張浤洸 徐雁

北京大學(xué)第三醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)研究所（北京 100191）

1 前言

髖關(guān)節(jié)撞擊綜合征（femoral-acetabular impingement syndrome，F(xiàn)AI）是一種由于髖臼緣與股骨頭之間異常撞擊所導(dǎo)致的髖關(guān)節(jié)疾病[1]，凸輪型撞擊（Cam-Type）、鉗夾型撞擊（Pincer-Type）以及混合型撞擊（Mix-Type）是目前FAI最常使用的3種臨床分型。FAI的病因機制尚未完全明確，通常認(rèn)為與機體先天性發(fā)育畸形或青春期骨骺未閉合前的獲得性因素有關(guān)[2]。臨床上FAI常引起髖周疼痛及關(guān)節(jié)屈曲、內(nèi)旋、內(nèi)收活動明顯受限[3，4]，嚴(yán)重時可影響患者行走、上下樓梯或蹲起等日常運動。

近些年來，許多研究發(fā)現(xiàn)FAI 除了引起髖關(guān)節(jié)內(nèi)組織（主要是前上方髖臼盂唇和關(guān)節(jié)軟骨）損傷[5]和早期骨關(guān)節(jié)炎[6]外，還可能合并骨盆（包括骶髂關(guān)節(jié)和恥骨聯(lián)合）、腰椎等髖周骨性結(jié)構(gòu)以及膝關(guān)節(jié)或踝關(guān)節(jié)的異常不適。隨著動態(tài)捕捉技術(shù)和三維有限元分析在關(guān)節(jié)外科和運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的日益增多，研究者們逐漸觀察到FAI與髖周結(jié)構(gòu)在形態(tài)學(xué)與動力學(xué)方面的聯(lián)系。這提示，髖關(guān)節(jié)撞擊可能并非是影響髖關(guān)節(jié)的單一的疾病，而是一組包含髖關(guān)節(jié)、骨盆、脊柱乃至下肢遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)的臨床癥狀的集合，即一種新型臨床“綜合征”的概念。

2 骨盆、下腰椎與FAI

2.1 骨盆與FAI

正常人群的髖關(guān)節(jié)在活動時為了避免生理性的股骨頭與髖臼接觸，需要借助矢狀位上骨盆姿態(tài)和方位的變化[7，8]。尤其在由站立位轉(zhuǎn)變?yōu)樽换蛳露椎那y過程中，骨盆緩慢后傾，一方面為髖關(guān)節(jié)屈曲時股骨頭向前上方運動創(chuàng)造空間，另一方面增加髖臼后方覆蓋[9]，防止關(guān)節(jié)后脫位。但對于FAI 人群，尤其是Cam型患者，因為頭頸交界處異常隆起的存在，骨盆往往需要更大的后傾才能抵消這種病理性撞擊。既往研究曾發(fā)現(xiàn)并非所有存在影像學(xué)證據(jù)的FAI患者都會出現(xiàn)臨床癥狀[10-12]，骨盆在其中可能發(fā)揮著重要作用。Patel等[13]通過對Cam型FAI患者的髖關(guān)節(jié)尸體樣本進(jìn)行3D建模，并用MATLAB軟件模擬關(guān)節(jié)運動，發(fā)現(xiàn)在屈髖狀態(tài)下，骨盆后傾能使患髖獲得額外的內(nèi)旋，并且隨著骨盆后傾角度的增加，Cam型FAI患者的患髖內(nèi)旋活動度也會相應(yīng)增加。例如，該研究提到，當(dāng)骨盆后傾5°時，髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋（internal rotation，IR）平均增加4.6°（P=0.01），骨盆后傾10°時，IR 則平均增加8.6°（P＜0.01）。Kobayashi 等通過類似的計算機模擬技術(shù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)骨盆前傾減小10°時，Cam 型FAI 患者術(shù)前髖關(guān)節(jié)活動度甚至可以獲得與Cam 成型術(shù)（Cam resection）后相同的改善效果[14]。Ross 等[15]則提出骨盆前傾是FAI 早期發(fā)生的預(yù)測因素。因此，具有更大后傾活動度的骨盆可以被認(rèn)為是減少FAI撞擊的保護(hù)因素之一。

