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X线与MRI评价股骨头坏死分期的比较

2012-10-22锁咏梅张雪君

天津医科大学学报 2012年4期
关键词:骨坏死股骨头骨髓

锁咏梅,张雪君,王 植,姜 琳

(1.天津医科大学影像学院,天津300203;2.天津医院放射科,天津300210)

股骨头坏死(osteonecrosisof femoralhead,ONFH)是一种常见的骨关节疾病,好发于青壮年,若不早期明确诊断并进行针对性治疗,易发生股骨头塌陷、髋关节功能障碍,严重影响患者的生活质量。股骨头坏死尚无特殊的治疗方法,目前一系列研究显示选择合理的治疗方案可延缓或阻止疾病的进展,且治疗方法的选择和预后与疾病的临床分期高度相关[1-3]。因此,一种完善可靠、准确度高、可重复性好的分期系统是临床诊断和治疗该病的关键所在。此外,股骨头的坏死部位和范围作为细化分期的重要参数,与判断预后和预测塌陷密切相关[4-5],故对其准确评价可为临床治疗方法的选择提供客观依据。本文依据国际骨循环学会(Association Research Circulation Osseous,ARCO)分期[6]并结合 Froberg等股骨头坏死的MRI分期[7],对40例ONFH患者依据MRI和X线表现分别分期,并对其分期结果进行统计分析,探讨二者的差异及其临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集天津市天津医院2010-2012年确诊为股骨头坏死的患者40例,男32例,女8例;年龄21~79岁,平均(49.3±2.26)岁。长期或大剂量服用激素史23例,长期饮酒史10例,外伤史5例,原因不详2例;双侧受累21例,单侧19例;共61髋。主要临床症状为单侧或双侧髋部疼痛、活动受限。病史2月~20年,其中11髋无症状。

1.2 检查方法 所有患者均行X线和MR检查,X线检查使用Toshiba DRX-3724HD,患者均摄髋关节正位和蛙式位。MR检查使用Siemens0.35T磁共振仪,体部表面线圈,行冠状 T1WI:TR/TE:23/8ms,反转角 30°,FOV:380mm,层厚:4.5mm;冠状快速自旋回波反转恢复序列(STIR):TR/TE:1 300/17 ms,TI:100ms,反转角:180°,FOV:360mm,层厚:4.5mm;横断 T2WI脂肪抑制序列(TSHIRT):TR/TE:4 430/94ms,TI:90ms,反转角:180°,FOV:380mm,层厚:4.0mm。

1.3 研究方法 所有患者均由经验丰富的骨科放射学和骨科外科学专家结合临床症状、病史及影像学表现诊断为股骨头坏死而确定诊断。依据MRI表现采用Froberg等分期分为…~…期,T1WI显示…期为线状或新月形低信号;…期为楔形、斑片状或不规则形低、等、高混杂信号;Ⅲ期为大片状低信号,关节面塌陷,关节间隙未变窄;…期为大片状低信号,关节面塌陷,关节间隙变窄、髋臼退变。依据X线表现采用ARCO分期亦分为…~…期,…期X线检查阴性;…期股骨头内显示硬化带、囊性坏死、骨质疏松等,关节面未塌陷;Ⅲ期股骨头出现“新月征”和/或关节面塌陷,未累及髋臼;…期股骨头塌陷、变扁,关节间隙狭窄,骨性关节炎改变。二者均采用ARCO分期的定量标准,依据坏死部位分为A内侧、B中央、C外侧;依据坏死范围分为A股骨头受累<15%,B股骨头受累15%~30%,C股骨头受累>30%;依据塌陷程度分为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名骨科放射学专家单独阅片并对MR和X线检查结果分别评价,结果一致者采用,不一致者以2∶1方式统一意见后确定。评价内容包括股骨头坏死部位、范围及塌陷程度。比较X线与MRI评价股骨头坏死分期的差异。由于ARCO分期系统认为股骨头坏死…期X线显示阴性,需通过MR检查确定诊断,故对于…期病例不能进行二者的比较。对于…~…期病例以MRI分期结果为金标准[9],估算X线对股骨头坏死分期的敏感性、特异性、阳性预测值(PPV)和阴性预测值(NPV)。

2 结果

2.1 ONFH的分期与分型结果 根据MRI分期,…期16髋、…期22髋、Ⅲ期18髋、…期5髋;根据X线分期,…期0髋,…期18髋、Ⅲ期12髋、…期5髋。本组…期病例X线检查均显示阴性(图1),而MRI显示坏死部位A、B、C型分别占12.5%、25.0%、62.5%,坏死范围A、B、C型分别占50.0%、25.0%、25.0%。…期病例其中4髋X线上显示阴性,而MRI显示坏死区呈不规则混杂信号改变并伴有股骨头颈区弥漫长T1长T2信号(骨髓水肿),故被评价为…期(图2)。Ⅲ期病例其中6髋X线过轻评价为…期,MRI显示为Ⅲ期,塌陷程度为A型(图3)。IV期X线与MRI评价结果一致。

2.2 X线与MRI评价ONFH分期和分型结果对比 对于…~…期病例,X线与MRI分期结果一致者为77.8%;其中对骨坏死部位、坏死范围、关节面是否塌陷及塌陷程度的评价一致者分别为67.5%、62.5%、85.0%、55.6%。结果显示X线与MRI对股骨头坏死…、Ⅲ期评价以及对骨坏死部位、坏死范围、关节面是否塌陷及塌陷程度的评价存在差异。X线评价…期ONFH的敏感性、特异性、PPV及NPV较差,评价Ⅲ期ONFH的敏感性和NPV也较差,且通常对Ⅲ期病例评价过轻(表1)。

