多功能 SPECT顯像監測股骨頭減壓+植骨診療早期股骨頭缺血性壞死的臨床探討

張力,杜桂珍,尚博,都芳濤

(聊城市第二人民醫院,山東 臨清 252600)

股骨頭缺血性壞死(avascular necrosis of femoral head, ANFH)系由法國人 Welfling于 1951年首先提出,目前已取代髖關節結核,居髖關節疾病的首位[1],多發于 30～50歲青壯年,臨床主要表現為髖部疼痛,活動受限及跛行,嚴重影響患者的正常生活。對 ANFH進行早期診斷、早期治療非常重要,是保留股骨頭和恢復關節功能的關鍵。股骨頭減壓+植骨術是治療早期 ANFH一種比較成熟的技術,應用最為廣泛,但對其療效的判斷,通常以臨床癥狀(Harris評分)、X線片表現及是否需要進一步治療為依據,缺乏有效的客觀監測指標。單光子發射計算機斷層顯像(single photo emission computed tomgraphy,SPECT)可半定量測定股骨頭缺血范圍的改變,目前主要用于對 AN FH的早期診斷,本課題在2007年 12月至 2011年 12月期間,應用多功能 SPECT對30例 ANFH患者行股骨頭減壓+植骨手術前、后進行監測,對股骨頭缺血范圍的改變行半定量測定分析,經文獻查新,未發現有此類報告。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 30例 AN FH患者,均為單側病變;男 18例,女 12例;年齡 24～52歲,平均 37.4歲;病史 1個月～2年,平均 8.7個月。致病原因：有長期飲酒史 9例,長期服用激素史 5例,股骨頸骨折病史 4例,無明顯原因 12例;按 Ficat分期法：Ⅰ期 13例,Ⅱ期 17例。術后病理證實均為ANFH。30例健康者男 15例,女 15例;年齡 24～52歲,平均35.9歲。兩組性別、年齡比較無顯著差異,具有可比性。

1.2 病例篩選

1.2.1 診斷標準 根據文獻制定 ANFH的診斷標準[2]：a)髖關節或膝關節間歇性或持續性疼痛,并向腹股溝區、臀后、外側放射;髖關節活動受限;間歇性或持續性跛行。b)腹股溝區深壓痛,大轉子叩擊痛,內收肌止點壓痛。c)Thomas征(+)、4字試驗(+);髖關節外展、外旋、內旋受限;患肢短縮,肌肉萎縮。d)影像學及骨功能檢查,如 X線、CT、M RI、數字減影血管造影成像技術、髓芯活檢、髖關節鏡檢等提示有股骨頭壞死表現。滿足以上 a～c中任一項,且在(d)中任一項檢查中有(+)表現,即可診斷為 ANFH。

1.2.2 納入標準 符合 AN FH診斷標準,屬 Ficat六期分期法Ⅰ～Ⅱ期[3]。

1.2.3 排除標準 參考有關文獻[4]制定排除標準,a)類風濕性關節炎、強直性脊柱炎、髖關節化膿性關節、髖關節發育異常等所導致的股骨頭壞死;b)妊娠、哺乳婦女及過敏體質者;c)嚴重內科疾病,如心、肝、腎功能不全患者。

1.3 器械及設備 多功能 SPECT：美國產 Millennium M PR型單探頭 SPECT儀,低能高分辨準直器。

1.4 手術方法 患者仰臥位,患側臀部墊高,硬膜外麻醉成功后,常規消毒鋪巾,于髖外側大粗隆處做 2cm縱行切口,在 C型臂 X線機透視下,于大粗隆下極向股骨頭中心鉆入 1枚導針,至股骨頭軟骨下 0.5～1.0 cm,用直徑 1 cm鉆頭沿導針鉆破骨皮質,改用直徑 1cm空心鉆沿導針鉆入,至與導針尖端平,將環鉆及導針退出。經隧道用刮匙刮除死骨和硬化骨,徹底清除骨壞死區,肝素鹽水沖洗隧道。經透視病灶清除滿意后,取同側髂骨,修剪成小條及碎塊,經鉆孔隧道將骨塊送至骨缺損處,充填堅實,沖洗并縫合切口。術后第 2天開始 CPM髖關節被動功能鍛煉,避免負重半年。

