成人非创伤性股骨头坏死与髋关节发育不良相关性的影像学研究

李锐博 黄强 杨静 裴福兴 沈彬 周宗科 康鹏德

. 髋关节发育不良 Dysplasia of hip joint .

成人非创伤性股骨头坏死与髋关节发育不良相关性的影像学研究

李锐博 黄强 杨静 裴福兴 沈彬 周宗科 康鹏德

目的 探讨成人非创伤性股骨头坏死 （osteonecrosis of the femoral head，ONFH） 与髋关节发育不良 （developmental dysplasia of the hip，DDH） 的相关性。方法 收集 2014 年 6～9 月本院 ONFH 患者骨盆正位 X 线片，测量其中心边缘角 （centre-edge angle，CE 角）、Sharp 角、髋臼指数 （acetabular index，AI）、股骨头覆盖率、股骨头颈直径比、髋臼深宽指数、髋臼顶切线角 7 项指标。收集来院就诊无髋关节疾患并且年龄、性别与 ONFH 组相配伍的患者作为对照组进行比较。结果 ONFH 组患者 CE 角平均值为（32.14±6.27） °，小于对照组 （35.09±4.93） ° （F=4.608，P=0.035）；Sharp 角平均值 （38.34±3.77） °，大于对照组 （35.88±2.39） ° （F=10.855，P=0.001）；髋臼指数平均值 （9.19±4.78） °，大于对照组 （5.69±6.31） ° （F=9.196，P=0.003）；股骨头覆盖率平均值 （79.81±13.95） %，小于对照组 （85.84±5.27） % （F=5.071，P=0.028）；股骨头颈直径比平均值 1.45±0.09，小于对照组 1.53±0.09 （F=11.775，P=0.001）。而髋臼深宽比和髋臼顶切线角两组之间差异无统计学意义 （F=0.042，P=0.837；χ2=0.104，P=0.748）。结论 ONFH 组患者的髋关节发育情况较非创伤性 ONFH 组的差，提示 DDH 有可能是 ONFH 发生发展的原因之一。

股骨头坏死；髋关节；股骨头骨骺滑脱症；骨软骨发育不良；骨坏死

股骨头坏死 （osteonecrosis of the femoral head，ONFH） 为股骨头血供中断或受损，引起骨细胞及骨髓成分死亡及随后的修复，继而导致股骨头结构改变，股骨头塌陷，引起患者关节疼痛、关节功能障碍的疾病。其病因较多，总体分为创伤性因素和非创伤性因素。股骨头坏死诊断标准：（1） 临床症状、体征和病史：以腹股沟、臀部和大腿部位为主的关节痛，偶尔伴有膝关节疼痛，髋关节屈曲、内旋、外旋活动受限，常有髋部外伤史、 皮质类固醇应用史、酗酒史以及潜水等职业史。（2） X 线片改变：ONFH 早期股骨头出现密度增高 （硬化） 和透光区 （囊变）；病情进一步发展，会出现典型的新月征；晚期可出现股骨头塌陷，关节间隙变窄和严重的骨关节炎改变，常见髋臼出现硬化和囊变。（3） CT 扫描改变：股骨头内可见硬化带包绕坏死骨、修复骨，或软骨下骨断裂。（4） MRI 征象：坏死区 T1WI 显示带状低信号或 T2WI 显示双线征。（5）核素骨扫描：坏死早期呈灌注缺损 （冷区）；病情进一步发展，热区中有冷区即“面包圈样”改变。（6）骨活检：显示骨小梁的骨细胞空陷窝多于 50%，且累及邻近多根骨小梁，骨髓坏死。专家建议：符合两条或两条以上标准即可确诊。除 （1）、（5） 外，（2）、（3）、（4）、（6） 中符合一条即可诊断。但需与髋关节发育不良 （developmental dysplasia of the hip，DDH） 继发骨关节炎相鉴别，此病后期可出现股骨头软骨下骨囊性变，易混淆。该病多起病于青少年，常累及双侧，女性多见，X 线片表现为股骨头包裹不全，关节间隙变窄、消失，骨硬化、囊变。髋臼对应区出现类似改变，可鉴别［1］。本研究采用ARCO 分期：① 0 期：活检结果符合坏死，其余检查正常；② I 期：骨扫描或磁共振阳性；③ II 期：股骨头斑片状密度不均、硬化与囊变形成，CT 与X 线片没有塌陷表现，磁共振与骨扫描阳性，髋臼无变化；④ III 期：正侧位 X 线片出现新月征，关节面塌陷 A＜2 mm、B 2～4 mm、C＞4 mm；⑤ IV 期：关节面及股骨头塌陷、骨关节炎、关节间隙变窄，髋臼改变、关节破坏［2］。

