三维测量嵌插型股骨颈骨折后倾角与股骨头坏死的相关性

doi:10.12307/2023.758

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (36): 5747-5752.doi: 10.12307/2023.758

• 骨与关节生物力学 bone and joint biomechanics • 上一篇下一篇

三维测量嵌插型股骨颈骨折后倾角与股骨头坏死的相关性

战红旗1，2，3，马剑雄2，3，崔爽爽2，孙磊2，3，王颖2，3，柏豪豪2，3，马信龙2，3

1天津医科大学，天津市 300070；2天津市天津医院骨科研究所，天津市 300050；3天津市骨科生物力学与医学工程重点实验室，天津市 300050

收稿日期:2022-10-27 接受日期:2022-12-13 出版日期:2023-12-28 发布日期:2023-03-24
通讯作者: 马信龙，主任医师，天津市天津医院骨科研究所，天津市 300050；天津市骨科生物力学与医学工程重点实验室，天津市 300050
作者简介:战红旗，男，1999年生，山东省青岛市人，天津医科大学在读硕士，主要从事下肢创伤骨折方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(81572154，81871777)，项目负责人：马信龙；国家自然科学基金(11772226)，项目负责人：马剑雄

Correlation between three-dimensional measurement of posterior tilt of impacted femoral neck fracture and femoral head necrosis

Zhan Hongqi1, 2, 3, Ma Jianxiong2, 3, Cui Shuangshuang2, Sun Lei2, 3, Wang Ying2, 3, Bai Haohao2, 3, Ma Xinlong2, 3

1Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China; 2Institute of Orthopedics, Tianjin Hospital, Tianjin 300050, China; 3Tianjin Key Laboratory of Orthopedic Biomechanics and Medical Engineering, Tianjin 300050, China

Received:2022-10-27 Accepted:2022-12-13 Online:2023-12-28 Published:2023-03-24
Contact: Ma Xinlong, Chief physician, Institute of Orthopedics, Tianjin Hospital, Tianjin 300050, China; Tianjin Key Laboratory of Orthopedic Biomechanics and Medical Engineering, Tianjin 300050, China
About author:Zhan Hongqi, Master candidate, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China; Institute of Orthopedics, Tianjin Hospital, Tianjin 300050, China; Tianjin Key Laboratory of Orthopedic Biomechanics and Medical Engineering, Tianjin 300050, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, Nos. 81572154, 81871777 (to MXL); National Natural Science Foundation of China, No. 11772226 (to MJX)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

嵌插型股骨颈骨折：又称为Garden Ⅰ型骨折，属于未移位型股骨颈骨折，常由于过度外旋导致股骨头外翻和后倾，占股骨颈骨折的11%-25%。

后倾角：是预测骨折移位的基本指标，当髋关节弯曲或抬起时，在轴向平面作用于股骨头上的力，往往会使骨折部位偏转到更后倾的位置，可能与固定失败高度相关。

背景：嵌插型股骨颈骨折临床上通常采用空心钉内固定治疗，既往研究中术前股骨头后倾角被证明与内固定失败相关，但内固定术后股骨头坏死的发生与后倾角关系的相关研究较少。
目的：探讨嵌插型股骨颈骨折三维测量的后倾角与内固定术后股骨头坏死的相关性，并分析其危险因素。
方法：回顾性分析天津市天津医院2016-2020年收治的150例嵌插型股骨颈骨折患者的临床资料，应用三维重建技术测量股骨头后倾角并根据术后是否发生股骨头坏死分为坏死组和非坏死组。单因素分析比较两组间临床资料，多因素logistic回归分析股骨头坏死危险因素，采用受试者操作特征曲线评估后倾角对术后股骨头坏死的预测价值。

结果与结论：①150例患者术后获18-66个月(平均29个月)的随访，共20例(13.3%)发生股骨头坏死；②多因素logistic回归分析显示，后倾角和复位质量C级是发生股骨头坏死的危险因素；③受试者操作特征曲线分析显示，三维测量的后倾角对术后股骨头坏死具有预测价值，截断值为20.74°；④结果表明，对于嵌插型股骨颈骨折患者，后倾角和复位质量C级是闭合复位内固定术后股骨头坏死的危险因素；通过三维重建技术可以准确测量股骨头的后倾角度，后倾角≥20.74°的骨折患者更容易出现术后股骨头坏死。

https://orcid.org/0000-0002-6920-7670 (战红旗)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 股骨颈骨折, 股骨头坏死, 后倾角, 骨折固定术, 三维重建

