斷軟骨下骨折方面，MRI的靈敏度不如CT[13]。有58%～72%的患者出現(xiàn)關(guān)節(jié)腔積液，可能繼發(fā)于骨壞死性滑膜炎，在疾病的進(jìn)展期，約92%的患者同時(shí)出現(xiàn)關(guān)節(jié)積液與骨髓水腫[14]。

1.2準(zhǔn)確的分期分類 大多數(shù)的分類方法僅僅基于X線平片，Steinberg和國(guó)際骨循環(huán)學(xué)會(huì)分期系統(tǒng)添加了MRI的信息，根據(jù)病變的大小和位置進(jìn)行分類[3]。股骨頭出現(xiàn)扁平和新月征是X線評(píng)估ONFH的主要影像學(xué)表現(xiàn)。盡管在早期塌陷前應(yīng)用MRI，但在晚期出現(xiàn)塌陷后則常規(guī)應(yīng)用X線。研究證實(shí)，在疾病的Ⅱ～Ⅲ期，X線不能全面的評(píng)估股骨頭壞死情況，不能準(zhǔn)確的評(píng)估壞死及塌陷面積的大小[15]。因此在各種分期系統(tǒng)中加入MRI的表現(xiàn)，以便提高區(qū)分早晚期階段的準(zhǔn)確度和更好的判斷預(yù)后。MRI可提供是否存在髖臼病變的重要信息，以期選擇更佳的治療方案并取得更佳的治療效果。在疾病的晚期階段，單靠X線平片即可診斷。

2 病變大小和位置與預(yù)后之間的關(guān)系

病變大小是判斷預(yù)后的主要因素并決定治療方案的選擇[16-21]。在評(píng)估病變大小方面，MRI優(yōu)于X線[16]。研究證實(shí)，根據(jù)MRI表現(xiàn)出壞死面積的大小，可預(yù)測(cè)股骨頭出現(xiàn)塌陷的風(fēng)險(xiǎn)大小[4]。應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件可以對(duì)MRI病變的大小進(jìn)行量化[17]。可以通過(guò)計(jì)算壞死面積占負(fù)重區(qū)面積的百分比和絕對(duì)壞死體積評(píng)估股骨頭壞死的程度[18-20]。病變的位置也是預(yù)測(cè)股骨頭塌陷的重要指標(biāo)。研究表明，出現(xiàn)在后下和內(nèi)側(cè)2/3的病變易出現(xiàn)塌陷[18]?；诠跔钗缓褪笭钗籑RI可以較好地評(píng)估病變的位置[20]。

研究證實(shí)，在疾病的早期階段出現(xiàn)小的病變，至少15%的病變可以在MRI T1加權(quán)像上發(fā)現(xiàn)[21]。也有研究認(rèn)為，MRI可以較好地評(píng)估治療后股骨頭的修復(fù)情況[22]。

3 MRI在術(shù)后的評(píng)估作用

在截骨術(shù)、髓心減壓術(shù)和關(guān)節(jié)置換術(shù)后，X線是較好的影像學(xué)評(píng)估手段。尤其是在截骨術(shù)和髓心減壓術(shù)后，X線可以較好的評(píng)估術(shù)后有無(wú)股骨頭塌陷。在關(guān)節(jié)置換術(shù)后，X線可以較好的評(píng)估內(nèi)固定物在位情況。MRI是帶血管蒂骨瓣移植術(shù)后較好的影像學(xué)評(píng)估手段[22]。不僅能夠顯示移植物本身的情況，而且能顯示出移植物周圍是否存在骨壞死異常信號(hào)。骨瓣移植術(shù)失敗的特征性表現(xiàn)為移植物內(nèi)出現(xiàn)低信號(hào)強(qiáng)度的骨壞死區(qū)及周圍骨髓水腫，繼而出現(xiàn)關(guān)節(jié)塌陷。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI用于評(píng)估股骨頭及移植物的血液灌注情況[23]。增強(qiáng)MRI可較好的評(píng)估骨髓的血流量情況。在骨瓣移植術(shù)后1個(gè)月很少出現(xiàn)明顯的血液灌注，血管長(zhǎng)入的時(shí)間一般在術(shù)后1～7個(gè)月之間。研究認(rèn)為，MRI也可用于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植術(shù)后的影像學(xué)評(píng)估[24]。

