多排螺旋CT在人工髋关节翻修术前评估的价值

吴兴德 ，岑 黄，崔运能

1南方医科大学第三附属医院医学影像科，广东 广州 510630；2广东省骨科医院，广东 广州 510630；3佛山市妇幼保健院放射科，广东 佛山 528000

随着我国人口老龄化的加剧，人工髋关节的植入率逐年增高［1］。人工髋关节不仅具有一定的使用年限，还可因各类并发症需要再次入院行翻修术。放射学检查在人工髋关节置换手术方案制定、术后并发症的诊断充当不可缺少的角色［2-3］。虽然目前仍以X线平片作为人工髋关节初次及翻修术的主要影像学参考［4-5］，但它主要作为模板测量的工具［6-7］，不适合全面评估需要翻修的复杂髋关节。断层的影像学工具，如多排螺旋CT及MR逐渐应用于复杂髋关节置换的评估，尤其多排螺旋CT具有扫描速度快、可三维重建后处理的优点，越来越受到外科医生的重视［8-9］。多项研究证实，CT可准确评估髋关节病变严重程度、观察人工髋关节置换术后并发症［10］，部分翻修术前需行CT检查方能准确制订手术方案［11］，但国内尚无CT在髋关节翻修术的诊断价值的专门报道。本研究拟回顾性分析21例人工髋关节翻修术患者资料，探讨多排螺旋CT在人工髋关节翻修术前评估的应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2014年3月～2019年5月在南方医科大学第三附属医院就诊、并进行人工髋关节翻修术的患者，在翻修术前1月内均行髋关节CT检查，其中男性7例、女性14例，年龄19～86岁，中位年龄62岁，左侧13例，右侧8例，第1次置换或旷置时诊断为髋臼、股骨头或股骨颈骨折9例，股骨头缺血坏死7例，先天性脱位1例，关节疼痛1例，置换术前病因不详2例。距离上次置换或旷置术后2月～20年，中位时间4.5年（2～8年），其中5名患者为第2次翻修术。临床症状表现为疼痛不适15例，反复脱位2例，旷置术后4例。经手术证实假体松动13髋，假体脱位2髋，假体周围骨折2髋，旷置术后4髋。本研究符合医学伦理学原则，经医院伦理委员会批准。

1.2 CT检查

使用Aqullion 64多排螺旋CT机（日本东芝）进行髋关节CT平扫检查，具体扫描参数：管电压120 kVp，Z轴自动管电流调节技术，层厚0.35 mm，螺距为1.0，利用半自动骨算法多平面重建成像（包括标准双髋关节轴位、冠状位、矢状位图像，层厚与层间距均为5 mm）、容积再现、表面遮盖等三维图像。

1.3 图像分析

由2名经验丰富的放射科医师在PACS（南方PACS系统）上阅读CT图像，分析患者人工髋关节置入失败的原因，观察人工髋关节或旷置关节骨质及软组织影像学改变。

2 结果

2.1 人工髋关节置入失败原因评估

假体松动共13髋，包括单纯髋臼侧假体松动7髋，单纯股骨侧假体松动3髋，髋臼侧及股骨侧假体均松动3髋。

髋臼侧人工假体松动共10髋：均可见髋臼侧人工假体不同程度向上向内移位，假体突入骨盆，周围可见不规则条状透亮影，透亮区或透亮线影宽度大于2 mm共4髋，小于2 mm共6髋；髋臼假体外展角明显增大（约66°）1髋，髋臼内可见大量软组织影填充2髋；髋臼侧有明显的骨质缺损2髋。

股骨侧人工假体松动共6髋：假体伴随人工髋臼向上移位2髋，向下移位嵌入股骨髓腔程度加深3髋；假体周围出现不规则条片状透亮线影大于2 mm 2髋，小于2 mm 2髋；骨基座形成1髋；未见明显的透亮线或其他放射学异常1髋。典型的假体松动图像（图1）。

