股骨头缺血性坏死MRI 表现及其与预后的关系

潘小文 董晚亭 但倩

股骨头缺血性坏死（ONFH）[1-2]是常见的骨科疾病，由外伤、酗酒等多种原因造成股骨头血运循环不畅，进而导致骨质硬化、骨细胞坏死等病理变化过程，如果不进行治疗，在1～3 年内高达80%的患者出现股骨头塌陷，严重者甚至会引发髋关节骨关节炎，需要进行髋关节置换术。早期发现、早期治疗可显著改善患者预后，但ONFH 发病隐匿，早期症状不明显，到医院就诊时多数已进展到中晚期，给临床治疗带来很大困难。X 线检查是根据机体组织的不同密度，通过放射线对人体成像，具有空间分辨率高等特点，但机体组织与器官重叠时会影响诊断的准确性。X 线检查可用于筛查ONFH，但人体骨髓脂肪减少时，ONFH患者一般不会产生不适感，由于髋关节前后2 个骨质结构存在重叠，X 线检查无法在空间上对骨质坏死区域精准定位，无法清楚地显示股骨头骨皮质的变化，因此X 线检查早期通常不会发现异常，分期准确性不高。因此，对临床上高度怀疑但X线检查呈阴性的ONFH 病例应行MRI 检查以明确诊断。目前，临床上磁共振成像（MRI）[3-4]常用作ONFH 的诊断方式，具有软组织分辨率高、无放射性、无骨性伪影干扰等优势，主要特点为扫描参数多、扫描序列丰富，可多方位扫描，具有非常高的特异性，可早期反映股骨头坏死的范围和部位。本研究旨在探究ONFH 患者MRI 表现及其与预后的关系，以期为临床诊断提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2019 年1 月至2022 年1 月在四川省骨科医院临床确诊的153 例ONFH 患者的病例资料作为研究对象。入院后在对患者髋关节MRI检查前均进行X 线检查，其中男性81 例，女性72例；年龄30～62 岁，平均年龄（41.2±3.8）岁；病程1～17 个月，平均病程（7.59±0.91）个月；长期应用激素者68 例，酒精中毒者19 例，再生障碍性贫血者1 例，受外伤者53 例，无明确病因者12 例。纳入标准：①年龄≥18 岁，符合ONFH 诊断标准；②影像学图像质量佳；③患者知情同意。排除标准：①合并骨肿瘤；②髋关节先天性畸形；③患严重基础性疾病或其他系统性疾病；④精神认知障碍。

1.2 影像学检查

1.2.1 X 线检查

所有患者入院后，在接受髋关节MRI 检查前均进行X 线检查。采用日本岛津MUX-100DJ 移动X 线机进行髋关节正位、骨盆正位、股骨头轴位摄片，范围包括整个骨盆，配备滤线器，距离为1 m，参数设置为72 kv、40 mAs。进行坏死部位分期。

1.2.2 MRI 检查

对所有患者均行MRI 检查。采用美国GE1.5T核磁共振设备，取仰卧位，双脚并拢，对患者进行扫描，做冠状面（T1）、横断面（T1、T2）、矢状面（T1、T2）连续扫描。T1 加权成像（T1W1）冠状面扫描层厚/间距为3/0.5 mm，T2 加权成像（T2W1）冠状面扫描层厚/间距为4/0.5 mm，T2W1 横断面扫描层厚/间距为4/0.4 mm，质子密度加权（PDW）横断面扫描层厚/间距为4/0.4 mm，质子密度加权-频率衰减翻转恢复（PDW-SRAIR）横轴面扫描层厚/间距为4/0.4 mm，激励次数为4 次，使用矩阵为256×256。

1.2.3 图像分析

由2 位经验丰富的放射科医师分别对影像片进行独立阅片，观察两侧股骨头是否存在缺血性坏死及股骨头坏死部位、坏死体积，最后得出的统一诊断意见即为影像学诊断结果。按照国际骨循环研究（ARCO）[5]的分期标准进行分期：Ⅰ期为X 线检查正常，MRI 检查股骨负重部位显示斑状长T1、T2 信号；Ⅱ期为X 线检查显示骨硬化，局灶性骨质疏松或股骨头囊性改变，MRI 检查显示斑片状硬化，显示“线性”；Ⅲ期为X 线检查显示坏死区骨折、塌陷，MRI 检查显示股骨头合并囊变，关节面出现塌陷；Ⅳ期为X 线检查显示骨关节炎，关节间隙缩小，髋臼发生改变，MRI 检查显示关节面塌陷合并退行性变化。

