髖關節鏡在股骨頭缺血性壞死診治中的應用

弗蘭克 李皓桓

股骨頭缺血性壞死(avascular necrosis of the femoral head,AVNFH)是一種無菌性骨壞死,由股骨近端血液供應中斷所引起,病情進展最終導致髖關節骨關節炎。AVNFH通常影響30～50歲年齡段病人,在美國每年有2～3萬例病人被診斷為AVNFH,且呈患病率逐年遞增趨勢;它是造成約10%全髖關節置換手術的主要病因[1],我國每年約有7.5～15萬新發病例。目前,AVNFH的治療方案包括手術治療和非手術治療,手術治療仍是最為有效的治療手段;但對于晚期病人,通常由于其關節病變嚴重而無法成功實現保髖。近年來,具有診斷和治療雙重作用的髖關節鏡技術得到迅猛發展,此技術可作為早期AVNFH病人的一種輔助診斷及治療手段,可有效的減少后期進展為晚期髖關節炎而被迫實施關節置換的發生[2]。

AVNFH不是一種特定的疾病,它是多因素所致的結果:供應股骨頭的血流循環中斷,進而出現骨組織壞死而導致骨小梁微骨折、股骨頭結構改變和關節面塌陷,最終發生骨關節炎和關節功能障礙,男性發病率高于女性,常累及雙側。AVNFH的發生依病因機制可分為創傷性和非創傷性兩大類。創傷主要通過機械破壞供應股骨頭的血管(主要是旋股內側動脈)而導致AVNFH,包括股骨頸骨折、髖關節脫位以及髖關節相關外科手術后并發癥。有報道顯示,在兒童病人中,AVNFH可由梨狀肌入口處順行髓內釘手術所引起[3]。糖皮質激素治療被認為是非創傷性AVNFH最常見的致病原因,其機制尚不明確,無論短期和長期應用均有病例報道。目前,主流觀點認為,由于皮質醇作用下的“骨脂平衡”失調,間充質干細胞分化為脂肪細胞,而骨髓脂肪細胞數量和體積的增加可誘發股骨近端骨內高壓,靜脈竇受壓進而發生血管內凝血,導致股骨頭血流供應不足[4]。酗酒同樣被公認是引起AVNFH的原因,其發病機制與皮質醇類似。除此之外,鐮狀細胞病、減壓綜合征等均與AVNFH的發生有關。股骨頭壞死按照國際骨微循環研究協會(ARCO)分期系統進行分級,以反映病變的位置、股骨頭受累的百分比及塌陷的百分比,具體可分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(ⅢA、ⅡB)、Ⅳ期,主要依靠影像學檢查(X線、CT和MRI)進行評估。對于Ⅱ期及之前的病人應積極采取保髖治療,而病理改變嚴重的Ⅲ期和Ⅳ期病人則只能采取髖關節置換手術治療[5]。

一、AVNFH的治療

1.保守治療:對于年輕或早期AVNFH的病人,治療是以延緩股骨頭塌陷的進程和防止股骨頭不可逆性壞死為目標。目前,各種藥物包括NSAIDs抗炎藥、他汀類藥物、雙磷酸鹽和抗凝血藥物均被應用于AVNFH的治療,但大多還處于實驗性研究階段,尚未有高水平的有效性證據。雙磷酸鹽通過降低破骨細胞活性來抑制病變區域的骨轉化,進而延緩塌陷,但同樣存在增加非典型股骨近端骨折的風險;NSAIDs抗炎藥用于AVNFH疼痛的治療,但長期服用可增加胃腸道和心血管疾病發生的風險;抗凝血藥物理論上可以通過治療血管內阻塞延緩甚至逆轉疾病進展,但支持證據有限,未取得大量臨床試驗的證實;使用他汀類藥物降低血脂水平從而治療“骨脂平衡”失調,然而相關研究結果顯示其與降低AVNFH發病率之間并無統計學意義[6]。體外沖擊波和高壓氧療法可通過物理手段改善局部組織的微循環和促進干細胞激活等機制以達到治療目的[7]。然而,對于AVNFH的保守治療僅限于病程發展早期,并且治療手段仍需要在大型隨機對照試驗中得以證實。

