影像学技术在股骨头坏死诊断中的价值

2013-04-07白俊清程爱国

华北理工大学学报(医学版) 2013年1期

刘明白俊清程爱国

(河北联合大学附属医院河北唐山 063000)

外伤性股骨头缺血性坏死(Traumatic ischemic necrosis of the femoral head，TINFH)是临床上常见病之一，致残率极高，其主要原因是创伤所造成的股骨头滋养血管的破坏，其中股骨颈骨折导致的股骨头坏死位居所有股骨头坏死当中的第一位［1］。另有文献报道，预计到2050年股骨颈骨折的发生率将增加一倍［2］。股骨头坏死是一种潜在的、渐进性的破坏性疾病，如果在股骨头坏死发病的早期能够及时明确诊断并采取积极有效的治疗措施，则可以达到治愈或延缓病情进展的效果［3］，所以早期明确诊断显得尤为重要。

1 股骨头缺血性坏死的影像学表现

1.1 股骨头缺血性坏死的X线及CT表现按照1996年Froberg等［4］提出的分期方法，X线分期:0期，X线片未见明显异常;Ⅰ期，显示股骨头轻度骨质疏松，或者骨小梁模糊;Ⅱ期，可见不规则性密度降低区或者斑片状高密度骨硬化区;Ⅲ期，高密度的骨硬化及低密度的透亮区周边出现新月征;Ⅳ期，股骨头形态不规则，局部塌陷并出现大块骨碎裂;Ⅴ期，出现髋关节间隙狭窄及关节退行性改变。CT分期:0期，未见明显异常;Ⅰ期，CT平扫显示局部骨质疏松、斑片状高密度影、骨小梁扭曲变形形成星芒状结构;Ⅱ期，星芒状结构消失，代之以斑片状高密度骨硬化区或者不规则形囊状透光区;Ⅲ期，在骨硬化区及囊状透光区边缘出现新月征，并出现轻度关节面塌陷及骨质碎裂;Ⅳ期，股骨头形态不规则，关节面塌陷，可见明显骨碎裂;Ⅴ期，出现髋关节间隙狭窄，髋臼边缘骨质增生等关节退行性改变。

1.2 股骨头缺血性坏死的ECT表现骨对放射性核素(99mTC)的摄取主要取决于局部血供的完整性和新骨的形成。在骨坏死的早期由于局部无血供又无代偿，股骨头对放射性核素的摄取减少，所以表现为放射性缺损，在股骨头坏死的最初数周，ECT即可显示放射性缺损区，即“冷区”，以后随着组织修复和新骨形成，股骨头对放射性核素摄取增多，表现为异常放射性缺损(术中见骨硬化，无骨小梁结构为死骨)或浓聚区，即“热区”(术中所见为结缔组织或脂肪团，类结核干酪物)［5］。据文献报道［6］:骨坏死的早期，病灶区缺血，骨扫描呈低吸收信号，接着由于坏死组织引起周围正常组织炎症反应和毛细血管增生，在低吸收信号病灶的边缘出现高吸收信号环。有人形象地称之为“热中有冷”(Cold in Hot)。这是骨坏死的特征性骨扫描表现，即出现这一骨扫描信号就可诊断股骨头缺血性坏死。

1.3 股骨头缺血性坏死的MRI表现大多表现为股骨头前上部边缘的异常条带影。T1WI显示脂肪髓内出现信号减低区，这是因为脂肪被细胞碎片、肉芽组织和纤维细胞取代。受累骨髓形态多变，常见为以下4种:①均匀型，于关节面下方呈均匀一致的低信号区，边界清楚。②不均匀型，呈较大不规则且不均匀的低信号区，可自关节面下方延伸至股骨颈。③带状型，呈带状低信号区，横跨股骨颈之上部或下部。④环状型，环状低信号强度环绕相对正常的骨髓区周围。股骨头缺血性坏死早期，损害部位由于反应性硬化缘而呈低信号。而坏死区内脂肪的高信号仍可保存。由于硬化缘内侧的肉芽组织充血，其水份增加，故在T2加权像上信号呈带状升高，形成所谓“双线征”，文献认为此征为股骨头缺血坏死的MRI早期特征性改变［7］。随着病变进展，坏死区可被吸收并可发生炎症充血纤维化或钙化，从而降低了股骨头脂肪性骨髓的含量，导致MRI信号在T1加权像上降低而T2加权像上不同程度升高。病变晚期，纤维化和骨髓硬化占主要地位。故无论在T1或T2加权像上均呈低信号区。股骨头缺血性坏死除上述表现外，大多数病例有髋关节积液，主要原因是病变中晚期滑膜受到刺激促进了血管翳形成，从而产生渗出所致，早期病变渗出的原因可能与静脉回流障碍或局部充血有关。