1.3 预后评估

对153 例患者进行髓芯减压配合植骨治疗，术后对患者进行定期临床随访、X 线检查及MRI 检查，术后随访时间为12 个月，记录患者预后情况。预后良好[6]：髋关节疼痛改善，ARCO 分期无进展，且无需进行全髋关节置换术；预后不良：髋关节疼痛加重，分期进展为Ⅳ期，需进行全髋关节置换术。检出率计算公式为X 线或MRI 检查检出的股骨头坏死数/术后病理诊断股骨头坏死数×100%。

1.4 统计学分析

使用SPSS 24.0 统计软件进行数据分析，以例数和百分率表示计数资料，采用χ2检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 术后病理诊断结果

本研究有153 例ONFH 患者，出现单侧股骨头坏死84 例，双侧股骨头坏死69 例，共计222 个股骨头坏死；参照ARCO 分期标准[5]，Ⅰ期71 个股骨头坏死，Ⅱ期88 个股骨头坏死，Ⅲ期44 个股骨头坏死，Ⅳ期19 个股骨头坏死。

2.2 X 线表现

对本组153 例ONFH 患者进行X 线检查，检出股骨头坏死70 例，其中单侧股骨头坏死30 例，双侧股骨头坏死40 例，共计110 个股骨头坏死（49.55%），股骨头坏死X 线征象囊性病变检出率最高，占28.83%。具体X 线表现见表1。

表1 股骨头坏死患者X 线表现

2.3 MRI 表现

对本组153 例ONFH 患者进行MRI 检查，检出股骨头坏死149 例，其中单侧股骨头坏死81 例，双侧股骨头坏死68 例，共计217 个股骨头坏死（97.95%），双线征检出率最高，占46.40%。具体MRI 表现见表2。

表2 股骨头坏死患者MRI 表现

2.4 MRI 不同序列检测结果

PDW-SRAIR 检出的异常率最高，不同序列检测MRI 表现异常征象占比见表3。

表3 不同MRI 序列检测异常征象占比/个（%）

2.5 X 线与MRI 诊断结果比较

术后经病理诊断，本组153 例ONFH 患者出现包括222 个股骨头坏死，Ⅰ期71 个股骨头坏死，Ⅱ期88 个股骨头坏死，Ⅲ期19 个股骨头坏死，Ⅳ期44 个股骨头坏死。X 线检查诊断共110 个股骨头坏死，Ⅰ期0 个股骨头坏死，Ⅱ期47 个股骨头坏死，Ⅲ期44 个股骨头坏死，Ⅳ期19 个股骨头坏死，检出率为49.55%（110/222）。MRI 检查诊断共217个股骨头坏死，Ⅰ期69 个股骨头坏死，Ⅱ期85 个股骨头坏死，Ⅲ期44 个股骨头坏死，Ⅳ期19 个股骨头坏死，检出率为97.95%（217/222）。MRI 检出率高于X 线（χ2＝132.867，P＜0.05）。

2.6 预后情况

94 例患者预后良好，59 例患者预后不良。预后良好组包含161 个股骨头，预后不良组包含61个股骨头。预后不良组19 个股骨头发展为Ⅳ期，42 个股骨头行全髋关节置换术。预后良好组MRI检查显示股骨头光滑，T1 及T2 加权图像呈高信号，股骨头呈低信号；预后不良组MRI 检查显示斑片状硬化，“线性”股骨头合并囊变，关节面塌陷合并退行性变化。预后不良组股骨头形态改变、脊髓水肿、关节腔积液、T1W1 低信号、T2W1 高信号、双线征占比均高于预后良好组（P＜0.05），见下页表4。

表4 两组患者MRI 特点比较/个 (%)

2.7 典型病例

早期ONFH 患者影像学资料见下页图1。

图1 早期ONFH患者MRI影像 a、b. 右侧股骨头关节面下见斑片状混杂长T1，压脂高信号影，股骨头关节面塌陷 c、d. 冠状压脂序列，有高信号影 e. 矢状压脂序列，有高信号影

3 讨论

髋关节在人体中起到承重、缓冲和吸收震荡的作用。而股骨头是髋关节最重要的组成部分，在很大程度上股骨头坏死会导致患者髋关节功能障碍。ONFH 是由于骨血供不畅所致，血供沿股骨头分布，在受到外伤或非外伤的情况下，致使股骨头血供减少或中断，从而造成骨细胞坏死，骨陷窝空虚。随后产生新生血管和新生骨，肉芽组织增生，致使大量新生骨形成[7]。在负重状态下，股骨头关节面发生塌陷，造成髋关节骨关节炎。其属进展性疾病，且一旦发病会造成不可逆的病理改变，严重损害髋关节功能[8]。对ONFH 进行早期诊断，明确其分期，可为临床治疗提供最佳方案，提高临床疗效及预后。目前临床诊断ONFH 患者的主要方法有X 线、CT 以及MRI 检查[9-11]。早期人体骨髓脂肪减少时，患者一般不会产生不适感，髋关节前后2 个骨质结构存在重叠，无法在空间上对骨质坏死区域精准定位，无法清楚地显示股骨头骨皮质的变化，因此X 线检查通常不会发现异常，导致早期诊断精度不高，分期准确性不高。CT 检查具有较高的分辨率，可获得较为准确的横断位断层图像，但在患者股骨头未发生骨质改变的情况下，CT 检查对早期ONFH 的诊断较困难。MRI 检查可明确早期骨髓细胞是否出现异常，在诊断ONFH 中具有较高的特异性和敏感性。

