股骨头缺血性坏死(Avuncular necrosis of the femoral head,ANFH)是一种较常见的致残性骨科疾病,早期诊断对制定正确有效的治疗方案,防止股骨头塌陷,维持关节的功能,改善预后起决定性的作用。随着影像技术的发展,近年来其发病率及检出率有增加趋势。
1 股骨头缺血坏死的病因病理
正常股骨头血液供应主要来自旋股内动脉、旋股外动脉、闭孔动脉及股骨滋养动脉。股骨头缺血性坏死是股骨头局部缺血而引起的骨质病理性改变,股骨头缺血性坏死的发病原因及发病机制尚不十分清楚,常见的原因有:髋关节的创伤、应用某些药物(如肾上腺皮质激素)、多种疾病,慢性酒精中毒等都可以引起骨坏死。无论什么原因引起的,其病理改变都是相似的:即先有细胞坏死,随后通过血管再生,新骨形成和死骨(骨小梁)吸收等进行修复。其病理过程大致分为三期:缺血坏死早期:骨髓细胞消失,骨细胞逐渐死亡。血管再生修复期:新生肉芽组织自股骨头基底或股骨颈,沿骨小梁间隙,向死骨浸润,逐渐吸收骨小梁同时在坏死骨小梁表面形成骨细胞及新生编织骨,骨髓细胞复现。愈合期:修复性纤维肉芽组织向软骨下生长,重力作用使软骨下骨质内自皮质吸收处产生多条微骨折线和骨性关节面塌陷。随着病变进展,滑膜的细胞增生,形成血管翳,将关节的软骨表面吸收,出现股骨头变扁,关节间隙狭窄,产生退行性关节改变。
2 股骨头缺血坏死的各种影像学表现
2.1 股骨头缺血坏死的X线检查的现状
ANFH的常见X线表现为股骨头骨质密度增高,随着病变的发展,初期骨质密度呈均匀一致性增高,继而骨质修复,吸收呈不均匀性硬化。股骨头和干骺端骨质疏松,可见囊状透亮区,这是诊断本病的一个可靠依据;髋关节囊肥厚,软组织膨隆,密度增高,边缘较清楚。随着病情发展股骨头坏死变扁,密度增高不均匀,骨皮质碎裂,股骨颈变粗变短,髋臼增大变浅,关节腔变宽;晚期部分患者髋臼受重力作用,凹陷明显,股骨头变大向外上方移位形成半脱位、关节畸形。对中晚期股骨头无菌性坏死的X线诊断一般不难,可是对早期患者X线征象不够明确时,确诊较困难,要注意结合临床进行细致全面的分析。张莺认为股骨头发生无菌坏死时,X线诊断分为3期:早期股骨头外形和关节间隙正常,股骨头内出现散在的斑片状或条带状硬化区,边界模糊,少数混杂有斑片状和伴硬化边的囊状透亮区。中期股骨头塌陷,但关节间隙无狭窄,股骨头内以混杂存在的致密硬化区和斑片状、囊状透亮区为主。晚期股骨头塌陷严重,承重区关节间隙变窄,股骨头内多呈混合性死骨改变,或表现为硬化及透光区混杂存在。陈卫国等通过髋关节正位片的诊断,测量股骨大小粗隆与股骨头的距离的变化,发现ANFH患者的测值逐渐变小。吕艳萍认为CR较X平片具有更清晰及后处理功能,因此能够发现X线普通平片不能发现的股骨头的早期改变, 随着CR检查的普及,与传统的X线平片相比,其后处理功能能提高病变的清晰度,有利于更准确地显示病灶,提高诊断的阳性率、准确率。
2.2 股骨头缺血坏死的CT检查的现状
CT的高分辨率能了解各种组织结构和其相互关系的变化。虽然许多股骨头缺血性坏死病例经X线和核素成像检查均可确诊,但是CT对早期诊断股骨头缺血性坏死有很重要的辅助作用,有利于早期诊断。部分X线表现正常但有临床症状的患者,CT可观察骨小梁的变化,观察股骨头内小面积骨疏松有小囊性变和小裂纹骨折,并可以观察新生骨情况。尤其是骨小粱的变化,早期股骨头坏死,骨小梁密度增高,变为清楚、锐利。新生骨骨质致密,无骨小梁结构。螺旋CT是一种横断面薄层扫描,可多平面重建,图像清晰无重叠,为诊断提供了一个立体三维的 冠状、矢状、横切面或者任意层面股骨头形态结构信息。从正常股骨头螺旋CT表现的观察,股骨头顶、中、下部,其内微细胞结构都有明显差异:头顶各层面见头内中心骨小梁分布均匀密集,至皮质边缘处小梁逐渐消失;头中部各层面、头内放射状骨小梁呈非匀称分布,圆韧带窝处后侧骨小梁减少呈略低密度区;头下部各层面,头内骨小梁呈粗大车轮状。当股骨头发生坏死时,早期螺旋CT的主要表现:“星状征”异常改变即骨小梁增粗,斑点状及细条状增生硬化。斑片状高密度硬化多呈不规则形,其内正常骨小粱结构模糊或消失,可呈磨砂玻璃样改变,周围可有条带状高密度硬化构成的边缘,颇具诊断特征。