Abstract: BACKGROUND: In clinical practice, impacted femoral neck fractures are usually treated with cannulated screw internal fixation. In previous studies, the preoperative posterior tilt of the femoral head has been shown to be associated with internal fixation failure. However, there are few studies on the occurrence of femoral head necrosis after internal fixation and posterior tilt.
OBJECTIVE: To investigate the correlation between femoral head necrosis and posterior tilt measured by three-dimensional reconstruction and its risk factors after internal fixation of impacted femoral neck fractures.
METHODS: The clinical data of 150 patients with impacted femoral neck fractures admitted to Tianjin Hospital from 2016 to 2020 were retrospectively analyzed. The posterior tilt of the femoral head was measured by a three-dimensional reconstruction technique according to postoperative femoral head necrosis. The patients were divided into the necrosis group and the non-necrosis group. The clinical data were compared between the two groups using single-factor analysis. Risk factors of femoral head necrosis were analyzed by multivariate logistic regression analysis. The predictive value of posterior tilt for postoperative femoral head necrosis was assessed using receiver operating characteristic curves.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) A total of 150 patients were followed up for 18 to 66 months (mean, 29 months) after surgery, and necrosis occurred in 20 patients (13.3%). (2) Multivariate logistic regression analysis exhibited that reduction quality grade C and posterior tilt were risk factors for femoral head necrosis. (3) Receiver operating characteristic curve analysis revealed the predictive value of posterior tilt measured in three dimensions for postoperative femoral head necrosis, with a cut-off value of 20.74°. (4) The results showed that posterior tilt and reduction quality grade C were risk factors for femur head necrosis after closed reduction and internal fixation in patients with impacted femoral neck fractures. The posterior tilt of the femoral head can be accurately measured by three-dimensional reconstruction technology. Patients with posterior tilt ≥20.74° are more likely to experience postoperative femoral head necrosis.

Key words: femoral neck fracture, femoral head necrosis, posterior tilt, fracture fixation, three-dimensional reconstruction

中图分类号:

战红旗, 马剑雄, 崔爽爽, 孙磊, 王颖, 柏豪豪, 马信龙. 三维测量嵌插型股骨颈骨折后倾角与股骨头坏死的相关性[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5747-5752.

Zhan Hongqi, Ma Jianxiong, Cui Shuangshuang, Sun Lei, Wang Ying, Bai Haohao, Ma Xinlong. Correlation between three-dimensional measurement of posterior tilt of impacted femoral neck fracture and femoral head necrosis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(36): 5747-5752.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析纳入150例嵌插型股骨颈骨折患者均获得随访，随访时间为18-66个月。
2.2 试验流程图见图2。

2.3 临床资料比较总计150例患者，住院时间为4-21 d，平均8.5 d。截至2022年6月共有20例患者内固定术后发生股骨头缺血性坏死，发生率为13.3%，其中男4例，女16例；年龄46-71岁，平均54.4岁；坏死发现时间为术后6-66个月，平均22.6个月。坏死组与非坏死组患者的性别、年龄、体质量指数、损伤侧别、损伤机制、受伤至手术时间、住院时间比较差异无显著性意义(P > 0.05)，两组患者的ASA分级和复位质量比较差异有显著性意义(P < 0.05)，见表3。

2.4 股骨头后倾角三维重建测量结果经三维重建测量嵌插型股骨颈骨折患者后倾角为1.36°-47.12°，平均(16.40±7.89)°，坏死组股骨颈骨折患者后倾角平均为(22.88±8.58)°，显著高于非坏死组(15.40±7.32)°，差异有显著性意义(t=4.158，P < 0.05)，见表3及图3。

2.5 多因素logistic回归分析结果将单因素回归分析P < 0.1的变量(ASA分级、骨折复位质量、后倾角)纳入多因素logistic回归分析。结果显示，后倾角[OR=1.118，95%CI(1.038，1.205)，P=0.003]和复位质量C级[OR=5.325，95%CI(1.439，19.703)，P=0.012]与股骨头坏死显著相关，见表4。

2.6 股骨头后倾角预测股骨头坏死的ROC曲线分析 ROC分析曲线见图4，三维重建的后倾角预测患者内固定术后股骨头坏死曲线下面积为0.759[95%CI：(0.654，0.865)]，最佳截断点是20.74°，灵敏度70%，特异度79.2%，当股骨头后倾角> 20.74°时，发生股骨头坏死的风险显著提高。

