斜位MRI评估无症状成年人股骨颈α角与股骨颈疝窝的相关性

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.07.021

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

髋关节撞击综合征：由于股骨近端和髋臼盂缘间解剖的异常，导致两者长期不正常接触、碰撞，产生反复创伤致使关节盂缘和关节软骨退变，从而引起一系列临床症状，是导致青年人发生髋关节疼痛以及活动障碍的重要原因，若未经及时的诊治，易转归为严重的髋关节炎。

股骨颈疝窝：股骨颈反应区的纤维结缔组织在周围软组织机械性压迫下，通过骨皮质疝入骨松质内形成；近年来研究发现髋关节撞击综合征患者出现股骨颈疝窝的比例较高；另有研究发现在具有股骨颈疝窝的患者，其股骨颈α角显著增大。

摘要

背景：近期研究发现在具有股骨颈疝窝的患者，其股骨颈α角显著增大，但股骨颈疝窝能否作为髋关节撞击综合征的影像学诊断指标尚存在争议。

目的：评估无髋关节症状成年人股骨颈α角与股骨颈疝窝的相关性，以及上述指标变异的影响因素，为髋关节撞击综合征的诊断提供依据。

方法：自2013年9月至2015年12月招募无髋关节症状的成年人纳入研究，利用斜向MRI测量股骨颈α角，利用MRI检查检测股骨颈疝窝的发生率以及大小。统计分析股骨颈α角、股骨颈疝窝发生率、大小等与年龄、性别、患侧分布的相关性。利用ICC系数评估观察者间以及观察者自身对股骨颈α角测量的一致性。

结果与结论：①共105例无髋关节症状的研究对象入组，共计获得185侧符合研究要求的髋部MRI图像，研究对象年龄范围为18-80岁，股骨颈疝窝发生率为21.6%；②股骨颈α角的分布范围为27.6°-65°。共17例研究对象的股骨颈α角≥55°；③股骨颈α角≥55°与股骨颈疝窝发生率以及疝窝大小无相关性(P > 0.05)，股骨颈疝窝发生与年龄、性别以及患侧分布无相关性(P=0.160，0.157，0.110)。股骨颈α角的观察者间一致性为0.523，观察者自身一致性为0.654；④结果提示，当α角临界值为55°时，股骨颈α角增大与股骨颈疝窝的发生及其程度无相关性，与年龄、性别以及患侧分布无相关性。临床发现股骨颈α角增大与股骨颈疝窝需谨慎对待，用于髋关节撞击综合征诊断时需要结合临床症状和其他检查。

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
ORCID: 0000-0002-1394-9325(张文强)

关键词: 骨科植入物, 关节植入物, 髋, MRI, 股骨颈疝窝, 股骨颈α角

Abstract:

BACKGROUND: Recent studies have found that femoral neck angle α in patient with femoral neck hernial fossa increased significantly. However, whether the femoral neck hernia fossa can be used as imaging diagnostic indicator for femoroacetabular impingement syndrome remains controversial.

OBJECTIVE: To evaluate the association between alpha angle and herniation pit in asymptomatic hip joints, influencing factors of the above indexes, and to provide evidence for the diagnosis of hip impingement syndrome.

METHODS: Adults with asymptomatic hip joints from September 2013 to December 2015 were retrospectively studied. Alpha angles were measured on oblique axial MRI images. The incidence and size of herniation pit were determined by MRI. Size measures, prevalence, and statistical analyses were conducted regarding its association with age, gender, laterality (right or left hip). Intra- and inter-observer consistency was determined by intra-class correlation coefficient.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) 105 patients with asymptomatic hips were included, and 185 sides of hip MRI images were obtained. The range of age was 18-80 years old. The prevalence of herniation pit in asymptomatic hips was 21.6%. (2) The range of alpha angle was 27.6°–65.0°. Alpha angles of hip joints of 17 cases were ≥ 55°. (3) There was no association between alpha angle ≥ 55° and the size of herniation pit (P > 0.05). The prevalence of herniation pit was not correlated with age, gender and affected side (P=0.160, 0.157, 0.110). Inter-observer consistency of alpha angle was 0.523 between first measurements of first vs. second observer, respectively. Intra-observer consistency of alpha angle was 0.654, respectively. (4) There is no association between alpha angle ≥ 55 degrees and presence of herniation pit or demographic variables (age, gender and affected side). The presence of herniation pit and the increased alpha angle need to be interpreted with caution. Clinical symptoms and other examinations should be used in the diagnosis of hip impingement syndrome.

