DCE-MRI参数对股骨颈骨折患者术后股骨头坏死的评估
杨俊忠， 胡 浩， 李佳宾， 李 亮， 黄 攀
武汉市江夏区第一人民医院(华中科技大学协和江南医院)骨科， 湖北 武汉 430200
股骨颈骨折是临床常见的骨科疾病，一般是车祸、高空坠落等高能量损伤造成的，一旦发生股骨颈骨折并形成移位会导致股骨头缺血坏死发生的概率升高，Garden分型是临床对于股骨颈骨折常用的分型方法，但是有学者发现无移位的股骨颈骨折术后也有一定股骨头坏死概率，而且移位骨折也不全都发生坏死，因此Garden分型对病情严重程度的评估有一定局限性[1]。动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)通过连续、重复、快速成像方式获得半定量或定量参数，反映组织微循环功能，因此在评价股骨近端血流灌注状况方面效果较好，但是目前临床对于采用DCE-MRI评价股骨颈骨折患者发生股骨头坏死的临床报道较为时间[2]。故本研究采用DCE-MRI对股骨颈骨折患者股骨头血液供应差异进行分析，同时探讨与术后发生股骨头坏死之间的关系，以期为临床提供相应的依据。
1.1 一般资料
选取2020年1—12月在我院实施手术治疗的152例股骨颈骨折患者进行回顾性研究。纳入标准：患者年龄19～79岁；
股骨颈骨折和股骨头坏死的诊断参考《临床诊疗指南-骨科分册》[3]的标准；
患者术后接受至少12个月随访；
因外伤导致单侧股骨颈骨折，术后接受DCE-MRI检查，在我院接受手术治疗；
研究对象签署知情同意书。排除标准：肿瘤发生骨转移、原发性骨肿瘤、骨结核；
手术前具有股骨头坏死；
合并大片的软组织缺损、神经及大血管损伤；
影像学资料缺失，无法纳入统计；
伴有凝血功能障碍或血液系统等基础性疾病。
1.2 方法
采用GE 3.0T核磁共振扫描仪进行DCE-MRI检查。患者仰卧，扫描范围包括髋关节与股骨上段。常规MRI检查：横断面T2WI序列，参数设置：TR 3080 ms，TE 104 ms，矩阵384× 256，FOV 200 mm×200 mm；
冠状面T1WI序列，参数设置：TR 300 ms，TE 8.4 ms，矩阵288×224，FOV 180 mm×180 mm；
冠状面T2快速反转恢复序列，参数设置：TR 440 ms，TE 6.8 ms，矩阵224×160，FOV 180 mm×135 mm；
层厚均为3 mm。增强磁共振成像序列及参数：动态增强扫描采用FSE T1WI冠状位扫描，扫描层面垂直于垂体窝底，自肘静脉经高压注射器注入钆喷酸葡胺注射液(Gd-DTPA)，对比剂剂量为0.1 mL/kg，注射速度为2.5 mL/s。共重复扫描7个时相，每个时相扫描时间为3.5 s，共计24.5 s。动态增强扫描采用LAVA-Flex序列(TR 5.6 ms，TE 1.7 ms，层厚3 mm，层间距3 mm，矩阵=256×160，NEX=1，FOV=25.0 cm×17.5 cm)。术前分别以两侧整个股骨头、外上象限、内上象限画取1 cm为感兴趣区(ROI)。将获取数据导入医学影像工作站，使用自带计算机软件生成时间-信号强度曲线，读取首次强化峰值、最大强化峰值、达峰时间。
骨科术后进行康复治疗，主要内容包括：肌力训练、关节功能训练，根据患者术后具体情况选择被动运动、主动运动、抗阻主动运动，训练时应选择正确和适当的方法，调节合适的阻力，尤其是增加负荷训练不能长期进行憋气，必要时开展适当的评估。
1.3 统计学处理
2.1 股骨头坏死与非坏死患者的患侧外上象限DCE-MRI参数比较
152例股骨颈骨折患者中，术后12个月内未发生股骨头坏死的患者有130例(非坏死组)、发生股骨头坏死的患者22例(坏死组)；
坏死组与非坏死组患者在术前、术后5 d、术后3个月的患侧外上象限同一个感兴趣区(ROI)的最大强度、首次峰值差异均无统计学意义(P>0.05)，坏死组患者在术后5 d、术后3个月的患侧外上象限同一个感兴趣区(ROI)的达峰时间均高于非坏死组患者(P<0.05)。见表1。
表1 股骨头坏死与非坏死患者的患侧外上象限DCE-MRI参数比较
2.2 股骨头坏死与非坏死患者的患侧内上象限DCE-MRI参数比较
坏死组与非坏死组患者在术前、术后5 d、术后3个月的患侧内上象限同一个感兴趣区(ROI)的最大强度、首次峰值差异均无统计学意义(P>0.05)，坏死组患者在术后5 d、术后3个月的患侧内上象限同一个感兴趣区(ROI)的达峰时间均高于非坏死组患者(P<0.05)。见表2。
表2 股骨头坏死与非坏死患者的患侧内上象限DCE-MRI参数比较