2.手術治療:對于AVNFH早期病人需積極采取保髖治療。目前,股骨頭髓芯減壓術是一種比較常見的保髖治療手術方式,它具有低風險、低花費、相對有效等優勢。此技術的基本原理是通過股骨頭鉆孔,去除股骨頭病變核心處的部分骨組織,打通閉塞髓腔,降低骨內壓,改善股骨頭內部血液微循環,達到延緩疾病進程和避免關節置換的目的。對于病變范圍較小(Kerboul角< 15°)的內側病變療效顯著[8]。

AVNFH的特點是局部微循環障礙和骨細胞再生能力下降,從而影響骨重塑和愈合。長期隨訪提示,髓芯減壓術后在壞死病變區域的骨重建并不完全[9],主要原因是由于壞死區域的股骨近端骨祖細胞相對不足,導致單純的髓芯減壓術療效欠佳,特別在晚期塌陷前病變的病人中,單獨實施髓芯減壓的失敗率較高。骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)具有多向分化潛能,它可分化成成骨細胞和分泌生長因子以促進成骨,刺激骨壞死區域的修復和防止股骨頭塌陷。近年來,多項研究報道,在行髓芯減壓術的同時聯合導入BMSCs可提高股骨頭塌陷前保髖治療的臨床成功率。此外,為了促進骨愈合和血液供應的恢復,一些輔助治療方法,如BMSCs、富含血小板血漿(platelet rich plasma,PRP)、鉭棒等措施與髓芯減壓術聯合應用,均在股骨頭崩塌前期顯示了良好的治療效果[10]。

PRP療法目前也被廣泛應用于AVNFH的治療。PRP中富含生物活性蛋白和生長因子,可促進血管再生和骨愈合,它具有抗炎、抗凋亡和易獲取等特性[11]。一項前瞻性研究發現,93%接受髓芯減壓術和BMSCs聯合PRP治療的病人沒有發生股骨頭塌陷,84%的病人在3年的短期隨訪中沒有轉歸為接受髖關節置換[12]。除此之外,許多生物分子如骨形態發生蛋白和血管生長因子也具有促進骨再生的潛力,但由于給藥方式的問題,各種類型的傳遞支架仍處于動物實驗研究階段。

骨移植一直被應用于AVNFH的治療;采用Phemister技術(通過股骨近端外側進入髓芯減壓)和燈泡技術等將自體移植物或異體移植物植入股骨頭病變區域,能使股骨頭充分解壓,不遺留死腔,并且保證充足的骨量誘導骨再生。對治療早期AVNFH、緩解髖關節疼痛癥狀,改善髖關節的活動障礙,避免進行關節置換方面,具有積極的意義[13]。

二、髖關節鏡手術在AVNFH診治中的應用

髖關節鏡技術發展相對較慢,但隨著人們對髖部疾病的不斷認識和微創化理念的延伸,此技術得到了迅猛發展。髖關節鏡擴展了手術視野,可實現對髖臼盂唇、股骨頭和髖臼軟骨表面、中央凹、韌帶、滑膜和關節外粗隆周圍空間的檢視,它為髖關節疾病的診斷和微創化治療提供了基礎[14]。早期髖關節鏡由于技術和相關器械的限制,只能開展一些關節探查和清理工作。經過幾十年的發展,髖關節鏡技術逐漸被廣泛應用于髖臼撞擊綜合征、Perthes病、AVNFH等,利用此技術能實現對髖臼盂唇修補、髓內多孔道扇形鉆孔減壓等復雜操作[15]。髖關節鏡技術在治療AVNFH中發揮了重要作用。