1.5 檢查方法 術前 3 d、術后半個月、1個月、6個月行多功能 SPECT全身顯像及骨斷層顯像。靜脈注射 99mTc-M DP(亞甲基二膦酸)740～925 M Bq(20～25 mc)2～4 h后檢查(注藥后口服 500 mL液體,檢查前排空尿液)。以自動人體輪廓軌跡方式,單探頭完成前位和后位平面像采集。平面采集條件：矩陣 256×256,總計數大于 1×106,速度 15cm/ min,時間約為 20 min。斷層采集條件：檢查前囑患者再一次排尿,探頭盡量貼近體表運行,繞患者髖部旋轉 360°,矩陣LEGP128×128,6°/幀,3b/幀,30s/幀;能峰 140keV,窗寬20%。放大倍數 1.28,計算機斷層處理軟件重建獲得冠狀、矢狀及橫斷面圖像。在橫斷圖像上標出股骨頭、干(股骨上端轉子下區域)相同大小感興趣區(the region of interest technology,ROI),通過 ROI放射性總計數、ROI含象素多少,計算同側單位像素股骨頭 /股骨干放射性比值(the nuclide uptake ratio of femoral head and femoral diaphysis,H/F)作為半定量指標。

1.6 評價標準 將術前 3 d、術后半個月、1個月、6個月 H/ F 4個時段結果進行方差分析,并與 30例健康者對比。于術后 6個月采用 Harris評分標準[3]做療效評定。

1.7 統計學處理 應用 SPSS13.0統計學軟件,計量資料采用 t檢驗和方差分析,計數資料采用i2檢驗,所有數據均以±s表示,以P＜0.05為有統計學差異。

2 結 果

大部分患者術后 1～3d髖關節疼痛明顯減輕或消失,功能明顯改善。

2.1 多功能 SPECT顯像 健康者股骨頭中心及周邊放射性分布均勻,未見明顯放射性稀疏或濃聚灶;30例 ANFH患者術前表現為股骨頭核素分布稀疏或缺損,術后半個月、1個月移植骨表現為冷區,與骨床連接處有放射性核素濃聚,術后 6個月移植骨成活良好,與周圍接近正常。健康組 H/F為2.57±0.38;AN FH組術前 H/F為 2.00±0.41,術后半個月為 3.64±0.42,1個月為 3.32±0.36,6個月為 2.68±0.35。

經方差分析,與術前相比,術后半個月、1個月、6個月H/F明顯升高,差異非常顯著(P＜0.01);與健康組相比,術前明顯降低,術后半個月、1個月明顯升高,有非常顯著差異(P＜0.01);術后 6個月與健康組水平相近,無顯著差異(P＞0.05。由表 1可以看出,H/F術后半個月達最高值,然后逐漸下降,至術后 6個月時已基本恢復正常水平。

2.2 療效 根據 Harris評分標準,優：90～100分;良：80～89分;可：70～79分;差：70分以下。30例患者優 8例,良 18例,可 2例,差 2例,優良率 86.7%。術前 Harris評分(66.23 ±6.70),術后(85.47±7.32)分。

經成對資料均數的t檢驗,t=15.421,術后 Harris評分明顯高于術前,差異有非常顯著意義(P＜0.01),這說明股骨頭減壓+植骨能明顯改善早期 AN FH癥狀。

