股骨头坏死的系列MRI表现
摘要：目的 观察系列MRI上股骨头坏死的坏死信号和坏死面积比例变化。方法 自1997年至2005年5月，根据股骨头坏死的诊断标准，对10 例(20髋)具有两次及以上MRI成像的股骨头坏死进行研究，两次MRI成像平均相差18.1个月，观察其坏死信号和坏死面积比例变化。结果 两次MRI检查时，均有180个层面，共有38个层面出现信号改变。在无外科干预及软骨下骨折出现的11髋102个层面中，5个层面发生信号改变；在行髓芯减压治疗的6髋和出现软骨下骨折的3髋78个层面中，33个层面发生信号改变，P＝0.000，具有显著统计学差异。第一次MRI检查时的平均坏死面积比例为(52.62±17.90)%；第二次MRI检查时的平均坏死面积比例为(52.24±19.39)%，P＝0.687，两者无显著性差异。结论 股骨头坏死的坏死面积比例不随病程的延长及临床分期的进展而改变。如无外科干预或软骨下骨折出现，股骨头坏死的信号强度也无明显变化。
关键词：股骨头骨坏死；MRI
, 百拇医药 Serial Magnetic Resonance Imaging of ANFH
ZHAO Fengchao1， LI Zirong2， ZHANG Nianfei2， MA Chao1， XIONG Chuanzhi1
(1. Department of Orthopaedics， the Central Hospital of Xuzhou City， Zhejiang Xuzhou， 221009， China； 2. Department of Orthopedics， ChinJapan Friendship Hospital， Beijing 100002， China)
Abstract： Objective To analyze whether the images of ANFH such as signal intensity and the percentage of necrotic surface would change as clinical developed. Methods From 1997 to May 2005， according to diagnosis standard of ANFH， 10 cases(20 hips) with serials MR imaging were reviewed with an average interval time 18.1 months. Results There were 38 images with signal intensity changed among 180 images in each MRI. There were 5 images with signal intensity changed among 102 images without surgical treatment or new collapse. In 6 hips treated by core decompression and 3 hips with collapse developed， there were 33 images changed among 78 images. The percentage of necrotic surface was 52.62%±17.90% on first MRI observation， and 52.24%±19.39% on second MRI observation， and there were no significant differences between them. Conclusion The necrotic surface of femoral head did not vary with the disease development. Without collapse developed or surgery， there were no signal intensity changed.
, 百拇医药
Key words： ANFH； MRI
股骨头坏死后，它的MRI图像会有怎样的变化，这方面的研究国内外均较缺乏。为此我们对10 例(20髋)具有两次以上MRI成像的病人进行了研究，现报道如下。
1 病人资料
自1997年至2005年5月，根据股骨头坏死的诊断标准[1]，共有10 例病人(20髋)做过两次及以上的MRI成像(2 例病人做过3次MRI成像，为了便于统计比较，我们取第一次和最后一次MRI进行比较)，其中男8 例，女2 例；年龄24～58 岁，平均为40 岁。第一次MRI成像时的ARCO分期：Ⅰ期3髋，Ⅱ期13髋，Ⅲ期3髋，Ⅳ期1髋；第二次MRI成像时ARCO分期：Ⅰ期1髋，Ⅱ期9髋，Ⅲ期8髋，Ⅳ期2髋。两次MRI检查间隔6～41个月，平均18.1个月。在两次MRI成像期间，有1髋行髓芯减压术，5髋行髓芯减压坏死病灶清除植骨术，其余患者均行保守治疗，所有患者均嘱其避免下肢负重6个月。