王耀明认为CT扫描明显优于X线摄片,对股骨头无菌坏死的诊断有决定性意义,特别是对股骨头无菌坏死的早期诊断尤为重要。李新民认为CT和X线平片相比,CT具有良好的密度分辨率,能够发现较早期的股骨头缺血性坏死,在显示骨小梁放射状结构和局灶硬化,以及骨小梁微细骨折和病灶大小、位置、边界结构和软组织等方面优于X线平片,对早期诊治和预后都有重要意义。何长林等认为CT相对X线平片而言,图像密度分辨率有了很大提高,因而提高了早期病变的检出率,特别是在股骨头骨小梁星状征的变形及局部微细骨折的显示上具有明显优势。李家徳通过观察骨质密度及股骨头形态的改变和关节间歇变化及关节囊形态诊断ANFH,认为CT检查对于股骨头缺血坏死患者来说,无论是在早期发现、早期诊断或术后复查方面,都有着很高的临床应用价值。朱云波等研究螺旋CT薄层扫描,高分辨重建技术和多平面重建技术的特点,各类参数的使用,以及该技术在诊断早期股骨头缺血性坏死中的优越性。对临床高度疑诊的36例股骨头缺血性坏死患者进行股骨头区域的薄层扫描,并进行高分辨重建和多平面重建。认为对疑有早期股骨头缺血性坏死的患者,正确而熟练地运用CT薄层扫描,并进行高分辨重建和多平面重建,可丰富诊断信息,能明确诊断,减少漏诊、误诊。
2.3 股骨头缺血坏死的MRI检查的现状
ANFH在MRI上的表现概括分为三个方面改变:股骨头骨信号改变: MRI反映ANFH骨信号改变十分敏感.在少信号骨结构中突出了骨髓信号,能够轻易检出股骨头形态结构未改变时的骨髓信号改变及出现的部位股骨头骨信号高低主要取决于坏死组织演变过程和不同时期中的组织学类型。早期坏死股骨头内可仅为片状长T1、长T2信号:晚期病变部位以纤维化、钙化为主,在T1WI,T2WI上均为低信号;在病变发展演变其间可出现多种组合信号表现比较复杂,可见病变区域内骨组织T2WI为不均高信号或混杂信号,T1WI为低或略低信号;脂肪抑制扫描病变区域内为高信号。部分早期病例可见“线样征”,为诊断早期成人ANFH较为特征性的表现。股骨头形态改变: 股骨头塌陷变形。塌陷开始一般局限于股骨头的前上部,其后可扩展累及整个股骨头.甚至于出现股骨头碎裂.并可出现关节软骨破坏,关节面毛糙。MRI具有多方位成像优势,能更好地显示病变的解剖形态,尤其冠状位在显示股骨头前上部形态中更具优势,更为敏感.可明确作出塌陷程度和范围判断。了解股骨头塌陷与否及程度.对指导ANFH治疗和判断预后有重要意义。髋关节的变化: 关节积液在ANFH中见,表现关节内长Tl、长T2信号。中晚期股骨头变形继发关节狭窄及退行性骨关节病。
黄振国等研究股骨头缺血坏死MRI所见对应的病理表现,通过MRI表现与大体切片,组织病理做对照,发现MRI能准确显示大体标本相对应层面上股骨头坏死区、周围的增生反应区和病灶外正常区,增生反应区包绕坏死区,坏死区不同的信号对应不同的组织病理学表现。贾学军等研究股骨头缺血性坏死的影像学表现及各种影像检查方法对其诊断价值,X线平片、CT及MRI发现ANFH的阳性率分别是75.6%、84.5%及97.8%。认为MRI诊断ANFH最敏感,其次为CT,最后为普通X线平片检查。李光宇等研究CT、MRI检查在成人股骨头坏死早期诊断的意义通过对32例50髋ANFH高危患者X线平片正常者行CT、MRI检查。结果有26例38髋阳性,尤其MRI检查在早期ANFH中,对微小的水分差和脂肪成分差产生对比,优于CT。认为MRI较CT能更敏感地检出早期ANFH,可作为成人股骨头坏死的首选检查方法。
2.4 股骨头缺血坏死的ECT检查的现状
核素骨显像对股骨头缺血性坏死的诊断价值已经得到肯定,现在越来越广泛地应用于临床。胡斌等研究早期股骨头缺血坏死的骨显像特征,发现骨显像上表现为正常、局限性稀疏、局限性浓聚、不典型“炸面圈征”,头上方轻度浓集而基底部或(和)颈部带状明显浓集及股骨头或头颈部弥漫性浓集,均对应不同的MRI征象。骨显像对早期股骨头缺血坏死诊断的阳性率伟94.82%。杨斌等通过研究核素平面显像、断层显像在早期股骨头缺血坏死诊断及鉴别诊断的价值,发现平面显像诊断符舍率为60.4%,断层显像诊断符合率达93.75%,认为骨断层显像对股骨头缺血性坏死可以提供早期、准确的诊断及鉴别诊断。
3 各种影像学技术检查股骨头缺血坏死的优势与不足及其合理利用
不同的影像学检查对ANFH早期诊断存在一定的差异。X线平片的阳性诊断率较低,对早期病变的显示存在一定的局限性,但X线平片具有操作简便,费用低廉,在显示股骨头全貌、骨性关节面及髋关节间隙方面仍优于CT和MRI,可用于ANFH的筛选和随访,CT和X线相比可发现较早病灶,在显示正常股骨头“星状征”结构,局限性硬化及小囊样变和骨质疏松方面均优于X线平片,但CT无法显示早期的骨髓坏死及肉芽组织浸润,MRI以其多方位成像和较高的软组织分辨率,尤其对早期髓改变显示的敏感性很高,不仅能显示病变解剖形态,还可提供有关的病理和生化方面的信息,是诊断ANFH的金标准,具有很高的特异性。因此,对临床高度怀疑ANFH者,若X线、CT均匀阴性时,应进行MRI扫描检查,即可早期发现,及早治疗,减少致残率。