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Key words: Hip Joint, Magnetic Resonance Imaging, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 4

2.1 入组对象数量分析及基本情况 最终共有105例研究对象纳入研究，平均年龄为(54.3±19.2)岁，男44例，女61例。其中185侧髋部图像符合研究要求。研究对象试验流程图见图3。

2.2 股骨颈α角的分析结果 185侧髋部其股骨颈α角的分布范围为27.6°-65.0°，平均值为(41.8±6.2)°(初次测量)及(42.0±5.5)°(二次测量)。

在一次测量以及二次测量中分别有有9.1%和8.6%的髋部股骨颈α角超过55°。股骨颈α角超过55°与年龄、性别以及患侧分布的相关性分析提示上述指标间无显著相关性(P > 0.05)，详见表2，3。

股骨颈疝窝平均大小为(5.2±2.1)mm。共有26例疝窝小于5.2 mm，其余14例疝窝大小≥5.2 mm。股骨颈疝窝发生与年龄、性别以及患侧分布相关性分析结果提示股骨颈疝窝发生率与性别、患侧分布无显著相关性(P=0.160, 0.157)。在50-60岁人群中股骨颈疝窝发生率最高为45.8%(11/35)，但是疝窝发生率与年龄亦无显著性相关(r=0.298，P=0.110)，见表3。

2.4 股骨颈α角与股骨颈疝窝相关性分析 Person卡方检验结果提示股骨颈α角超过55°与股骨颈疝窝的发生无显著性相关性(r=0.527-0.686，P=0.205-0.521)。股骨颈α角超过55°与股骨颈疝窝大小的相关性，经Pearson卡方检验，相关性无统计学意义(r=0.154-0.220，P=0.350- 0.583)。线性回归分析结果提示，疝窝测量值与股骨颈α角超过55°的分布无显著相关性(r=0.568-0.633，P=0.212-0.560)。

2.5 观察一致性检测 对于股骨颈α角，首位观察员与次位观察者间观察一致性为0.523，对于同一观察者，其自身一致性为0.654。上述结果说明对于股骨颈α角该指标，其观察者间一致性以及观察自身一致性均较好，测量结果信度较高。

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引言

髋关节撞击综合征(femoroacetabular impingement syndrome，FAI)是由于股骨近端和髋臼盂缘间解剖的异常，导致两者长期不正常接触、碰撞，产生反复创伤致使关节盂缘和关节软骨退变，从而引起一系列临床症状^[1-3]。FAI是导致青年人发生髋关节疼痛以及活动障碍的重要原因，若未经及时的诊治，易转归为严重的髋关节炎^[4-8]。国内髋关节撞击综合征发生率为6%-35%^[9-11]，其中钳夹撞击型发生率为16.6%-57%，凸轮撞击型发生率为10.2%- 35%，以及混合型发生率为3.7%-4%。钳夹撞击型FAI出现髋臼唇变形，导致撞击、疼痛以及活动受限，凸轮撞击型FAI常出现股骨头颈交连接处变形，导致股骨头颈连接处出现非球面形态改变，进而引起髋关节症状^[12-14]。

股骨头颈连接处的形态异常与否可以用股骨颈α角进行评估，通常认为当股骨颈α角≥ 55°，股骨头颈轮廓出现异常^[15]，因此股骨颈α角≥ 55°通常作为诊断FAI的有效标准，研究提示股骨颈α角与凸轮撞击性FAI的发生具有相关性^[16-20]，但近年来提示股骨颈α角存在个体差异性，该角度增大可能与FAI发生无明显相关^[21-26]。因此，有必要对无症状人群中股骨颈α角的分布及其影响因素进行研究。

股骨颈疝窝是股骨颈反应区的纤维结缔组织在周围软组织机械性压迫下，通过骨皮质疝入骨松质内形成。近年来研究发现FAI患者出现股骨颈疝窝的比例较高。Guo等^[27]发现在具有股骨颈疝窝的患者，其股骨颈α角显著增大。但是股骨颈疝窝能否作为FAI的影像学诊断指标尚存在争议，相关MRI研究尚未见报道。