参考文献

[1] JI C, ZHU Y, LIU S, et al. Incidence and risk of surgical site infection after adult femoral neck fractures treated by surgery: A retrospective case-control study. Medicine (Baltimore). 2019;98(11):e14882.
[2] CUELLAR DO, GARCIA VELEZ DA, BLEDSOE G, et al. Hybrid screw fixation for femoral neck fractures: Does it prevent mechanical failure? Injury. 2022;53(8):2839-2845.
[3] CHEN W, LI Z, SU Y, et al. Garden type I fractures myth or reality? A prospective study comparing CT scans with X-ray findings in Garden type I femoral neck fractures. Bone. 2012;51(5):929-932.
[4] AMSELLEM D, PARRATTE S, FLECHER X, et al. Non-operative treatment is a reliable option in over two thirds of patients with Garden I hip fractures. Rates and risk factors for failure in 298 patients. Orthop Traumatol Surg Res. 2019;105(5):985-990.
[5] ZHU J, HU H, DENG X, et al. Nomogram for predicting reoperation following internal fixation of nondisplaced femoral neck fractures in elderly patients. J Orthop Surg Res. 2021;16(1):544.
[6] 杜秀鹏, 杨朝晖. 65岁以下嵌插型股骨颈骨折初始畸形程度对颈缩短的影响[J]. 中国组织工程研究,2021,25(9):1410-1416.
[7] ZLOWODZKI M, BRINK O, SWITZER J, et al. The effect of shortening and varus collapse of the femoral neck on function after fixation of intracapsular fracture of the hip: a multi-centre cohort study. J Bone Joint Surg Br. 2008;90(11):1487-1494.
[8] DAI Y, NI M, DOU B, et al. Finite element analysis of necessity of reduction and selection of internal fixation for valgus-impacted femoral neck fracture. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2022;1-8. doi: 10.1080/10255842.2022.2092727.
[9] FILIPPO M, DRIESSEN A, COLAROSSI G, et al. Bipolar versus monopolar hemiarthroplasty for displaced femur neck fractures: a meta-analysis study. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2020;30(3):401-410.
[10] ALHO A, BENTERUD JG, RONNINGEN H, et al. Prediction of disturbed healing in femoral neck fracture. Radiographic analysis of 149 cases. Acta Orthop Scand. 1992;63(6):639-644.
[11] PALM H, GOSVIG K, KRASHENINNIKOFF M, et al. A new measurement for posterior tilt predicts reoperation in undisplaced femoral neck fractures. Acta Orthop. 2009;80(3):303-307.
[12] CLEMENT ND, GREEN K, MURRAY N, et al. Undisplaced intracapsular hip fractures in the elderly: predicting fixation failure and mortality. A prospective study of 162 patients. J Orthop Sci. 2013;18(4):578-585.
[13] DOLATOWSKI FC, ADAMPOUR M, FRIHAGEN F, et al. Preoperative posterior tilt of at least 20 degrees increased the risk of fixation failure in Garden-I and -II femoral neck fractures. Acta Orthop. 2016;87(3): 252-256.
[14] SONG HK, CHOI HJ, YANG KH. Risk factors of avascular necrosis of the femoral head and fixation failure in patients with valgus angulated femoral neck fractures over the age of 50 years. Injury. 2016;47(12): 2743-2748.
[15] OKIKE K, UDOGWU UN, ISAAC M, et al. Not All Garden-I and II Femoral Neck Fractures in the Elderly Should Be Fixed. J Bone Joint Surg Am. 2019;101(20):1852-1859.
[16] SJÖHOLM P, SUNDKVIST J, WOLF O, et al. Preoperative Anterior and Posterior Tilt of Garden I-II Femoral Neck Fractures Predict Treatment Failure and Need for Reoperation in Patients Over 60 Years. JB JS Open Access. 2021;6(4):e21.00045.
[17] KALSBEEK J, VAN WALSUM A, ROERDINK H, et al. More than 20° posterior tilt of the femoral head in undisplaced femoral neck fractures results in a four times higher risk of treatment failure. Eur J Trauma Emerg Surg. 2022;48(2):1343-1350.
[18] YAMAMOTO T, KOBAYASHI Y, NONOMIYA H. Undisplaced femoral neck fractures need a closed reduction before internal fixation. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2019;29(1):73-78.
[19] PAPADELIS E, CHAUDHRY YP, HAYES H, et al. Evaluation of the Posterior Tilt Angle in Predicting Failure of Nondisplaced Femoral Neck Fractures After Internal Fixation: A Systematic Review. J Orthop Trauma. 2022; 2023;37(2):e89-e94.
[20] SHIN WC, MOON NH, JANG JH, et al. Three-dimensional analyses to predict surgical outcomes in non-displaced or valgus impaction fractures of the femoral neck: A multicenter retrospective study. Orthop Traumatol Surg Res. 2019;105(5):991-998.
[21] WANG T, SUN J, ZHA G, et al. Analysis of Risk Factors for Femoral Head Necrosis After Internal Fixation in Femoral Neck Fractures. Orthopedics. 2014;37(12):e1117-e1123.
[22] PAPAPIETRO N, DI MARTINO A, NICCOLI G, et al. Trabecular metal screw implanted for avascular necrosis of the femoral head may complicate subsequent arthroplasty surgery. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2014; 24(6):931-938.
[23] LAMBERS FM, KOCH K, KUHN G, et al. Trabecular bone adapts to long-term cyclic loading by increasing stiffness and normalization of dynamic morphometric rates. Bone. 2013;55(2):325-334.
[24] HOELSBREKKEN SE, DOLATOWSKI FC. The influence of the hips position on measurements of posterior tilt in a valgus-impacted femoral neck fracture. Injury. 2017;48(10):2184-2188.
[25] ZAMORA T, KLABER I, ANANIAS J, et al. The influence of the CT scan in the evaluation and treatment of nondisplaced femoral neck fractures in the elderly. J Orthop Surg (Hong Kong). 2019;27(2):920543104.
[26] WU S, WANG W, ZHANG B, et al. A three-dimensional measurement based on CT for the posterior tilt with ideal inter-and intra-observer reliability in non-displaced femoral neck fractures. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2021;24(16):1854-1861.
[27] DU C, MA X, ZHANG T, et al. Reunderstanding of Garden Type I Femoral Neck Fractures by 3-dimensional Reconstruction. Orthopedics. 2013; 36(6):820-825.
[28] NANTY L, CANOVAS F, RODRIGUEZ T, et al. Femoral neck shortening after internal fixation of Garden I fractures increases the risk of femoral head collapse. Orthop Traumatol Surg Res. 2019;105(5):999-1004.
[29] CUI S, ZHAO L, WANG Y, et al. Blood biomarkers related to osteonecrosis of femoral head by internal fixation after Garden I femoral neck fracture: a cohort study. Injury. 2021;52(11):3427-3433.
[30] MIN BW, KIM SJ. Avascular necrosis of the femoral head after osteosynthesis of femoral neck fracture. Orthopedics. 2011;34(5):349.
[31] SEO GS, DIEUDONNE G, MOONEY SA, et al. Unexplained “massive osteolysis of femoral head” (MOFH) after acetabular fracture: occurrence and suggested patho-etiology. Acta Radiol. 2017;58(6): 710-718.
[32] IKEMURA S, YAMASHITA A, HARADA T, et al. Clinical and imaging features of a subchondral insufficiency fracture of the femoral head after internal fixation of a femoral neck fracture: a comparison with those of post-traumatic osteonecrosis of the femoral head. Br J Radiol. 2016;89(1060):20150725.
[33] STEINBERG EL, ALBAGLI A, SNIR N, et al. Addressing posterior tilt displacement during surgery to lower failure risk of sub-capital Garden types 1 and 2 femoral fractures. Arch Orthop Trauma Surg. 2022;142(8):1885-1893.
[34] 张雅文, 侯国进, 周方, 等. Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折闭合复位内固定术后缺血性股骨头坏死的多因素分析[J]. 中国微创外科杂志, 2020,20(12):1057-1062.
[35] PEI F, ZHAO R, LI F, et al. Osteonecrosis of femoral head in young patients with femoral neck fracture: a retrospective study of 250 patients followed for average of 7.5 years. J Orthop Surg Res. 2020; 15(1):238.
[36] SZITA J, CSERHATI P, BOSCH U, et al. Intracapsular femoral neck fractures: the importance of early reduction and stable osteosynthesis. Injury. 2002;33 Suppl 3:C41-C46.