一直以來,髖關節置換被廣泛應用于AVNFH的治療,但其創傷大,且后期面臨反復翻修的困擾;隨著年輕人群的AVNFH發病率增加和對改善生活質量的要求,早期保髖治療的需求日益增強。髖關節鏡技術在AVNFH病人中的應用能使醫生做出更確切的診斷和更為有益的治療方法選擇。與侵入性更強的關節置換相比,髖關節鏡檢查和關節鏡輔助髓芯減壓技術的開展能積極改善早期AVNFH的預后,使病人疼痛減輕,延長髖關節存活率。

1.髖關節病理檢視和微小病變的同期處理:AVNFH是一種全關節疾病,手術治療除對股骨頭進行減壓,同期處理關節腔內的伴隨病變也不容忽視。髖關節鏡輔助股骨頭髓芯減壓中很重要的環節即完成鏡下病理檢視,這使醫生能夠確切的識別股骨頭和局部血運的變化、壞死范圍、病變程度,以及其他常見的關節內病變(凸輪畸形,盂唇缺陷和軟骨缺陷),并一期修復或清除唇部和關節軟骨的損傷。由此可見,關節鏡輔助髓芯減壓的一個重要優勢是能夠識別和治療其他髖關節病理改變。當決定對存在相關癥狀的塌陷前病變進行保髖手術時,髖關節鏡檢查具有明確而重要的作用。Serong等[16]對AVNFH病人的研究發現,關節內病變在95%以上的病人中普遍存在,且這些病變可通過髖關節鏡檢查所發現(其中盂唇異常和軟骨缺損是最常檢測到的關節內損傷)。Theopold等[17]報道了7例AVNFH病人使用關節鏡導航股骨頭髓芯減壓治療的結果發現,超過50%的病人存在額外的關節盂唇病變,并對其進行了修復。Nazal等[18]報道了髖關節鏡輔助治療AVNFH至少5年的結果發現,73%病人需要進行唇瓣修復或清創,在7年的隨訪中,超過半數的病人髖關節并未發展為關節置換,并且也無關節軟骨破壞和粗隆下骨折等髓芯減壓并發癥。因此,髖關節鏡輔助股骨頭髓芯減壓手術不僅完成了對AVNFH的治療,同時也可根據鏡檢完成了對伴隨病理改變的同期處理,調節關節內環境,減輕疼痛,極大改善了病人預后。

2.髓芯減壓的精準應用:AVNFH的治療手段中,髓芯減壓術是目前公認較為有效的手術方式。然而傳統的髓芯減壓術依賴于術中X線透視,這會增加手術時間和輻射暴露,而且僅依靠透視和體表定位標志具有較高的關節軟骨穿透風險,其后的關節液滲入股骨頭可影響手術效果。因此,髖關節鏡下輔助鉆孔髓芯減壓術體現出了髖關節鏡精準定位的優勢,它能準確定位鉆頭位置并防止并發癥[19],同時,鉆頭在壞死病變上的正確放置也可以通過骨內窺鏡檢查來驗證。在髖關節鏡的直視下,可以對股骨頭壞死程度進行準確評估及分期,幫助醫生準確判斷病人是否有明顯關節損傷,評估是否存在繼續進展的可能性,進而判斷病人是否需要進行髓芯減壓治療。髖關節鏡技術聯合髓芯減壓術可延緩AVNFH的ARCO分期進展,其有效率優于單純的髓芯減壓術,可獲得較好的臨床療效[20]。總之,髖關節鏡輔助髓芯減壓提供了更高的鉆孔精度和對AVNFH的分期診斷。此外,髖關節鏡下切開減壓打壓植骨也是目前保髖治療常用的手段之一,該手術將傳統切開手術對解剖結構和關節血運造成的影響降到最低[21]。

