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[摘要] 目的:探讨一种临床上实用的磁共振成像（MRI）检测手段来预测股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head, ONFH)的塌陷。方法:选择37例ARCO分期为Ⅰ期和Ⅱ期的ONFH患者,在MRI的中部冠状位和矢状位图像上分别测量坏死角度,根据公式计算坏死范围指数,比较塌陷组和未塌陷组该指数的差异,并根据该指数对患者发生股骨头塌陷的危险程度进行分级。平均随访期为25个月。结果:塌陷组和未塌陷组的坏死范围指数分别为56.13±17.65和18.34±10.87,差异有统计学意义。随访中无一例股骨头发生塌陷的低危组,其股骨头坏死范围指数均小于30；股骨头均发生塌陷的高危组,其股骨头坏死范围指数均大于40；而中危组的坏死范围指数介于30～40,股骨头塌陷发生率为45％。结论:利用MRI测量和计算ONFH的坏死范围指数是预测ONFH患者是否发生股骨头塌陷的有效方法。
［关键词］ 磁共振成像； 股骨头坏死； 塌陷； 预测
［中图分类号］ R681.8 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1671-7256(2011)02-0194-03
doi：10.3969/j.issn.1671-7256.2011．02.023
Magnetic resonance imaging predicts collapse of osteonecrosis
of the femoral head
GU Han-shen1, JIN Dong-sheng1, LI Shen-er2
(1. Jiangsu Province Official Hospital, Department of Radiology, Nanjing 210024, China； 2. Jiangsu Province Hospital,
Department of Radiology, Nanjing 210029, China)
［Abstract］ Objective: To explore a practical magnetic resonance imaging(MRI) method to predict the collapse of osteonecrosis of the femoral head(ONFH). Method: 37 patients with ONFH in ARCO stage I or II were adopted. The mean follow-up period was 25 months. The angles of necrotic area in the mid-coronal and mid-sagittal image were obtained to calculate the index of necrotic extent by the formula. The difference of the index between collapsing and non-collapsing group was compared. According to the index, patients were divided into high-risk, middle-risk and low-risk group in order to predict the collapse risk of ONFH. Results： The index of necrotic extent in the collapsing and non-collapsing group was 56.13±17.65 and 18.34±10.87 respectively with significant difference. No patient collapsed in the low-risk group with index less than 30, however they all collapsed in the high-risk group with index more than 40, 45% patients in the middle-risk group with index between 30 and 40 collapsed. Conclusion： The index of necrotic extent by MRI is the useful method to predict the collapse risk of ONFH.
［Key words］ magnetic resonance imaging; osteonecrosis of the femoral head; collapse; prediction
股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head, ONFH)是骨科常见的难治性疾病之一。约80％未经治疗的ONFH患者会在1～3年内发生股骨头塌陷［1-2］,股骨头一旦发生塌陷,预后极差。因此,评价ONFH的疾病严重程度并预测股骨头塌陷的风险,对临床上治疗方案的选择具有指导意义。磁共振成像(magnatic resonance imaging, MRI)对骨髓病变具有很高的敏感性,是目前公认的诊断ONFH的最敏感的影像学方法［3］。本研究旨在探讨一种临床上实用的MRI检测手段来预测股骨头坏死的塌陷。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择37例Ⅰ期和Ⅱ期的ONFH患者,均根据ONFH的诊断标准［4］确诊。其中女10例,男27例;平均年龄42岁(19～70岁)。有服用大剂量激素史的患者19例,酗酒者4例,坏死原因不详者14例。双侧髋关节受累15例,单侧受累22例；左髋31个,右髋21个。平均随访时间25个月(5～40个月)。