合并髋臼侧假体内衬明显磨损1髋，髋臼侧及股骨侧假体正常间隙消失，形成金-金直接接触。

假体周围骨折2髋：表现为股骨侧假体（股骨柄）末端或中段旁骨质断裂，小梁中断，骨质错位；均合并假体松动，其中1髋累及髋臼侧及股骨侧，均可见大于2 mm的透亮线，1髋仅累及股骨侧假体，未见大于2 mm的透亮线影；1髋髋臼较多片状骨质缺损区。

假体脱位2髋：股骨头均明显向髋关节外上后方移位，达右侧髂骨体水平，人工髋臼内可见较多的软组织密度影；1髋可见股骨头与髂骨形成假关节；2髋均可见髋臼较宽、浅，可见骨质缺损。

2.2 髋关节旷置术后评估

4髋均可见骨水泥塑型股骨头或股骨上端假体，封闭股骨上端。骨水泥塑型髋臼2髋，骨水泥间置器存留3髋，髋臼内充填多少不等的软组织影，可见股骨上端置入克氏针影2髋，部分旷置术1髋，内存留人工股骨柄。髋臼侧出现较明显的骨质缺损的透亮区3髋。末端骨水泥塑形的人工股骨头向后脱位2髋，其中1髋在髋臼后上方形成假关节（图2）。

3 讨论

人工髋关节置换术是治疗晚期关节疾患如髋关节炎、股骨头缺血坏死、股骨颈骨折等疾病的有效方法，但由于假体的材料、设计、制造，手术者的技术水平，患者本身的疾病，及患者术后对假体的使用程度等原因［12］，导致部分患者不可避免需要行人工髋关节翻修术。一般而言，人工髋关节翻修术是指在髋关节置换术后需要更换人工髋关节部分或部分组件如人工股骨柄、股骨头、髋臼内衬及臼杯的手术。相对于初次髋关节置换术，翻修术的难度明显增加，需要制定更详细的术前计划、做好充足的术前准备工作［13］。除了解患者病史、体格检查、实验室检查外，影像学检查、尤其是CT检查，具有良好的密度分辨率、优秀的后处理功能，可清晰显示复杂骨关节结构，为人工髋关节翻修术的术前假体失败原因分析、翻修术方案制定提供强有力的支持。假体松动、假体周围感染、假体脱位、假体周围骨折、假体磨损等并发症是导致假体失败的常见原因［14-15］；翻修术中，骨质缺损的评估、假体放置的设计，是翻修术关键内容；可通过翻修术前CT进一步明确。

假体松动是假体失败的主要原因，约占所有初次人工髋关节置换术失败的2/3［15］。假体移位、假体旁透亮线影是判断假体有无松动的主要的放射学征象，骨水泥断裂、假体旁硬化线、骨性基座形成等征象也有助于诊断。定期随访的X线平片是诊断假体松动最准确的影像学方法，尤其是假体位置持续性改变。CT后处理技术可生成骨盆、包括股骨柄全长的重建图像，即使无旧片对比，也可通过观察人工假体与邻近骨质的相对位置关系可初步判断有无假体移位。本组患者绝大部分的松动假体可见位置异常，但这种征象可能与旧片对比更有诊断意义。普遍认为，X线平片上假体周围进行性增宽透亮影为假体松动的另一可靠征象，假体或骨水泥旁透亮线宽度大于2 mm也提示假体松动。由于临床上难以采用CT检查进行定期随访，故在CT可见假体或骨水泥旁透亮线宽度大于2 mm即怀疑假体松动［16］。本组21例患者中有12髋单纯性假体松动、2髋假体松动合并假体周围骨折，共计18个假体松动，8个假体周围可见宽度大于2 mm的透亮区，10个假体周围的透亮线影小于2 mm或未见宽度大于2 mm的透亮区，说明CT检查诊断假体周围透亮线的敏感性并不高。我们曾推测是金属伪影影响假体周围透亮区的观察、尤其在观察股骨侧假体时；但即使在髋臼侧假体松动的患者，大部分假体无法在受金属伪影影响较小的髋臼顶部观察到大于2 mm透亮区，故其根本原因可能是部分假体松动无法在放射学检查上检测出来［17］。虽然SPECT/CT对于假体松动的诊断具有更高的准确性［18］，但大部分医院并没有配备SPECT/CT硬件设备。值得注意的是，CT定量分析表明，植入金属假体后髋臼顶的骨质密度会降低，不可单纯依据骨质密度降低来推断假体松动［19］。