2.3 并發癥 本組無感染等并發癥。

3 討 論

ANFH是由于多種病因破壞股骨頭血液循環,使骨的活性成分(包括骨細胞、骨髓細胞和脂肪細胞)死亡所引起的病理過程。其發病機制較復雜,早期基本病理改變為髓內壓增高,骨髓水腫,微循環障礙,頭內血供受阻。如早期得不到及時有效的治療,70%～80%的患者在 3年內將出現股骨頭塌陷,最終導致骨關節炎,需行髖關節置換術[5]。目前有相當多的證據提示骨內壓升高在 AN FH的發展中有重要作用[6],同時也是引起關節靜息痛的主要原因[1]。股骨頭減壓+植骨術是治療早期 ANFH一種比較成熟的技術,是根據 ANFH骨內壓升高、股骨頭內血流減少為基礎設計的一種手術方式,經長期臨床證實,可有效緩解早期骨壞死的自然進程。Ficat報道有效率達 89.5%[1],這與本文研究結果 86.7%一致。該術式能迅速降低骨內壓,改善血液循環,清除壞死骨,對軟骨下骨提供機械性支撐,促進血管再生和新骨形成,迅速改善臨床癥狀,明顯緩解疼痛,恢復關節功能,療效顯著,操作簡單,創傷小,不損害股骨頭殘余血供,不妨礙日后行人工關節置換術,并發癥少,是目前阻止股骨頭塌陷、延緩全髖關節置換時間最好的方法;對中晚期(Ⅲ、Ⅳ期)亦能緩解癥狀,延長關節置換時間[7]。但對其療效的判斷,通常以臨床癥狀(Harris評分)、X線片表現及是否需要進一步治療為依據,缺乏有效的客觀監測指標。有許多學者通過研究股骨頭血供的改變對其療效進行評價,如激光多普勒流量計、放射性微球技術、氫廓清技術、血管造影等,因種種缺點限制而難以廣泛臨床應用。

SPECT骨顯像近年來得到越來越廣泛的應用,尤其用于腦組織及心肌的血流定量測量。該檢查屬于功能性檢查,不僅能顯示骨骼的形態學改變,而且能反映各個局部骨骼的血流量、無機鹽代謝及成骨活躍程度[8]。由于血流、代謝和功能改變是疾病的早期表現,出現在形態結構發生改變之前,因而 SPECT對骨骼早期病變靈敏度非常高[9],目前主要用于對 AN FH的早期診斷。骨對放射性核素的攝取主要取決于局部供血量和新骨的形成。在 AN FH的最初數周,由于局部無血供,代謝減慢,股骨頭對放射性核素攝取減少,表現為放射性稀疏或缺損,即冷區,以后隨著組織修復和新骨形成,股骨頭對放射性核素攝取增多,表現為異常放射性缺損(術中見骨硬化、死骨)或濃聚區,即熱區(術中見結締組織、脂肪團或類結核干酪物)[10]。與 X線、CT相比,能提前 3～6個月發現股骨頭壞死,與 M RI相比提前 2～3周[11]。目前已有學者應用 SPECT對股骨頸骨折患者進行術前檢查和術后隨訪,認為可以早期觀察股骨頭的血運和代謝情況,有助于選擇治療方法和判斷患者預后情況[12]。張鐵利等[13]采用SPECT骨顯像技術對 33例 ANFH患者于治療前后測定股骨頭 /股骨干放射性比值,認為 SPECT有較高的靈敏性,是診斷和評價 AN FH療效的最佳檢查監測手段。

本課題應用 SPECT對 ANFH患者行股骨頭減壓+植骨進行手術前、后監測,測定股骨頭 /股骨干放射性比值,通過術前、術后不同時期的骨顯像可以看出,術前在靜態相中股骨頭放射性減低,這說明股骨頭局部血流量減少,骨細胞代謝低下(頭 /干比值降低),術后呈現“炸面圈”樣或“濃聚型”放射性增高,這說明隨著股骨頭血運的迅速恢復,死亡的骨細胞及骨小梁被吸收,成骨細胞增生活躍及新骨形成不斷增加,骨代謝旺盛(頭 /干比值增加);而后隨著壞死骨小梁逐漸被新生骨小梁取代,骨的修復反應減弱,骨代謝逐漸降低,頭 /干比值逐漸下降至接近正常,這與動物實驗及股骨頸骨折后骨代謝的規律相一致[9,14]。三相骨顯像能在核素顯像的基礎上更全面綜合地觀察局部骨組織的動脈血流灌注,血管床和骨代謝方面的情況[14],本課題限于條件采用靜態骨顯像,主要反映骨細胞的代謝情況(成骨細胞活性、新骨形成的量及細胞酶的活性等)。1952年 Ham指出,如果要保持骨細胞的活性,其所處的位置與毛細血管的距離不應大于 100 μm,所以骨代謝的活躍預示著血運重建的完成[9]。

