X線與MRI評價股骨頭壞死分期的比較

鎖詠梅，張雪君，王 植，姜 琳

（1.天津醫科大學影像學院，天津300203；2.天津醫院放射科，天津300210）

股骨頭壞死（osteonecrosisof femoralhead,ONFH）是一種常見的骨關節疾病，好發于青壯年，若不早期明確診斷并進行針對性治療，易發生股骨頭塌陷、髖關節功能障礙，嚴重影響患者的生活質量。股骨頭壞死尚無特殊的治療方法，目前一系列研究顯示選擇合理的治療方案可延緩或阻止疾病的進展，且治療方法的選擇和預后與疾病的臨床分期高度相關[1-3]。因此，一種完善可靠、準確度高、可重復性好的分期系統是臨床診斷和治療該病的關鍵所在。此外，股骨頭的壞死部位和范圍作為細化分期的重要參數，與判斷預后和預測塌陷密切相關[4-5]，故對其準確評價可為臨床治療方法的選擇提供客觀依據。本文依據國際骨循環學會(Association Research Circulation Osseous,ARCO)分期[6]并結合 Froberg等股骨頭壞死的MRI分期[7]，對40例ONFH患者依據MRI和X線表現分別分期，并對其分期結果進行統計分析，探討二者的差異及其臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集天津市天津醫院2010-2012年確診為股骨頭壞死的患者40例，男32例，女8例；年齡21～79歲，平均（49.3±2.26）歲。長期或大劑量服用激素史23例，長期飲酒史10例，外傷史5例，原因不詳2例；雙側受累21例，單側19例；共61髖。主要臨床癥狀為單側或雙側髖部疼痛、活動受限。病史2月～20年，其中11髖無癥狀。

1.2 檢查方法 所有患者均行X線和MR檢查，X線檢查使用Toshiba DRX-3724HD，患者均攝髖關節正位和蛙式位。MR檢查使用Siemens0.35T磁共振儀，體部表面線圈，行冠狀 T1WI：TR/TE：23/8ms，反轉角 30°，FOV：380mm，層厚：4.5mm；冠狀快速自旋回波反轉恢復序列（STIR）：TR/TE：1 300/17 ms，TI：100ms，反轉角：180°，FOV：360mm，層厚：4.5mm；橫斷 T2WI脂肪抑制序列（TSHIRT）：TR/TE：4 430/94ms，TI：90ms，反轉角：180°，FOV：380mm，層厚：4.0mm。

1.3 研究方法 所有患者均由經驗豐富的骨科放射學和骨科外科學專家結合臨床癥狀、病史及影像學表現診斷為股骨頭壞死而確定診斷。依據MRI表現采用Froberg等分期分為…～…期，T1WI顯示…期為線狀或新月形低信號；…期為楔形、斑片狀或不規則形低、等、高混雜信號；Ⅲ期為大片狀低信號，關節面塌陷，關節間隙未變窄；…期為大片狀低信號，關節面塌陷，關節間隙變窄、髖臼退變。依據X線表現采用ARCO分期亦分為…～…期，…期X線檢查陰性；…期股骨頭內顯示硬化帶、囊性壞死、骨質疏松等，關節面未塌陷；Ⅲ期股骨頭出現“新月征”和/或關節面塌陷，未累及髖臼；…期股骨頭塌陷、變扁，關節間隙狹窄，骨性關節炎改變。二者均采用ARCO分期的定量標準，依據壞死部位分為A內側、B中央、C外側；依據壞死范圍分為A股骨頭受累＜15%，B股骨頭受累15%～30%，C股骨頭受累＞30%；依據塌陷程度分為A新月征＜15%或塌陷＜2mm，B新月征15%～30%或塌陷2～4mm，C新月征＞30%或塌陷＞4mm。ONFH分期和分型均由3名骨科放射學專家單獨閱片并對MR和X線檢查結果分別評價，結果一致者采用，不一致者以2∶1方式統一意見后確定。評價內容包括股骨頭壞死部位、范圍及塌陷程度。比較X線與MRI評價股骨頭壞死分期的差異。由于ARCO分期系統認為股骨頭壞死…期X線顯示陰性，需通過MR檢查確定診斷，故對于…期病例不能進行二者的比較。對于…～…期病例以MRI分期結果為金標準[9]，估算X線對股骨頭壞死分期的敏感性、特異性、陽性預測值（PPV）和陰性預測值（NPV）。

