張保付 南靜 陳四虎 郭秀敏 徐亞民
·論著·
成人髖臼發育不良并發癥的影像學診斷
張保付 南靜 陳四虎 郭秀敏 徐亞民
目的總結成人髖臼發育不良并發癥的臨床及影像學表現特點。方法回顧性分析60例成人AD患者的標準雙髖關節前后位X線片、12例CT片、5例MRI片的影像學資料。測量方法:髖臼指數、Sharp角、CE角、髖臼頂切線角、AHI(股骨頭覆蓋率),股骨頭內間隙,并選擇200例正常成人髖關節X線片進行對照測量,測量均使用pacs系統進行測量分析。結果60例(106髖)成人AD組及200例正常成人組對照測量:CE角(度)分別為(15.6±4.1)和(29.6±4.4),SHARP角(度)分別為(47.6±4.0)和(42.0±4.2),髖臼頂切線角(度)分別為(-9.5±1.7)和(9.3±3.7),髖臼指數(%)分別為(39.5±4.2)和(50.1±4.8),股骨頭覆蓋率(%)分別為(65.5±6.9)和(75.4±6.6),股骨頭內間隙(mm)分別為(11.8±1.1)和(5.4±1.1)。差異均有統計學意義(P<0.01)。60例(106髖)成人AD并發髖關節脫位40例(68髖)占66%,并發軟骨下假囊腫20例(36髖)占33%,繼發骨性關節炎18例(32髖)占30%。結論成人AD極易并發髖關節脫位、軟骨下假囊腫,晚期常繼發骨性關節病,影像學檢查是診斷成人AD及其并發癥的有效檢查手段,并且CT和MRI對診斷成人AD并發的髖周骨囊變明顯優于X線平片,MRI能早期顯示軟骨下小囊變和關節軟骨的早期退變征象。
成人髖臼發育不良;并發癥;影像學診斷
成人髖臼發育不良(acetabular dysplasia,AD)是髖臼的一種先天性發育缺陷[1],常因缺乏臨床癥狀而使病情隱匿,就診時常并發髖關節脫位、軟骨下假囊腫,晚期常繼發骨性關節病等而錯過最佳治療時機[2],因此及時并準確的診斷對其很重要,我們搜集我院經X線測量符合診斷標準的60例成人AD片及200例正常成人髖關節X線片進行對照測量研究,并且對60例在成人AD基礎上出現的并發癥:髖關節脫位、軟骨下假囊腫及骨性關節炎進行臨床及影像學診斷分析。
1.1 一般資料 選擇我院收治的48例患者,男15例,女45例;年齡20~70歲,平均年齡45歲。單髖12例,雙髖48例,臨床表現為偶然發現12例,髖部酸脹不適16例,髖部疼痛31例,跛行1例。
1.2 檢查設備與方法 X線平片檢查使用數字化X線機(DR),患者仰臥,雙腳尖向上并攏,行雙髖關節前后位平片。 CT掃描使用美國GE公司生產的64排螺旋CT掃描機:患者仰臥,雙腳尖向上并攏,行軸位平掃,層厚和層距均為5 mm,自髖臼上緣向下行全髖關節掃描。 MRI掃描使用美國GE公司生產的3.0T核磁共振,行雙髖關節軸位及冠狀位掃描檢查。
60例患者均行雙髖關節標準前后位平片檢查,其中同時行CT掃描檢查12例,行MRI檢查5例。并且按有無繼發骨關節炎進行分組:無繼發OA(骨關節炎)組和繼發OA(骨關節炎)組,對其進行對照測量研究。所有圖像均通過pacs系統傳輸到影像診斷工作站,并且使用其測量工具對圖像進行測量。