1.2 检查方法
患者均摄双侧髋关节正位和蛙式侧位X线片,MRI检查采用德国SIMENS IMPACT 1.0T超导型磁共振成像机,采用冠状定位,横断位T1WI、T2WI,冠状位T1WI、T2WI、IR,矢状位T1WI。所有扫描层厚采用5 mm,间隔0.5 mm,扫描矩阵为224×256,呈现矩阵为256×256,视野为35 cm,激励次数为2。
1.3 ONFH分期方法
按国际骨循环学会1992年提出的ARCO(association research circulation ossouse)国际分类方法对患髋进行分期。Ⅰ期：MRI有阳性改变；Ⅱ期：X线有阳性改变。
1.4 坏死范围指数的MRI测量
选择股骨头中部单层冠状位和矢状位T1加权图像。在中部冠状位图像上,以股骨头的中心点为圆心,测量圆心至坏死区边缘的外、内侧点所构成的角为A角(图1A);在中部矢状位图像上,圆心至坏死区边缘的前、后点所构成的角为B角(图1B)。按以下公式计算坏死范围指数:(A/180)×(B/180)×100。
1.5 统计学处理
采用GraphPad Prism 5.0统计学软件,非配对Student t检验进行数据分析,以P 2 结 果
2.1 股骨头坏死塌陷组与未塌陷组的坏死范围指数比较
37例(59髋)ONFH患者的随访结果如表1所示,
原Ⅰ期患髋37个,22髋发生塌陷,15髋未发生塌陷；原Ⅱ期患髋15个,13髋发生塌陷,2髋未塌陷。塌陷
(1) 为冠状位T1加权图像,A角是以股骨头的中心点为圆心,至坏死区边缘的外、内侧点所构成的角度;(2) 为矢状位T1加权图像,B角是以股骨头的中心点为圆心,至坏死区边缘的前、后点所构成的角度
2.2 坏死范围指数的预测作用
为进一步评估坏死范围指数的预测作用,我们回顾性地把患者分为3组,即坏死范围指数40的患者为高危组。3组患者的Kaplan-Meier生存曲线如图2所示,高、中、低危组在随访中发生股骨头塌陷的髋关节数（比例）依次为26(100％)、7(45％)和0(0％)。
3 讨 论
ONFH是一种慢性进展性疾病,其理想的治疗应在早期阶段,尤其在X线平片发现病变之前,如迅速采取有效措施,可防止股骨头塌陷,保存关节功能;但是并非所有的股骨头坏死都会进展到塌陷期,对于塌陷风险大和风险小的患者,其临床治疗方案是截然不同的。目前尚无一种公认的方法能准确预测缺血坏死的股骨头是否会发生塌陷。MRI可多层面、多方位成像(冠状位、矢状位和横断位),T1、T2加权相结合可清晰勾画坏死区的轮廓,精确测量坏死的大小,因此对股骨头坏死早期诊断的敏感性和特异性均较高［5］。
股骨头坏死的程度在MRI上主要体现在坏死区的面积比例和角度上,因此我们采用坏死指数的评估方法,这一指标是结合了冠状位和矢状位的角度测量数据,包含了坏死病灶的三维信息,方法简便易行,可操作性较强。我们的结果显示：随访中无一例股骨头发生塌陷的低危组,其股骨头坏死范围指数均小于30;随访中股骨头均发生塌陷的高危组,其股骨头坏死范围指数均大于40；而中危组的坏死范围指数介于30～40,随访中塌陷发生率为45％。该结果与国外Koo等［6］和国内谢道海等［7］的研究结果类似。我们认为，对股骨头塌陷的综合预测应该从3个方面进行：（1) 早期诊断,对有髋关节疼痛的患者及高危患者及时行MRI检查,尽早明确诊断。（2) 患者股骨头坏死的危险因素(如激素服用或饮酒习惯)是否去除。（3) 根据MRI检查结果,如坏死范围指数等进行危险程度分组。
目前，还有一些MRI检测方法能更精确反映股骨头坏死的程度。Laffirgue等［8］采用了测量坏死的范围和位置的方法,测量了骨坏死角度、坏死负重区百分比和坏死部分面积所占百分比等3个参数,对27例31髋Ⅰ期或Ⅱ期的ONFH患者进行了平均46个月的随访观察,结果显示,坏死负重区百分比是最可靠的参数,负重坏死区域在负重区百分比小于45%均未塌陷,而大于45%者均塌陷。该方法的预测效果较好,但是计算方法较繁琐,并且仍不够精确。Nishii等［9］采用计算机三维重建法精确测量坏死范围与分布,坏死的体积和位置数字化为股骨头三维经纬度坐标。他们观察了47例患者(65髋),2年中有33髋发生了塌陷,32髋未塌陷,经多元回归分析发现，坏死体积与塌陷有显著相关性,并且已塌陷的坏死体积≤30%的髋与坏死位置(经纬度值)密切相关,其位置在股骨头的前上方者容易塌陷。因此,作者认为对于小范围的坏死,坏死分布位置是预测塌陷的重要因素。该方法把坏死区体积和位置数字化,精确度较高,但技术要求非常高,临床推广有一定难度。
ONFH的影像学定量分析技术不仅可以为该疾病的诊断提供更多信息,并且对研究该疾病的预后和治疗有较大意义。
［参考文献］
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［7］ 谢道海,董天华,郭亮. 成人股骨头无菌型坏死塌陷的MRI 测量［J］.中国医学影像技术, 2006,22(4):594-596．
［8］ LAFFIRGUE P, DAHAN E, CHAGNAUD C, et al. Early stage avascular necrosis of the femoral head: MR imaging for prognosis in 31 cases with at least 2 years of follow-up［J］. Radiology, 1993,187(1)：199-204.
［9］ NISHII T, SUGANO N, OHZONI K, et al. Significance of lesion size and location in the prediction of collapse of osteonecrosis of the femoral head: a new three-dimensional quantification using magnetic resonance imaging［J］. J Orthop Res, 2002,20(1):130-136．
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