2.3 股骨头坏死与非坏死患者基线资料比较
坏死组患者的年龄、术前牵引率、Garden分型中Ⅳ型患者占比、非解剖复位率患者占比、术后未接受专业康复患者的占比，均高于非坏死组患者(P<0.05)。见表3。
表3 股骨头坏死与非坏死患者各项基线资料的单因素分析结果
2.4 股骨头坏死与非坏死多因素分析
以患者是否发生股骨头坏死作为因变量，以单因素分析具有统计学意义的年龄、术前牵引率、Garden分型中Ⅳ型患者占比、非解剖复位患者占比、术后是否接受专业康复、术后5 d及术后3个月的达峰时间作为自变量，建立Logistic模型，结果显示：年龄增大、术前牵引、Garden分型为Ⅳ型、术后5 d外上象限或内上象限的达峰时间延长是股骨颈骨折患者术后发生股骨头坏死的独立危险因素(P<0.05)，术后接受专业康复是患者发生股骨头坏死的保护性因素(P<0.05)。见表4。
表4 股骨头坏死与非坏死患者各项基线资料的多因素分析的Logistic模型结果
近年来股骨颈骨折发生率呈现升高趋势，骨折不愈合与股骨头坏死是术后常见的并发症，虽然骨科内固定材料不断改进以及手术技术不断提升，骨折愈合率已经显著升高，但是术后股骨头坏死发生率并未降低[4,5]。有学者发现在骨折后形成移位时的骨折断端分离，关节囊与滑膜会出现牵拉与挤压，严重的行程扭曲和痉挛，血液供应出现中断，因此即使很微小的移位也会引发股骨头缺血损伤[6]。本研究分析了股骨颈骨折发生股骨头坏死DCE-MRI变化情况，其中坏死组患者在术后5 d、术后3个月的患侧外上象限同一个感兴趣区(ROI)的达峰时间均高于非坏死组患者。达峰时间的延长表明了进入该区域动脉血流量显著减少，血流流入的不足可能与血管系统的直接损伤和继发于关节出血的骨折所致的囊内填塞效应有关[7]。术后3个月患者达峰时间仍出现延长主要是由于骨折术后处于原始骨痂生成期，内外骨痂生成后，骨内外膜增生，会有新生血管的再生，新骨形成及软骨组织的转化，但是也有学者认为灌注参数差异性还有待更进一步研究[8-10]。
本研究还对患者发生股骨头坏死的风险因素进行了分析，Garden分型属于重要的影响因素之一，该分型是按骨折移位的程度划分，因此骨折移位程度越大、复位质量越差，股骨头坏死发生率就越高，Garden分型是股骨头坏死发生的风险因素之一。本研究中Garden分型中Ⅳ型患者发生股骨头坏死的概率较高，主要是由于骨折端内聚的暴力较大，骨折移位显著，因此达到股骨头近端血流显著减少，软骨下血流灌注和氧分压减少，氧耗增加，使得骨细胞缺血、缺氧[11]。复位质量同样对股骨头坏死发生具有影响，骨折端复位不良会导致骨折面承受剪切力增加，股骨头周围血管重建受到影响，同时也会引发股骨头-髋臼间相互关系改变，骨小梁无法适应髋臼对股骨头的应力需要就会造成股骨头坏死[12]。
术前牵引也是造成股骨头坏死的重要原因，术前牵引无法有效控制患者肢体旋转，因此当患者肢体处在伸直、内旋位时，关节囊处于紧张状态，关节容积减小，造成髋关节囊内压增高，股骨头部位血液灌注量降低，造成了动脉血流量减少，增加了股骨头坏死发生的概率[13]。在本研究中年龄同样是影响股骨头坏死发生的概率，年龄高的患者由于骨质强度低，而且随着年龄增长体内钙不断流失，更容易出现骨质疏松，股骨头脆性加强，因此股骨头血液运行受到影响容易发生股骨头坏死[14]。但是也有学者对年龄开展分层研究发现，年龄低于股骨颈骨折患者术后继发股骨头坏死的发生率在16%～86%，但是年龄超过60岁患者发生概率在8.14%～20.8%，考虑由于老年人因骨质强度低于年轻人，创伤暴力较小，股骨颈周围的血流供应破坏的程度相对较轻，故股骨头坏死发生率低[15]。本研究建立Logistic模型发现年龄增大、术前牵引、Garden分型为Ⅳ型、术后5 d外上象限或内上象限的达峰时间延长是股骨颈骨折患者术后发生股骨头坏死的独立危险因素，可以为临床预防股骨头坏死发生提供相应的依据。同时也提示在骨折术后康复过程中应遵循循序渐进的过程，通过合理的功能训练恢复患者肢体血液循环，减轻术后肿胀，维持患者肌肉力量，有效地促进骨折愈合。
综上，本研究认为DCE-MRI在手术后早期即可判断股骨颈骨折患者股骨头血供情况，对于评估患者术后发生股骨头坏死具有一定的价值，DCE-MRI灌注参数可作为评价股骨头血流灌注的重要指标，有助于临床早期诊断并及时对患者采取干预措施。但是本研究入组病例较少，且DCE-MRI检查结果会受个体等因素影响，可能导致结果存在偏倚，因此，还需进一步扩大样本量深入分析论证。
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