引言

国内人口老龄化问题较为严重，髋部骨折已经成为老年人的常见病和多发病，且具有发病率高、住院率高、致残以及致死率高的特点。髋部骨折年发病率超过170万，占成人全身骨折的12%，在髋部骨折中，股骨颈骨折占到54%[1-2]。临床上常用Garden分型描述股骨颈骨折移位的严重程度，其中嵌插型股骨颈骨折属于Garden Ⅰ型，常由于过度外旋导致股骨头外翻和后倾，属于不完全性骨折，占股骨颈骨折的11%-25%[3-5]。嵌插型股骨颈骨折常常发生在老年人群，多由于摔伤或车祸等暴力创伤引起，年轻人群发病率较低[6]。尽管属于稳定型骨折，但研究表明保守治疗会导致较高的再手术率和二次移位[7-8]，临床上嵌插型股骨颈骨折的治疗策略为采用3枚空心螺钉内固定治疗。股骨头坏死是内固定术后最为严重的并发症，发病率达10%-30%，常常给患者带来极大的痛苦和负担，早期表现隐匿不易发现，晚期发现时常常伴有髋关节炎，需要进行关节置换[9]。因此通过相关检查预测患者股骨头坏死的发生对于临床医生有重要意义。
目前国内外学者对于嵌插型股骨颈骨折后倾角的研究主要关注其与内固定术后治疗失败的相关性[10-19]。ALHO等[10]于1992年首次探讨股骨头后倾角与内固定失败的相关性。PALM等[11]于2009年提出一种在侧位X射线片上测量股骨头后倾角的新方法，并发现后倾角超过20°时股骨颈骨折患者再次手术的风险提高。临床上嵌插型骨折患者发生内固定失败、骨折不愈合、螺钉切出的概率较低，股骨头坏死的发生率相对较高。SHIN等[20]利用X射线片侧位片测量股骨头后倾角，发现术前后倾角与股骨头坏死存在相关性，但该研究采用二维X射线片测量，可能受到患者体位不标准、影像学图像质量差等因素限制。随着数字骨科技术的发展，利用三维重建测量技术研究骨骼解剖能够提高测量的精准度和可靠性。因而此次研究的创新性是采用三维重建技术测量股骨头后倾角，探讨嵌插型股骨颈骨折后倾角与股骨头坏死的相关性及其预测价值，并分析其他因素与股骨头坏死发生的关系。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析，单因素分析比较两组间临床资料，多因素logistic回归分析股骨头坏死危险因素，采用受试者操作特征曲线评估后倾角对术后股骨头坏死的预测价值。
1.2 时间及地点试验于2021年5月至2022年5月在天津市天津医院完成。
1.3 对象选择天津市天津医院2016-2020年收治的150例嵌插型股骨颈骨折患者临床资料，其中男57例，女93例；年龄18-81岁，平均54.4岁；左侧79例，右侧71例；致伤原因：低能量损伤(平地摔伤)130例，高能量损伤(高空坠落伤、交通伤)20例；受伤至手术时间为1-19 d，平均5 d；合并内科疾病：原发性高血压32例，2型糖尿病20例，冠状动脉粥样硬化性心脏病15例。
纳入标准：①年龄18岁以上；②X射线片诊断为嵌插型股骨颈骨折，行闭合复位内固定治疗；③影像学资料完整(包含术前X射线片、股骨近端多层螺旋CT以及术后X射线片)；④随访时间18个月以上。
排除标准：①病理性骨折；②双侧股骨颈骨折；③陈旧性骨折；④术后并发感染(3个月内)；⑤激素性股骨头坏死。
所有纳入患者对治疗方案均知情同意，并得到天津医院伦理委员会批准，伦理批号：2022医伦审206。

1.4 材料空心钉介绍见表1。

1.5 方法
1.5.1 手术方法患者在全身麻醉下平卧于牵引床上，在持续性牵引下进行闭合复位，经C臂透视机见骨折断端对位满意后，常规碘伏3遍消毒手术区皮肤，铺巾展单。于髋部外侧做3 cm小切口，切开皮肤、皮下及筋膜，在大转子下3-5 cm处的股骨头内置入3枚空心钉导针，呈倒“品”字型平行分布，C臂观察骨折及螺钉位置，确认深度后沿导针拧入3枚合适长度的直径7.3 mm空心钉。用冲洗枪以生理盐水冲洗伤口，清点器械和纱布无误后逐层缝合筋膜、皮下、皮肤。

1.5.2 后倾角三维重建测量方法将患者骨折术前CT的DICOM数据导入Mimics 17.0软件(Materialise公司，比利时)，使用图像定位、阈值分割、动态区域增长等功能以及通过三维功能模块进行三维计算，生成双侧股骨近端模型和骨盆模型。通过Mimics的镜像功能，在耻骨联合和尾骨底部2个点创建镜像平面，在骨折侧生成健侧的镜像三维模型，通过软件的配准功能将镜像模型与骨折模型相配准，将股骨头分离出来，提取多义线并填充成实心球体，该球体的球心近似为股骨头中心点，记录该点的坐标。在3-matic软件中，对镜像的健康股骨近端模型的轴位、矢状位、冠状位进行标准化处理：在轴位，旋转模型保证小转子的内侧皮质与股骨内侧皮质相切；在矢状位，使大转子前后皮质重叠；在冠状位，使模型垂直于界面的下缘线放置。确定股骨颈上下平面边界：用小转子内侧皮质线与股骨内侧皮质线的交点、股骨颈上皮质线与大转子内侧皮质线的交点，作为股骨颈下边界；在股骨颈和股骨头交界处的上下皮质用2个点制作上边界。用上述2个平面切开股骨头和股骨干定义为股骨颈区域。通过创建“点”重心，确立股骨颈中心，再根据记录的股骨头中心坐标，创建2个股骨头中心点，随后测量2个股骨头中心与股骨颈中心之间的夹角即为后倾角(图1)。

