基于临床及磁共振图像特征的髋关节撞击综合征独立危险因素分析

曾潇，石逸杰，彭如臣

0 引言

近年来，髋关节撞击（femoroacetabular impingement,FAI）综合征作为髋关节疼痛发展最快的病因之一，在临床实践中备受关注[1-3]。2016 年发表的Warwick国际声明共识明确提出了存在影像学特征符合但并无症状和体征的FAI 人群[4]，另有相当数量的国外研究支持此观点[1,5]。尽管FAI 综合征在临床中受重视程度逐年增加、相关研究层出不穷，但是，一方面针对FAI 引起髋关节症状的机制或危险因素存在多种争议，如髋关节分型[6-7]、股骨颈骨髓水肿[8-9]等；另一方面，国内对于无症状的髋关节形态异常关注不足，将MRI 应用于FAI 综合征发生独立危险因素的研究甚少，限制了预防和治疗的发展。本研究旨在探索FAI人群引发临床症状及体征的危险因素，并评估各危险因素与FAI 综合征的相关性。通过对FAI 综合征及无症状FAI 人群MRI 图像的影像以及临床特征的提取、分析，发挥MRI 对骨质、关节软骨及软组织等的观察优势[6]，可获得客观的数据支持，明确FAI综合征发生的危险因素及各个因素的相关性。研究结果不仅为FAI综合征发生机制的研究提供思路，也有助于临床诊疗中针对性地制订预防或治疗方案，帮助FAI患者获益。

1 材料与方法

1.1 研究对象

本研究遵守《赫尔辛基宣言》，通过首都医科大学附属北京潞河医院伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：2023-LHKY-112-01。在本院的影像图像管理系统中，连续性搜索2020 年2 月至2023 年6 月MRI 图像表现符合FAI 的患者，同时收集他们的临床资料及影像学资料。纳入标准：（1）影像学表现符合FAI 三型中任何一型；（2）扫描序列齐全：包括轴位、冠状位、矢状位的T1WI 序列及T2WI 压脂序列（fat suppression, FS）；（3）病例资料完整。排除标准：（1）图像质量差（存在影响图观察伪影或者不符合标准体位）；（2）有髋关节手术史或严重外伤史（3）合并其他的髋关节疾病，如先天性髋关节发育不良等；（4）有癌症或者严重全身系统性疾病。

1.2 仪器设备及检查方法

（1）患者取仰卧位，使用中国上海联影公司生产的3.0 T uMR 780 磁共振仪及自带线圈，定位于髂前上棘与耻骨联合中点后行髋关节扫描。（2）扫描序列及参数：①轴位（与体轴垂直）T1WI序列，TR/TE 610/9.46 ms，层厚4 mm，层间距25 mm，矩阵384×70；T2WI-FS 序列，TR/TE 3 471/70 ms，层厚4 mm，层间距25 mm，矩阵320×75。②冠状位（与股骨颈平行）T1WI 序列，TR/TE 380/10.22 ms，层厚4 mm，层间距15 mm，矩阵384×70；T2WI-FS 序列，TR/TE 2 234/31.2 ms，层厚4 mm，层间距15 mm，矩阵304×75。③矢状位（与股骨颈垂直）T2WI-FS 序列，TR/TE 2 211/28.68 ms，层厚4 mm，层间距15 mm，矩阵304×75。

1.3 MRI图像分析方法

由一名具有5 年MRI 阅片经验的放射科住院医师及一名具有15 年阅片经验的副主任医师，在MRI图像上各自独立评价FAI 分型、髋臼盂唇损伤情况、转子周围肌肉水肿情况、股骨颈骨髓水肿情况、股骨颈滑膜疝情况、股骨坐骨撞击情况，且不向两人提供任何患者的临床资料。如果诊断结果不统一，则由两位医师共同讨论并得出一致结论。