, 百拇医药
本组病人分为三组。组1为无外科治疗干预及塌陷组，共8髋；组2为无外科治疗干预、出现塌陷组，共3髋；组3为有外科治疗干预或出现塌陷组，共9髋。
2 实验方法
2.1 MRI成像技术 8 例(16髋)采用美国GEsigna0.5T超导核磁共振仪，做额状面(T1)、横断面(T1、T2)、矢状面(T1、T2)扫描。成像参数T1加权像为500～540/16～18 ms，T2加权像为4 000/112 ms。矩阵256×256。层厚0.4 cm，间距为0.1 cm，即每0.5 cm成像一次。2 例(4髋)采用Philiphs 1.5T超导核磁共振仪，做额状面(T1)、横断面(T1、T2)扫描。成像参数T1加权像为400/20 ms，T2加权像为2000/140 ms。层厚0.3 cm，间距为0.05 cm，即每0.35 cm成像一次。
2.2 分类 根据Shimizu[2]确定每一层面MRI上的坏死信号表现，将坏死信号分为低信号、高信号和混合信号三种。
, 百拇医药
2.3 坏死面积比例的计算 根据赵凤朝等[3]提出的坏死面积比例计算方法，将股骨头及每一层MRI图像都可看作球冠或球带，测量每一层面的坏死灶角度α，及该层面股骨头所对应的圆心角度β，再根据球带或球冠的表面积计算公式S＝2лrh，即可计算该层面MRI(冠状面T1)所对应的表面积，S坏死＝α/2лrh，S股骨头＝β/2лrh。坏死面积比例等于总坏死灶面积除以股骨头面积乘以100%。r为股骨头的半径，h为MRI两层面的距离。
2.4 统计方法 实验结果采用SPSS10.0 for Windows统计软件处理，两次MRI上的坏死表面积比例采用配对t检验。P<0.05为具有统计学差异。
3 实验结果
股骨头坏死的系列MRI表现情况见表1。表1 股骨头坏死的系列MRI表现
, http://www.100md.com 3.1 股骨头骨坏死的系列MRI图像表现 本组10 例20髋股骨头坏死病人两次MRI成像时各有180个MRI层面图像，每髋两次成像检查时的图像数均一致。共有38个层面的MRI图像发生了信号改变。
无外科治疗干预及塌陷出现时(组1)，2髋由Ⅰ期进展至Ⅱ期，6髋两次MRI检查均为Ⅱ期的65个MRI层面图像上，仅有2个层面发生信号改变。
3髋无外科治疗干预，第一次MRI检查时已出现塌陷或骨性关节炎的患者中(组2)，共有37个层面，3个层面发生信号改变。
在出现塌陷或有外科治疗干预的9髋78个层面中(组3)，有33个层面出现信号改变。
经Pearson Chisquare检验，P＝0.000。其中组1与组2经Fisher exact twosided检验，P＝0.350。组1与组3经Fisher exact twosided检验，P＝0.000。组2与组3经Fisher exact twosided检验，P＝0.000。
, http://www.100md.com
3.2 系列MRI上的坏死面积比例比较 第一次MRI上的坏死面积比例为(52.62±17.90)%，第二次MRI上的坏死面积比例为(52.24±19.39)%，经配对t检验，t＝0.409，P>0.05。股骨头坏死的坏死面积比例不随病程时间的延长和临床分期的进展而变化。
4 讨 论
MRI自1984年运用于股骨头坏死的诊断后，给股骨头坏死带来了革命性进展。它对股骨头坏死早期诊断的敏感性和特异性已得到广泛认可。较多的研究表明MRI与股骨头坏死的病理有较好的对应关系，MRI也能较准确地反应股骨头坏死的范围、部位和体积大小[1～8]。运用MRI对股骨头坏死病人进行随访，对于了解股骨头坏死的病理变化过程，探索股骨头坏死的发病机制都有帮助。研究发现，股骨头完全缺血2～6 h，即可发生不可逆的坏死[9]。造血细胞及骨细胞坏死可激发体内的修复反应，骨小梁之间的原始间叶细胞和毛细血管增生，自活骨区向死骨区延伸，在骨小梁表面分化成骨细胞，使骨小梁增粗。与此同时，破骨细胞和未分化的间叶细胞清除死骨，完成爬行替代过程。如修复不能完全，则形成股骨头坏死。运用MRI对病人进行随访应能够反应出这些变化过程。我们对10 例(20髋)股骨头坏死的系列MRI图像进行对照研究发现，在无外科治疗干预及塌陷出现的8髋65个层面中，仅2个层面出现信号改变；在第一次MRI检查已出现塌陷的3髋37个层面中，也仅有3个层面发生信号改变。考虑到MRI成像时病人体位及定位的影响，可以认为如无外科干预或软骨下骨折出现，股骨头坏死的坏死信号也不随病程的延长及临床分期的进展而变化。导致这种状况的原因可能为：a)MRI检查时，股骨头坏死的病理反应已经完成，坏死区外形成的一层致密增生带阻碍了机体的修复，坏死组织不再有改变，股骨头坏死的MRI表现也就不会发生改变[10，11]。b)目前所用的核磁共振仪或成像方法尚不够敏感，或行MRI检查的间期太长。股骨头完全缺血2～6 h，即可发生不可逆的坏死，而MRI上出现异常表现需在骨折2个月以后或服用激素2.5个月以后[11，12]。在这期间股骨头坏死的病理反应可能已经基本完成，病理形态已经基本不变，或再发生的变化不足以引起MRI信号改变。如能采用更敏感的诊断方法，可能会反应出这期间的病理变化。