1.3 成人AD的測量參數和診斷標準 (1)CE角:即中心邊緣角,股骨頭中心至髖臼外上緣的連線,與股骨頭中心的垂線形成的夾角,<20°為髖臼發育不良;(2)sharp角: 雙側淚滴下緣連線與淚滴下緣與髖臼外緣的連線的夾角,>45°為髖臼發育不良;(3)髖臼指數:分別測量髖臼深度與髖臼外上緣至髖臼下緣距離之比的百分數,正常范圍41.6%~70%,≤41.5%為髖臼發育不良;(4)髖臼頂切線角:自髖臼外上緣作臼頂弧的切線,此線與雙側髖臼外上緣連線之間的夾角,此角在該連線上方為正, 正常為正角,零角或負角為異常,為髖臼發育不良;(5)AHI(股骨頭覆蓋率):股骨頭受髖臼覆蓋部分的橫徑除以股骨頭的橫徑之比的百分數,正常時應≥75%,<75%為髖臼覆蓋不良。
1.4 成人AD分期 本次研究采用Weber分期(則是通過評估股骨頭移位的情況并結合髖臼的病理改變分為4期),Ⅰ期:髖臼變淺、變直,股骨頭位置正常;Ⅱ期:髖臼變淺、變直,股骨頭向外移位超過1/3;Ⅲ期:髖臼變淺、變直,股骨頭向外移位超過1/2;Ⅳ期:髖臼變淺、變直,股骨頭完全脫出。
1.5 成人AD繼發骨性關節炎的診斷標準 (1)髖臼增生硬化,髖臼白線增厚,髖臼旁軟組織鈣化。(2)髖臼或股骨頭囊狀改變。(3)股骨頭邊緣增生變形。(4)承重部位關節間隙變窄。具備上述第四項,另外具備剩余上述任何一項者可診斷為骨性關節炎。
1.6 髖關節骨性關節炎的分級 髖關節骨性關節炎分級方法中,目前最常用的是T?nnis分級法,0級:沒有髖關節骨性關節炎的表現。1級:股骨頭與髖臼出現輕度骨硬化,關節間隙輕度狹窄或股骨頭形態輕度變形,關節邊緣出現唇樣改變。2級:髖臼或股骨頭出現小囊變,關節間隙中度狹窄,股骨頭形態中度變形。3級:髖臼或股骨頭出現大的囊變,關節間隙重度狹窄,股骨頭形態重度變形。

2.1 2組不同測量項目情況 本組60例患者共檢測106髖,其中成人AD并發髖關節脫位40例(68髖)占66%。并發軟骨下假囊腫20例(36髖)占33%。繼發骨性關節炎18例(32髖)占30%,40例雙側發病占66%,20例單側發病占34%。本組60例(106髖)成人AD X線片測量中 CE角<20°(不含負角)40例占66%;Sharp角>45°患者50例占83%,髖臼指數<41%45例占75%。AHI(股骨頭覆蓋率)<75%45例占75%,髖臼頂切線角零度和負角55例占91%, Calve線不連續60例占100%。本組60例患者檢測106個髖關節中按照Weber分期,符合Ⅰ期58髖,占55%,Ⅱ期45髖,占43%,Ⅲ期2髖占0.018%,Ⅳ期1髖占0.002%。見表1、圖1~3。
表1 不同測量項目在2組的測量結果比較

表1 不同測量項目在2組的測量結果比較
測量項目成人AD組正常成人組t值P值CE角(度)15.6±4.129.6±4.45.37<0.01SHARP角(度)47.6±4.042.0±4.23.16<0.01髖臼頂切線角(度)-9.5±1.79.3±3.718.56<0.01髖臼指數(%)39.5±4.250.1±4.85.67<0.01股骨頭覆蓋率(%)65.5±6.975.4±6.63.19<0.01股骨頭內間隙(mm)11.8±1.15.4±1.17.32<0.01