評價矢狀位上骨盆活動的常用影像學(xué)參數(shù)一般有三個，分別為骨盆入射角（pelvis incidence，PI）、骨盆傾斜角（pelvis tilt，PT）以及骶骨傾斜角（sacral slope，SS）[16]（圖1）。目前對PI 的公認(rèn)定義是骶骨終板中點垂線與股骨頭中心連線的夾角，反映了矢狀面上骶骨終板與股骨頭的相對位置。PT的定義是股骨頭中心到骶骨終板中點的連線與垂直面的夾角，SS 的定義則是骶骨終板平面與水平面的夾角。PI是一個穩(wěn)定的骨盆形態(tài)學(xué)參數(shù)，通常在機體10 歲以后這個角度便基本固定，PT 和SS 的角度則會隨骨盆位移而發(fā)生變化[17]。PI 大的骨盆擁有更寬的髂骨翼，前后徑更長，骨盆整體更加水平。與之相反的是，PI小的骨盆前后徑短，整體更偏垂直狹長[18]。這種骨盆發(fā)育性的差異最終決定了骨盆在矢狀位上的傾斜能力。在腰椎活動度不受限的情況下，PI大的骨盆有更強的后傾代償能力，PI小的骨盆則相反。Gebhart等[19]較早通過研究FAI患者的骨盆大體標(biāo)本發(fā)現(xiàn)FAI 患者的PI 值均較正常人群要?。–amtype：43.1° vs 47.7°，P=0.02；Pincer-type：42.5° vs 47.0°，P=0.04），此后，越來越多的類似研究都在不斷揭示PI與FAI發(fā)生的相關(guān)性[20-22]。

圖1 PI、PT及SS示意圖[52]

2.2 下腰椎與FAI

隨著對髖-脊柱綜合征（Hip-Spine syndrome）研究的逐漸深入，Roussouly等最早發(fā)現(xiàn)了矢狀位上骨盆傾斜與腰椎前凸之間的聯(lián)動關(guān)系[18]，PI大、骨盆前傾程度重時，腰椎前凸也會相應(yīng)增加，而PI 小的骨盆，對應(yīng)的下腰椎曲線更加扁平。在Vaswani 等的一篇高質(zhì)量綜述中，結(jié)合Roussouly對脊柱+骨盆復(fù)合形態(tài)的分類，提出了“Hip-user”和“Spine user”的新穎觀點[23]（圖2）。該文章作者認(rèn)為，“Hip user”指的是PI小、骨盆代償性后傾能力不足的骨盆，這一類人群的骨盆和下腰椎在完成坐或下蹲動作時需要更多地依賴髖關(guān)節(jié)本身的屈曲，這對于FAI 患者無疑將增加撞擊的發(fā)生率，而“Spine user”則恰恰相反。但需要注意的是，雖然“Spine user”可能與無癥狀性FAI 患者的出現(xiàn)有關(guān)，但是過大的骶骨傾斜角、腰椎前凸會使腰椎后柱的應(yīng)力增加，影響小關(guān)節(jié)如關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)或棘突的穩(wěn)定性，同時還可能導(dǎo)致腰椎滑脫的發(fā)生，而對于“Hip user”，扁平的下腰椎則會增加椎間盤的壓力[18]。既往部分研究曾發(fā)現(xiàn)FAI患者合并下腰部疼痛[24，25]，當(dāng)前的一些觀點認(rèn)為FAI 增加了腰椎的負(fù)荷，比如Khoury 的一項有限元分析研究發(fā)現(xiàn)，存在Cam 畸形的髖關(guān)節(jié)在屈曲內(nèi)收時會增加腰5-骶1 椎間盤的壓力[26]。這在PI 小、腰椎曲度直的患者中可能更加明顯[27]，最終同時導(dǎo)致髖和下腰部的疼痛。

圖2 Hip user&Spine user示意圖[23]