3.輔助PRP、干細胞等精準病變區域導入:間充質干細胞的數量減少和功能改變在AVNFH的病理生理發生中發揮重要作用。因此,基于細胞的治療手段被應用于AVNFH以促進丟失或受損骨組織的再生。隨著診斷性磁共振成像和髖關節鏡檢查的突出進展,AVNFH的治療已朝著早期干預和低侵入性的方向發展,為PRP和干細胞等細胞療法提供了機會。骨內PRP注射需要將PRP精準的輸送到鉆孔位置,使其在壞死區域內得到充分飽和,髖關節鏡的使用很好地解決了這一問題,使PRP和干細胞等有效生物載荷被精準導入病變區域[22]。

4.髖關節鏡在AVNFH中應用的并發癥:為更好地改良技術和改善病人術后恢復,除了常規預防深靜脈血栓和深部感染等下肢關節外科手術并發癥外,了解其在AVNFH病人治療中的相關專有并發癥也十分必要。雖不常見,但AVNFH的形成也是髖關節鏡鏡檢后的并發癥[23],造成術后AVNFH的原因可能與關節囊過多地切除或關節囊未縫合、髖臼盂唇切除過多、盂唇修復不完全以及牽引過度等造成的術后關節不穩有關,也可能與術中供應股骨頭的血管損傷有關。這要求術者熟練掌握髖關節的解剖結構和髖關節鏡的使用并加以練習。

在髖關節鏡手術中需要使用會陰柱來輔助牽引,會陰柱粗細和材質的軟硬都會導致手術過程中陰部的皮膚和神經損傷。統計顯示,術后神經損傷發生率約為13%～58%[24],其中包含陰部神經、股外側皮神經、腓淺神經、坐骨神經,大部分為暫時性麻痹,術后不久便可恢復,這主要與術中牽引過度有關。需要注意的是,手術入路操作失誤造成的坐骨神經損傷可給病人帶來嚴重的術后影響。因此,在髖關節鏡手術中應注意適當牽引以及會陰柱的使用,避免損傷神經和皮膚。

異位骨化是指在骨骼外軟組織等位置形成正常骨骼的過程[25]。術后接受常規預防性非甾體抗炎藥治療的異位骨化發生率較低。絕大多數無明顯癥狀,若出現骨化部位疼痛或活動受限,則需要進行手術切除治療[26]。

三、髖關節鏡技術在AVNFH治療中存在的爭議

AVNFH的治療與其分期密切相關,早期和準確的診斷對于確定適當的治療至關重要。事實上,符合保髖手術條件的AVNFH病變在常規放射學中是不可見的,或者只是輕微可見。髖關節鏡檢查仍被認為是檢測和分期髖關節病變的金標準。目前,髖關節鏡技術在AVNFH治療中有著較為明確的適應證, 一些薈萃分析推薦將髖關節鏡輔助髓芯減壓術適用于股骨頭塌陷前階段,包括ARCO分級Ⅱ期之前、Ficat分級0～Ⅱ級和Steinberg 0～Ⅲ級,伴或不伴軟組織或骨病變[27],但不推薦對已存在嚴重等級更高的AVNFH進行髖關節鏡手術保髖治療。基于此,對于股骨頭坍塌前期的病人應用髖關節鏡進行及時干預顯得尤為重要。盡管人們在髖關節鏡設備研發和手術經驗方面取得了長足發展,但新手術技術似乎并沒有從根本上拓展髖關節鏡技術的適應證及彌補其應用局限性。目前,此技術仍是旨在補充和增強現有治療的精準性。

四、總結與展望

隨著髖關節鏡技術的不斷發展和完善,早期AVNFH的微創保髖治療效果得到顯著提升,髖關節鏡鏡檢以及聯合髓芯減壓術等生物效應載荷的病變區域導入提高了診斷和治療的準確性,降低了關節置換的轉化發生率,改善了病人生存質量。與傳統開放式手術相比,髖關節鏡手術可減少對股骨頭血運以及相關解剖結構的破壞,并且在術中對其他病理損傷進行完整診斷和治療,可最大程度避免因以往手術操作而造成股骨頭壞死的風險,同時具有創傷小、手術操作安全、術后恢復快等優點,對早期AVNFH病人保髖治療具有積極意義。