早期非創傷性股骨頭壞死的CT表現及與預后的關系

樓志宏，周靜，袁建南，吳加明

（諸暨市中醫醫院 放射科，浙江 諸暨 311800）

股骨頭壞死多由股骨頭血供受損或中斷后導致骨髓成分及骨細胞死亡，造成股骨頭結構塌陷及改變，從而引發的髖關節功能障礙及疼痛[1]。非創傷性股骨頭壞死是一種因非外傷因素引起的股骨頭壞死，酗酒、糖皮質激素異常、合并減壓病、鐮狀細胞貧血等均會增加患病的風險[2]。由于股骨頭壞死的早期癥狀不明顯，大部分患者僅主訴疼痛，故早期診斷對制訂治療方案、改善患者預后具有重要意義。以往臨床針對股骨頭壞死的診斷以X射線檢查為主，但X射線仍存在一定局限性，如觀察到股骨頭密度改變至少需要發病8周或更長的時間，故在疾病早期診斷中的應用價值不高[3-4]。CT可觀察到骨質早期細微的變化，可確定骨塌陷是否存在，從而幫助醫師評價股骨頭的變性及坍塌程度[5-7]。已有研究證實[8-9]，CT與MRI對股骨頭壞死均有較佳的診斷效能，但尚不清楚CT檢測參數與股骨頭壞死患者的預后是否存在一定關系。鑒于此，本研究擬探討早期非創傷性股骨頭壞死的CT表現及與預后的關系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年3月—2020年3月于諸暨市中醫醫院就診的疑似早期非創傷性股骨頭壞死患者168例。其中，男性98例，女性70例；年齡35～78歲，平均（52.74±8.85）歲；病程3～38個月，平均（14.62±5.35）個月；根據國際骨循環研究協會（ARCO）分期：Ⅰ期43例，Ⅱ期26例，ⅢA期99例。分期標準：Ⅰ期為X射線正常，但MRI或骨掃描為陽性；Ⅱ期為X射線異常，但無軟骨下骨折、壞死股骨區骨折或股骨頭扁平現象；ⅢA期早期為股骨頭塌陷≤2 cm；ⅢB期早期為股骨頭塌陷＞2 cm；Ⅳ期為X射線檢查為骨關節炎，關節間隙狹窄，髖臼改變和/或關節破壞。

納入標準：①臨床癥狀以髖關節疼痛、隱痛為主，通常在活動后加??；②查體發現髖關節內旋受限，外展時伴疼痛；經“4”字實驗（下壓時，骶髂關節出現痛者或者曲側膝關節無法觸及床面）檢查結果為陽性。排除標準：①合并其他惡性腫瘤；②既往有股骨頭或股骨頸外傷史；③近期內服用激素類藥物；④存在精神及認知功能障礙。本研究經醫院醫學倫理委員會審核批準，患者自愿簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 CT檢查選擇Brillance16層螺旋CT[飛利浦公司，國食藥監械（進）字2008第3303600號]，選擇橫斷面容積掃描，掃描范圍自髖臼上緣至股骨頸處，管電壓120 kV、層厚1～3 mm、電流100 mA、層距3.0 mm。注入100 mL對比劑碘海醇，5～6 mL/s，延時掃描8 s，層厚6 mm，以同層動態掃描的方式，時間間隔為1 s，掃描45次。將圖像上傳至計算機進行分析，記錄灌注功能參數[血流量（BF）、血容積（BV）及對比劑的平均通過時間（MMT）]，觀察股骨頭中壞死區域的形態變化。

1.2.2 MRI檢查選擇1.5T磁共振成像系統SIGNA MR360型（GE醫療集團，國械注進20183060420），選擇橫斷面、矢狀面及冠狀面連續掃描。橫斷面層厚與間距參數為4.0 mm與2.0 mm、冠狀面層厚與間距參數為5.00 mm與2.5 mm、矢狀面層厚與間距參數為5.00 mm與2.5 mm，視野（FOV）為18 cm×18 cm，使用矩陣為256×256。在計算機上采用軟件圈出壞死組織邊界，觀察冠狀位壞死部位及正常骨頭邊緣，自動計算壞死區域面積。由兩位臨床經驗豐富的影像科醫師共同閱片，若評定結果不同則在統一意見后作出說明。

1.2.3 CT和MRI檢查結果評估①CT檢查結果陽性：骨小梁模糊及輕度骨質疏松，小片狀骨硬化，囊狀透亮區，主要表現為“新月征”。②MRI檢查結果陽性：條索狀或線狀陰影，股骨頭壞死病灶周圍、股骨頸及轉子間出現骨髓水腫伴或不伴“線樣征”，壞死區域以T1WI高信號、T2WI中信號、T1WI低信號及T2WI高信號為主。參考文獻[10]的標準，將股骨頭壞死分期Ⅰ～Ⅲ期歸為早期。其中，Ⅰ期表示骨小梁模糊或出現輕度骨質疏松，Ⅱ期表示斑片狀硬化及不規則透亮區，Ⅲ期表示骨硬化及透亮區附近新月征顯現。

