股骨頭頸部血供的研究現狀與展望

劉時偉，賈光耀(綜述)，梅 炯(審校)

同濟大學附屬同濟醫院骨科，上海 200065

股骨頭頸部血供的研究現狀與展望

劉時偉，賈光耀(綜述)，梅 炯(審校)

同濟大學附屬同濟醫院骨科，上海 200065

目前國內外主要的解剖學專著、骨科學專著以及相關的教科書中，關于股骨頭頸部血供分布的描述，或為示意圖，或為二維圖，均沒有提供有關股骨頭頸部骨內和骨外血供分布的三維全景圖像。這一方面不利于初學者對該部位血供的學習理解，另一方面也影響臨床醫師對股骨頸骨折后股骨頭血供受損情況的判斷及其治療方法的選擇。應用當今先進的影像學技術和計算機圖像處理技術，可建立精準的股骨頭頸部骨內和骨外血供分布的三維全景圖像。有利于探討不同股骨頸骨折對股骨頭血供可能造成的影響，設計對不同類型股骨頸骨折的個體化治療方案。

股骨頭;血供;股骨頭壞死

髖部骨折的發生率隨著人口平均年齡的增加而增加。其治療結果至今仍不盡人意，是老年人群患病和死亡的重要原因之一。在美國，每年約有28萬人發生髖部骨折(每周大于5 000)，在髖部骨折發生1年內，與其相關的死亡率高達30%。預計到2040年，該人數很可能超過50萬，其醫療費用將達到98億美元［1－3］。在我國有關髖部骨折的發病情況及其對社會和經濟的影響尚缺少相關的數據統計，但基于巨大的人口基數和相對缺乏的衛生資源，相應的數據相對美國必將沉重得多。

股骨頸骨折是最常見的髖部骨折。對于無移位的股骨頸骨折進行內固定手術，目前已有較普遍的共識［4］。但對于有移位股骨頸骨折的治療，尤其是對于60～80歲全身情況較好的患者，其最佳選擇仍存在爭議［4，26］，盡管如此，但對于股骨頸骨折后股骨頭血供的判斷及其對骨折愈合和繼發股骨頭壞死的影響，必定是醫師選擇治療方法的首先考慮［5，6］。

因此，股骨頸骨折后股骨頭頸部的血供狀況，將在股骨頸骨折的臨床治療中起舉足輕重的作用。對股骨頭頸部血供的研究也一直是骨科醫生關注的焦點。

1 髖關節囊外血供研究

髖關節的關節囊較大，從各個方向包繞髖臼、股骨頭和股骨頸。髖關節囊外的股骨頭血供來源，比較經典的主要有:①股骨頭圓韌帶內的小凹動脈，提供股骨頭凹部的血液循環;②股骨干滋養動脈升支，沿股骨頸進入股骨頭;③旋股內、外側動脈的分支，是股骨頭、頸部的重要營養動脈。

早在1743年，William Hunter就對基底動脈環以及上、下干骺端血管的直徑和數目進行了解剖學觀察。隨著研究的深入，人們逐漸認識到旋股內側動脈是股骨頭最主要的滋養動脈，因此了解其解剖走行對于判斷骨折引起血供破壞、尤其是避免醫源性損傷該血管具有重要的意義［7，8］。Grose 等［9］研究了旋股內側動脈與臀下動脈及其吻合支血供對股骨頭血供的分布，觀察發現旋股內側動脈與臀下動脈吻合后，其吻合支發出的終末血管在后方關節囊下方穿行，沿股骨頸攀升，終止于股骨頭外側的骨骺端。Gautier［10］經股動脈或髂內動脈使用氯二丁烯-乳膠灌注24具尸體標本，對旋股內側動脈的走行進行了詳細的解剖觀察，發現旋股內側動脈的深支在股方肌的近側緣發出股骨粗隆血管支，再從后方傳經閉孔外肌往上走行，往前到達聯合腱、閉孔內肌和上孖肌，在上孖肌水平穿過關節囊到達囊內。旋股內側動脈深支在關節囊的內側在股骨頸的后上方走行，并于關節滑膜分成2～4分支。Zlotorowicz等［11］也通過血管灌注研究，證實了臀下動脈可通過梨狀肌支與旋股內側動脈形成血管吻合。旋股內側動脈是股骨頭血供最重要的來源，該動脈在關節囊內分為后上方與后下方營養血管，滋養股骨頭。