本研究发现，早期ONFH 患者MRI 典型影像征象是双线征、关节囊肿胀、关节腔积液，导致此影像学征象的解剖学特点主要与ONFH 后早期炎症反应有关。与X 线检查相比，MRI 检查软组织密度分辨率最佳，发生ONFH 后，解剖特点呈现负重区软骨下骨折，股骨头塌陷，股骨头出现炎症反应。MRI 表现的“双线征”[12-13]即在股骨头坏死区发现不规则线，表示信号异常，病灶周围出现环形或半环形信号，在线影外部可看到硬化变化，表现为低信号，内侧组织肉芽是充血部位，表现为高信号，随着病情逐渐发展，分期升高，坏死组织被全面吸收，取而代之的是新生纤维和肉芽组织。而在疾病早期，X 线检查无异常，仅表现为骨质疏松。若患者髋关节伴有水肿，MRI 检查图像显示T2W1 高信号、T1W1 低信号。ONFH 患者疾病发展到Ⅳ期时，出现新的硬化骨组织和纤维组织，这些组织完全取代原来的股骨头坏死部位。此时患者的MRI 检查显示为T2W1、T1W1 低信号。若ONFH 患者疾病持续进展，股骨头性状将发生变化，表现为骨关节炎。因此，通过MRI 技术对患者进行检查，能准确反映股骨头病变状态和关节腔的变化。不同MRI 序列具有不同的侧重点，相应的MRI 序列对疾病的诊断价值也各不相同[14]，T1W1图像清晰显示出组织部位解剖形态；T2W1 序列对组织病理学变化具有更高的灵敏性；PDW 序列的主要来源是组织中氢质子；PDW-SPAIR 序列能够较清楚反映骨髓水肿、关节腔积液等症状，且显示出的图像更清晰、层次更丰富。本研究可看出，PDW-SPAIR 序列对股骨头信号异常、骨髓水肿以及关节腔积液的检出率更高，说明PDW-SPAIR 序列可有效诊断ONFH 患者，原因为股骨头坏死区在PDW-SPAIR 序列表现为黑色背景下高信号。

本研究发现，对于ONFH 患者，MRI 检查检出率高于X 线检查（P＜0.05），说明MRI 检查准确性更高，考虑原因是在疾病早期，X 线检查无法在空间上对骨质坏死区域精准定位，表现无异常，仅表现为骨质疏松；而MRI 检查可明确患者坏死部位和具体解剖形态，能够精准显示患者坏死部位和早期骨髓组织异常现象，显示股骨头双线征、关节腔积液等影像学征象，能够检出早期ONFH患者，因此MRI 检查检出率更高。

本研究发现，患者预后良好组和预后不良组MRI 表现明显不同，预后良好组髋关节疼痛改善，炎症吸收，MRI 图像显示股骨头光滑，T1 及T2 加权图像呈高信号，股骨头呈低信号；预后不良组髋关节疼痛加重，分期进展为Ⅳ期，需要进行全髋关节置换术，MRI 检查显示斑片状硬化，显示“线性”股骨头合并囊变，关节面塌陷合并退行性变化，故预后不良组股骨头形态改变、脊髓水肿、关节腔积液、T1W1 低信号、T2W1 高信号、双线征占比均高于预后良好组（P＜0.05），说明ONFH患者的MRI 表现与预后存在极大关联性。其原因在于MRI 检查具有高分辨率、全方位等优势，能精准识别软组织。经MRI 检查的ONFH 患者可明确坏死部位和具体解剖形态，能精准显示坏死部位和早期骨髓组织异常现象，显示股骨头双线征、关节腔积液等影像学征象。因此，通过MRI 检查可较早发现ONFH 患者，使医生可根据患者病情选择最佳的治疗方案，提高临床疗效及预后。

综上所述，ONFH 患者特异性MRI 征象为股骨头塌陷与关节腔积液，可有效指导ONFH 疾病分期，有助于指导预后评估，具有一定临床参考价值。