2 影像学检查方法比较

2.1 X线平片 X线平片是最基本的检查方法，可以较全面显示双侧髋关节骨质结构、关节间隙，但由于骨坏死的本身并无特殊的放射学征象，只有当周围活组织对坏死骨组织进行修复，引起骨坏死区及周围矿物质含量有较大变化时，在X线上方能显示病变。因此对早期缺血性改变，X线显示正常，所以X线检查对早期股骨头坏死灵敏度不高［8］。对股骨头坏死的早期不能做出明确的诊断，这往往造成病情的延误［9］。但X线检查可对中晚期的股骨头缺血性坏死进行诊断，尤其对病变的分期帮助很大。赵万军［10］等认为X线检查虽不能早期诊断，但X线具有简单、方便、经济及应用广泛等优点，应作为诊断和分期的首选常规检查手段。

2.2 计算机机层成像 CT具有较高的空间分辨率和密度分辨率，在诊断股骨头缺血坏死中亦有很大的价值［11］。通过断层扫描，可直接显示骨结构的改变。必要时可采用1～2mm薄层扫描，对骨纹理的分布、骨皮质及皮质下区的改变显示比较清晰。早期CT扫描即可见到股骨头缺血性坏死改变，早期改变的征象如骨小梁增粗、骨纹理紊乱等观察都比较可靠［12］。X线只能显示轮廓，而CT比较直观，在诊断股骨头缺血性坏死的早期改变上远远弥补了X线的不足。而且CT对囊性变的发现较特异，尤其通过对病变的薄层扫描，对囊变及囊变周围的硬化环显示的清晰明了，ECT对中晚期的病变虽然也具备了一定的特点，但其特征性有限，解剖分辨率不强。同X线与ECT相比，CT由于解剖上的直观，可对囊变的大小、形状、部位、周围情况，尤其对晚期伴有骨塌陷、死骨和碎裂的程度能给予比较可靠的判定，这对于指导手术、帮助定位、选择手术途径都起到了很大的作用［13］。王经天等［14］认为，CT虽然对早期股骨头坏死影像资料特异性不强，无法完全显现肉芽组织浸润及骨髓坏死，但对中、晚期股骨头坏死有很好的诊断价值;因此，对中晚期股骨头缺血性坏死的病例最优先选择是CT检查，但CT的不足是对软骨显示欠佳，因此，对股骨头软骨碎裂无法诊断。

2.3 放射性核素骨扫描 ECT对股骨头缺血性坏死的早期诊断具有高度灵敏性，是一项安全、无创伤，且有着很高价值的显像技术。1989年的中岛光太郎［15］，用放射性核素显像因子分析法诊断髋关节病收到了满意的结果后，骨显像已广泛的应用于临床，且骨三相显像和骨断层显像较X线方法早期检出，己被公认。马在松等［16］认为骨扫描是一敏感性很高而特异性较低的重要的筛选性检查，因为它反映的是病变部位细胞代谢水平的变化，故在疾病的初期(症状出现后的最初几天)即可显示异常信号，而这时X线检查常是阴性的。因此，它对骨坏死的早期诊断及筛选有重要的意义。据刘吉华等［17］资料，40例患者63髋中，骨显像确诊、可疑和阴性的髋数分别为36、23和0髋，MRI分别为6l、2和0髋，X线平片分别为25、20和18髋。己确诊髋数与可疑髋数之和占总髋数的百分率为检测阳性率，则骨显像、MRI和X线片阳性率分别为93.7%、100%和71.4。两两比较2值分别为2.32、9.31和18.73，P ＞0.05、＜0.01和＜0.01。可见骨显像诊断早期股骨头缺血性坏死的阳性率与MRI相当，均高于X线平片。但核素骨显像同样也有它的缺点，它虽可以发现早期病变，但其特异性和解剖分辨率低，如果没有别的影像学检查辅助则误诊的机率很大，且定位不良。