除了靜態(tài)的影像學(xué)相關(guān)性外，動態(tài)捕捉技術(shù)的應(yīng)用也從動態(tài)的角度有效地驗證了以上觀點（圖3）。Kennedy 和Lamontagne 通過傳統(tǒng)的光學(xué)動態(tài)捕捉技術(shù)研究了人體活動狀態(tài)下骨盆在矢狀位的變化，發(fā)現(xiàn)FAI患者在完成蹲起動作時，矢狀位骨盆活動度更小，尤其是下蹲至最大深度時骨盆后傾更差，這可能與FAI 患者本身的發(fā)育因素有關(guān)[28，29]。當(dāng)然，一些研究者也對此持有不同觀點，Bagwell 等認(rèn)為這可能是FAI 患者伸髖肌群弱化所致[30]，其研究發(fā)現(xiàn)骨盆活動度減小的同時伴隨有伸髖力矩的下降，這與Spiker 觀察到的癥狀性FAI患者臀中肌及腘繩肌肌電活動減弱現(xiàn)象相一致[31]。不過，這一變化更像是機體的適應(yīng)性調(diào)整，因為過伸的股骨對骨盆后傾是一種限制。Spiker 還在自己的動態(tài)捕捉研究成果中觀察到FAI 患者在行走、上下樓梯時呈現(xiàn)更大的屈髖角度[31]，這雖與我們對FAI患者髖關(guān)節(jié)屈曲受限的傳統(tǒng)認(rèn)識相悖，但如果結(jié)合前文中對“Hip user”的理解，我們的確有理由相信這一概念的合理性。

圖3 傳統(tǒng)穿戴式光學(xué)動態(tài)捕捉示意圖[31]

3 骶髂關(guān)節(jié)與FAI

既往許多文獻(xiàn)都曾探討過骶髂關(guān)節(jié)痛的發(fā)病機制，但其與FAI 之間的聯(lián)系卻較少有文獻(xiàn)提及。Morgan 等[32]曾觀察到存在骶髂關(guān)節(jié)痛的患者中有較大比例（＞70%）至少合并有一種FAI 的影像學(xué)證據(jù)，并提出髖臼與股骨頭的異常接觸可能會導(dǎo)致骶髂關(guān)節(jié)的反常運動。Tonosu 等[33]通過Logistic 回歸分析發(fā)現(xiàn)PI 和SS更大的人群更容易出現(xiàn)骶髂關(guān)節(jié)痛（sacroiliac joint pain，SIJP），SIJP 陽性患者的PI 與SS 均值分別為53.5°和36.7°，顯著高于SIJP陰性對照（49.2°、32.7°）。Prather 等[34]的一項回顧性隊列研究發(fā)現(xiàn)57%的存在骶髂關(guān)節(jié)痛的患者合并有影像學(xué)上的髖臼后傾表現(xiàn)，與之對應(yīng)的，在無骶髂關(guān)節(jié)痛的人群中髖臼后傾的發(fā)生率僅為5%～15%，而髖臼后傾往往代表了骨盆前傾的存在。由此可見，前傾的骨盆增加了骶髂關(guān)節(jié)的應(yīng)力，進(jìn)而造成骶髂關(guān)節(jié)退變產(chǎn)生疼痛。Lee 及其同事[35]對有骶髂關(guān)節(jié)痛的患者使用運動貼布外源性輔助增加骨盆后傾，發(fā)現(xiàn)該措施能有效改善SIJP。結(jié)合上述研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AI或許會通過影響骨盆姿態(tài)對骶髂關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性形成干擾，但其中的個體化機制仍有待進(jìn)一步研究。

有趣的是，F(xiàn)erguson[36]發(fā)現(xiàn)在因盂唇骨化所致的Pincer型FAI患者群體中，骶髂關(guān)節(jié)出現(xiàn)強直硬化的比例更高，并指出這一關(guān)聯(lián)可能來源于某些自身免疫性機制，提示我們FAI與骶髂關(guān)節(jié)的實際關(guān)聯(lián)是多樣的。

4 恥骨聯(lián)合與FAI

現(xiàn)有研究認(rèn)為FAI 導(dǎo)致的髖關(guān)節(jié)活動度減小會增加恥骨聯(lián)合的運動，導(dǎo)致恥骨炎和腹股溝區(qū)疼痛[37]，MRI圖像上主要表現(xiàn)為恥骨聯(lián)合裂隙征和骨髓水腫[38]，并且該現(xiàn)象在運動員群體中更加常見，故而被認(rèn)為是引起“運動員恥骨痛”（athletic pubalgia）的原因之一[39]。

