超聲用于發育性髖關節發育不良研究進展

陳 濤,于靜淼

(首都醫科大學附屬北京積水潭醫院超聲診斷科,北京 100035)

發育性髖關節發育不良(developmental dysplasia of the hip, DDH)是髖臼發育不良、髖關節半脫位及髖關節脫位一系列病理變化的統稱,為兒童常見疾病,與生長發育密切相關;病因尚不清楚,可能與家族史和臀位產有關。由于出生時髖關節發育輕微“異常”可能于數周內逐漸消失,而出生時表現“正常”的髖關節亦可逐漸發展為DDH,導致診斷DDH成為復雜的臨床問題[1]。早發現、早治療是目前用于DDH的臨床原則。超聲是早期診斷DDH的首選影像學方法,可清晰顯示髖關節及周圍軟組織解剖結構,評估髖臼發育情況及股骨頭與髖臼相對位置。本文介紹超聲用于DDH研究進展。

1 重要性

2019年國際跨學科共識DDH評估委員會(International Interdisciplinary Consensus Committee on DDH Evaluation, ICODE)最新共識表明,新生兒臨床檢查可發現髖關節不穩定,但不能發現髖臼發育不良;而超聲對診斷DDH更為敏感且更具特異性[2]。2023年英國兒童骨科學會(British Society for Children's Orthopaedic Surgery, BSCOS)倡導對3個月以內嬰兒普遍進行髖關節超聲以篩查DDH[3]。

2 檢查時機

有學者[4]建議在6周齡之前對嬰兒進行超聲檢查,以及時發現DDH;而另有文獻[5]指出,對無臨床體征嬰兒,推薦于6周齡～3個月進行超聲掃查。ICODE強調早發現、早診斷、早治療DDH的重要性,建議于出生后第6周前盡早進行超聲篩查,并認為雖然過早進行超聲檢查可能導致過度治療,但可區分異常髖關節與不成熟髖關節[2]。BSCOS關于3個月內嬰兒DDH管理共識亦不認同須于出生4～6周行髖關節超聲檢查[3]。BARRERA等[6]觀察正常和異常髖關節解剖結構及其發育過程,強調基于生理學和病理生理學進行分析有助于選擇最佳影像學檢查方式,避免可能導致不必要治療的模糊診斷。ALVES等[7]調查北美小兒骨科學會(Pediatric Orthopaedic Society of North America, POSNA)和歐洲小兒骨科學會(European Paediatric Orthopaedic Society, EPOS)成員對于診斷DDH的影像學方法的傾向性,發現對于6個月以內嬰兒,89% POSNA成員和93% EPOS成員更傾向于選擇超聲診斷DDH。結合上述報道及《發育性髖關節發育不良臨床診療指南(0～2歲)》[1],于生后4～6周對嬰兒進行髖關節超聲檢查應屬恰當。需要注意的是,股骨頭骨化中心所致聲影明顯遮擋后方結構時,超聲診斷DDH的準確性低于X線[7]。

3 普遍性篩查與選擇性篩查

BARRERA等[6,8]指出,超聲普遍性篩查DDH的早期檢出率較高而手術治療必要性較低,其晚期檢出率和手術治療必要性則與臨床篩查類似。ICODE認為應對嬰兒行超聲篩查DDH[2]。BSCOS關于3個月內嬰兒DDH管理共識倡導普遍進行超聲篩查嬰兒髖關節,并要求建立質量保證體系,以確保超聲評估質量[3]。BUONSENSO等[9]發現普遍性超聲篩查可識別臨床檢查正常且無危險因素的DDH嬰兒,優于選擇性篩查;JUNG等[10]則認為普遍性超聲篩查對嬰兒晚期DDH的檢出率顯著低于選擇性篩查。一項針對POSNA成員的調查詢問結果[11]顯示,94%POSNA成員認為不應對嬰兒行普遍性超聲篩查髖關節。CHEOK等[12]報道,普遍性超聲篩查對晚期DDH的檢出率低于選擇性篩查。歐洲國家骨科和創傷學會聯合會(European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology, EFFORT)指南[13]提出,對體格檢查異常或有DDH高危因素(臀位產和家族史)的嬰兒,均應進行選擇性超聲篩查。上述觀點之間存在差異的原因可能與國家或地區不同有關,需結合當地醫療政策適當制定嬰兒髖關節篩查策略。