2 結果

2.1 ONFH的分期與分型結果 根據MRI分期，…期16髖、…期22髖、Ⅲ期18髖、…期5髖；根據X線分期，…期0髖，…期18髖、Ⅲ期12髖、…期5髖。本組…期病例X線檢查均顯示陰性（圖1），而MRI顯示壞死部位A、B、C型分別占12.5%、25.0%、62.5%，壞死范圍A、B、C型分別占50.0%、25.0%、25.0%。…期病例其中4髖X線上顯示陰性，而MRI顯示壞死區呈不規則混雜信號改變并伴有股骨頭頸區彌漫長T1長T2信號（骨髓水腫），故被評價為…期（圖2）。Ⅲ期病例其中6髖X線過輕評價為…期，MRI顯示為Ⅲ期，塌陷程度為A型（圖3）。IV期X線與MRI評價結果一致。

2.2 X線與MRI評價ONFH分期和分型結果對比 對于…～…期病例，X線與MRI分期結果一致者為77.8%；其中對骨壞死部位、壞死范圍、關節面是否塌陷及塌陷程度的評價一致者分別為67.5%、62.5%、85.0%、55.6%。結果顯示X線與MRI對股骨頭壞死…、Ⅲ期評價以及對骨壞死部位、壞死范圍、關節面是否塌陷及塌陷程度的評價存在差異。X線評價…期ONFH的敏感性、特異性、PPV及NPV較差，評價Ⅲ期ONFH的敏感性和NPV也較差，且通常對Ⅲ期病例評價過輕（表1）。

表1 X線評價…～…期ONFH的敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值（%）Tab1 Sensitivity,specificity,PPV and NPV of X-ray in stages II～IV（%）

3 討論

股骨頭壞死是一種難治性疾病，選擇適當的治療方法可減緩或阻止疾病的進展，早期診斷并明確壞死的程度可為治療方法的選擇奠定基礎。大量研究表明，ONFH治療方案的選擇及預后與疾病臨床分期密切相關[1-3]。一種完善的分期系統應能夠準確的反映ONFH的病理學及影像學改變，能夠清晰、直觀地顯示各期特點，且具有良好的可重復性和臨床操作性[8]。目前廣泛應用的分期系統均認為股骨頭的壞死范圍和部位是評價ONFH分期的重要參數，股骨頭關節面塌陷與否是界定…期和Ⅲ期的標準，也是臨床選擇保髖治療或關節置換的關鍵點[1]。目前ARCO分期系統在臨床應用較為廣泛，其通過X線表現對…～…期及骨壞死的范圍、部位、關節面塌陷與否及塌陷程度進行評價[6，8]。

MRI是檢查ONFH最敏感的方法，是診斷ONFH并對其進行分期的金標準[9]，其典型表現為股骨頭前外側負重區軟骨下出現局灶性信號異常或“雙線征”。MRI具有多參數多方位成像的特點，不受患者體位的影響，能夠直觀地顯示骨髓影像，準確地顯示病變的部位、范圍，MRI信號可反映病變的病理學改變[10]。股骨頭壞死早期僅出現骨髓病變時，MRI就能夠清晰顯示，亦可早期發現髖臼骨髓情況。此外MRI是唯一能夠顯示關節軟骨的影像學檢查方法，正常關節軟骨覆蓋于股骨頭表面，呈光滑弧形，關節軟骨形態不規則塌陷或斷裂能夠早期提示關節面塌陷，關節軟骨結構消失提示關節間隙狹窄。本研究通過X線與MRI評價股骨頭壞死分期的結果對比顯示，X線對股骨頭壞死分期及對骨壞死程度的評價存在很大的局限性。

股骨頭壞死…期病例于X線上表現正常，亦不能進一步對骨壞死部位和范圍進行評價，而研究表明骨壞死范圍B型以上、壞死部位達C型均易導致疾病進展而發生塌陷[4，11]。本組…期病例MRI顯示壞死范圍B、C型共占50%，壞死部位C型占62.5%，X線因顯示陰性而漏診使患者失去早期治療、延緩病情進展的最佳時機。故X線對股骨頭壞死早期（…期）的診斷價值極為有限。