1.4 诊断标准

（1）FAI分型：根据髋臼及股骨近端形态，分为髋臼过度覆盖的钳夹型（图1）、股骨头颈交界处非球形突出的凸轮型（图2、图3）及两者兼有的混合型（图4）。（2）髋臼软骨损伤：髋臼唇盂软骨形态失常、于T2WI-FS 序列上见高信号（图4）。（3）转子周围肌肉水肿：股骨大转子周围肌肉于T1WI、T2WI-FS 序列分别呈低、高的条状水肿信号（图1）。（4）股骨颈骨髓水肿：股骨颈内于T1WI、T2WI-FS 序列分别呈低、高的边界不清晰片状水肿信号（图1）。（5）股骨颈滑膜疝：股骨头基底或股骨颈前外侧于T1WI、T2WI-FS 序列分别呈低、高的边界清晰类圆形信号（图2）。（6）股骨坐骨撞击（ischiofemorai impingement,IFI）：股骨坐骨间隙狭窄和（或）局部软组织于T1WI、T2WI-FS 序列分别呈低、高的水肿信号（图3）。

图1 女，28 岁，左侧髋关节T2WI-FS 序列轴位图像。髋臼过度覆盖的钳夹型髋关节撞击，合并局部臀中肌水肿（1A，箭）及股骨颈骨髓水肿（1B，箭）。图2 女，38 岁，左侧髋关节T2WI-FS 序列轴位图像。股骨头颈交界处非球形突出的凸轮型髋关节撞击，合并股骨颈滑膜疝（箭）。图3 男，44岁，右侧髋关节T2WI-FS 序列轴位图像。凸轮型髋关节撞击（3A），合并股骨坐骨撞击（3B，箭）。图4 女，57 岁，左侧髋关节T2WI-FS 序列冠状位（4A，粗箭）及轴位（4B，箭）图像。混合型髋关节撞击，兼有钳夹型髋关节和凸轮型髋关节的特征（箭），合并髋臼软骨损伤（4A，细箭）。FS：脂肪抑制。Fig.1 Female, 28-year-old, axial position T2WI-FS images of left hip joint.Pincer-type morphology with an over coverage of the femoral head, combined with local middle gluteal muscle edema (1A, arrow) and femoral neck bone marrow edema (1B, arrow).Fig.2 Female, 38-year-old, axial position T2WI-FS image of left hip joint.Cam-type morphology with an aspherical femoral head due to adventitious bone formation along the head-neck junction of the femur, combined with synovial hernia of femoral neck (arrow).Fig.3 Male, 44-year-old, axial position T2WI-FS images of right hip joint.Cam-type morphology (3A), combined with ischiofemorai impingement (3B, arrow).Fig.4 Female, 57-year-old, axial and coronal position T2WI-FS images of left hip joint.Mixed-type morphology which has both pincer (4A, thick arrow) and cam typecam-type morphology (4B, arrow), combined with acetabular cartilage injury (4A, thin arrow).FS: fat suppression.

1.5 统计学分析

统计分析使用SPSS 27.0 软件进行。首先，进行单因素分析。从入组患者的人口统计学特征、髋关节MRI 特征中确定FAI 综合征发生的危险因素。定量数据使用t检验或U检验进行比较，而定性数据使用卡方检验或Fisher精确检验进行比较。然后，进行单因素及多因素分析，多因素分析采用二元逻辑回归分析。在单因素分析中存在显著差异的因素将被纳入多因素分析中。此外，如果前期研究中认为可能与FAI 综合征相关但P值＞0.05 的因素也被纳入多因素分析中，以此来尽量避免遗漏潜在的危险因素。结果用比值比（odds ratio, OR）及其95%置信区间（confidence interval,CI）表示。最后，基于多因素分析结果在Python 3.6 中绘制森林图，将结果可视化。P值＜0.05被认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

研究初始纳入211例患者病例，因图像存在伪影排除3 例，有髋关节手术史或严重外伤史排除29 例，合并其他的髋关节疾病排除10 例，有癌症或者全身系统性疾病排除12 例。最终本次研究纳入157 例患者病例，年龄22～76岁，其中FAI综合征患者82例，无症状FAI患者75例。