Verrall 及其同事[40]觀察到髖關(guān)節(jié)活動受限與橄欖球運動員的慢性腹股溝區(qū)疼痛有關(guān)（P=0.03），且進(jìn)一步回歸分析發(fā)現(xiàn)前者是后者的危險因素（IRR=0.90）。Birmingham 等[41]開展的一項尸體研究對比了Cam 型FAI和正常人群的恥骨聯(lián)合活動度，通過施加外力不斷使標(biāo)本髖內(nèi)旋，并在該過程中連續(xù)記錄兩組研究對象的恥骨聯(lián)合在矢狀、冠狀和橫斷面上的活動情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)股骨頭與髖臼發(fā)生骨性接觸后，繼續(xù)增加外力，Cam型FAI患者恥骨聯(lián)合的總體旋轉(zhuǎn)角度較正常人群至少增加35%（以橫斷面上的旋轉(zhuǎn)為主）。最終，該研究文獻(xiàn)總結(jié)道，任何影響髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋的因素（包括Cam 型FAI、股骨頸后傾或髖內(nèi)翻）都有可能增加恥骨聯(lián)合在活動時的負(fù)荷。綜上所述，F(xiàn)AI能通過骨盆動力學(xué)的傳導(dǎo)引起恥骨聯(lián)合損傷。

5 膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)與FAI

除了髖周結(jié)構(gòu)，髖關(guān)節(jié)撞擊對膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的影響同樣值得重視，尤其是膝關(guān)節(jié)。本所的一項研究曾發(fā)現(xiàn)以不典型癥狀為表現(xiàn)的FAI患者中有9%（7/78）主要表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)疼痛[42]，對于此現(xiàn)象，目前的主流猜測有三點：

（1）髖關(guān)節(jié)撞擊所致牽涉痛，可能來源為股神經(jīng)與閉孔神經(jīng)對髖膝關(guān)節(jié)的共同支配。

（2）FAI合并膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)性損傷，不過，由于膝關(guān)節(jié)磁共振成像尚未成為FAI患者的常規(guī)評估手段，F(xiàn)AI患者膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)性病變的患病率仍是未知的。

（3）FAI通過改變下肢力線對遠(yuǎn)端的同側(cè)或?qū)?cè)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性施加影響。

其中，F(xiàn)AI 所致膝關(guān)節(jié)應(yīng)力異常具有較多證據(jù)支持，Sanchis-Alfonso 等[43]報道了7 例合并難治性膝前痛的Cam型FAI患者，7名患者的膝關(guān)節(jié)影像學(xué)檢查均無陽性發(fā)現(xiàn)，但接受髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)治療后膝前痛均獲得了完全緩解。此外，既往許多研究都曾發(fā)現(xiàn)FAI 與膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）撕裂的關(guān)聯(lián)，并提出髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋活動受限可能增加ACL 的張力，并被認(rèn)為是ACL損傷的危險因素[44]。Sanchis-Alfonso等的另一項研究[45]提出股骨外旋步態(tài)可以有效避免撞擊位，但過度外旋的股骨同時會誘發(fā)髕股關(guān)節(jié)受力失衡，這可能與無癥狀性FAI 患者出現(xiàn)不明原因膝痛有關(guān)。除了直接干擾膝關(guān)節(jié)內(nèi)外結(jié)構(gòu)的平衡，F(xiàn)AI患者髖周肌群的弱化還會影響人體站立及行走時膝關(guān)節(jié)的壓力分布。Chang 等[46]研究發(fā)現(xiàn)更強的髖外展肌力可以延緩膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)骨關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展（OR=0.52），由此推斷FAI患者弱化的髖周肌群可能加速了遠(yuǎn)端同側(cè)膝關(guān)節(jié)的退變，進(jìn)而引起疼痛，但該推測仍有待進(jìn)一步研究驗證。

