利用MRI和CT研究股骨頭壞死體積、部位、形狀及分期對其預后的影響.pdf

1、背景：
　　股骨頭缺血性壞死（Osteonecrosis of Femoral Head，ONFH）是一種致殘性疾病，在美國，據(jù)統(tǒng)計每年新增有10,000至30,000的股骨頭壞死病人，其中有5％至12%的病人需用髖關節(jié)置換來治療。在我國，需要治療的股骨頭缺血性壞死患者在750萬至1000萬，每年新增病例高達30萬。盡管隨著材料及手術技術的提高，以及髖關節(jié)表面置換術、保留股骨頸(collum femoral preserving,

2、 CFP)全髖關節(jié)置換術的廣泛應用，為患者提供了很好的人工關節(jié)，使用壽命大大延長，但是髖關節(jié)置換治療的手術費用較高，且股骨頭壞死的病人大多數(shù)是年輕人，對髖關節(jié)功能及活動要求較高，置換的關節(jié)有一定的使用年限（約20-30年），大多數(shù)年輕患者需要二次手術治療甚至多次手術，給患者及其家屬帶來了痛苦，給社會醫(yī)療體系帶來巨大的負擔。保髖治療仍是大多數(shù)患者的訴求。早期發(fā)現(xiàn)、早期治療能明顯提高保髖治療的成功率。有效可靠的分期能指導治療方法的選擇。股骨

3、頭壞死的分期系統(tǒng)有很多，目前主要有：Ficat分期法、Florida分期法、Steinberg分期法、日本骨壞死研究會分期法、國際骨循環(huán)研究會分期法(the association research circulation osseuse, ARCO分期法)和Pittsburgh分期法等。Ficat分期法由于簡單有效，是目前采用最廣泛的分期方法。保髖治療的方法也有很多，Rajpura等認為髓芯減壓是目前保髖治療應用最廣泛的方法，主要是通

4、過降低骨內(nèi)壓和保留股骨頭血供來進行治療。MRI對早期的股骨頭壞死診斷有很高的特異性，比X線和CT都敏感，是目前診斷股骨頭壞死的敏感方法，能早期反映股骨頭壞死的范圍和部位。Hernigou等報道了一種利用MRI及計算機軟件計算股骨頭壞死病灶大小的方法，經(jīng)證實，MRI圖像上測量的股骨頭壞死病灶的體積與大體實際測量的股骨頭壞死病灶體積比較無明顯差別,能準確的顯示壞死區(qū)域。Malizos利用MRI對122例股骨頭壞死患者進行分析，認為MRI能夠

5、準確反映股骨頭壞死范圍，并能夠幫助術中對股骨頭壞死位置的定位。早在1995年 Steinberg就提出了股骨頭壞死體積大小對股骨頭壞死治療預后有重大的影響。Mont認為壞死體積、壞死部位及就診時的影像學分期都能影響股骨頭壞死的預后，其認為位于股骨頭中央的壞死范圍較小的股骨頭壞死治療預后較好。Plakseychuk認為股骨頭內(nèi)部結構會影響股骨頭壞死治療的預后，在臨床工作及閱片中我們發(fā)現(xiàn)股骨頭壞死區(qū)域有一定形狀，不同形狀會影響股骨頭內(nèi)部的結

6、構，改變股骨頭的生物力學。國內(nèi)外還沒有關于壞死形狀對股骨頭治療預后影響的相關文獻報道。CT在觀察骨密度及骨結構改變方面有優(yōu)勢，CT三維成像技術成熟，可行性高，在顯示壞死形狀優(yōu)于MRI，因此可利用CT探討壞死形狀對股骨頭壞死治療預后的影響。
　　目的：
　　通過分析股骨頭壞死病人的MRI、CT影像學資料，明確壞死體積、部位、形狀及分期與股骨頭壞死治療后疾病進展的關系。
　　方法：
　　收集廣東省人民醫(yī)院骨科從200

7、9年1月至2013年1月期間，因股骨頭壞死行髓芯減壓加植骨治療的患者。完整隨訪到的患者共42例57髖，MRI、CT等影像學資料齊全，其中男27例（36髖），女15例（21髖）；平均年齡36.1歲（22-60歲）。病因：激素性21例(30髖)，酒精性12例(16髖)，特發(fā)性9例(11髖)。Ficat分期Ⅰ期10髖，Ⅱ期29髖，Ⅲ期18髖。利用MRI計算壞死體積，并對壞死部位進行劃分，利用CT三維重建顯示股骨頭壞死形狀。壞死體積的計算方法：

