非创伤性股骨头缺血坏死MRI成像及VEGF、BMP-2的研究

摘要

目的:观察非创伤性股骨头坏死的磁共振成像(magnetic resonanceimaging，MRI)和病理标本表现特点，研究坏死股骨头不同区域的血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）和骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic proteins2，BMP-2）表达情况，探讨MRI表现与股骨头局部病理变化之间的内在联系，以及影响股骨头局部血管再生、骨修复重建的根本原因，从而为进一步研究非创伤性股骨头坏死的发病机制及临床防治提供实验依据。
　　方法:收集我院诊断为非创伤性股骨头坏死，拟行关节置换的住院患者40例（40髋）。所有患者行双髋MRI检查，建立MRI影像数据库，比较骨髓水肿（bone marrow edema，BME）与股骨头坏死分期的关系。将关节置换的股骨头自冠状面对半剖开，分别于坏死区、交界区、正常区取骨组织进行HE染色观察，并运用免疫组织化学技术检测VEGF、BMP-2的表达。根据MRI有无骨髓水肿分组比较交界区的VEGF和BMP-2表达有无差异。
　　结果:
　　1、坏死股骨头不同区域的MRI、大体标本及病理表现:
　　(1)坏死区的软骨在MRI上呈中等强度不连续信号;大体标本上表现为软骨表面不同程度的磨损、皱褶、塌陷等;病理切片软骨细胞呈蓝紫色伴结构受损。坏死区在T1加权像(T1 weighted imaging，T1WI)上有典型的带状低信号包裹高信号区;大体标本呈黄色不规则楔形的灶状、囊状和片状区，坏死骨质呈白色沙粒状脱落;病理切片可见骨基质中大量空骨陷窝，骨小梁及骨髓组织坏死，炎性细胞浸润。
　　(2)交界区在T1WI及T2加权像(T2 weighted imaging，T2WI)上均为低信号，在短时间反转恢复序列(short time inversion recovery，STIR)像上表现为高信号线条征;大体标本上呈不规则棕黄色带包绕坏死区;镜下见沉积增厚的骨小梁、纤维肉芽组织和皱缩脂肪细胞。
　　(3)正常区在T1WI及T2WI均呈脂肪性高信号，部分伴有骨髓水肿的高信号;大体标本表现为淡红色或灰红色;镜下可见形态正常的骨细胞，骨小梁结构相对完整。
　　2、MRI影像数据库表明ARCO[1]Ⅲ期患者骨髓水肿发生率明显高于Ⅳ期，差异有统计学意义(P＜0.01)，而在骨髓水肿程度方面二者无明显差异(P＞0.05)。
　　3、不同区域的VEGF和BMP-2表达:
　　(1)交界区的VEGF、BMP-2阳性面积百分比最高（19.30％±4.56％，17.43％±4.77％），平均灰度值最低（31.85％±4.89％，41.25％±5.00％）。
　　(2)坏死区VEGF、BMP-2阳性面积百分比最低(6.25％±2.61％，5.20％±2.46％)，平均灰度值最高(86.30％±6.84％，88.65％±6.61％)。
　　(3)正常区的VEGF、BMP-2阳性面积百分比和平均灰度值介于两者之间。三个区域之间进行两两比较，差异有统计学意义(P＜0.05)。
　　4、交界区在不同分组的VEGF和BMP-2表达:
　　(1)有骨髓水肿组的VEGF阳性面积百分比为21.04％±3.87％，平均灰度值为29.93％±4.26％，BMP-2阳性面积百分比为19.04％±4.56％，平均灰度值为39.43％±4.59％。
　　(2)无骨髓水肿组VEGF阳性面积百分比为15.25％±3.36％，平均灰度值为36.33％±2.96％，BMP-2阳性面积百分比为13.67％±2.77％，平均灰度值为45.50％±2.94％。
　　(3)有骨髓水肿组VEGF和BMP-2的表达强度明显高于无骨髓水肿组，差异有统计学意义(P＜0.05)。
　　(4)交界区的VEGF与BMP-2之间的表达强度与面积均呈正直线相关（r=0.761，P＜0.01;r=0.622,P＜0.01）。
　　结论:
　　1、MRI不仅能准确地显示坏死股骨头的病变的位置和范围，MR信号还可反映不同区域的病理学改变。
　　2、BME是股骨头坏死病变过程中的一种伴随征象，发生率与该病的分期密切相关，在Ⅲ期股骨头坏死的患者中发生率最高，其出现表明坏死可能处于病变转化期。BME也是非创伤性股骨头坏死MRI影像学与病理学相关联的一个方面。
　　3、非创伤性股骨头坏死的坏死区、交界区和正常区对应的MRI影像、大体标本及细胞形态学有各自的表现特点，其MRI影像和病理表现存在着相关性。交界区在坏死股骨头局部担任重要的修复作用，是影响股骨头坏死预后的关键区域。
　　4、VEGF与BMP-2之间的表达相互影响，相互作用，非创伤性股骨头坏死的发病机制与VEGF、BMP-2等各种细胞因子密切相关。
　　5、选择伴有骨髓水肿且无塌陷，或者轻度塌陷的患者，采用各种保髋治疗方案，并配合可以促进局部VEGF与BMP-2生成的治疗方法，可能会进一步提高非创伤性股骨头坏死的保髋疗效。而对于塌陷严重或伴有严重骨关节，严重影响日常生活的晚期股骨头坏死患者，则可采用关节置换治疗。

目录

摘要

前言

材料与方法

1 一般资料

2 实验材料与仪器

3．研究方法及步骤

4 统计学方法

结果

1 坏死股骨头的MRI、大体标本和病理切片对比表现

2 股骨头坏死MRI骨髓水肿分级与ARCO分期的关系

3 免疫免疫组织化学技术检测不同区域VEGF和BMP-2的表达结果

4 骨髓水肿与VEGF和BMP-2表达的相关性分析

5 VEGF与BMP-2表达的相关性分析

讨论

1 MRI检查在非创伤性股骨头坏死中的应用价值

2 骨髓水肿在非创伤性股骨头坏死中的意义

3 非创伤性股骨头坏死MRI影像与病理表现的相关性

4 VEGF、BMP-2对股骨头坏死的作用

5 非创伤性股骨头坏死治疗方案的选择

结论

附图

参考文献

英汉缩略词对照表

致谢

MRI影像及细胞因子在非创伤性股骨头坏死中的研究进展 综述

附件一 志愿者知情授权同意书

附件二

(一)、攻读硕士学位期间发表的论文

(二)、攻读硕士学位期间参与的课题研究

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