對于FAI與踝關(guān)節(jié)的研究，目前相關(guān)的文獻(xiàn)不多，研究重心同樣在于步態(tài)異常及下肢肌力失衡所致的力線不穩(wěn)。慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者常伴隨有髖部肌肉力量下降，這已是目前研究的基本共識[47]，可見髖踝關(guān)節(jié)雖然在解剖結(jié)構(gòu)上相距較遠(yuǎn)，二者間仍有不可忽視的聯(lián)動關(guān)系。Samaan等[48]通過動態(tài)捕捉技術(shù)和步態(tài)分析發(fā)現(xiàn)FAI 患者自由行走時踝關(guān)節(jié)背屈力矩增加，但該現(xiàn)象對踝關(guān)節(jié)的影響，以及對髖關(guān)節(jié)的代償作用尚無合理解釋。

6 研究FAI與髖周動力鏈的實際臨床意義

目前FAI 的臨床診斷有賴于臨床表現(xiàn)及影像學(xué)結(jié)果的支持，髖關(guān)節(jié)正位、Dunn 位X 線平片下獲得的α角、外側(cè)中央邊緣角（LCE 角）等數(shù)據(jù)是FAI 分型的依據(jù)，借助MRI 圖像能夠獲得撞擊所致髖臼盂唇損傷的直接證據(jù)，那么通過觀察分析髖周骨性結(jié)構(gòu)的形態(tài)能否對不同的FAI患者實行撞擊的個體化預(yù)測？對于因FAI 就診，或以下腰部疼痛、骶髂關(guān)節(jié)痛、恥骨聯(lián)合疼痛、膝痛甚至是踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)為任一主訴的患者，臨床診斷時除了關(guān)注原部位的結(jié)構(gòu)損傷，還應(yīng)該額外關(guān)注相鄰部位是否同樣存在異常。最后，既往一些研究曾發(fā)現(xiàn)骨盆因素會影響關(guān)節(jié)鏡術(shù)后的患者報告評分（Patient Reported Outcome，PRO），如日本的一項研究發(fā)現(xiàn)髖-骨盆-腰椎復(fù)合活動（hip-pelvis-Lumber mobility）差的FAI 患者關(guān)節(jié)鏡術(shù)后的改良Harrison 評分更低（P=0.003）[49]。Krishnamoorthy 等[50]發(fā)現(xiàn)合并恥骨炎的FAI患者與不合并恥骨炎的FAI患者相比，不僅術(shù)后關(guān)節(jié)功能評分更低（HOS-ADL 90.6 vs. 95.4，P=0.001；HOS-SS 77.5 vs. 91.1，P＜0.001；mHHS 84.5 vs. 91.3，P＜0.001），而且其術(shù)后VAS 評分也較不合并恥骨炎的FAI 患者更高（25.7 vs. 10.9，P＜0.001）。Horner 等[51]研究者則發(fā)現(xiàn)合并骶髂關(guān)節(jié)痛的FAI患者接受髖關(guān)節(jié)手術(shù)后至少2年隨訪的髖關(guān)節(jié)功能評分較不合并骶髂關(guān)節(jié)痛的對照組更低（HOS-ADL 80.2 vs. 88.0，P=0.006；mHHS 73.2 vs. 80.0，P＜0.001；iHot-12 61.7 vs. 73.7）。這種明顯的差異提示我們，不良的骨盆因素的確對髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)療效造成了不利影響，無論是術(shù)前評估還是術(shù)后隨訪都不應(yīng)忽略該影響。

7 總結(jié)

髖關(guān)節(jié)撞擊綜合征與髖周骨性結(jié)構(gòu)及下肢遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)之間存在相互影響，其中的具體原理尚有待后續(xù)研究進(jìn)行闡述，動態(tài)捕捉技術(shù)結(jié)合三維有限元分析是未來該領(lǐng)域研究的核心方法。認(rèn)識FAI與上述結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)有助于豐富FAI的臨床診斷思路，指導(dǎo)FAI臨床治療策略的選擇，同時有助于預(yù)測髖關(guān)節(jié)鏡術(shù)后療效。將來的研究應(yīng)著重分析其中的動力學(xué)機制，尋找更多的理論支持。