, 百拇医药
运用MRI进行随访还可以观察股骨头坏死的治疗效果。目前认为保守治疗和髓芯减压不能改变股骨头的预后[5，13]。我们知道影响股骨头坏死预后的主要因素是坏死的股骨头是否出现塌陷，而缺血坏死的股骨头是否塌陷与股骨头的坏死面积大小明显相关[1～6]。我们对6髋行髓芯减压病人的系列MRI观察发现，髓芯减压只改变了部分层面的坏死信号，并未改变股骨头坏死的面积大小。这与Koo等[13]报道的髓芯减压术后病理表现一致，即：针道处为纤维肉芽组织填充，髓芯减压术不能改变股骨头骨坏死的部位、范围，故髓芯减压不能降低股骨头骨坏死的塌陷率。如果采取的治疗方法能改变股骨头坏死的坏死面积大小，可能会改变股骨头坏死的预后。
参考文献：
[1] Ohzono K，Saito M，Sugano N，et al.The fate of nontraumatic avascular necrosis of the femoral head，a radiology classification to formulate progress[J].Clin Orthop Relat Res，1992，(277)：7381.
, 百拇医药
[2] Shimizu K，Moriya H，Akita T，et al.Prediction of collapse with magnetic resonance imaging of avascular necrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg(Am)，1994，76：215223.
[3] 赵凤朝，李子荣，张念非，等.坏死面积比例在预测股骨头塌陷中的价值[J].中华骨科杂志，2005，25：520523.
[4] Hernigou P，Lambotte JC.Volumetric analysis of osteonecrosis of the femur：anatomical correlation using MRI[J].J Bone Joint Surg(Br)，2001，83：672675.
, http://www.100md.com
[5] Koo KH，Kim R.Quantifying the extent of osteonecrosis of the femoral head.A new method using MRI[J].J Bone Joint Surg(Br)，1995，77：875880.
[6] Shimizu K，Moriya H，Akita T，et al.Prediction of collapse with magnetic resonance imaging of avascular necrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg(Am)，1994，76：215223.
[7] Jergesen HE，Lang P，Moseley M.Histologic correlation in magnetic resonance imaging of femoral head osteonecrosis[J].Clin Orthop Relat Res，1990，(253)：150163.
, http://www.100md.com
[8] Hauzeur JP，Sintzoff S Jr，Appelboom T，et al.Relationship between magnetic resonance imaging and histologic findings by bone biopsy in nontraumatic osteonecrosis of femoral head[J].J Rheumatol，1992，19：385392.
[9] Sakamoto M，Shimizu K，Iida S，et al.Osteonecrosis of the femoral head.A prospective study with MRI[J].J Bone Joint Surg(Br)，1997，79：213219.
[10] Jones JP.Etiology and pathogenesis of osteonecrosis [J].中华骨科杂志，1994，14：153160.
, http://www.100md.com
[11] 赵凤朝，李子荣，张念非.不同病因股骨头坏死的病理改变[J].实用骨科杂志，2005，11：210213.
