股骨近端髓腔闪烁指数与股骨颈骨密度的关系

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.20.012

摘要/Abstract

摘要：

背景：髋关节成形患者具有较高的骨质疏松症患病率，骨质疏松症影响假体存活率，髓腔闪烁指数与骨密度均随年龄变化。
目的：探讨股骨近端髓腔闪烁指数与股骨颈骨密度的关系，提高对骨质疏松症的关注。
方法：回顾性研究57例髋关节成形患者的骨盆X射线正位片的股骨近端髓腔闪烁指数和股骨颈骨密度，探讨二者的相关性。
结果与结论：57例髋关节成形患者的股骨近端髓腔闪烁指数为1.8-4.8(3.1±0.7)；髓腔闪烁指数< 3者23例，髓腔闪烁指数为3-4.7者33例，髓腔闪烁指数> 4.7者1例。年龄对髓腔类型有影响，> 60岁组烟囱型髓腔显著性多于≤ 60岁组，髓腔闪烁指数≥ 3组的骨密度显著高于髓腔闪烁指数< 3组。随着年龄增高，股骨颈骨密度降低，> 60岁组患者的股骨颈骨密度为(0.590±0.092) g/cm2，显著低于≤ 60岁组患者的股骨颈骨密度(0.751±0.235) g/cm2(P =0.000)，比较发现随骨密度降低，髓腔闪烁指数均值变小。因此股骨颈骨密度与髓腔闪烁指数显著相关。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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关键词: 组织构建, 骨组织工程, 髓腔闪烁指数, 骨密度, 骨质疏松症, 髋关节成形术, 股骨颈, 股骨近端, 年龄因素

Abstract:

BACKGROUND: The prevalence of osteoporosis is high in the patients undergoing total hip arthroplasty. Osteoporosis is associated with the survival of prostheses. Both canal flare index and bone mineral density are aged-related.
OBJECTIVE: To study the cxorrelation between canal flare index of the proximal femur and bone mineral density of femoral neck, and to pay more attention to osteoporosis.
METHODS: A retrospective study of the correlation between canal flare index of the proximal femur on pelvic radiograph and bone mineral density of femoral neck was made in 57 patients undergoing total hip arthroplasty.
RESULTS AND CONCLUSION: The canal flare index were ranged 1.8-4.8 (3.1±0.7) in 57 patients. There were 23 patients in canal flare index < 3 (chimney-type medullary cavity), 33 in canal flare index between 3 and 4.7 (normal-type medullary cavity), and one in canal flare index > 4.7 (funnel-type medullary cavity). The age had an impact on the type of medullary cavity. The prevalence of chimney-type medullary cavity were significantly higher in > 60 years old group than ≤ 60 years old group, and bone mineral density of femoral neck in the group of canal flare index ≥ 3 was significantly higher than the group of canal flare index < 3. The bone mineral density of femoral neck was gradually reduced with age, and were significantly higher in ≤ 60 years old group than in > 60 years old group [(0.751±0.235) g/cm2, (0.590±0.092) g/cm2, P=0.000]. As bone mineral density reduced, canal flare index was also decreased. Experimental findings indicate that, the bone mineral density of femoral neck is significantly correlated with canal flare index.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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Key words: femur neck, bone mineral density, osteoporosis, arthroplasty, replacement, hip

中图分类号:

R318

李毅中，庄华烽，蔡思清，林金矿，姚学东，潘源城, 俞海明 . 股骨近端髓腔闪烁指数与股骨颈骨密度的关系[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(20): 3178-3183.