SPECT具有早期、安全、無創及靈敏度高等優點,能早期判斷移植骨是否成活[15]。SPECT結合半定量分析方法為ANFH研究提供了一種重要的無創性檢查手段,不但有助于對疾病發病機制的深入探討,亦可同時為臨床提供股骨頭血流、代謝、結構、形態等方面的資料,從而有利于疾病的早期診斷、鑒別診斷、預測預后、指導治療、選擇性植骨或置換關節手術[9],可為評價早期股骨頭缺血性壞死的治療效果提供可靠的客觀依據。

[1] 朱丹杰,齊新生.股骨頭缺血性壞死早期診斷基礎與臨床研究進展[J].國外醫學?老年醫學分冊,2002, 23(3)：131-133.

[2] 郭巨靈,藍文正,尚天裕.臨床骨科學 [M].第 2版.北京：人民衛生出版社,1989：294-298.

[3] 蔣協遠,王大偉.骨科臨床療效評價標準[M].北京：人民衛生出版社,2005：157-158.

[4] 江中潮,樊效鴻,陳星宇,等.股骨頭缺血性壞死治療前后的髓腔血流變學研究 [J].中國中醫骨傷科雜志, 2008,16(11)：19-21.

[5] 李鴻帥,張長青.股骨頭缺血性壞死保頭治療進展[J].中國修復重建外科雜志,2006,20(6)：655-658.

[6] 郭小偉,吳衛新,洪云飛,等.髓芯減壓并自體骨髓干細胞移植治療股骨頭缺血性壞死[J].醫藥論壇雜志, 2008,29(5)：19-21.

[7] 戴海,曾心一.髓芯減壓加骨條植入治療Ⅰ期股骨頭缺血性壞死臨床分析 [J].臨床和實驗醫學雜志, 2008,7(10)：33-34.

[8] 王志鋼,馬信龍,楊鳳順,等.基于計算機“感興趣區”技術評估股骨頸骨折內固定與骨折愈合及骨重建的關系 [J].中國組織工程研究與臨床康復,2009,13 (4)：685-689.

[9] 高桂珠,李麗娟,彭旭蘭.SPECT/CT同機圖像融合診斷股骨頭缺血性壞死 [J].中國骨與關節損傷雜志, 2005,20(10)：667-669.

[10]王小東,李國華.股骨頭缺血性壞死 X線、CT與 ECT影像研究[J].齊齊哈爾醫學院學報,2008,29(11)：1330-1331.

[11]孫浩杰,袁曉梅,李勝利.核素骨顯像對股骨頭缺血性壞死 42例診斷分析 [J].中國誤診學雜志,2007,7 (3)：580-581.

[12]張殿英,楊明,傅中國,等.放射性核素骨顯像在股骨頸骨折治療中的應用 [J].中華創傷雜志,2005,21 (21)：22-25.

[13]張鐵利,劉雅潔,王希峰,等.99mTc-MDP骨 SPECT顯像監測云克治療股骨頭缺血性壞死的療效觀察[J].濟寧醫學院學報,2002,25(2)：48-49.

[14]羅軍忠,張英澤,王漢林,等.山羊創傷性股骨頸骨折愈合過程中股骨頭的核素骨顯像變化[J].河北醫藥, 2009,31(13)：1574-1575.

[15]王強,趙建寧,施鑫.放射性核素骨顯像在臨床骨科的應用[J].醫學研究生學報,2001,14(2)：154-157.