1.5.3 股骨头坏死的影像诊断门诊随访结合患者X射线片和MRI来确定。X射线片早期表现为股骨头硬化、囊性变及软骨下骨“新月征”，晚期表现为股骨头塌陷，关节间隙狭窄。MRI表现为T1WI线样低信号或T2W2“双线征”。

1.5.4 资料收集门诊随访嵌插型股骨颈骨折患者的一般资料(如年龄、性别、体质量指数、损伤侧别、损伤机制、受伤至手术时间、ASA分级、住院时间、是否发生股骨头坏死)。查阅患者影像学资料，通过术后正侧位X射线片测量Garden对齐指数评估患者复位质量并分为A、B、C三个等级(表2)[21]，根据股骨颈骨折术后是否发生缺血性坏死将患者分为坏死组和非坏死组。

1.6 统计学分析使用IBM SPSS 26.0软件进行统计学分析。应用卡方检验比较股骨头坏死组和非坏死组间性别、年龄、体质量指数、损伤侧别、损伤机制等因素差异；采用独立样本t检验比较坏死组和非坏死组后倾角度是否存在显著性差异。将单因素回归分析中P < 0.1的危险因素纳入多因素logistic回归，分析股骨头缺血性坏死的危险因素并用比值比(odds ratio，OR)及95%可信区间(confidence interval，CI)表示。通过受试者操作特征曲线(receiver operator characteristic curve，ROC)评估后倾角对股骨头坏死的预测作用并计算曲线下面积、截断值。P < 0.05表示差异有显著性意义。