[12] Kawasaki M，Hasegawa Y，Sakano S，et al.Prediction of osteonecrosis by magnetic resonance imaging after femoral neck fractures[J].Clin Orthop Relat Res，2001，(385)：157164.
[13] Koo KH，Kim K，Ko GH，et al.Preventing collapse in early osteonecrosis of the femoral head.A randomized clinical trial of core decompression[J].J Bone Joint Surg(Br)，1995，77：870874.
(1.东南大学附属徐州医院骨科，江苏 徐州 221009；2.北京中日友好医院骨科，北京 100029), 百拇医药(赵凤朝，李子荣，张念非，马超，熊传芝)
关键词：股骨头骨坏死；MRI
, 百拇医药 Serial Magnetic Resonance Imaging of ANFH
ZHAO Fengchao1， LI Zirong2， ZHANG Nianfei2， MA Chao1， XIONG Chuanzhi1
(1. Department of Orthopaedics， the Central Hospital of Xuzhou City， Zhejiang Xuzhou， 221009， China； 2. Department of Orthopedics， ChinJapan Friendship Hospital， Beijing 100002， China)
Abstract： Objective To analyze whether the images of ANFH such as signal intensity and the percentage of necrotic surface would change as clinical developed. Methods From 1997 to May 2005， according to diagnosis standard of ANFH， 10 cases(20 hips) with serials MR imaging were reviewed with an average interval time 18.1 months. Results There were 38 images with signal intensity changed among 180 images in each MRI. There were 5 images with signal intensity changed among 102 images without surgical treatment or new collapse. In 6 hips treated by core decompression and 3 hips with collapse developed， there were 33 images changed among 78 images. The percentage of necrotic surface was 52.62%±17.90% on first MRI observation， and 52.24%±19.39% on second MRI observation， and there were no significant differences between them. Conclusion The necrotic surface of femoral head did not vary with the disease development. Without collapse developed or surgery， there were no signal intensity changed.
, 百拇医药
Key words： ANFH； MRI
股骨头坏死后，它的MRI图像会有怎样的变化，这方面的研究国内外均较缺乏。为此我们对10 例(20髋)具有两次以上MRI成像的病人进行了研究，现报道如下。
1 病人资料
自1997年至2005年5月，根据股骨头坏死的诊断标准[1]，共有10 例病人(20髋)做过两次及以上的MRI成像(2 例病人做过3次MRI成像，为了便于统计比较，我们取第一次和最后一次MRI进行比较)，其中男8 例，女2 例；年龄24～58 岁，平均为40 岁。第一次MRI成像时的ARCO分期：Ⅰ期3髋，Ⅱ期13髋，Ⅲ期3髋，Ⅳ期1髋；第二次MRI成像时ARCO分期：Ⅰ期1髋，Ⅱ期9髋，Ⅲ期8髋，Ⅳ期2髋。两次MRI检查间隔6～41个月，平均18.1个月。在两次MRI成像期间，有1髋行髓芯减压术，5髋行髓芯减压坏死病灶清除植骨术，其余患者均行保守治疗，所有患者均嘱其避免下肢负重6个月。
, 百拇医药
本组病人分为三组。组1为无外科治疗干预及塌陷组，共8髋；组2为无外科治疗干预、出现塌陷组，共3髋；组3为有外科治疗干预或出现塌陷组，共9髋。
2 实验方法