1.2.4 手術方法行髓芯減壓打壓支撐植骨術治療，常規硬膜外阻滯麻醉后指導患者保持仰臥位，將股骨頭壞死側臀部墊高。在完成消毒處理后，于髖關節外部取手術切口，暴露股骨大粗隆下股骨外側。C臂機觀察，于粗隆下2 cm處，將3 mm的克氏針經股骨頸鉆入壞死區域的中央處，塌陷下部，使用空心鉆進行擴髓處理。開通壞死骨隧道并使用刮匙刮除壞死部分。將髂骨處理為顆粒狀后，經自體髂骨沿開通隧道進行植骨、打壓。經股骨頭內取骨組織進行組織學檢查，若發現骨小梁空腔隙變空則為早期非創傷性股骨頭壞死。

1.3 觀察指標

①CT、MRI及兩者聯合診斷對早期非創傷性股骨頭壞死的診斷效能，即敏感性、特異性、準確性，以術后病理結果為金標準。②預后：隨訪1年，若患者非創傷性股骨頭壞死進展為Ⅳ期或需要接受手術則為預后不良。

1.4 統計學方法

數據分析采用SPSS 23.0統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，兩組比較采用t檢驗；計數資料用率（%）表示，比較采用χ2檢驗；一致性采用Kappa檢驗；繪制ROC曲線，曲線下面積（AUC）越接近1.0，檢測方法真實性越高；等于0.5時，則真實性最低，無應用價值；敏感性=真陽性人數/（真陽性人數+假陰性人數）×100%，特異性=真陰性人數/（真陰性人數+假陽性人數）×100%；約登指數為敏感性與特異性之和減1。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 術后病理診斷結果

經術后病理確診為早期非創性股骨頭壞死患者136例。其中，激素性72例，酒精性64例。32例非早期非創性股骨頭壞死。其中，髖關節發育不良繼發性骨關節炎8例，強直性脊柱炎累及髖關節13例，類風濕關節炎11例。

2.2 CT診斷結果

CT檢查結果顯示，74例患者以骨小梁增粗或骨質硬化、股骨頭呈擁擠融合及扇狀硬化改變為主，94例患者以骨小梁微骨折及股骨頭關節面輕微塌陷、部分出現新月征為主。CT檢查早期非創性股骨頭壞死患者陽性為113例，陰性為26例。見表1。

表1 CT診斷結果 例

2.3 MRI診斷結果

MRI檢查結果顯示，82例可見均勻或不均勻局限性現狀信號影，T1WI可呈等或稍低信號，T2WI呈高或略高信號；39例出現T1、T2加權均表現股骨頭皮質及皮質下呈高低不等、形態不規則混雜信號，部分T2加權像可見“線樣征”。MRI檢查早期非創性股骨頭壞死患者陽性為121例，陰性為28例。見表2。

表2 MRI診斷結果 例

2.4 CT、MRI及兩者聯合診斷效能

CT、MRI及兩者聯合診斷早期非創傷性股骨頭壞死與金標準的一致性分別為0.535、0.676和0.870；聯合診斷的敏感性及準確性與CT及MRI單一診斷比較，經χ2檢驗，差異有統計學意義（P＜0.05），聯合診斷均高于單一診斷；但CT與MRI的敏感性及準確性比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表3、4。

表3 聯合診斷結果 例

2.5 不同預后組的CT參數比較

隨訪1年，136例患者中預后良好105例，預后不良31例。兩組BF、BV及MMT比較，差異有統計學意義（P＜0.05），預后良好組BF、BV均大于預后不良組，MMT長于預后不良組。見表5。

表5 不同預后組的CT參數比較（±s）

表5 不同預后組的CT參數比較（±s）

組別預后良好組預后不良組t值P值n 105 31 BF/[mL/（100 g·min）]24.73±8.62 12.43±4.29 7.655 0.000 BV/（mL/100 g）6.24±1.37 2.68±0.85 13.690 0.000 MMT/s 6.33±1.62 3.44±1.13 9.277 0.000