讨论

随着内固定技术的改进和手术水平的提高，股骨颈骨折的治疗已取得大幅改善，骨折不愈合的发生率已明显降低，但股骨头坏死的发生率仍然很高，因此，早期解剖复位、空心钉牢固固定、早期康复是治疗股骨颈骨折的原则，通过测量影像学角度探究股骨头坏死的发生具有重要的指导意义。此次研究采用三维重建技术可以更准确可靠地测量后倾角度，结果发现对于嵌插型股骨颈骨折患者，后倾角和复位质量C级是内固定术后股骨头坏死的危险因素，股骨头后倾角对术后股骨头坏死发生具有较好的预测价值。
目前有关股骨头坏死的机制有两种学说：一种是血供学说，认为股骨头的主要供应血管为旋股内侧动脉和旋股外侧动脉，暴力创伤造成血管损伤、挤压变形，关节囊内形成血肿，囊内压增高加重血管的缺血状态，进而减少股骨头的局部血供，导致股骨头缺血性坏死[22]；另一种是生物力学学说，提出骨小梁的生长需要适应周围应力的刺激，丰富的髋关节肌肉收缩使得骨折端产生相当大的剪切力，增加了断端的不稳定。长期的剪切力持续刺激骨小梁发生重新排列，如果重新排列的骨小梁不能适应髋臼的应力需求，发生退化、塌陷、断裂，从而引起股骨头坏死[23]。针对股骨颈骨折内固定术后股骨头坏死的机制目前还没有统一的学说，现存的发病机制尚存在一定争议。
此次研究利用患者术前CT结合三维重建技术测量股骨头的后倾角，通过对股骨大转子、小转子等关键部位的配准，可以清晰看到股骨头在三维空间的移位变化。在既往的研究中，后倾角的测量方法是PALM等[11]提出的仰卧水平投照法，在X射线侧位片上根据股骨头半径线与股骨颈中轴线的夹角测量股骨头的后倾角，这种测量方法虽然已被证实患髋在旋转、屈曲一定的范围内，后倾角测量的误差可以忽略不计，但依然会受到患者因解剖变异、骨质疏松、肥胖导致图像质量差的影响[24]。ZAMORA等[25]提出利用CT轴向斜位平面测量可以弥补X射线片测量的局限性，但该测量方法只使用一张轴向斜位的2D断层CT图像，受到选择偏倚和髋部位置的影响。WU等[26]分别利用三维重建技术和二维测量方法测量了50例无移位型股骨颈骨折(GardenⅠ型和Ⅱ型)，发现三维测量方法的观察者间相关系数为0.995，观察者内相关系数为0.994，可靠性优于二维测量结果。此次研究的测量方法是对WU等[26]的测量方法进行改良，因为四点确立股骨头的球心依然有一定误差，多义线确立股骨头球心会更准确可靠，更加直观、准确地描述股骨头的后倾移位程度。DU等[27]采用三维重建技术测量嵌插型股骨颈骨折的空间移位程度，发现大部分嵌插型股骨颈骨折存在较大的空间移位，平均移位角度为(19.29±10.51)°，真正的无移位骨折发生率很低。因此对于嵌插型骨折患者，术前拍摄CT结合三维测量技术可以更加直观、可靠地观察骨折的移位和后倾情况，为术者复位固定骨折提供了参考依据。
此次研究测量了150例嵌插型股骨颈骨折的后倾角度，平均为(16.40±7.89)°，坏死组股骨颈骨折患者后倾角显著大于非坏死组，差异有显著性意义(P < 0.05)。通过多因素logistic回归分析发现，股骨头后倾角是内固定术后股骨头坏死的危险因素。后倾角过大易于造成内固定术后股骨头坏死的原因可能为股骨近端局部血供及生物力学特性复杂，当患者遭受暴力创伤时，轴向压力作用于股骨头，使骨折部位偏转到更后倾的位置，一方面容易引起股骨头内支持带动脉不可逆性损伤，血管发生破裂，导致股骨头的供血中断；另一方面，股骨头后倾过大发生嵌插时，发生后侧皮质粉碎和股骨距粉碎的风险较高，即使进行解剖复位，也会出现一定的缝隙，导致后缘不稳定，如果患者骨质较差或者固定不牢固，尽管对位对线良好，也容易导致应力在股骨头表面异常集中，造成骨小梁退化、塌陷、破坏，从而引起股骨头塌陷坏死。