2 股骨頭頸部骨內血供研究

髖關節囊外血管分布常用血管灌注-直接觀察法，而對于股骨頭和股骨頸骨質內部的血供研究，自上世紀五、六十年代以來的半個多世紀中，沒有革命性的進展。其中以 Trueta［12］和 Sevitt［13，14］的研究成果最具有代表性。他們的研究以動脈造影X線觀察方法，獲得了股骨頭血管分布的大致信息，證實了股骨頭內血管主要由圓韌帶血管、外側骺血管和下內側的干骺端血管三部分構成。不僅分析了不同血管損傷對股骨頭血供的影響，還對股骨頸骨折后股骨頭壞死的血供狀況進行了細致的觀察。

雖然現代醫學科技發展日新月異，但由于骨內毛細血管分布豐富、阻力巨大，重疊嚴重，加上沒有有效的方法去除骨骼，對于股骨頭頸骨內血供的空間分布，目前仍不能滿足臨床需求。甚至迄今為止，國內外最經典的解剖學與骨科學的教科書乃至大型專著，均不能提供精確的股骨頭內血供的三維分布圖。

也有不少研究試圖通過現代的影像學技術方法觀察股骨頭頸部骨內血供分布，通過在動脈中注入對比的造影劑進行CT或MRI成像，以觀察股骨頭頸部骨內血供的分布情況。目前較為精確的方法是通過動脈注入造影劑釓(Gd)，進行動態的磁共振成像，此方法雖在計算血流參數方面性能卓著，但仍不能有效地提供股骨頭內血管的解剖學信息。Boraiah 等［15］采用釓作為造影劑通過 MRI，可獲得股骨頭內血供分布數據，并且發現股骨頭內存在豐富的血管吻合情況，在一側血管結扎后，另一組血管可以進行部分代償。

針對股骨頸骨折對股骨頭血供造成的破壞，Ehlinger等［16］嘗試通過CT造影觀察股骨頭內血供的變化情況，并將其與股骨粗隆間骨折、正常側股骨頭進行對比，結果只提示股骨頸骨折后股骨頭內血流低于正常側，但在不同類型的股骨頸骨折、股骨頸骨折與粗隆間骨折之間沒有產生統計學差異。因此認為采用CT造影的方法不適合進行股骨頸骨折后股骨頭血供的評估。也有學者采用DSA方法觀察股骨頸骨折后股骨頭的血供狀況，其臨床應用價值還需要更大樣本的臨床觀察研究［25］。

目前股骨頸骨折常用的分型主要依據于骨折的移位程度(Garden分型)與骨折線的形態(Pauwell分型)，這些骨折分型對于判斷骨折預后具有一定的意義。雖然無移位的股骨頸骨折發生股骨頭壞死以及GardenⅣ型骨折不發生壞死的病例均為小概率事件［17］，但臨床上病人的結果出乎醫師預計的情況并不少見。根據最近的meta分析顯示［17］，股骨頸骨折后股骨頭壞死發生率依然不低，有的仍高達17.5%［18］。值得注意的是在這些病例中，已經排除了初期就選擇作人工關節置換的患者。可以推測，如果加上這部分初期即作人工關節置換的患者，股骨頭壞死的比例還會更高。相對于1941年美國骨科學會(AAOS)對Smith-Petersen釘療效的總結(愈合率72.9%)［19］，當今療效并沒有跨越性的提高。有研究認為，股骨頸骨折后血腫所致關節囊內壓力增高是造成股骨頭壞死的重要因素，因而建議在骨折后6小時內行關節囊內穿刺減壓以降低股骨頭壞死的發生。但該觀點尚缺少大樣本臨床病例和循證醫學證據的支持［17，20，21］。從循證醫學的角度可以明確的是，骨折移位程度、復位質量與股骨頭壞死率有關，而年齡、手術時期、內固定方式等均與壞死率無關［17，22］。也就是說，股骨頸骨折后股骨頭是否壞死，其命運在受傷時已基本決定。Toh等［23］研究中，骨折不愈合和股骨頭壞死的發生率為13%和11%，而骨折移位，骨質疏松狀況，螺釘的分布與螺釘的位置并不影響骨不連和股骨頭壞死的發生。預后不良的因素包括患者年齡，分離移位程度，骨折對線情況，而骨折復位的質量最重要［17，23］。