有学者提出，DDH 亦是导致或者加重 ONFH的危险因素，但并未对发育不良的髋关节结构进行详细的影像学测量或分析，没有确定性的数据支持非创伤性 ONFH 与 DDH 的相关性［3-5］。本研究通过测量 ONFH 患者髋关节影像学的相关指标，探讨ONFH 与 DDH 两者是否存在一定关系，指导临床认识、治疗 ONFH 和判断预后。

材料与方法

一、纳入标准与排除标准及对照组的设立

1. 纳入标准：（1） 2014 年 6～9 月于我院确诊为ONFH 的成年患者；（2） 对本次研究知情并签署知情同意书的患者。

2. 排除标准：（1） 股骨头已严重塌陷变形或继发髋关节骨关节炎的患者；（2） 既往有髋臼或股骨头、颈骨折的患者。

3. 对照组：招募年龄、性别与 ONFH 患者相配伍的因非髋关节原因且髋关节无疾患来骨科门诊就诊或住院的患者作为正常对照，并签署知情同意书。

二、测量指标与方法

拍摄标准骨盆正位片，使用图像测量分析软件Digimizer4 （MedCalc Software，美国） 测量股骨头中心、中心边缘角、Sharp 角、髋臼指数、股骨头覆盖率、股骨头颈直径比、髋臼深宽指数髋臼顶切线角。为避免测量方法引起的误差，本研究所有数据均由同一人测得。

1. 股骨头中心：通过分布有 3～5 个不同直径的同心圆，将与被测股骨头轮廓重合最多的圆心定义为股骨头中心［6］（图 1）。

2. 中心边缘角：通过股骨头中心垂线 （平行于身体的垂直轴） 与连结股骨头中心至髋臼上外缘连线之间的夹角［7-8］（图 2）。

3. Sharp 角：两侧泪滴下缘的连线与泪滴和髋臼外上缘连线的夹角［9］（图 3）。

4. 髋臼指数：髋臼上缘与卵圆窝上缘连线与过卵圆窝上缘平行于两侧泪滴连线的直线的夹角［8］（图 4）。

5. 股骨头覆盖率：以股骨头最内点与股骨头最外点的切线之间的距离 A 为股骨头宽径，髋臼外上缘到股骨头最内点切线的距离 B 为髋臼顶宽径，股骨头覆盖率是 B / A×100%［9］（图 5）。

6. 股骨头颈直径比：股骨头最大直径与股骨颈最小直径的比值［10］（图 6）。

7. 髋臼深宽指数：髋臼宽度为髋臼外上缘到泪滴下缘连线 （W） 的长度，髋臼深度为卵圆窝上缘到W 线的垂线 （D） 的长度，髋臼深宽指数为 D / W 比值乘以 100%［11］（图 7）。

8. 髋臼顶切线角：通过髋臼外上缘做臼顶弧的切线与双侧髋臼外上缘的连线 （骨盆水平线） 之间的夹角即为髋顶切线角。如切线在连线上方，其夹角为正角。切线与连线重合为零度，切线在连线下方为负角［12］（图 8）。

三、统计学处理

使用 SPSS 19.0 软件进行统计学分析，计量资料数据结果均用 x-±s 表示，各组间的数据比较采用单因素方差分析，计数资料采用卡方检验，均以 α= 0.05 为检验标准。

结　　果

本研究股骨头坏死组 （简称坏死组） 共纳入 42 例（70 髋），年龄 19～68 岁，平均 （44.67±11.36） 岁。其中男 38 例，女 4 例。对照组纳入 19 例 （30 髋），年龄 20～69 岁，平均 （41.40±15.32） 岁，男 11 例，女8 例。坏死组和对照组的年龄和性别差异无统计学意义 （F=0.85，P=0.772；χ2=0.003，P=0.956）。