4 骨髓壞死與多系統(tǒng)功能紊亂

深入研究ONFH表明，ONFH的發(fā)生、發(fā)展不僅僅局限于股骨頭本身，還涉及全身多系統(tǒng)的功能紊亂。一項(xiàng)研究顯示，腦白質(zhì)病變患者發(fā)生ONFH的概率為56.9%，更為不解的是，這些患者口服皮質(zhì)類固醇治療后，ONFH的發(fā)生率(58.6%)低于沒(méi)有應(yīng)用激素治療的患者(90.1%)[25]。Hadjigeorgiou等[26]研究認(rèn)為，對(duì)氧磷酶1192QQ基因型的個(gè)體更易患腦白質(zhì)病變及ONFH。隨著MRI技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是新軟件的開(kāi)發(fā)和新線圈高場(chǎng)強(qiáng)掃描技術(shù)的發(fā)展，MRI將越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于ONFH患者的評(píng)估[27]。

5 小 結(jié)

目前治療ONFH的最終目標(biāo)在于在疾病的早期階段，通過(guò)有效的診斷方法早期發(fā)現(xiàn)，根據(jù)疾病的所處分期選擇合理的治療方案，以期取得好的治療效果。X線和MRI是目前用于ONFH診斷和分期的主要影像學(xué)檢查方法，在疾病的早期塌陷前階段，MRI的靈敏度和準(zhǔn)確性優(yōu)于X線，在疾病的晚期塌陷階段，X線即可診斷。MRI在診斷ONFH具有較高的靈敏度。多平面成像用于ONFH的診斷和鑒別診斷。MRI還可以準(zhǔn)確評(píng)估病變的大小和位置。術(shù)前，MRI用于評(píng)估關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的完整性及髖臼有無(wú)受累，為保證手術(shù)治療提供依據(jù)。術(shù)后，MRI也可用于評(píng)估移植物的存活情況。MRI也可用于自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植術(shù)后的影像學(xué)評(píng)估。隨著MRI成像技術(shù)的不斷發(fā)展，MRI將越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于ONFH的影像學(xué)評(píng)估。

[1] Saini A,Saifuddin A.MRI of osteonecrosis[J].Clin Radiol,2004,59(12):1079-1093.

[2] Malizos KN,Karantanas AH,Varitimidis SE,etal.Osteonecrosis of the femoral head:etiology,imaging and treatment[J].Eur J Radiol,2007,63(1):16-28.

[3] Steinberg ME,Steinberg DR.Classification systems for osteonecrosis:an overview[J].Orthop Clin North Am,2004,35(3):273-283.

[4] Steinberg ME,Bands RE,Parry S,etal.Does lesion size affect the outcome in avascular necrosis?[J].Clin Orthop Relat Res,1999,(367):262-271.

[5] Plakseychuk AY,Shah M,Varitimidis SE,etal.Classification of osteonecrosis of the femoral head.Reliability,reproducibility,and prognostic value[J].Clin Orthop Relat Res,2001(386):34-41.

[6] Fordyce M,Solomon L.Early detection of avascular necrosis of the femoral head by MRI[J].J Bone Joint Surg Br,1993,75(3):365-367.

[7] Beltran J,Burk JM,Herman LJ,etal.Avascular necrosis of the femoral head:early MRI detection and radiological correlation[J].Magn Reson Imaging,1987,5(6):431-442.

[8] Coleman BG,Kressel HY,Dalinka MK,etal.Radiographically negative avascular necrosis:detection with MR imaging[J].Radiology,1988,168(2):525-528.

[9] Khanna AJ,Yoon TR,Mont MA,etal.Femoral head osteonecrosis:detection and grading by using a rapid MR imaging protocol[J].Radiology,2000,217(1):188-192.