2.2 成人AD繼發骨性關節炎的X線片所見 60例(106髖)符合骨性關節炎診斷標準的18例(32髖),X線平片均見患側髖臼窩淺(圖1),髖臼對骨盆的傾斜角度增大,髖臼頂向外上方傾斜,致髖臼外緣最高(圖1、2),臼頂外側唇發育不良、臼頂變短致髖臼對股骨頭包容不足(圖1),12例見患側股骨頭不同程度向外上移位,CE角變小(圖1), Calve線不連續(圖1、2),shenton線不連續(圖1右側),10例見患側髖臼承重區或股骨頭出現囊性低密度透光區,6例見髖臼與股骨頭出現對吻囊變(圖2)),20例髖關節內側關節間隙增寬(圖2),患髖均見不同程度的上關節間隙變窄(圖1、2),12例出現髖臼變硬,9例見髖臼邊緣唇樣改變,2例出現股骨頭變形。

圖1 雙髖關節前后位片(雙側成人AD WeberⅠ期)示:雙側髖臼變淺,向外上傾斜,右側髖臼及股骨頭囊狀改變,右側股骨頭變形,右側上關節間隙變窄,Calve線不連續,shenton線不連續

圖2 雙髖關節前后位片(右側成人AD WeberⅡ期)示:右側髖臼變淺,髖臼及股骨頭囊狀改變,出現“對吻囊變征”,右側髖關節內側關節間隙增寬,上關節間隙變窄,Calve線不連續,shenton線不連續
2.3 成人AD繼發骨性關節炎的CT片所見 12例(20髖)CT片均見髖臼頂唇短小,并向外上傾斜(圖4),同時前后唇變短,髖臼對股骨頭包容不足(圖4),6例出現股骨頭向前或向前外移位,關節內及后間隙增寬(圖5),10例出現單發或多發邊緣清楚的囊變,多分布于髖臼或股骨頭前部(圖3、4),多發囊變常沿髖臼排列呈串珠狀,6例見髖臼骨質增生(圖4),3例見關節積液,3例上關節間隙變窄(圖4)。

圖3 雙側髖關節CT軸位片(左側成人AD)示:左側髖臼及股骨頭見多發囊狀改變,左側髖臼及股骨頭骨贅生成,左髖關節內側關節間隙變窄

圖4 雙側髖關節CT冠狀位重建片(與圖3同一患者)示:左側髖臼變淺,左側髖臼及股骨頭見多發囊改變,出現“對吻囊變征”,左側髖臼及股骨頭骨贅生成,左側髖并節上關節間隙變窄,股骨頭向外上移位
2.4 成人AD繼發骨性關節炎的MRI片所見 5例MRI冠狀面掃描片均見雙側髖臼變淺,髖臼對股骨頭包容不足,5例MRI軸狀面掃描均見髖臼前后唇短小(圖5)。2例見股骨頭向前外移位,3例見髖臼或股骨頭囊狀信號影(圖5),2例股骨頭變形,2例見承重部關節軟骨變薄(圖6),3例見關節腔積液。

圖5 MRI軸狀面T1WI像示:雙側髖臼前后唇變短,髖臼對股骨頭覆蓋不全,右側股骨頭骨皮質不完整,信號不均勻,右側髖臼及股骨頭囊狀信號影

圖6 MRI冠狀面T1WI像示:雙側髖臼變淺,向上傾斜,右側髖臼及股骨頭見多發囊狀信號影,出現“對吻囊變征”,右側關節軟骨變薄,關節間隙變窄
3.1 成人AD繼發骨性關節炎的發病機制 成人髖臼發育不良是髖臼的一種先天性發育缺陷,系軟骨發育障礙所致[3],其基本病理變化是髖臼淺和斜度加大。正常髖關節髖臼對股骨頭包容良好,呈同心圓關系髖關節表面應力分布均勻,髖臼的正常發育主要依靠股骨頭對Y型軟骨中心的不斷刺激。頭臼一旦失去同心圓的關系,股骨頭不能正常刺激Y型軟骨中心,導致髖臼發育淺,髖臼對股骨頭包容不足,失去了正常的解剖關系,使其負重區關節面的應力過于集中,由于股骨頭與髖臼的接觸面積減少,承受重量的范圍也隨之縮小,承重區關節軟骨承受的壓力高達150~200 kg/cm2[4]。面對如此巨大的壓力,使髖關節生物力學平衡受到破壞,致髖臼和股骨頭表面的軟骨逐漸出現老化變性、軟骨下囊性變、關節間隙變窄,從而繼發骨性關節炎。