因此，股骨頸骨折后股骨頭頸部血供受損情況的判斷以及如何最大程度的保留股骨頭殘留的血供和恢復其受損的血供對于降低股骨頸骨折的并發癥將有十分重要的意義。

3 股骨頭頸部血供研究的臨床意義

如何判斷股骨頸骨折后股骨頭血供的受損情況?現有的股骨頭頸血供的研究結果雖然可以反映股骨頭頸血供的大致分布，但不能較直觀的反映不同類型的骨折其血供可能受損的部位和程度。如果有一個直觀的可視化股骨頭頸的三維血供分布圖，根據股骨頸骨折移位的部位、方向和程度，則可較準確地判斷某一類型骨折可能造成的血管損傷，為個體化判斷股骨頸骨折后股骨頭的預后打下堅實的基礎。

建立股骨頭頸骨內的三維血供模型，詳細了解股骨頭內血供分布規律，就可根據骨折的具體情況，判斷骨折后股骨頭內殘存血供的狀況，評估所選擇的內固定方法可能對殘存血供造成的不利影響。從當今骨科界對股骨頸骨折的手術方式選擇來看，對于無移位的股骨頸骨折進行內固定手術一般沒有異議。但對于有移位股骨頸骨折的治療，是選用內固定還是關節置換?尤其是對于60～80歲全身情況較好的患者，僅僅根據患者年齡和骨折是否移位選擇治療方法，這種脫離了骨折本身特點的選擇方式，一方面可能給社會醫療資源造成浪費，也可能給患者帶來了二次手術的痛苦。其次，股骨頭內血供分布有助于把握股骨頸骨折后股骨頭內血供破壞的嚴重程度，進而預測骨壞死的發生或早期即進行干預措施。目前仍無有效地預測股骨頭壞死發生的辦法。

建立股骨頭頸骨內的三維血供模型，可以減少對股骨頭內殘存血供的醫源性損傷，根據骨折后股骨頭內血供分布特點，對于不需要切開復位的患者，選擇相對安全的區域進行內固定手術;對于需要切開復位的患者，選擇何種切口入路，最大限度避免對股骨頭殘存血供的破壞而使受損的股骨頭血供雪上加霜。并可望根據股骨頸骨折特點與殘存血供的關系研究，通過一點時間的臨床觀察，建立能較準確預測股骨頭壞死發生概率的數字模型，這對于提高股骨頸骨折治療的預后具有重要的臨床意義。雖然近年來國內也有研究股骨頭血供的文獻報告，如謝巍等［24］采用羧甲基纖維素水溶液加氧化鉛行對新鮮成人標本動脈灌注CT掃描，圖像數據經工作站導入Mimics10.01軟件，對骨骼和血管表面進行表面顯示法(shaded surface display)三維重建，但其研究手段仍較簡單，研究內容仍主要限于股骨頭外、髖關節周圍血供分布，對于股骨頭的主要供應血管重點不突出，也沒有顯示股骨頭內的血供分布信息。

股骨頭頸內血管分布的三維模型重建，對于科學地評估股骨頸骨折后股骨頭血供受損情況，選擇合適的治療方法、手術方式，并早期預測股骨頸骨折后的預后無疑具有重要的臨床意義。這也是老年化社會中股骨頸骨折患者日漸增多的情況下，進一步提高對股骨頸骨折的療效所迫切需要解決的關鍵科學問題。對于非創傷性股骨頭壞死的基礎和臨床研究也具有重要的參考價值。

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Clinical application of the blood supply to the femoral head and neck

Liu Shi-Wei，Jia Guang-Yao，Mei Jiong
Department of Orthopedics，Tongji Hospital，Tongji University，Shanghai200065，China

In terms of distribution of blood supply to the femoral head and neck(FHN)，schematic diagrams or planar graphs are expressed in all classical works and textbooks of anatomy and orthopedics.An exact presentation of intra-and extraosseous blood supply to FHN can not be provided which leads to poor understanding of 3D vasculature.On one hand，it is of disadvantage for new learners to know the real circulation to FNN;on the other hand，it makes against reasonable judgment of the severity of local vessels and logical treatment of femoral neck fractures for orthopedic surgeons.To achieve the accurate 3D vasculature networks of FHN through contemporary techniques of radiography and computer image processing.The computer-aided technique of virtual reality is employed for clinical cases of various femoral neck fractures，and further combined with radiographic and histopathological methods to focus on the damaging effect of various femoral neck fractures on the blood supply to the femoral head，and designing individual and optimal treatment protocols for different femoral neck fractures.

Femoral head;Blood supply;Femoral head necrosis

R 683.42

A

2095-378x(2012)02-0158-04

國家自然科學基金資助項目(81271991)

劉時偉(1986－)，男，湖南籍，碩士在讀，研究骨關節創傷.

梅炯，主任醫師，博士生導師，研究方向:骨科臨床信息化技術、骨腫瘤.E-mail:meijiong@tongji.edu.cn.