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图/表（结果） 1

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引言

股骨颈骨折、骨性关节炎和股骨头坏死是常见的需行髋关节成形的原因，这些患者常存在骨质疏松症的危险因子如绝经后女性、高龄、使用激素和酗酒。了解股骨的形态学特征，不仅对于股骨损伤后的治疗与康复等具有重要的临床意义，而且也可以为人类学研究积累资料，为设计适合股骨解剖学形态特点的医用内置物(如髓内钉、人工关节等)提供理论依据^[1-2]。骨质疏松症影响全髋关节成形的疗效，因此在行髋关节置换患者中早期诊断和治疗骨质疏松症十分必要。

骨质疏松时骨小梁变细，皮质变薄和髓腔增宽，骨的化学成分正常。骨组织总量减少导致骨的脆性增加，因此，轻微的外伤甚或没有外伤即可引起骨折。由于骨质的稳定是由一生中成骨细胞和破骨细胞不断保持的动态平衡所维持，在年轻时呈正平衡，即成骨细胞的活性大于破骨细胞；老年时呈负平衡，即破骨细胞的活性大于成骨细胞，这多半由于成骨细胞的活性下降，而破骨细胞仍保持着良好的活性^[3-5]。

随着对骨质疏松症认识的日见深入，人们开始认识并重视骨强度、骨小梁结构及骨骼的几何参数等方面对诊治骨质疏松症的重要性。骨质疏松症表现为骨密度降低、股骨近端皮质变薄和髓腔扩大^[6-7]。随着年龄的增长，股骨髓腔形态及股骨近端髓腔的大小并没有明显的变化，但探讨骨质疏松时股骨髓腔的形态学变化，可为骨质疏松患者工髋关节置换提供依据。

皮质厚度和髓腔大小在X射线平片上可以清晰显示，髓腔闪烁指数是依据X射线平片测量的，是全髋关节成形前选择假体固定类型的依据^[8-10]。由于股骨髓腔形态的多样性，目前还没有哪一种分类方法能够真正有效精确的描述其形态学特点。为了从整体上描述股骨近段髓腔的形态学特点，找到更利于假体稳定性和力学传导的髓腔形态学参数，因此实验选择髓腔闪烁指数作为主要观察指标，髓腔闪烁指数与骨密度一样均随年龄增高而降低，探讨二者的相关性有利于骨科医师在选择合适假体的同时，关注患者可能存在的骨质疏松问题，及时诊疗骨质疏松症，减少假体松动和预防假体周围骨折。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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材料方法

1 对象和方法 Subjects and methods

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：于2008年1月至2012年6月在福建医科大学附属第二医院完成。

对象：纳入在一个医疗组接受髋关节成形术并符合要求的57例患者，其中男18例，女39例；年龄41-88岁，平均(67.8±11.7)岁。疾病类型：股骨颈骨折18例，股骨头坏死19例，髋关节骨性关节炎20例。

诊断标准：

股骨颈骨折：①临床症状：有摔倒外伤史，伤后髋部疼痛，行走障碍。②体征：患髋压痛，患肢外旋畸形，大转子上移，关节活动障碍。③X射线平片检查可明确骨折部位和类型。

股骨头坏死：①临床症状：多数有激素治疗史或酗酒史，髋部疼痛，跛行，下蹲困难，髋关节活动受限。②体征：患侧大腿肌肉萎缩，下肢短缩，髋关节屈曲、内外旋与外展有不同程度的受限等。③影像学检查：双髋正侧位X射线平片表现为股骨头囊性变和硬化，股骨头变形，晚期股骨头关节面塌陷和继发性骨关节炎。MRI与CT检查可进一步了解病变严重程度。

骨关节炎：①症状：发生在成年人，尤其老年人。髋部疼痛多表现为活动加重，下蹲困难，影响日常生活如穿裤和穿鞋。②体征：髋关节压痛，股四头肌萎缩、髋关节活动受限，严重者下肢短缩。③X射线检查：可见髋关节间隙狭窄，边缘增生，软骨下骨硬化和囊腔形成。严重者可见关节面关节面不平整，股骨头变形，关节半脱位。

纳入标准：同时具有满足测量股骨近端髓腔闪烁指数需要的治疗前骨盆X射线平片，又有置换前进行股骨颈骨密度测量资料。手术对侧髋部无异常。

排除标准：①双侧病变患者。②手术对侧有手术史、骨折史或畸形患者。

方法：

髓腔闪烁指数(CFI)测量：根据置换前标准骨盆正位片，测量对侧股骨小转子突出点上方2 cm和股骨峡部髓腔径，计算二者的比值，即为髓腔闪烁指数。

分组：①根据髓腔闪烁指数将股骨近端髓腔分为3型：髓腔闪烁指数3-4.7为正常髓腔型；髓腔闪烁指数< 3为烟囱型和：髓腔闪烁指数> 4.7为倒立香槟瓶型。②根据年龄将患者分为≤ 60岁组与> 60岁组，观察患者年龄对髓腔类型的影响。③根据髓腔闪烁指数值，分为髓腔闪烁指数≥ 3组和髓腔闪烁指数< 3组，观察2组患者股骨颈骨密度的差异。