3.2 成人AD繼發骨性關節炎的X線診斷特點 成人AD多見于女性[5],首發癥狀多為髖關節疼痛[6]。正常成人的髖關節X線平片顯示髖臼頂部最高,髖臼發育不良X線平片則顯示髖臼窩淺,髖臼對骨盆的傾斜角度增大,髖臼頂向外上方傾斜,致髖臼外緣最高.成人髖臼發育不良包括單純髖臼發育不良,髖關節半脫位和完全脫位,X線平片測量對本病的診斷非常重要,文獻最常用的測量指標是髖臼頂傾斜角,CE角等,我們認為成人AD以測量髖臼指數、Sharp角、髖臼頂切線角最為準確,因為它們不受股骨頭肥大或變形移位的影響,結合測量申通氏線:測量連續說明無半脫位,不連續則說明髖關節出現半脫位.我們認為CE角測量時應注意兩點:首先是當髖臼外緣出現骨性增生,致髖臼外緣向外延長,使測量的CE角不變小,其次是當股骨頭出現肥大或變形移位致股骨頭中心外移時造成測量的CE角過小。成人AD繼續發展可出現軟骨下囊性變,X線片可顯示股骨頭和髖臼承重區的囊狀改變,筆者統計成人AD并發囊變最常出現部位是髖臼,其次是髖臼和股骨頭同時出現,單純股骨頭囊變不多見,病理上因囊壁缺少上皮內襯,屬假性囊腫[2]。囊變多分布于承重區,發生在非承重區的囊變較少,發生囊變原因是由于關節內應力增高及軟骨破壞,關節內的滑液沿著關節表面的骨裂隙長期浸入,從而形成骨囊狀改變[2]。國內多數學者認為骨囊變是關節退變的結果,但成人AD并發的部分骨囊變不符合退變性骨囊腫(退變性骨囊腫多見于老年人和重體力勞動者,是由于軟骨的變性壞死導致關節力學變化的結果,常伴有其他退變征象)的特征,本組統計的成人AD并發的骨囊變20例,其中9例出現單純髖臼或股骨頭囊狀改變,未見其他退變征象(圖1)。在明確診斷AD的基礎上如果出現以下影像學征象:(1)髖臼增生硬化,髖臼白線增厚,髖臼旁軟組織鈣化。(2)髖臼或股骨頭囊狀改變。(3)股骨頭邊緣增生變形。(4)承重部位關節間隙變窄。我們認為具備上述第四項,另外具備剩余上述任何一項者可診斷為成人AD繼發骨性關節炎,此觀點與文獻報道[2]不一致,我們認為關節間隙變窄是診斷成人AD繼發骨性關節炎的必具備的主要依據。
3.3 CT和MRI在診斷成人AD繼發骨性關節炎中的作用 本組60例患者中有12例(20髖)行CT檢查,5例(10髖)行MRI檢查,與X線平片診斷相比Ct和MRI診斷有以下優點:(1)CT軸位平掃可清楚顯示髖臼頂唇發育情況,表現為髖臼頂唇短小,并可以發現平片不能診斷的股骨頭輕度前脫位,如果髖臼頂橫斷面掃描出現股骨頭全部或大部裸與臼外,國內文獻呈“光頭征”[1]。CT軸位平掃還可清晰顯示髖臼前后唇發育情況,如果出現髖臼前后唇變短,髖臼對股骨頭包容不足,國內文獻呈“手托球征”[1]。(2)螺旋CT三維重建能清晰地顯示髖臼的深度、形態、髖臼與股骨頭的對應關系。