表1 X线评价…~…期ONFH的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值(%)Tab1 Sensitivity,specificity,PPV and NPV of X-ray in stages II~IV(%)

3 讨论

股骨头坏死是一种难治性疾病,选择适当的治疗方法可减缓或阻止疾病的进展,早期诊断并明确坏死的程度可为治疗方法的选择奠定基础。大量研究表明,ONFH治疗方案的选择及预后与疾病临床分期密切相关[1-3]。一种完善的分期系统应能够准确的反映ONFH的病理学及影像学改变,能够清晰、直观地显示各期特点,且具有良好的可重复性和临床操作性[8]。目前广泛应用的分期系统均认为股骨头的坏死范围和部位是评价ONFH分期的重要参数,股骨头关节面塌陷与否是界定…期和Ⅲ期的标准,也是临床选择保髋治疗或关节置换的关键点[1]。目前ARCO分期系统在临床应用较为广泛,其通过X线表现对…~…期及骨坏死的范围、部位、关节面塌陷与否及塌陷程度进行评价[6,8]。

MRI是检查ONFH最敏感的方法,是诊断ONFH并对其进行分期的金标准[9],其典型表现为股骨头前外侧负重区软骨下出现局灶性信号异常或“双线征”。MRI具有多参数多方位成像的特点,不受患者体位的影响,能够直观地显示骨髓影像,准确地显示病变的部位、范围,MRI信号可反映病变的病理学改变[10]。股骨头坏死早期仅出现骨髓病变时,MRI就能够清晰显示,亦可早期发现髋臼骨髓情况。此外MRI是唯一能够显示关节软骨的影像学检查方法,正常关节软骨覆盖于股骨头表面,呈光滑弧形,关节软骨形态不规则塌陷或断裂能够早期提示关节面塌陷,关节软骨结构消失提示关节间隙狭窄。本研究通过X线与MRI评价股骨头坏死分期的结果对比显示,X线对股骨头坏死分期及对骨坏死程度的评价存在很大的局限性。

股骨头坏死…期病例于X线上表现正常,亦不能进一步对骨坏死部位和范围进行评价,而研究表明骨坏死范围B型以上、坏死部位达C型均易导致疾病进展而发生塌陷[4,11]。本组…期病例MRI显示坏死范围B、C型共占50%,坏死部位C型占62.5%,X线因显示阴性而漏诊使患者失去早期治疗、延缓病情进展的最佳时机。故X线对股骨头坏死早期(…期)的诊断价值极为有限。

股骨头坏死…期和Ⅲ期是以股骨头关节面塌陷与否来界定,ARCO分期系统基于X线表现对…期和Ⅲ期进行评价,但X线成像是一种骨结构的重叠影像,在股骨头关节面塌陷早期极易因影像重叠而被掩盖,从而对已发生塌陷的Ⅲ期病例过轻评价为…期。本组Ⅲ期塌陷程度A型者66.7%过轻评价为…期(图3)。X线作为二维平面只能显示坏死区的投影,并非坏死区的实际大小,通常选择可见坏死区的最大直径来确定骨坏死的范围[8]。ONFH患者均有不同程度的髋关节疼痛、活动受限,此时难以获得一个标准位置的X线片,亦影响对坏死范围及坏死部位的观察。本组病例显示X线对…、Ⅲ期坏死部位和坏死范围的判断不理想,尤其评价…、Ⅲ期坏死部位C型和坏死范围C型的NPV很低(表1)。股骨头坏死…、Ⅲ期常伴有坏死区下方股骨头、颈区弥漫骨髓水肿征象,本组病例MRI显示24例伴骨髓水肿,而X线因不能显示骨髓影像而未能评价。临床研究表明,正常股骨头关节面呈光滑球形,关节面一旦塌陷,其生物力学性能改变,加速髋关节退变,提示预后不良;坏死部位和坏死范围均为C型者极易发生关节面的塌陷及塌陷程度进展[4],骨髓水肿亦与疾病的进展和塌陷密切相关,伴有骨髓水肿者易发生股骨头塌陷[12];对股骨头坏死…或Ⅲ期的判断、是否伴随骨髓水肿征象及对坏死范围和部位客观描述直接影响临床对股骨头坏死的进展及预后的判断,股骨头坏死的范围、部位、是否塌陷及塌陷程度是临床选择保髋治疗或髋关节置换的决定性因素[1]。因此ARCO分期依据X线评价股骨头塌陷与否、界定…期与Ⅲ期以及判断骨坏死区的情况将会丢失重要信息、误导临床判断,不能有效指导临床治疗。

股骨头坏死…期病例髋关节显示创伤性关节炎改变,股骨头明显塌陷变扁、关节间隙消失、髋臼亦受累,此时髋关节骨结构明显受损、变形,X线对其评价的准确性较高,其与MRI的评价结果一致。故X线对ONFH晚期(…期)评价不失为一种简单、廉价的手段。

本研究通过对X线和MRI股骨头坏死的分期结果对比显示,X线不能准确判断股骨头坏死关节面塌陷与否,评价…期和Ⅲ期准确性差,对骨坏死的部位、范围及塌陷程度的判断亦不明确。ARCO分期评价股骨头坏死…~…期仅基于X线表现会导致分期和分型的过度或过轻,对指导临床治疗存在较大局限。本研究的局限性在于病例数较少,导致一定程度统计偏差,且受多方面原因限制,故进一步研究需要解决这些问题。

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