MRI征象及坏死体积测量对非创伤性股骨头坏死塌陷的预测价值研究

摘要

目的:基于MRI图像的影像学指标，并结合Malizos提出的股骨头八分法进行股骨头坏死体积的测量，旨在探讨分析影响非创伤性股骨头坏死塌陷的危险因素，评估其预测股骨头坏死塌陷的临床应用价值。
　　材料和方法:收集56例（76髋）经影像学检查诊断为非创伤性股骨头坏死（塌陷前期）的患者，男42例，女14例，平均年龄49±13.41岁（24～76岁），其中20例患者为双侧髋关节发病，36例患者为单侧髋关节发病。按发病原因分为:激素性坏死17髋，酒精性坏死22髋，特发性坏死35髋，先天性髋关节发育不良(DevelopmentalDysplasiaofHip，DDH)性坏死2髋。按照国际骨循环研究会(AssociationResearchCirculationOsseous，ARCO)关于股骨头坏死的分期标准进行分类，Ⅰ期32髋，Ⅱ期44髋。所有患者首次检查时均行髋关节X线正、蛙式位摄片和MRI扫描。利用X线图像观察股骨头的塌陷情况;利用MRI图像观察髋关节的关节腔积液、骨髓腔水肿、坏死区信号特点、坏死部位及坏死形态等指标，并通过MRI的后处理工作站，测量股骨头坏死体积，计算其坏死体积百分比(％)。坏死体积的测量是在将股骨头看作为一个数学概念上的标准球体的基础上实现的，在冠状位TSE/T1WI图像上，首先确定假定球体的球心，然后再以通过此中心点，利用相互垂直的冠状面、矢状面以及水平面将其平均的分成八等份，即前外上(AnteriorSuperiorLateral，ASL)、后外上(PosteriorSuperiorLateral，PSL)、前内上(AnteriorSuperiorMedial，ASM)、后内上(PosteriorSuperiorMedial，PSM)、前外下（AnteriorInferiorLateral，AIL）、后外下(PosteriorInferiorLateral，PIL)、前内下(AnteriorInferiorMedial，AIM)、后内下（PosteriorInferiorMedial，PIM)，随后以T1WI上的低信号带外缘为界限，手动测量每一层面的坏死面积，再乘以图像的层厚，计算出每一层坏死病灶的体积，最终将各体积相加得出总坏死体积，从而计算出总的坏死体积比以及各个象限的坏死体积百分比。以上观测指标及体积的测量均由两名有经验的放射学医师采用双盲法完成。对以上患者进行随访观察，在第一次检查之后，每六个月复查一次髋关节正蛙式位X线片，观察股骨头的塌陷有无，将其分为塌陷组和未塌陷组;以股骨头塌陷作为观察的终点，对未塌陷的患者则以观察时间末为终点，记录随访时间。
　　采用统计学软件SPSS20.0版(statisticspackageforsocialscience)对评估指标进行统计学分析:对分类变量采用两组间卡方检验;对计量资料采用独立样本T检验。对有统计学意义的影像学指标采用Logistic回归分析，分析其危险因素。应用受试者工作特征曲线（ROC曲线），取Youden'sindex（约登指数）最大时的点作为预测股骨头坏死塌陷的最佳临界点，并确定其敏感度与特异度。计量资料以均数±标准差表示，各检验方法均以P＜0.05有统计学意义。
　　结果:
　　1.对56例（76髋）股骨头坏死患者经过21.6±9月的随访结果发现，发生股骨头塌陷者有31髋(40.79％)，未塌陷者45髋(59.21％)。
　　2.对本组患者的一般资料进行统计学分析，发现塌陷组与未塌陷组中性别(P=0.078)、年龄(P=0.631)、病因(P=0.604)、坏死信号(P=0.071)均无统计学意义;ARCO分期、关节腔积液、骨髓腔水肿以及坏死形态在两组间存在显著统计学差异，P值均＜0.0001。
　　3.对患髋的定量资料进行独立样本T检验，发现除PIM象限塌陷组和未塌陷组间无统计学差异(P=0.143)外，其他各象限均具有统计学意义(P＜0.05)。
　　4.将存在统计学差异的指标经Logistic回归分析，发现ARCOⅡ期、周围型坏死、有骨髓水肿、总坏死体积百分比(％)、ASL与PSL象限的坏死体积百分比(％)者更易发生塌陷，并且以外上象限(ASL+PSL)股骨头坏死的塌陷发生率更高。
　　5.对存在统计学意义的3种定量指标应用ROC曲线分析发现，总坏死体积百分比(％)、ASL和PSL象限坏死体积百分比(％)预测股骨头坏死塌陷的最佳诊断界值分别为19.51％、47.78％和21.00％，对应的灵敏度和特异度分别为93.5％、83.9％、77.4％和71.1％、68.9％、86.7％。
　　结论:
　　本研究基于髋关节MRI征象与定量测量对非创伤性股骨头坏死患者的动态研究初步探讨和总结以下结论:
　　1.ARCO分期、坏死形态、骨髓水肿、总坏死体积百分比(％)、ASL与PSL象限坏死体积百分比(％)均是股骨头坏死塌陷发生的危险因素，并且位于股骨头外上象限(ASL+PSL)的坏死对塌陷的贡献较大。
　　2.总坏死体积百分比(％)、ASL与PSL象限坏死体积百分比(％)预测股骨头塌陷的临界值有较好的临床应用价值。
　　3.MRI检查和测量在股骨头坏死的定量评价和预测塌陷中具有重要的临床价值，但预测股骨头塌陷时亦应综合考虑各种临床因素影响，从而进一步提高预测的准确性。

目录

声明

摘要

前言

材料与方法

1．一般资料

2．诊断及纳入与排除标准

3．X线及MRI设备与检查方法

4．病例随访

5．评判塌陷的方法

6．MRI测量股骨头坏死体积的方法

7．MRI影像学指标和定量指标

8．统计学方法

结果

1．随访结果及MRI征象评估

2．股骨头总坏死体积及各个象限坏死体积百分比

3．股骨头塌陷危险因素Logistic回归分析结果

4．总坏死体积百分比与ASL及PSL坏死体积百分比ROC曲线

讨论

1．MRI观测指标对股骨头坏死塌陷的影响

2．坏死体积百分比对股骨头塌陷的影响

3．本研究的局限性和不足

结论

参考文献

综述 影像学定量预测股骨头坏死塌陷的研究现状

附录 英文缩略词及股骨头八个部位指代名称

致谢