假体脱位是人工髋关节翻修术的又一重要原因。假体脱位的诊断并不困难，根据临床症状、影像学上见股骨头位于髋臼外即可诊断［20］，但更重要的是通过影像学检查确认假体脱位的原因。假体脱位与手术入路、软组织张力、股骨偏距、假体设计及放置等有关，结合患者病史、基本状况及X线测量，可大致判断人工髋关节脱位的主要原因。对于假体脱位需进行翻修的患者而言，CT的优势在于可详细评估髋臼状况，去除X线检查各种结构重叠、软组织对比度低的缺点，可全面了解髋臼的形态学特征及髋臼内容物。本组病例可见2髋的股骨头向外上后方移位，达右侧髂骨体水平，1髋形成假关节，其中1髋髋臼内可见较多的软组织密度影充填。

假体周围骨折与手术导致的骨皮质损伤、假体松动、骨质疏松等因素有关。骨折虽可发生于髋臼侧，但更常见于股骨侧的假体周围［21］，且多发生于骨质缺损导致力量较薄弱区域或承重应力较高的部位。根据骨折发生的部位，将股骨侧的假体周围分为转子间骨折、假体柄周围骨折、假体柄尖端远端的骨折。CT检查可检测出常规X线漏诊的骨折，即使未发现两者有明显的统计学差异，但在制订手术方案时两者互为补充［22］。本组可见1髋假体柄周围骨折、1髋假体柄尖端远端的骨折，2髋合并髋臼侧、股骨侧假体松动，提示本组病例中，假体松动是假体周围骨折的病因。

相对而言，假体周围感染发生率较低，但却常引起灾难性的效果。众多影像学检查手段，包括X线、CT、MR及超声检查，MR可能是检查假体周围感染较敏感、准确的方式，表现为假体周围的软组织强化、甚至可见脓腔形成，18F-FDG-PET/CT具有更高的敏感性［23］。虽然小部分假体感染可通过内科治疗处理，但是其标准的治疗方式是清创、抗生素治疗、一期翻修术旷置后，择期行二期翻修术。人工髋关节经一期翻修术、旷置术后有不同程度的毁损，X线难以显示其复杂状况，故二期翻修术前须行CT检查。CT检查可清晰显示旷置后留置的髋关节内固定、间置器、骨质及周围软组织情况，为翻修术提供重要参考。

与明确假体置入失败的原因相比，CT的价值更体现在为人工髋关节翻修术提供更详细的影像学信息并制定手术方案［24］。人工髋关节翻修术的关键在于骨缺损的修复及假体的固定。与X线相比，CT多平面、多角度观察、无重叠成像可较好显示髋臼及股骨头的形态学特征及骨质缺损。有研究表明，CT在指导临床医生在假体尺寸的选择、各组件的放置、术后下肢长度的测量等方面优于X线平片，其优势在于术前制定人工关节置换的计划［25］。在骨盆骨质缺损的病例，通过特定的CT视角可显示靶位置的骨质异常［26］。在本组病例中，可见8髋的髋臼侧有片状、筛孔状骨质缺失，术前评估的时候即明确手术时需要进行同种异体松质骨条植入至髋臼骨质缺损处，才能有效重建髋关节功能。许多公司开发出各类软件利用CT数据进行后处理制定详细的手术方案，比传统的评估具有更大的优势［27］。

由于检查时间较长、价格相对较高、尤其是辐射量较大限制CT检查在人工髋关节检查的应用。随着技术的进步，部分CT具有较低的辐射量［28］，有望用于人工髋关节术后常规复查。另外，由于CT扫描常出现较多的金属伪影，有研究尝试使用新技术提高图像质量，以期达到更好的诊断效果［29］。鉴于本研究为回顾性分析，检查前并没有采取特殊的去金属伪影技术，故存在一定的伪影，对结果分析造成一定的影响。

综上所述，多排螺旋CT可检测人工髋关节翻修术前假体松动、脱位、假体周围骨折等导致假体置入失败原因，全面评估待翻修的髋关节，为人工髋关节翻修术方案的制定提供重要信息。