2.2 数据分析

2.2.1 单因素分析

在单因素分析中，两组的年龄、FAI分型、转子周围肌肉水肿、股骨颈骨髓水肿差异均有统计学意义（P＜0.05，表1）。

表1 入组患者的人口统计学和MRI影像学特征Tab.1 Patient characteristics and MRI features of the whole cohort

2.2.2 多因素分析

在多因素分析中，除了纳入了单因素分析中显示差异有统计学意义的因素，还额外纳入了性别（P=0.070）因素。因为有前期研究认为，性别可能与FAI综合征相关[10]，因而也被纳入多变量分析中，以此来尽量避免遗漏潜在的危险因素。结果表明（表2），年龄（P=0.012）、FAI 分型（P=0.022）、转子周围肌肉水肿（P＜0.001）均与FAI 综合征的发生独立相关，而股骨颈骨髓水肿（P=0.214）及性别（P=0.292）则因差异不具有统计学意义被剔除（表2）。基于多因素分析结果绘制的森林图见图5。

表2 发生FAI综合征危险因素的多因素分析Tab.2 Multivariate analysis of risk factors of FAI syndrome

图5 发生髋关节撞击（FAI）综合征危险因素的多因素分析森林图。Fig.5 Forest plot reflecting the multivariate analysis of risk factors for femoroacetabular impingement (FAI) syndrome.

3 讨论

本研究通过回顾性分析157 例髋关节MRI 影像上存在FAI特征人群的临床数据及影像学数据，将患者分为FAI 综合征及无症状FAI 两组进行统计学分析，结果发现：对于影像上有FAI 表现的患者，年龄、FAI 分型、转子周围肌肉水肿是FAI 综合征发生的三个独立危险因素。本研究首次提出转子周围肌肉水肿可能是FAI 患者产生髋关节症状及体征的原因之一，研究结果补充了国内关于FAI综合征危险因素研究的不足，且尽可能将MRI 图像特征纳入分析，为FAI综合征的预防和治疗提供了客观的数据支持。

3.1 独立危险因素分析

FAI综合征的诊断在临床实践中受到越来越多的重视。本研究认为年龄越小，FAI患者产生症状和体征的风险越高，这一结果与先前的研究结果相似[1,5,11]，这可能是因为年轻人群对于髋臼和股骨之间发生的异常接触更加敏感[1,12]。除此之外，青年人群相对于老年人剧烈体育活动更多，因工作等原因更易久坐，这些会加重包括腹股沟疼痛等在内的髋关节症状[13]，从而使得髋关节症状和体征的检出率更高。

有研究显示，无症状FAI患者中大多数为钳夹型髋关节[14]，这与本研究的结果相似。有前期研究认为，凸轮型髋关节与髋关节骨关节炎的早期发展有关[7,15]。此外，ADAM 等[6]的一项新研究认为凸轮型关节更易导致股骨头凹旁软骨损伤，从而出现相应的髋关节症状和体征。以上均研究可以在一定程度上解释本研究的结果，即凸轮型及混合型髋关节相对于钳夹型髋关节更易产生髋关节综合征。也有研究持相反观点认为，钳夹型在FAI综合征中的发生率更高[14]，这可能是因为钳夹形态在界定髋臼后倾和髋臼局灶过度覆盖时存在模糊性，使得一部分钳夹型髋关节被错误分类而影响了试验结果。

此前已有研究将转子周围肌肉水肿与FAI综合征的部分异常解剖学改变联系起来[16]，本研究结果显示其为FAI综合征发生的独立危险因素之一。转子周围肌肉水肿会引起髋关节疼痛[17-19]，与FAI综合征的临床表现重叠。FAI形态异常会伴随运动时力学改变，可能会引起转子周围肌肉水肿，但是在临床实践中，转子周围肌肉水肿（尤其是臀中肌水肿）在无FAI表现的人群中也十分常见[20]，其与FAI 的特殊形态是否具有相关性，还需要在将来的研究中，与存在髋关节症状但是髋关节形态正常的人群进行进一步对比。