8、在計算機上，使用PACS and RIS軟件系統(tǒng)，使用魔術棒功能圈出壞死組織邊界，計算機自動計算出壞死區(qū)域面積，乘與MRI掃描的層厚，即為每一層的壞死體積:此公式省略，其中n是MRI的切面數(shù)量，An是含有壞死部分的MRI切面的面積，dn是第n個MRI切面和第一個包含壞死部位的MRI切面的距離,所有層面計算的結果相加，就是股骨頭壞死部位的體積。將股骨頭看成球形，選取中央或者壞死體積最大的切面作為球體等價替換計算方法的基礎，測量出其等價球體

9、的半徑R，根據(jù)公式:此公式省略，計算出病灶體積所占股骨頭體積百分比。壞死部位的劃分：沿股骨頭中間冠狀面及正中矢狀面做2個假想的切面，將股骨頭平均分為4個象限：外上象限、內(nèi)上象限、外下象限、內(nèi)下象限。壞死形狀的重建：將所得CT影像學資料輸入計算機，先分別進行冠狀面和矢狀面的重建，可見到正常骨頭與壞死骨頭的分界，兩者不同的CT值，利用軟件的上色功能，自動識別壞死區(qū)域，給壞死區(qū)域上顏色，后再進行三維重建，即可顯示壞死區(qū)域在股骨頭中的形狀。對可

10、能影響股骨頭壞死進展因素年齡、性別、病因、臨床分期、壞死體積、壞死部位、壞死形狀進行Cox回歸分析，得出影響股骨頭壞死治療進展的危險因素。壞死體積的診斷實驗采用ROC曲線,計算ROC曲線下面積；取壞死體積約登指數(shù)最大時的點，作為預測股骨頭發(fā)生進展的最佳臨界點。比較未進展組與已進展組兩組病灶體積，不同分期、壞死部位及壞死形狀的進展率。
　　結果：
　　42例57髖患者平均隨訪時間32.8個月（8～59個月）,57髖中有21髖列

11、為已進展組，其中9髖進展為FicatⅣ期，12髖行全髖關節(jié)置換術，激素性股骨頭壞死8髖，酒精性股骨頭壞死8髖，特發(fā)性股骨頭壞死5髖，男性16髖，女性5髖，平均年齡36.3±8.6歲，平均壞死體積27.6±11.9%；未進展組共有36髖，其中激素性股骨頭壞死22髖，酒精性股骨頭壞死8髖，特發(fā)性股骨頭壞死6髖,男性23髖，女性13髖，平均年齡35.6±9.8歲，平均壞死體積13.8±7.3%，對兩組的年齡和壞死體積采用t檢驗，對兩組的性別、

12、病因采用卡方檢驗，證明兩組的壞死體積存在明顯差別（P＜0.05），有統(tǒng)計學意義，已進展組壞死體積大于未進展組。已進展組中有FicatⅠ期2髖，F(xiàn)icatⅡ期7髖，F(xiàn)icatⅢ期12髖，未進展組中有FicatⅠ期9髖，F(xiàn)icatⅡ期22髖，F(xiàn)icatⅢ期5髖，各期兩組間比較采用卡方檢驗，F(xiàn)icatⅢ期進展率明顯高于FicatⅠ期、FicatⅡ期（P＜0.05），晚期股骨頭壞死進展率較高。57髖中有30髖壞死部位位于外上象限，有27髖位于其

13、他象限，外上象限中有15髖發(fā)生進展（進展率50.00%），其他象限中有6髖發(fā)生進展（進展率22.22%），之間有統(tǒng)計學差異（P＜0.05），外上象限進展率高于其他象限。57髖中有11髖壞死病灶形狀為圓形或類圓形，其中3髖發(fā)生進展（進展率：27.27%），16髖為扇形，有5髖發(fā)生進展（進展率：31.25%），剩下30髖為不規(guī)則形，有13髖發(fā)生進展（進展率43.33%），各種壞死病灶形狀進展率無明顯統(tǒng)計學差異。對影響股骨頭壞死進展的可能因素

14、年齡、性別、病因、臨床分期、壞死體積、壞死部位、壞死形狀進行Cox回歸分析，Cox回歸分析結果表明：壞死體積、壞死部位、壞死形狀、臨床分期是股骨頭壞死進展的危險因素，其中壞死部位的比值比（OR）小于1，相對于其他因素為低危險因素。壞死體積、壞死形狀及臨床分期是危險因素。壞死體積的ROC曲線表明：股骨頭壞死病灶體積比例預測股骨頭壞死塌陷的最佳臨界點為20.15％，此時診斷的敏感度為81.0％，特異度為80.6％，約登指數(shù)為0．616。