文章旨在分析无髋关节症状成年人股骨颈α角以及股骨颈疝窝发生的相关性，以及上述指标的影响因素，为FAI的诊断提供一定依据。

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材料方法

1.1 设计 测量观察性试验。

1.2 时间及地点 于2013年9月至2015年12月在郑州大学第一附属医院影像科完成。

1.3 对象 本研究方案通过本院伦理委员会批准，并获得研究对象的知情同意。从2013年9月至2015年12月共有127例研究对象纳入研究，根据既往医疗记录以及影像学检查排除具有髋关节症状的研究对象，以及具有其他髋关节疾病改变的，具体包括髋关节撞击综合征、股骨头缺血性坏死、骨关节炎、髋关节手术、髋关节肿瘤以及骨折等。最终有105例研究对象纳入研究。

纳入标准：健康志愿者；接受MRI检查及相关体格检查的本院就诊人群。

排除标准：MRI检查资料缺失或者图像质量较差；具有严重的髋关节症状；合并严重骨质疏松或者肿瘤疾病；合并影响试验检查的其他系统疾病；具有MRI检查禁忌证。

1.4 方法

1.4.1 影像学参数使用3.0核磁共振扫描仪(新西兰Philips 公司制造)行MRI检查，患者取仰卧位，扫描序列、扫描平面、重复时间、回声时间、切面厚度以及视野大小如表1所示。斜位图像通过在股骨颈冠状面放置线圈获得，斜位轴与股骨颈平行。

1.4.2 影像学测量

测量顺序：利用斜位T2WI图像由一名医师单独测量股骨颈α角，2周后再次测量。另外由另一名医师重复测量股骨颈α角，该名医师所测量数据仅用于计算股骨颈α角观察者间一致性。

股骨颈α角测量：股骨头中心为圆心，股骨头正常最大半径画圆，从股骨头颈连接处骨质与这个圆的交点到股骨头中心点作直线，此直线与股骨颈中轴线的交角为α角(图1)。

股骨颈疝窝测量：2名医师评估股骨颈疝窝发生率以及大小，在轴位、冠状位以及斜位图像测量股骨颈疝窝大小，测量时选定股骨颈疝窝为大于2 mm 的股骨头颈部位纤维性病变，在T1WI像上呈低信号表现的，在T2WI像上成高信号或者混杂信号表现(图2)。从轴位、冠状位以及斜位测量值中选取最大值作为股骨颈疝窝的大小。根据疝窝大小将研究对象分为2组，选取5.2 mm作为临界值。该组评估医师对研究对象的股骨颈α角测量结果不知情。

1.5 主要观察指标 患者入组后利用斜位MRI测量股骨颈α角，检测股骨颈疝窝发生率及大小，评估上述指标相关性及检查者一致性。

1.6 统计学分析 采用SPSS 19.0软件行统计学分析，计量资料以x(_)±s表示，不符合正态分布则选择非参数检验，计数资料采用χ²检验，多个样本均数比较采用方差分析或者多重t 检验，P < 0.05为差异有显著性意义。利用频数分析统计股骨颈疝窝的发生率。利用ICC指数评估观察者间对股骨颈α角的观测一致性以及观察者自身一致性。使用Pearson卡方检验评估股骨颈α角≥55°与股骨颈疝窝发生及大小(分组后)的相关性。使用线性回归模型检测股骨颈α角≥55°与股骨颈疝窝绝对测量值的相关性。使用上述统计方法评估股骨颈α角≥55°及疝窝发生率与性别、年龄以及患侧分布等相关系数。

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讨论

本文中股骨颈疝窝的发生率为21.6%，与近来相关研究结果相近，高于既往研究^[28-30]。在既往影像学研究提示股骨颈疝窝在正常人群的发生率为5%。还有研究利用前后位X射线片以及MRI检查发现4%的研究对象出现股骨颈疝窝。但是随着CT检查以及MRI检查的准确度以及分辨度的提高，股骨颈疝窝的诊断率显著提高。本研究中采用的是3.0T设备，其组织对比度明显优于上述研究，在本研究中，无髋关节症状的研究对象中股骨颈疝窝的发生率较高。