3.2 其他因素分析

髋关节存在FAI 异常表现时可能会导致髋臼软骨损伤，继而引发一系列FAI 综合征相关的症状，这一结论已在众多研究中得到了证实[21-22]，但是本研究结果显示髋臼软骨损伤并非是一个独立的危险因素。分析造成这一结果的原因：一是在FAI引起的一系列异常改变中（如转子周围肌肉水肿）存在相互影响，导致数据偏倚而无法在统计学上确定为独立因素，二是本研究中存在髋臼软骨的损伤的患者占比高达75.8%，可能其在MRI图像上产生的异常信号及异常形态存在过度诊断，或者FAI极易引起此种损伤的发生，但并不总与髋关节的症状和体征相关。以上问题需要在接下来的研究中扩大样本量、招募无FAI人群进行进一步研究。

股骨颈骨髓水肿可能会导致髋关节疼痛[8,23]，但是在本研究中，单因素分析发现其与FAI 综合征相关，但在多因素分析中无显著相关性，说明其并非一个独立影响因素，这可能是因为本研究无症状FAI中有骨髓水肿的患者仅为5 例，导致了一定的偏倚；另外，有研究认为骨髓水肿并不总与髋关节疼痛等症状相关[9,24]。股骨颈滑膜疝经常在FAI 综合征患者中出现，在本研究中显示，其在FAI 综合征患者及无症状FAI 患者中分别占32.9%及38.1%，并非FAI 综合征发生的独立相关因素，这与之前的研究结果一致[25]。IFI 是引起髋关节疼痛常见原因之一[19]，本研究结果发现其与FAI综合征发生并无相关性，此前也未有关于两者相关性的研究，可能是因为这通常被认为是两个独立的疾病。

此外，性别因素是否会影响FAI患者的髋关节症状和体征存在争议[26-28]，在本研究结果中并未被列入危险因素，可能由于女性占比较多（59.2%）而存在一定的偏倚，需要在进一步的研究中扩大样本量、控制变量进行验证；大量运动、优势腿等因素则会在接下来的前瞻性研究中会进一步探究其与FAI综合征的关系。

3.3 局限性及展望

本研究的存在几个局限性。首先，本研究的结果是基于单中心数据，使用数量有限的样本量所得到的结论；其次，虽然本研究尽可能纳入多种因素，但仍有因素（如运动量、优势腿）等由于回顾性研究的限制难以纳入；最后，本研究未能对比手术前后MRI表现的差异，也未对无症状FAI患者进行随访，这些都可能导致结果有所不同。未来需要纳入FAI 综合征患者术前、术后的影像学特征，了解患者术后的症状缓解情况，对无症状FAI患者进行随访，观察疾病的发生发展过程，进一步完善患者的临床资料，并通过更大样本量的多中心的前瞻性研究进行验证。

4 结论

综上所述，在MRI 影像有髋关节FAI 表现的人群中，年龄、FAI 分型、转子周围肌肉水肿为FAI 综合征发生的独立危险因素，可以为FAI综合征的诊疗提供客观的数据支持，为解释疾病发生机制、预防疾病发展提供思路，进而可期成为临床医生对FAI患者制订个性化预防或治疗策略的辅助，在临床诊疗中具有一定的价值和意义。

作者利益冲突声明：全体作者均声明无利益冲突。

作者贡献声明：彭如臣设计本研究的方案，解释本研究的数据，对稿件重要内容进行了修改；曾潇起草和撰写稿件，获取、分析和解释本研究的数据；石逸杰获取和解释本研究的数据，对稿件重要内容进行了修改；全体作者都同意发表最后的修改稿，同意对本研究的所有方面负责，确保本研究的准确性和诚信。