此次研究共纳入150例嵌插型股骨颈骨折患者，术后股骨头坏死发生率为13.3%，与国外报道的文献相符[28-29]。此次研究发现后倾角是股骨头坏死的危险因素，ROC曲线发现后倾角对内固定术后股骨头坏死具有较好预测作用，后倾角≥20.74°的骨折患者更容易出现术后股骨头坏死。SHIN等[20]发现侧位X射线片后倾角是嵌插型股骨颈骨折股骨头坏死的独立预测因素，并通过ROC曲线测得当股骨头后倾角超过7.3°时，股骨头坏死发生率增加。但作者只纳入了低能量损伤患者，而此次研究包含高处坠落、车祸等高能量损伤患者，因此截断值低于此次研究结果。
此次研究还发现内固定复位质量差是股骨头坏死的影响因素。MIN等[30]的研究表明骨折复位不良的患者术后股骨头坏死的发生率显著高于复位满意组。骨折复位不良以及股骨头发生旋转和内翻，引起骨折表面剪切力增加，影响股骨头周围血管的重建，导致股骨头坏死。此外骨折复位不良时，股骨头与髋臼不匹配，股骨头应力分布出现异常，股骨头表面应力集中，内部骨小梁超微结构发生退化、吸收、塌陷，也可引起股骨头坏死[31-32]。因此，对于嵌插型股骨颈骨折患者，解剖复位依然是术后骨折愈合良好的保障。良好的复位质量不仅可以恢复血运重建、解除血管压迫，还可以维持正常的生物力学状态，保持骨折断端的稳定[33]。
体质量指数是用于衡量人体肥胖程度的指标，体质量指数较高患者往往骨盆肌肉丰富，骨折处局部肌肉牵拉力量较大引起骨折应力增加，进而导致骨折不愈合和股骨头坏死的风险增加。此外，高体质量指数患者高脂血症的发生率较高，血液黏稠易形成脂肪栓，阻止新生血管的重建，影响股骨头周围血供[34]。ASA分级是对患者术前病情状况和手术麻醉风险的评估，ASA Ⅲ、Ⅳ级患者术前合并症较多，手术麻醉风险较高。PEI等[35]研究发现体质量指数> 25 kg/m2、ASA分级(Ⅲ、Ⅳ级)是术后发生股骨头坏死的危险因素。但此次研究未发现体质量指数和ASA分级与股骨头坏死存在显著相关性，可能与前者研究对象为Garden Ⅰ-Ⅳ型骨折，此次研究只针对于嵌插型骨折，关于体质量指数和ASA分级与术后股骨头坏死的关系可能与样本数量、骨折分型等因素有关，还需要进一步的探讨。
此次研究未发现患者年龄、受伤至手术时间与股骨头坏死的发生存在相关性。传统的观点认为年轻患者由于高骨量、高能量损伤、血管损伤严重，股骨头坏死发生的风险较老年患者高。此次研究中60岁以下患者股骨头坏死发生率(13.1%)与60岁以上患者(13.6%)无明显差异。关于受伤至手术时间是否影响股骨头坏死的发生仍存有争议，SZITA等[36]报道称受伤后6 h内手术组患者的坏死率显著低于伤后24 h以后手术组。PEI等[35]的研究发现伤后24 h内手术组发生股骨头坏死的概率(16.5%)与伤后24 h以后手术组(15.8%)相近，并认为股骨头的血液供应主要受创伤的瞬间暴力影响，与何时进行手术无关。尽管此次研究未发现受伤至手术时间会影响嵌插型骨折的坏死概率，但作者依然建议早期行内固定治疗，以减轻患者疼痛，降低股骨头血管受到二次损伤的可能。
此次研究具有一定的局限性：首先，此次研究是回顾性研究，虽然进行严格的质控，但也存在一定的选择偏倚；第二，纳入的样本量有限；第三，随访18-66个月(平均29个月)，随访时间跨度大，今后需要进行更大规模、多中心的前瞻性研究，才能对结果进行更明确的评估；最后，不同手术医师的手术经验水平可能会对术后并发症产生一定的影响。
综上所述，对于嵌插型股骨颈骨折患者，后倾角和复位质量C级是内固定术后股骨头坏死的危险因素。通过三维重建技术可以准确测量股骨头的后倾角度，后倾角≥20.74°的骨折患者更容易出现术后股骨头坏死。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