1. CE 角：坏死组 （32.14±6.27） °，小于对照组（35.09±4.93） ° （F=4.608，P=0.035）。

2. Sharp 角：坏死组 （38.34±3.77） °，大于对照组 （35.88±2.39） ° （F=10.855，P=0.001）。

3. 髋臼指数：坏死组 （9.19±4.78） °，大于对照组 （5.69±6.31） ° （F=9.196，P=0.003）。

4. 股骨头覆盖率：坏死组 （79.81±13.95） %，小于对照组 （85.84±5.27） % （F=5.071，P=0.028）。

5. 股骨头颈直径比：坏死组 1.45±0.09，小于对照组 1.53±0.09 （F=11.775，P=0.001）。

6. 髋臼深宽指数和髋臼顶切线角：坏死组和对照组差异无统计学意义 （F=0.042，P=0.837；χ2= 0.104，P=0.748） （表 1）。

表 1 坏死组与对照组各项指标测量结果比较Tab.1 The comparison of measuring result between two groups

Fig.1 The center of the femoral headFig.2 Centre-edge angleFig.3 Sharp angleFig.4 Acetabular indexFig.5 Femoral head coverage ratioFig.6 The ratio of head-neck diameterFig.7 Depth to width of acetabulumFig.8 Tangent angle of acetabulum

讨　　论

髋关节是人体最大的杵臼关节，由髋臼和股骨头组成。髋臼和股骨头的正常发育及合适匹配是髋关节稳定性的基本保证。Sharp 角、髋臼指数、髋臼顶切线角、髋臼指数常用以评估髋臼形态，股骨头颈直径比可以评估髋关节股骨侧发育情况，而CE 角、股骨头覆盖率则用以评价髋臼及股骨的匹配情况。

通过 Tannast 等［9］的测量发现，相对于正常对照组，发育不良髋关节组 CE 角偏小，Sharp 角及髋臼指数偏大。Taketa 等［5］对 DDH 合并 ONFH 患者的CE 角和 Sharp 角进行测量发现，CE 角过小或 Sharp角过大时 ONFH 的发生率明显增加。股骨头覆盖率的大小可以直接反应髋关节髋臼与股骨头的匹配情况。对于股骨头颈直径比，Doherty 等［13］测得正常平均值为左侧 1.43±0.09，右侧 1.44±0.09，且认为股骨头颈直径比越小，其发生髋关节骨关节炎的可能性越大，股骨头颈直径比例变小为髋关节骨关节炎进展的独立危险因素。髋臼顶切线角，正常情况下为正角，在 DDH 患者，其可以表现为零角或负角。本研究对 7 个髋关节发育评价指标进行了测定，除了髋臼深宽比及髋顶切线角，其余 5 个指标均显示非创伤性 ONFH 组髋关节发育情况较正常对照组差，说明 DDH 可能是 ONFH 发生发展的危险因素之一。

对于 DDH 与 ONFH 发生发展的致病机理目前仍不清楚，可能的因素有：（1） 髋臼不能很好地覆盖股骨头，股骨头与髋臼接触面积减小，单位面积压力增加导致股骨头着力点下方骨小梁反复受力挤压，骨折塌陷，引起股骨头内局部血液循环障碍，导致股骨头局部缺血、坏死的发生。Carter、Russell 等通过对髋关节受力进行三维有限元分析，结果显示，髋关节累积接触压力范围在正常对照组与罹患 DDH组有显著性差异。与正常髋关节相比，发育不良髋关节个体累积接触压力明显增加，达到正常的 2～3 倍，受力面积减少甚至呈点状，即所谓慢性过载模型。故此可以认为髋关节长期高应力状态使骨质血供减少，松质骨骨小梁塌陷，骨坏死形成［14-16］；（2） 股骨近端发育不良，关节囊及周围软组织长期牵拉损伤，关节腔内关节液减少，关节软骨营养障碍，加重股骨头软骨坏死［4］；（3） 正常情况下髋关节腔内压力为周期性变化，符合股骨头血液循环的需要。DDH 引起关节腔内压力持续增高，关节软骨血运减少，且静脉回流障碍，也可导致股骨头缺血坏死。由于股骨头血供主要依靠走行于股骨颈表面的颈升血管，仅有一层滑膜将其与关节腔相隔，当关节内压增高时势必对股骨头的供血或静脉回流产生妨碍。Wingstrand 等［17］通过试验证明发育不良髋关节关节囊内压力明显高于正常髋关节，且股骨头血流量随髋关节内压的增高而进行性下降，髋关节内高压可危及股骨头血供。上述研究在理论基础上提出了 DDH 与 ONFH 的发生发展可能存在相关性，但目前在临床上还缺少充分的证据支持［5，18-19］。