4 Graf法超聲檢查DDH

ICODE明確表示,Graf法是超聲診斷早期DDH的首選方法,需由經過培訓和認證的超聲科醫師進行操作[2]。利用Graf法可將髖臼發育不良病理學及其嚴重程度與患兒年齡相關聯,以提供特異性診斷和治療方案,且不會導致過度治療[2]。BSCOS共識亦認為應以Graf法作為超聲篩查DDH的標準方法,但未能對檢查床和選用探頭支架等的規則達成共識[3]。SARI等[14]指出,以Graf法掃查嬰兒髖關節時,不應僅依據標準平面超聲圖像診斷DDH,還需觀察骨性髖臼頂和軟骨性髖臼頂。ALVES等[7]報道,75% POSNA成員和86% EPOS成員以Graf法篩查嬰兒髖關節時,均根據所測α角診斷DDH。張淑敏等[15]對434例DDH組和832名正常嬰兒行Graf法檢查,發現股骨頭覆蓋率對診斷DDH具有一定價值。

5 質量控制

ICODE提出應由專業人員進行嬰兒髖關節超聲檢查,并需開展標準化培訓,包括基礎課程和更新/認證課程,涵蓋理論和實踐兩部分,只有完成基礎課程并獲得批準的專業人員方能參加更新/認證課程;并應建立國家質量控制委員會,以批準培訓課程、管理考試人員和教員等[2]。于靜淼等[16]對國內外相關指南及文獻進行匯總,結合2018年版超聲醫學專業質量管理控制指標專家共識,從超聲檢查質量控制(檢查時機、方法與設備、嬰兒體位、聲像圖標準、測量要點、診斷分型及隨訪評估要點)及超聲報告質量控制等方面對DDH超聲檢查質量控制進行了闡述。

6 評估DDH復位治療

ICODE認為超聲檢查可用于監測對于髖關節脫位、不穩定和發育不良的治療效果[2]。ALVES等[7]發現,外科醫師常于支具治療后1周內對DDH患兒進行首次隨訪。VAQUERO-PICADO等[13]提出,Pavlik挽具是治療6個月內DDH嬰兒的一線方式。另有學者[17]回顧性分析251例DDH患兒,認為對于3個月以上患兒,Tübingen支具的療效優于Pavlik挽具。超聲可于治療早期觀察DDH患兒佩戴支具狀態下脫位股骨頭復位過程,從而評估治療情況。以髖內側超聲檢查法觀察0～18個月DDH患兒經石膏固定術治療后狀況的結果顯示,股骨頭和髖臼顯示清晰,提示該法可用于初步評估股骨頭復位[18-20]。

7 其他

超聲以Graf法評估DDH時,選擇標準切面和關鍵點非常重要。HE等[21]基于三維超聲自動選擇與二維超聲手動選擇以Graf法測量α角,認為將三維超聲及其重建技術用于診斷DDH具有一定可行性。CHEN等[22]開發了一種基于深度學習的計算機輔助DDH診斷框架,可對Graf Ⅰ型和Ⅱ型髖關節進行全自動標準平面檢測和角度測量;該框架由檢測解剖結構模塊、標準平面評分模塊和角度測量模塊組成,是可自動執行整個Graf法測量過程的計算機輔助方法。SEZER等[23]提出的全自動計算機輔助診斷系統基于卷積神經網絡(convolutional neural network, CNN)提供包含所有必要解剖結構的自動分割圖像,提取Graf法髖關節超聲圖像特征并進行數據分類,以優化貝葉斯非局部均值濾波器進行散斑降噪,用于分類新生兒髖關節的準確率高,有助于改善診斷DDH效能、降低Graf法的醫師依賴性,提高診斷可靠性及可重復性。

亦有研究者重點關注超聲篩查DDH的便捷性及其應用拓展。HAREENDRANATHAN等[24]認為手持式超聲探頭成本低、便于攜帶,更適用于超聲篩查DDH,但圖像質量往往低于傳統探頭;為此研發的感知對比不成對平移(domain-aware contrastive unpaired translation, D-CUT)技術可生成模擬傳統探頭圖像質量的偽圖像,有助于拓展超聲篩查DDH的應用范圍。相反,GHASEMINEJAD-RAEINI等[25]認為無必要對早產兒以Graf法行超聲評估進行髖關節分型,KOOB等[26]亦認為早產為髖關節發育的保護性因素。

8 小結與展望

利用超聲可無創、動態、全面地觀察髖關節結構,有助于為臨床診斷DDH、評估分型、制定治療方案及評估預后提供更多依據。超聲作為早期篩查DDH的重要手段已獲得國內外廣泛認可,且仍有待深入探索,以進一步展現其臨床應用價值。