(3)CT和MRI對診斷成人AD并發的髖周骨囊變明顯優于X線平片,尤其是顯示軟骨下小囊變可早期發現,從而避免平片漏診,CT可清楚顯示髖臼部位的多發囊狀低密度區,多呈串珠狀改變,我們認為髖臼出現串珠樣囊狀改變是診斷成人髖臼發育不良繼發骨關節病特點之一。髖臼和股骨頭常同時出現囊變,CT冠狀位重建片顯示多成對吻狀,呈“對吻囊變征”。(4)與平片相比MRI不但能早期發現關節周圍的骨質增生,還能發現平片不能發現的關節軟骨退變的早期征象,如關節軟骨不光滑,關節軟骨變薄等。(5)MRI可診斷關節腔積液:表現為T1W像呈低信號,T2W像呈高信號。
3.4 成人AD繼發骨性關節炎的鑒別診斷
3.4.1 成人AD繼發骨性關節炎與股骨頭缺血性壞死的鑒別診斷:成人髖臼發育不良繼發骨性關節炎出現的股骨頭變形和軟骨下骨囊變容易與股骨頭缺血壞死混淆,臨床易將其誤診為股骨頭缺血壞死 ,因此兩者的鑒別診斷非常重要。兩者的鑒別要點:①病史不同,成人AD繼發的軟骨下假囊腫的病人都具有診斷過或同時存在成人髖臼發育不良的病史,而且女性非常多見。而股骨頭缺血壞死的病人多見于男性,以前從沒有診斷過或同時存在成人髖臼發育不良的病史。②發病部位:軟骨下骨囊變多見于髖臼或股骨頭和髖臼同時出現,單純股骨頭出現骨囊變非常少見,很少出現股骨頭變形和塌陷。而股骨頭缺血壞死的骨囊變主要限于股骨頭,表現為股骨頭變形、持重部位的塌陷。③病理上鑒別:成人AD繼發軟骨下骨囊變在病理上是關節內的滑液沿著關節表面的骨裂隙長期浸入,從而形成骨囊狀改變,囊狀影邊緣清晰。而股骨頭壞死形成的囊變是由于脂肪皂化或壞死骨周圍肉芽組織包繞所致,邊緣模糊。
3.4.2 成人AD繼發骨性關節炎與原發性骨性關節炎的鑒別診斷:成人AD繼發骨性關節炎應注意與原發性骨性關節炎進行鑒別,兩者鑒別要點如下:①病史不同:成人AD繼發骨性關節炎具有髖臼發育不良病史,多見于中青年女性[7],原發性骨性關節炎患者髖臼發育無異常,而且多見于老年人[8]。②并發癥的異同點:成人AD繼發骨性關節炎患者常并發關節半脫位,骨質增生和骨囊變多發生于髖臼,其次是股骨頭和髖臼同時發生,股骨頭單獨發生非常少見。而原發性骨性關節炎患者骨質增生和骨囊變多發生于股骨頭,很少并發關節脫位。③成人AD繼發骨性關節炎的患者內側關節間隙多增寬[9],上關節間隙變窄。而原發性骨性關節炎患者內側關節間隙多正常或變窄,上關節間隙變窄。
綜上所述,成人髖臼發育不良多見于女性[10],易并發髖關節脫位和髖周骨囊變(軟骨下假囊腫),晚期常繼發骨性關節炎,其發病率與年齡呈正相關,影像學檢查是診斷成人AD及其繼發骨性關節炎的有效檢查手段,CT和MRI對診斷成人AD并發的髖周骨囊變明顯優于X線平片,MRI能早期顯示軟骨下小囊變和關節軟骨的早期退變征象。
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10.3969/j.issn.1002-7386.2014.08.011
項目來源:邯鄲市科技局基金項目(編號:1323108135)
056002 河北省邯鄲市第一醫院放射科
R 445
A
1002-7386(2014)08-1150-04
2013-07-12)