本研究结果提示，在无髋关节症状群体中，股骨颈疝窝的发生率与文献报道的髋关节撞击综合征患者疝窝的发生率相似^[29]。上述发现提示股骨颈疝窝不能作为FAI的可靠诊断指标。回顾文献，近年来研究提示髋关节撞击综合征是导致股骨颈疝窝出现的重要原因。在髋关节撞击综合征病情进展过程中，由于股骨头运动轨迹异常，导致股骨颈部位与髋臼软组织及髋臼骨质部分反复撞击，导致局部骨质吸收，软组织浸润，形成疝窝样结构。Naal等^[31]研究发现股骨颈疝窝出现是提示股骨颈被撞击、挤压的有效证据，在髋关节撞击症患者中有33%的患者出现股骨颈疝窝，表现为骨皮质纤维化。本研究结果与相关研究结果不一致。考虑有以下几点原因，首先本文与上述其他研究其研究人群不同，由于解剖结构及行走步态存在异质性，导致疝窝样结构在无症状人群中出现。其次疝窝样结构也可见在骨骼发育过程中股骨颈局部软组织贴附，形成类似的结构。本研究中采用多种周围的核磁共振检查，对于特殊位面的解剖异常检测能力也有所提升。综合上述原因，本研究中无症状群体中疝窝发生率较高，相关结论需要进一步验证。

本文发现，在无髋关节症状的研究对象中股骨颈α角分布范围很广，本研究中共有8.1%(第一次观测)和11.9%(第二次观测)的研究对象其股骨颈α角大小≥55°。既往研究及专业指南指出，诊断FAI时，选择股骨颈α角为50°作为诊断

的临界值，超过50°考虑存在FAI^[32-35]。本研究结果提示无症状人群中，较高比例患者其股骨颈α角超过55°。考虑与人群种族特异性以及检测方法有关。根据本研究结果，选择股骨颈α角作为参考指标用于FAI诊断时，应当适当提高截止值，即选择股骨颈α角超过55°以上作为诊断标准，同时需要结合影像学和临床表现以提高诊断的特异性。在具体诊断标准制定时，还需要进一步大样本患病人群与正常人群的诊断试验结果验证相关标准。

既往研究提示凸轮性撞击FAI在男性中常见，而钳夹型撞击在女性中更为常见^[36-40]。不同类型的FAI其股骨颈α角存在一定差异。但是在本研究中股骨颈α角大小与性别分布无显著性相关。虽然本研究中纳入研究对象为无症状人群，但是解剖因素分布具有人群特异性。因此上述结论仍需要基于本地区人群，对于既往研究结论需要进一步完善验证。

本研究中股骨颈α角增大与股骨颈疝窝的发生率无显著性相关，选定α角55°作为截止值将研究对象分组，2组患者间股骨疝窝发生率无明显差异，与Guo等研究发现不同，在后者研究中，股骨颈疝窝组其股骨颈α角的平均值明显大于无股骨颈疝窝组。本研究提示，股骨颈疝窝与股骨颈α角增大无关联，具有股骨颈疝窝的研究对象，其符合FAI的临床表现并不支持FAI的诊断，因此股骨颈疝窝发现对FAI的诊断价值不大。综合上述结果，既往FAI影像学诊断标准中比较重要的指标如股骨颈α角及疝窝等指标，其无症状人群股骨颈α角与股骨颈疝窝等指标分布范围与既往研究中FAI患者分布范围重叠，按照既往诊断标准，上述指标诊断价值有限。本研究结果可以作为无症状人群的研究基础，后续结合对照观察实验，可以为FAI的诊断提供新的依据。

本文中观察者间一致性为0.523，一致性较为稳健，观察者自身一致性为0.654，自身一致性较佳，提示通过斜位MRI测量α角，观察者间及自身差异较小，斜位MRI可以作为股骨颈α角测量的有效手段。上述结果也提示本研究中采用方法较为可靠，结果可信度较高，研究结果具有参考价值。

本研究存在一定不足，本研究为单中心回顾性研究，研究样本量较小，研究群体存在一定的选择偏移，对有髋关节症状的研究对象根据既往医疗记录以及影像学检查作严格排除，但是在随访期间是否存在髋关节症状仍无法确认。另外本文未设置对照组，未纳入其他指标的研究，如CE角，髋臼畸形以及偏心距等。但本研究是首次评估在无髋关节症状成年人中股骨颈疝窝与股骨颈α角的相关性，以及上述指标与性别、年龄以及患侧分布的相关性。

综上所述。股骨颈疝窝在无髋关节症状群体中发生率为21.6%，高于既往报道。股骨颈α角与股骨颈疝窝发生率以及大小无显著关联，上述指标与FAI的关联可能具有偶然性。研究对象股骨颈α角分布范围较广，对临床检查发现的股骨颈α角增大与股骨颈疝窝需要谨慎对待，用于FAI诊断时需要结合临床症状和其他检查结果作综合性分析。

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