虽然本研究测量结果显示 DDH 是 ONFH 发生发展的可能危险因素，但仍存在不足：（1） 本研究样本量较少，数据可靠性有限，且不能排除测量及统计误差可能。本研究中 ONFH 组与对照组的髋臼深宽指数和髋臼顶切线角两组数据差异无统计学意义，也可能是由于样本量不足所致；（2） 本研究只对骨盆正位 X 线片进行测量，这对于评价髋关节的真实发育情况可能会造成较大干扰。

综上所述，本研究的结果显示，成人非创伤性ONFH 患者的髋关节发育情况较非股骨头坏死人群差，提示 DDH 有可能是 ONFH 发生发展的原因之一，这还需在今后的研究中进一步证实。

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（本文编辑：李贵存）

A scintigraphic study on the correlation between non-traumatic occlusion femoral head necrosis and developmental dysplasia of the hip in adult patients

LI Rui-bo， HUANG Qiang， YANG Jing， PEI Fu-xing， SHEN Bin， ZHOU Zong-ke， KANG Peng-de. Department of Orthopaedics of West China Hospital， Sichuan University，Chengdu， Sichuan， 610041， PRC

YANG Jing， Email: cd-yangjing@163.com

objective To analyze the correlation between non-traumatic occlusion femoral head necrosis （ONFH） and developmental dysplasia of the hip （DDH） in adult patients. Methods AP pelvic radiographs from adult patients with ONFH seen from June 2014 to September 2014 in Department of Orthopedics of West China Hospital of Sichuan University were collected. Centre-edge angle， femoral head coverage ratio， head-neck ratio， sharp angle， acetabular index， tangent angle of acetabulum and depth to width of acetabulum were measured. Then AP pelvic radiographs from patients who seek medical advice from West China Hospital without hip diseases and whose age and gender matched with treatment group were collected as control to make a comparison. Results The mean value of CE angle in patients with ONFH was （32.14 ± 6.27） °， less than that of the control group （35.09 ± 4.93） ° （F = 4.608， P = 0.035）. The mean value of Sharp angle was （38.34 ± 3.77） °， more than the control group （35.88 ± 2.39） ° （F = 10.855， P = 0.001）； The mean value of AI was （9.19 ± 4.78） °， higher than that of the control group （5.69 ± 6.31） ° （F = 9.196， P = 0.003）； the mean value of femoral head coverage ratio was （79.81 ± 13.95） %， lower than that of the control group （85.84 ± 5.27） % （F = 5.071， P = 0.028）； the mean value of head-neck ratio was 1.45 ± 0.09， lower than that of the control group 1.53 ± 0.09 （F = 11.775， P = 0.001）. No signifcant differences in tangent angle of acetabulum and depth to width of acetabulum were found between the two groups （F = 0.042， P = 0.837； χ2= 0.104， P = 0.748）. Conclusions The developmental state of the hip in patients with ONFH was worse than that in patients without ONFH， so there is a possibility that DDH is one of risk factors that makes ONFH occur.

Femur head necrosis； Hip joint； Slipped capital femoral epiphyses； Osteochondrodysplasias；Osteonecrosis

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.07.008中图分类号：R681， R445

2013 年度卫生行业科研专项项目 （201302007）

610041 成都，四川大学华西医院骨科

杨静，Email: cd-yangjing@163.com

2015-09-18）