2.1 MRI成像技术 8 例(16髋)采用美国GEsigna0.5T超导核磁共振仪，做额状面(T1)、横断面(T1、T2)、矢状面(T1、T2)扫描。成像参数T1加权像为500～540/16～18 ms，T2加权像为4 000/112 ms。矩阵256×256。层厚0.4 cm，间距为0.1 cm，即每0.5 cm成像一次。2 例(4髋)采用Philiphs 1.5T超导核磁共振仪，做额状面(T1)、横断面(T1、T2)扫描。成像参数T1加权像为400/20 ms，T2加权像为2000/140 ms。层厚0.3 cm，间距为0.05 cm，即每0.35 cm成像一次。
2.2 分类 根据Shimizu[2]确定每一层面MRI上的坏死信号表现，将坏死信号分为低信号、高信号和混合信号三种。
, 百拇医药
2.3 坏死面积比例的计算 根据赵凤朝等[3]提出的坏死面积比例计算方法，将股骨头及每一层MRI图像都可看作球冠或球带，测量每一层面的坏死灶角度α，及该层面股骨头所对应的圆心角度β，再根据球带或球冠的表面积计算公式S＝2лrh，即可计算该层面MRI(冠状面T1)所对应的表面积，S坏死＝α/2лrh，S股骨头＝β/2лrh。坏死面积比例等于总坏死灶面积除以股骨头面积乘以100%。r为股骨头的半径，h为MRI两层面的距离。
2.4 统计方法 实验结果采用SPSS10.0 for Windows统计软件处理，两次MRI上的坏死表面积比例采用配对t检验。P<0.05为具有统计学差异。
3 实验结果
股骨头坏死的系列MRI表现情况见表1。表1 股骨头坏死的系列MRI表现
, http://www.100md.com 3.1 股骨头骨坏死的系列MRI图像表现 本组10 例20髋股骨头坏死病人两次MRI成像时各有180个MRI层面图像，每髋两次成像检查时的图像数均一致。共有38个层面的MRI图像发生了信号改变。
无外科治疗干预及塌陷出现时(组1)，2髋由Ⅰ期进展至Ⅱ期，6髋两次MRI检查均为Ⅱ期的65个MRI层面图像上，仅有2个层面发生信号改变。
3髋无外科治疗干预，第一次MRI检查时已出现塌陷或骨性关节炎的患者中(组2)，共有37个层面，3个层面发生信号改变。
在出现塌陷或有外科治疗干预的9髋78个层面中(组3)，有33个层面出现信号改变。
经Pearson Chisquare检验，P＝0.000。其中组1与组2经Fisher exact twosided检验，P＝0.350。组1与组3经Fisher exact twosided检验，P＝0.000。组2与组3经Fisher exact twosided检验，P＝0.000。
, http://www.100md.com
3.2 系列MRI上的坏死面积比例比较 第一次MRI上的坏死面积比例为(52.62±17.90)%，第二次MRI上的坏死面积比例为(52.24±19.39)%，经配对t检验，t＝0.409，P>0.05。股骨头坏死的坏死面积比例不随病程时间的延长和临床分期的进展而变化。
4 讨 论
MRI自1984年运用于股骨头坏死的诊断后，给股骨头坏死带来了革命性进展。它对股骨头坏死早期诊断的敏感性和特异性已得到广泛认可。较多的研究表明MRI与股骨头坏死的病理有较好的对应关系，MRI也能较准确地反应股骨头坏死的范围、部位和体积大小[1～8]。运用MRI对股骨头坏死病人进行随访，对于了解股骨头坏死的病理变化过程，探索股骨头坏死的发病机制都有帮助。研究发现，股骨头完全缺血2～6 h，即可发生不可逆的坏死[9]。造血细胞及骨细胞坏死可激发体内的修复反应，骨小梁之间的原始间叶细胞和毛细血管增生，自活骨区向死骨区延伸，在骨小梁表面分化成骨细胞，使骨小梁增粗。与此同时，破骨细胞和未分化的间叶细胞清除死骨，完成爬行替代过程。如修复不能完全，则形成股骨头坏死。运用MRI对病人进行随访应能够反应出这些变化过程。我们对10 例(20髋)股骨头坏死的系列MRI图像进行对照研究发现，在无外科治疗干预及塌陷出现的8髋65个层面中，仅2个层面出现信号改变；在第一次MRI检查已出现塌陷的3髋37个层面中，也仅有3个层面发生信号改变。考虑到MRI成像时病人体位及定位的影响，可以认为如无外科干预或软骨下骨折出现，股骨头坏死的坏死信号也不随病程的延长及临床分期的进展而变化。导致这种状况的原因可能为：a)MRI检查时，股骨头坏死的病理反应已经完成，坏死区外形成的一层致密增生带阻碍了机体的修复，坏死组织不再有改变，股骨头坏死的MRI表现也就不会发生改变[10，11]。b)目前所用的核磁共振仪或成像方法尚不够敏感，或行MRI检查的间期太长。股骨头完全缺血2～6 h，即可发生不可逆的坏死，而MRI上出现异常表现需在骨折2个月以后或服用激素2.5个月以后[11，12]。在这期间股骨头坏死的病理反应可能已经基本完成，病理形态已经基本不变，或再发生的变化不足以引起MRI信号改变。如能采用更敏感的诊断方法，可能会反应出这期间的病理变化。
, 百拇医药