骨颈骨密度测量：采用双能X线吸收仪(DXA)，测量患者髋部骨密度，包括股骨颈、WARD区和大转子区，因股骨颈骨密度与临床骨折关系最密切，又是WHO推荐的骨质疏松骨密度诊断标准，取股骨颈的骨密度和T值作为观察比较指标。

分组：①根据年龄分为≤ 60岁组与> 60岁组，观察患者年龄对股骨颈骨密度的影响。②根据骨密度T值，分为骨量正常组(T ≥ -1.0)、低骨量组(-1 > T > -2.5)和骨质疏松组(T ≤ -2.5)，观察各组髓腔闪烁指数值的差异。

采用pearson分析对股骨颈骨密度与髓腔闪烁指数进行相关性检验。

主要观察指标：①观察年龄因素对髓腔闪烁指数的影响和不同髓腔闪烁指数组患者股骨颈骨密度的不同。②观察年龄因素对股骨颈骨密度的影响，骨密度T值对髓腔闪烁指数的影响和不同骨量患者的髓腔形态分布。③分析股骨颈骨密度与髓腔闪烁指数的相关性。

统计学分析：所有数据采用SPSS 11.5统计学软件进行分析，P < 0.05为差异有显著性意义。

计量资料以x(_)±s表示；两组间比较采用t 检验，并做方差齐性检验；所有参数多组间的比较采用单因素方差分析，组内两两比较用LSD检验；计数资料采用卡方检验；股骨颈骨密度与髓腔闪烁指数的关系分析采用pearson相关性分析。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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讨论

髋关节置换患者具有较高的骨质疏松症患病率，66%-73%需行全髋关节成形术的骨性关节炎患者存在低骨量；股骨头坏死患者常常具有导致骨质疏松的危险因子，如51%有糖皮质激素使用史和31%有酗酒史^[11-18]。

老年股骨颈骨折绝大部分是脆性骨折，是骨质疏松性髋部骨折的一种类型，中国50岁以上髋部骨折发生率男性为129/100 000，女性为229/100 000。每年全世界约有160万髋部骨折患者，到2050年，髋部骨折预计会增加到450万-630万^[19-22]。接近75%的髋部骨折发生在≥ 65岁，发病高峰年龄为75-79岁，髋部骨折患者多数有内科合并症，手术是首选治疗方法，但髋部骨折患者1年内，死于各种并发症者达30%，致残率高达50%^[23-28]。

骨密度与髋部骨折密切相关，股骨颈骨密度每降低一个标准差，髋部骨折风险增加2.6倍^[29-31]。年龄与骨密度相关，据报道在55岁以后，股骨颈骨密度年降低率女性为0.6%，男性为0.3%；50岁以后，骨密度随年龄增大降低，但65岁以后骨密度降低速率变缓^[1,32-33]。庄华烽等^[34]应用CT扫描及骨密度测定方法探讨骨密度及股骨颈结构参数与股骨颈骨折的关系，他们检测了102例患者(包括59例股骨颈骨折患者和43例非骨折组)骨密度及股骨颈结构参数，结果发现骨折组患者股骨颈骨密度下降、股骨颈皮质厚度变薄、皮质厚度比率下降，而年龄对其的影响也较大，骨密度快速下降期主要集中在50-64岁，而在65岁以上的年龄段，皮质骨变薄是股骨颈骨强度下降的主要因素，也是老年人发生脆性股骨颈骨折的重要因素。本文结果也证实60岁以上的患者与≤ 60岁患者比，股骨颈骨密度显著降低。