股骨頭壞死…期和Ⅲ期是以股骨頭關節面塌陷與否來界定，ARCO分期系統基于X線表現對…期和Ⅲ期進行評價，但X線成像是一種骨結構的重疊影像，在股骨頭關節面塌陷早期極易因影像重疊而被掩蓋，從而對已發生塌陷的Ⅲ期病例過輕評價為…期。本組Ⅲ期塌陷程度A型者66.7%過輕評價為…期（圖3）。X線作為二維平面只能顯示壞死區的投影，并非壞死區的實際大小，通常選擇可見壞死區的最大直徑來確定骨壞死的范圍[8]。ONFH患者均有不同程度的髖關節疼痛、活動受限，此時難以獲得一個標準位置的X線片，亦影響對壞死范圍及壞死部位的觀察。本組病例顯示X線對…、Ⅲ期壞死部位和壞死范圍的判斷不理想，尤其評價…、Ⅲ期壞死部位C型和壞死范圍C型的NPV很低（表1）。股骨頭壞死…、Ⅲ期常伴有壞死區下方股骨頭、頸區彌漫骨髓水腫征象，本組病例MRI顯示24例伴骨髓水腫，而X線因不能顯示骨髓影像而未能評價。臨床研究表明，正常股骨頭關節面呈光滑球形，關節面一旦塌陷，其生物力學性能改變，加速髖關節退變，提示預后不良；壞死部位和壞死范圍均為C型者極易發生關節面的塌陷及塌陷程度進展[4]，骨髓水腫亦與疾病的進展和塌陷密切相關，伴有骨髓水腫者易發生股骨頭塌陷[12]；對股骨頭壞死…或Ⅲ期的判斷、是否伴隨骨髓水腫征象及對壞死范圍和部位客觀描述直接影響臨床對股骨頭壞死的進展及預后的判斷，股骨頭壞死的范圍、部位、是否塌陷及塌陷程度是臨床選擇保髖治療或髖關節置換的決定性因素[1]。因此ARCO分期依據X線評價股骨頭塌陷與否、界定…期與Ⅲ期以及判斷骨壞死區的情況將會丟失重要信息、誤導臨床判斷，不能有效指導臨床治療。

股骨頭壞死…期病例髖關節顯示創傷性關節炎改變，股骨頭明顯塌陷變扁、關節間隙消失、髖臼亦受累，此時髖關節骨結構明顯受損、變形，X線對其評價的準確性較高，其與MRI的評價結果一致。故X線對ONFH晚期（…期）評價不失為一種簡單、廉價的手段。

本研究通過對X線和MRI股骨頭壞死的分期結果對比顯示，X線不能準確判斷股骨頭壞死關節面塌陷與否，評價…期和Ⅲ期準確性差，對骨壞死的部位、范圍及塌陷程度的判斷亦不明確。ARCO分期評價股骨頭壞死…～…期僅基于X線表現會導致分期和分型的過度或過輕，對指導臨床治療存在較大局限。本研究的局限性在于病例數較少，導致一定程度統計偏差，且受多方面原因限制，故進一步研究需要解決這些問題。

[1]MontM A,Jones LC,Hungerford D S.Nontraumatic osteonecrosis of the femoral head:ten years later[J].Bone Joint Surg Am,2006,88（5）:1117

[2]Malizos K N,Karantanas A H,Varitimidis SE,etal.Osteonecrosis of the femoral head:etiology,imaging and treatment[J].Eur JRadiol,2007,63（1）:16

[3]Orban H B,Cristescu V,Dragusanu M.Avascular necrosis of the femoralhead[J].JClin Med,2009,4（1）:26

[4]NishiiT,Sugano N,Ohzono K,etal.Significanceof lesion size and location in the prediction of collapseofosteonecrosisof the femoral head:a new three-dimensionalquantification usingmagnetic resonance imaging[J].Orthop Res,2002,20（1）:130

[5]MontM A,Zywiel M G,Marker D R,etal.The natural history of untreated asymptomatic osteonecrosis of the femoral head:a systematic literature review[J].Bone Joint Surg Am,2010,92（12）:2165

[6]Gardeniers JW.A new international classification ofosteonecrosis of the ARCOCommittee on terminology and classification[J].Jpn Orthop Assoc,1992,66:18

[7]Froberg PK,Braunstein EM,Bucbwalter KA.Osteonecrosis,transientosteoporosis,and transientbonemarrow edema:current concepts[J].RadialClin North Am,1996,34（2）:273

[8]Steinberg M E,Steinberg D R.Classification systems for osteonecrosis:an overview[J].Orthop Clin NAm,2004,35（3）:273

[9]王長彬，孫鋼.股骨頭缺血壞死與伴有骨髓水腫的一過性骨質疏松的MRI表現及其研究進展[J].醫學影像學雜志，2010，20（1）:132

[10]黃振國，張雪哲，王武，等.股骨頭缺血壞死的MRI表現與病理對照分析[J].臨床放射學雜，2008，27（6）:817

[11]Min BW,Song K S,Cho CH,etal.Untreated asymptomatic hips in patientswith osteonecrosis of the femoral head[J].Clin Orthop RalatRes,2008,466（5）:1087

[12]陳衛衡，金智勇，周宇，等.髖關節骨髓水腫與股骨頭壞死的相關性研究[J].中國矯形外科志，2009，17（3）:187

[13]ZibisA H,Karantanas AH,RoidisN T,etal.The roleofMR imaging in staging femoralhead osteonecrosis[J].Eur JRadiol,2007,63（1）:3