运用MRI进行随访还可以观察股骨头坏死的治疗效果。目前认为保守治疗和髓芯减压不能改变股骨头的预后[5，13]。我们知道影响股骨头坏死预后的主要因素是坏死的股骨头是否出现塌陷，而缺血坏死的股骨头是否塌陷与股骨头的坏死面积大小明显相关[1～6]。我们对6髋行髓芯减压病人的系列MRI观察发现，髓芯减压只改变了部分层面的坏死信号，并未改变股骨头坏死的面积大小。这与Koo等[13]报道的髓芯减压术后病理表现一致，即：针道处为纤维肉芽组织填充，髓芯减压术不能改变股骨头骨坏死的部位、范围，故髓芯减压不能降低股骨头骨坏死的塌陷率。如果采取的治疗方法能改变股骨头坏死的坏死面积大小，可能会改变股骨头坏死的预后。
参考文献：
[1] Ohzono K，Saito M，Sugano N，et al.The fate of nontraumatic avascular necrosis of the femoral head，a radiology classification to formulate progress[J].Clin Orthop Relat Res，1992，(277)：7381.
, 百拇医药
[2] Shimizu K，Moriya H，Akita T，et al.Prediction of collapse with magnetic resonance imaging of avascular necrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg(Am)，1994，76：215223.
[3] 赵凤朝，李子荣，张念非，等.坏死面积比例在预测股骨头塌陷中的价值[J].中华骨科杂志，2005，25：520523.
[4] Hernigou P，Lambotte JC.Volumetric analysis of osteonecrosis of the femur：anatomical correlation using MRI[J].J Bone Joint Surg(Br)，2001，83：672675.
, http://www.100md.com
[5] Koo KH，Kim R.Quantifying the extent of osteonecrosis of the femoral head.A new method using MRI[J].J Bone Joint Surg(Br)，1995，77：875880.
[6] Shimizu K，Moriya H，Akita T，et al.Prediction of collapse with magnetic resonance imaging of avascular necrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg(Am)，1994，76：215223.
[7] Jergesen HE，Lang P，Moseley M.Histologic correlation in magnetic resonance imaging of femoral head osteonecrosis[J].Clin Orthop Relat Res，1990，(253)：150163.
, http://www.100md.com
[8] Hauzeur JP，Sintzoff S Jr，Appelboom T，et al.Relationship between magnetic resonance imaging and histologic findings by bone biopsy in nontraumatic osteonecrosis of femoral head[J].J Rheumatol，1992，19：385392.
[9] Sakamoto M，Shimizu K，Iida S，et al.Osteonecrosis of the femoral head.A prospective study with MRI[J].J Bone Joint Surg(Br)，1997，79：213219.
[10] Jones JP.Etiology and pathogenesis of osteonecrosis [J].中华骨科杂志，1994，14：153160.
, http://www.100md.com
[11] 赵凤朝，李子荣，张念非.不同病因股骨头坏死的病理改变[J].实用骨科杂志，2005，11：210213.
[12] Kawasaki M，Hasegawa Y，Sakano S，et al.Prediction of osteonecrosis by magnetic resonance imaging after femoral neck fractures[J].Clin Orthop Relat Res，2001，(385)：157164.
[13] Koo KH，Kim K，Ko GH，et al.Preventing collapse in early osteonecrosis of the femoral head.A randomized clinical trial of core decompression[J].J Bone Joint Surg(Br)，1995，77：870874.
(1.东南大学附属徐州医院骨科，江苏 徐州 221009；2.北京中日友好医院骨科，北京 100029), 百拇医药(赵凤朝，李子荣，张念非，马超，熊传芝)