年龄除影响骨密度外，也影响骨皮质厚度，Ward等^[35]发现50岁以后的成年人，皮质骨的厚度每10年以14%的速度在减少。作者前期研究证实：随着年龄增高，骨密度和股骨近端皮质厚度均降低，60岁以上老年人股骨近端包括股骨峡部皮质变薄和髓腔扩大；在65岁以前骨密度降低明显，65岁以后骨密度降低不明显；而在65岁以后股骨近端的皮质显著变薄；皮质变薄是导致脆性股骨颈骨折的重要解剖学基础^[36-41]。

髓腔闪烁指数是指股骨小转子最突起处上方2 cm髓腔径与股骨峡部髓腔宽度的比值。蔡思清等^[42]报告增龄对50岁以上妇女股骨近端几何结构参数的影响，分析结果显示，随着患者年龄的增大，髓腔闪烁指数逐渐减小，且股骨颈骨折患者明显小于非股骨颈骨折患者(P < 0.01)，据此作者认为股骨近端结构测量有助于制定髋部骨折术前计划，选择内固定安放的最佳位置，根据髓腔闪烁指数有助于选择合适的股骨假体。

髋关节置换是治疗晚期髋部疾病的常用术式，髓腔闪烁指数是指导选择假体类型的依据，关系到假体置换的成功率，经过16年随访，髓腔闪烁指数≤ 3的髋关节假体累积存活率为96.1%，而髓腔闪烁指数< 3的髋关节假体累积生存率仅为81.6%，提示烟囱型髓腔是易发假体松动的重要因素^[43]。

非骨水泥型髋关节假体要求假体柄与股骨上段髓腔的高度匹配，假体置入后即能获得可靠的初始机械性稳定，股骨假体与骨面的接触，有利于骨长入^[44-46]。因此，在髋关节置换前根据X射线片测量髓腔闪烁指数十分必要，有利于医师决定假体的固定方式和选用假体类型，是内固定前准备的重要步骤。

年龄是影响髓腔闪烁指数最重要因素，随着年龄增高，烟囱型髓腔增多，在50岁以上妇女，从50-59岁组的8%上升到70岁或以上组的32%^[6,47-48]。在这组髋关节置换患者中，烟囱型髓腔在≤ 60岁组患者仅占19%，而在> 60岁组患者中则高达49%。对骨质疏松患者股骨的研究发现髓腔闪烁指数均值仅为2.3，呈烟囱型髓腔特征^[48]。股骨颈骨折患者的髓腔闪烁指数明显小于骨关节炎和股骨头坏死^[49-50]。本文结果显示股骨颈骨密度达到骨质疏松阈值(T≤ -2.5)的患者，髓腔闪烁指数均值为2.6，12/17患者表现为烟囱型股骨近端髓腔，与其他学者报告类似。

骨质疏松引起的皮质变薄和髓腔扩大必定引起髓腔闪烁指数变化，研究髓腔闪烁指数与骨密度的关系或许有利于提高对髋关节成形后患者的骨质疏松问题的认识，本文结果证实髓腔闪烁指数与骨密度密切相关，Pearson相关系数为0.321，P=0.015；髓腔闪烁指数< 3组股骨颈骨密度显著低于髓腔闪烁指数≥ 3组；根据股骨颈骨密度结果分析，骨量正常组的髓腔闪烁指数高于低骨量组和骨质疏松组，且低骨量组的髓腔闪烁指数高于骨质疏松组。烟囱型髓腔主要见于股骨颈骨密度提示骨质疏松或低骨量的患者，因此，在髋关节置换成形的患者，若髓腔闪烁指数< 3可能提示存在骨质疏松或低骨量，这是对骨科医师关注骨质疏松症的一个有效提示。由于X射线平是髋关节置换前准备所必须的，骨科医师测量股骨近端髓腔闪烁指数除了有利于选择合适的假体类型和固定方式外，将有助于提高对骨质疏松症的关注，若为髓腔闪烁指数< 3的烟囱型髓腔，应充分认识到患者可能存在骨质疏松症，应及时行双能骨密度检查以确定诊断，一旦确诊应尽早抗骨质疏松治疗，预防假体松动和再次骨折^[51-53]。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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