三维测量嵌插型股骨颈骨折后倾角与股骨头坏死的相关性

Correlation between three-dimensional measurement of posterior tilt of impacted femoral neck fracture and femoral head necrosis

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 5

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	郑宏瑞, 张文杰, 王云华, 何斌, 沈亚骏, 范磊. 股骨颈动力交叉钉系统联合富血小板血浆治疗股骨颈骨折[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(9): 1390-1395.
[2]	潘钟杰, 秦志鸿, 郑铁军, 丁晓飞, 廖世杰. 股骨头坏死发病机制中非编码RNA的靶标性[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(9): 1441-1447.
[3]	蔡志浩, 谢召勇. 股骨颈前倾角测量评估：如何建立统一的方法和标准[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(9): 1448-1454.
[4]	秦宇星, 任前贵, 李子龙, 全嘉星, 沈佩锋, 孙韬, 王浩宇. 骨微血管内皮细胞在股骨头坏死中的作用机制及前景[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(6): 955-961.
[5]	刘广銮, 郭宗磊, 戈进, 黄栋, 王业华. 前交叉韧带损伤伴发内侧半月板后根撕裂：解剖学的危险因素分析[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(5): 663-668.
[6]	李辉, 张堃, 郝阳泉, 冯磊, 杨治, 许鹏, 鲁超. 机器人辅助髓芯减压植骨治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(4): 547-551.
[7]	洪潇, 罗鸿, 杨若男. 动力髋螺钉加防旋螺钉及股骨颈系统内固定治疗Garden Ⅱ-Ⅳ型股骨颈骨折的比较[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(4): 583-587.
[8]	李光晟, 林伟民, 张申申, 林旺, 林成寿. 股骨近端防旋髓内钉联合前外侧重建钢板修复不稳定型股骨转子间骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5753-5759.
[9]	闫瑞忠, 李佳慧, 林树忠, 武晓刚, 郭志坚, 刘文琦, 刘强. 骨盆倾斜对髋关节置换后站立位髋臼侧应力影响的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5795-5800.
[10]	赵俊, 陈昌胜, 徐众华, 陈红峰, 张锋, 王秋平, 周金龙, 阙云端. 股骨颈内固定系统与单纯空心螺钉内固定治疗65岁以下股骨颈骨折的比较[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5823-5827.
[11]	汪天豪, 梁晓龙, 郑恺, 李荣群, 周军, 耿德春, 徐耀增, 朱锋. 股骨颈动力交叉钉系统与空心加压螺钉治疗老年股骨颈骨折短期随访的对比[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5828-5833.
[12]	环大维, 袁兆丰, 窦维强, 夏天卫, 邱越, 张超, 沈计荣. 动态对比增强核磁评价股骨头坏死微循环灌注的改变[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5864-5869.
[13]	梁学振, 骆帝, 李嘉程, 温明韬, 张建, 许波, 李刚. 激素性股骨头坏死中的PTGS2和STAT3：潜在铁死亡相关诊断生物标志物[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5898-5904.
[14]	韩杰, 林智宇, 徐志为, 章晓云, 尚昱志, 刘昊. miRNA通过骨代谢机制干预股骨头坏死[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(32): 5238-5248.
[15]	周航, 冯硕, 张金成, 张乐曙, 陈家浩, 陈向阳. 胫骨平台解剖形态与半月板撕裂的相关性[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(31): 4977-4983.