2.6 BF、BV、MMT及聯合對預后的預測價值

ROC曲線顯示，BF預測早期非創傷性股骨頭壞死患者預后不良的AUC為0.810（95%CI：0.729，0.892）、敏感性為78.6%（95%CI：0.584，0.831）、特異性為65.5%（95%CI：0.517，0.792），BV預測早期非創傷性股骨頭壞死患者預后不良的AUC為0.790（95%CI：0.671，0.910）、敏 感 性 為74.8%（95%CI：0.556，0.824）、特異性為79.3%（95%CI：0.621，0.875），MMT預測早期非創傷性股骨頭壞死患者預后不良的AUC為0.808（95%CI：0.699，0.917）、敏感性為80.6%（95%CI：0.704，0.923）、特異性為82.8%（95%CI：0.650，0.946），聯合檢測預測早期非創傷性股骨頭壞死患者預后不良的AUC為0.881（95%CI：0.816，0.946）、敏感性為86.5%（95%CI：0.765，0.951）、特 異性 為85.1%（95%CI：0.724，1.185）。見圖1和表6。

表4 CT、MRI及兩者聯合診斷的診斷效能比較 %

表6 BF、BV、MMT及聯合預測早期非創傷性股骨頭壞死患者預后不良的效能分析

圖1 BF、BV、MMT及聯合預測早期非創傷性股骨頭壞死患者預后不良的ROC曲線

3 討論

股骨頭壞死是常見的骨關節疾病，糖皮質激素藥物的使用、凝血功能異常及過量酗酒等因素均易破壞骨關節組織及鄰近關節面組織的血液供應，造成股骨頭內骨組織缺血，當病情發展至一定程度時甚至導致終身殘疾[11]。因此，早診斷、早治療在后期治療方案制訂中尤為關鍵。目前，針對股骨頭壞死的診斷多采用影像學檢查結合早期臨床癥狀、疾病史進行診斷，但由于該病早期多無明顯癥狀表現，故早期診斷的難度較大。

有研究發現[12]，CT可清晰顯示股骨頭的形態、大小、范圍及積液、游離骨片等內容，有助于觀察早期患者的股骨頭壞死鈣化病變、微小骨折及骨質結構，從而客觀地反映病變的確切范圍及程度。MRI可充分利用原子核的自旋運動經射頻脈沖生成信號，再經計算器處理后成像，進而定量、定性評估病情[13]。早期股骨頭壞死的血液供應中斷，相關骨細胞、骨髓細胞會出現壞死，但由于骨小梁未塌陷且礦物質水平無變化，故會出現MRI顯示炎癥反應“線樣征”而CT無陽性征象的現象[14]。本研究結果發現，CT與MRI對早期非創傷性股骨頭壞死的診斷效能相比無顯著差異，可見CT及MRI均可作為早期非創傷性股骨頭壞死的診斷方式。但CT診斷無法對骨小梁的密度變化、外形及壞死骨骼與肉芽組織進行顯示，難以客觀地反映病變部位組織大小、部位及相鄰關節是否出現病變，故對疾病早期的診斷存在一定局限性[15-16]。MRI具有較高的對比度及分辨率，可清楚顯示軟組織的病變程度及解剖形態，在患者出現骨髓病變時可根據骨髓信號強度的不同對疾病進行診斷。由于股骨頭壞死早期的骨髓、骨脂肪等細胞會出現壞死，在早期修復后不會即刻進入骨組織，MRI檢查股骨頭周圍脂肪組織時，通常會以T1WI高信號及T2WI中高信號為主為疾病的診斷提供諸多信息[17]。在聯合診斷時，兩種檢查方法的優勢互補可明顯提高診斷效能。

CT灌注擁有長時間及高密度分辨率，通過對局部組織的碘聚集量可獲得組織血流灌注量，從而獲取關注定量信息[17-18]。BF、BV及MMT可于毛細血管水平上量化，有助于反映組織微循環血流動力學及組織灌注狀態[19-20]。張明貴等[21]通過MSCT評估股骨頸骨折后股骨頭血流動力學發現，GardenⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型患者的CT灌注各指標存在明顯差異，且BF、BV、強化峰值及對比劑峰值時間等參數均可為臨床的治療及預后判斷提供參考意見。本次研究結果顯示，隨訪1年后，預后良好組BF、BV大于預后不良組，MMT長于預后不良組，進一步繪制ROC曲線發現，BF、BV、MMT及聯合預測早期非創傷性股骨頭壞死患者預后不良的AUC分別為0.810、0.790、0.808和0.881，結果提示CT灌注各項參數可能與非創傷性股骨頭壞死的預后有關，可為預后的評估提供參考依據。但本研究仍存在樣本量過少、隨訪時間短等不足，且未對MRI參數與預后的關系進行分析，故仍需進一步加大臨床樣本量來驗證。

綜上所述，早期非創傷性股骨頭壞死的CT表現以骨小梁增粗或骨質硬化、變形、模糊及新月征等為主，CT可有效診斷早期非創傷性股骨頭壞死，且CT灌注參數可有效預測患者預后。