2.4 磁共振 MRI被认为是目前诊断该病的最敏感的方法［18］。核磁共振成像的核指的是氢原子核，因为人体约70%是由水组成的，MRI即依赖水中氢原子，把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像，股骨头坏死的病理改变主要是脂肪及水含量的变化，因此MRI诊断骨坏死具有很强的敏感性和特异性。据文献报道［19］，股骨头血供中断后2～5天，髓腔内的造血干细胞和脂肪细胞发生缺血坏死，即可引起MRI信号的改变，可表现为Tl及T2加权像上病变区域带状或环状低信号影，并可见伴随高信号影，随着病变的进展，坏死骨组织内新生血管形成，导致坏死骨组织骨质吸收并有新骨生成，开始骨质修复，MRI表现为片状或不规则性Tl低信号。另外，MRI的Stir序列对脊髓的信号变化敏感，可清楚显示股骨头、股骨颈区的骨髓信号变化，表现为T1加权低信号，T2加权高信号，虽不具有特异性，但可揭示有发展为该病的可能，可发现潜在的股骨头缺血坏死病变。大多数股骨头坏死早期病例，由于静脉回流障碍和局部充血等原因，可导致液体渗出，而出现关节腔积液。MRI检查可利用多方位成像，清晰显示关节间隙的变化情况，显示关节积液的情况，有助于该病诊断。张通等［20］资料显示，30例48髋中Ⅰ期39髋，Ⅱ期9髋，Ⅲ～Ⅳ期0髋。全部病例均有关节腔积液，呈长T1长T2信号改变。30例48髋均行普通X线骨盆正位摄影检查，结果均为阴性，有3例行CT平扫，未发现明显异常。另张立安等［21］资料中，62例124个股骨头中，X线平片分期结果为:0期33个部位，Ⅰ期46个部位主要表现为骨质疏松和骨小梁模糊。Ⅱ期45个部位，其中18个部位表现为囊状透亮区及斑片状骨硬化，19个部位表现为单纯囊状透亮区，8个部位仅显示片状骨硬化。62例(124个股骨头)中共发现Ⅰ、Ⅱ期早期股骨头缺血坏死91个部位，其中单侧33例，双侧29例。CT分期结果为:0期38个部位，Ⅰ期34个部位，Ⅱ期30个部位，Ⅲ期22个部位。共发现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期早期股骨头缺血坏死56例(86个部位)，其中单侧26例，双侧30例。低场MRl分期结果为:0期39个部位，Ⅰ期30个部位，Ⅱ期23个部位，Ⅲ期20个部位，Ⅳ期12个部位。低场MRI发现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期早期股骨头缺血坏死共44例(73个部位)。其中单侧15例，双侧29例。统计学结果表明，X线平片与CT、X线平片与低场MRI及CT与低场MRI之间敏感性的差异均具有显著性意义。3种方法对早期股骨头缺血坏死的诊断价值以低场MRI的敏感性最高，CT次之，X线平片较差。因此，MRI被认为是目前诊断该病的最敏感的方法，其前景应用广泛。尤其对早期诊断比CT更有价值。但其费用较高，且基层医院未普及，在一定程度上限制了其应用。

总之，虽然X线、CT、ECT、MRI对诊断股骨头坏死各有其不足，但其各自优势是非常可观的。X线片可以确定病变的范围，排除骨的其他病变，具有简单、方便、经济和应用范围广泛等优点，仍作为股骨头坏死诊断技术中最基本的检查方法。CT对判断股骨头内骨质改变有其独到的优势，尤其是对明确股骨头坏死的诊断后进一步了解坏死范围、是否塌陷的最佳手段，可以精准地确定坏死病灶的部位、大小和边界。ECT反映的是病变部位细胞代谢水平的变化，故在疾病的初期即可显示异常信号，对股骨头缺血性坏死的早期诊断具有高度灵敏性，是一项安全、无创伤，且有着很高价值的显像技术。MRI是诊断早期股骨头坏死最敏感、最特异的无创性检查方法，MRI是多参数多方位成像，具有良好的软组织分辨率，能清晰显示病变部位和范围、骨髓水肿、关节腔积液和周围软组织的变化等，对指导临床治疗及判断预后有重要意义。所以四者结合起来综合分析对诊断早期股骨头坏死具有重要意义。对于怀疑股骨头坏死的患者可先行X线检查，X线片显示阴性可再选用CT或者MRI。X线、CT、MRI均无异常或不能确诊时，应做ECT检查。如果仍无法确诊时，可观察1个月后再行MRI或者ECT检查。如果病变确诊后应行CT检查及三维CT成像，以明确病变范围，准确地进行分期，为制订治疗计划提供可靠依据。

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