[10] Mitchell DG,Rao VM,Dalinka MK,etal.Femoral head avascular necrosis:correlation of MR imaging,radiographic staging,radionuclide imaging,and clinical findings[J].Radiology,1987,162(3):709-715.

[11] Mitchell DG,Joseph PM,Fallon M,etal.Chemical-shift MR imaging of the femoral head:an in vitro study of normal hips and hips with avascular necrosis[J].AJR Am J Roentgenol,1987,148(6):1159-1164.

[12] Ikemura S,Yamamoto T,Motomura G,etal.MRI evaluation of collapsed femoral heads in patients 60 years old or older:Differentiation of subchondral insufficiency fracture from osteonecrosis of the femoral head[J].AJR Am J Roentgenol,2010,195(1):W63-W68.

[13] Stevens K,Tao C,Lee SU,etal.Subchondral fractures in osteonecrosis of the femoral head:comparison of radiography,CT,and MR imaging[J].AJR Am J Roentgenol,2003,180(2):363-368.

[14] Huang GS,Chan WP,Chang YC,etal.MR imaging of bone marrow edema and joint effusion in patients with osteonecrosis of the femoral head:relationship to pain[J].AJR Am J Roentgenol,2003,181(2):545-549.

[15] Zibis AH,Karantanas AH,Roidis NT,etal.The role of MR imaging in staging femoral head osteonecrosis[J].Eur J Radiol,2007,63(1):3-9.

[16] Ohzono K,Saito M,Sugano N,etal.The fate of nontraumatic avascular necrosis of the femoral head.A radiologic classification to formulate prognosis[J].Clin Orthop Relat Res,1992(277):73-78.

[17] Kim YM,Ahn JH,Kang HS,etal.Estimation of the extent of osteonecrosis of the femoral head using MRI[J].J Bone Joint Surg Br,1998,80(6):954-958.

[18] Min BW,Song KS,Cho CH,etal.Untreated asymptomatic hips in patients with osteonecrosis of the femoral head[J].Clin Orthop Relat Res,2008,466(5):1087-1092.

[19] Malizos KN,Siafakas MS,Fotiadis DI,etal.An MRI-based semiautomated volumetric quantification of hip osteonecrosis[J].Skeletal Radiol,2001,30(12):686-693.

[20] Bassounas AE,Karantanas AH,Fotiadis DI,etal.Femoral head osteonecrosis:volumetric MRI assessment and outcome[J].Eur J Radiol,2007,63(1):10-15.

[21] Zhao FC,Li ZR,Zhang NF,etal.Lesion size changes in osteonecrosis of the femoral head:a long-term prospective study using MRI[J].Int Orthop,2010,34(6):799-804.

[22] Takao M,Nishii T,Sakai T,etal.Repair in osteonecrosis of the femoral head:MR imaging features at long-term follow-up[J].Clin Rheumatol,2010,29(8):841-848.

[23] Fujisawa K,Hirata H,Inada H,etal.Value of a dynamic MR scan in predicting vascular ingrowth from free vascularized scapular transplant used for treatment of avascular femoral head necrosis[J].Microsurgery,1995,16(10):673-678.

[24] Gangji V,Hauzeur JP,Matos C,etal.Treatment of osteonecrosis of the femoral head with implantation of autologous bone-marrow cells.A pilot study[J].J Bone Joint Surg Am,2004,86-A(6):1153-1160.

[25] Hadjigeorgiou GM,Karantanas AH,Zibis A,etal.Increased frequency of white matter lesions in patients with osteonecrosis (WMLeOn) of the femoral head[J].Eur J Radiol,2004,50(3):278-284.

[26] Hadjigeorgiou GM,Malizos K,Dardiotis E,etal.Paraoxonase 1 gene polymorphisms in patients with osteonecrosis of the femoral head with and without cerebral white matter lesions[J].J Orthop Res,2007,25(8):1087-1093.

[27] Karantanas AH,Drakonaki EE.The role of MR imaging in avascular necrosis of the femoral head[J].Semin Musculoskelet Radiol,2011,15(3):281-300.