JAAOS：股骨头坏死的诊断和治疗

股骨头坏死通常影响30-50岁年龄段的人群。文献报道，在美国，年人均发生率在2万-3万之间，约有5%-12%的髋关节置换患者诊断为股骨头坏死。尽管临床研究证明有较多的股骨头坏死危险因素，但目前其具体的临床病理过程仍不清楚。该病持续进展，可导致股骨头塌陷和髋关节的破坏。

临床上有多种非手术治疗方式，但是手术治疗仍是股骨头坏死治疗的基石。目前对保留股骨头的最佳手术方式仍存在较多争议；并且，对于部分患者，该疾病存在持续进展的可能，保留股骨头最终仍可能出现塌陷。

病因和病理

尽管目前已经发现多个股骨头坏死的危险因素，但其具体的病因和病理过程仍不清楚（表1）。细胞死亡是大部分病变最终的结局，而造成细胞死亡的因素包括：缺血，直接的细胞毒性，干细胞分化异常等（表2）。

表1：股骨头坏死的危险因素

创伤
糖皮质激素
凝血功能障碍
血红蛋白病
骨减压现象
自身免疫性疾病
贮积病
吸烟
高脂血症

表2：股骨头坏死的病理学原因

缺血
   血管破裂
   股骨头骨折
　　髋关节脱臼
　　外科手术
血管受压
　　骨髓脂肪浸润、糖皮质激素、酒精造成骨间压力增长
　　股骨头供血动脉收缩
血管阻塞
　　血栓形成
　　　血栓形成倾向
　　　　低水平的蛋白C和S
　　　　活化蛋白C耐受或凝血因子V突变
　　　　高水平的同型半胱氨酸
　　　　eNOS基因多态性
　　　低纤溶性
　　　　高PAI活性，PAI-1基因多态性
　　　　高水平脂蛋白a
　　血栓栓塞
　　　脂肪颗粒、空气
　　镰状红细胞阻塞
直接细胞毒性
　药物
　辐射
　氧化应激
间充质干细胞分化异常
　促进脂肪形成、抑制骨生成

　　eNOS-内皮型一氧化氮合酶

　　PAI-纤溶酶原激活物抑制剂　

缺血

缺血的原因可能是血管破坏，压迫，挛缩或者血管堵塞。股骨头周围血管网的破裂可以导致创伤性股骨头坏死，约15-50%的移位性股骨颈骨折和10%-25%的髋关节脱位患者后期容易出现股骨头坏死。骨髓腔内脂肪浸润（激素使用或者嗜酒）或者髋关节内压力增高可导致血管压迫。股骨头骺动脉的血管挛缩可以因为使用激素而加重。血管内阻塞可以是因为血栓，脂肪或者气体栓塞，或者镰状红细胞聚集。

多个血液系统疾病的最终结果是出现血管内的血栓形成趋势或者溶解血栓的能力下降。Zalavras等人的研究发现，凝血功能异常，如低蛋白C，低蛋白S，高脂蛋白和高V-W因子水平在特发性股骨头坏死（10/17,59%）和继发性股骨头坏死（32/51,63%）患者中的比例比正常患者中的高（3/36,8%）。

目前研究者对股骨头坏死的基因因素产生了较多的兴趣。但目前临床上对哪些基因可以导致股骨头坏死仍不明确。

直接细胞毒性和干细胞分化异常

细胞的直接损伤方式包括放射，化疗，或者氧化应激等。Lee等人的研究发现，股骨头坏死患者近端股骨来源的间充质干细胞数量要少于骨关节炎的患者。

多因素作用过程

但是，有意思的是，并非每一个股骨头坏死的患者均暴露于疾病发生的危险因素中。此外，对暴露于危险因素的患者，仅有少部分出现了股骨头坏死，Lieberman等人的研究发现，暴露于大剂量激素治疗的患者中，仅有部分患者出现股骨头坏死。上述事实提示，股骨头坏死的发生可能是多因素作用的结果。

诊断和评估

对股骨头坏死的早期诊断可以为疾病治疗提供较长的时间窗，使患者获得较好的功能预后。若患者早先有股骨头坏死危险因素的暴露，则需要高度怀疑该疾病。

临床表现

股骨头坏死早期可没有临床症状。若疾病进展，出现症状，则最常见的表现为腹股沟区域的疼痛，疼痛可向同侧臀部或膝关节放射。患者早先的病史可以为诊断提供帮助。体格检查可发现，患侧髋关节正常，或有运动功能受限和运动时疼痛，特别是患肢内旋受限并诱发疼痛。患肢内旋受限往往提示股骨头塌陷。

影像学诊断

诊断股骨头坏死的影像学基本手段是前后位和侧位X片及MRI。影像学X片在股骨头坏死早期可以是正常的，和后期可出现典型的改变，如股骨头囊性变和边缘骨硬化。X线上的双月征是股骨头内软骨从软骨下骨上剥离并钙化，往往提示功能预后不良（图1A）。股骨头扁平早期改变较轻微，可能仅在一个位相上的X片上可见（图1B）。股骨头进行性变平和髋关节退行性改变在股骨头坏死的中后期可见。

图1：左髋侧位片时新月征（A），左髋正位片，箭头示股骨头塌陷变平

MRI诊断股骨头坏死的准确性和特异性极高，可达99%，是目前诊断股骨头坏死的金标准。T1相上单线征提示骨坏死界面，T2相上双线征提示坏死骨界面富血管肉芽组织增生（图2）。

图2：右髋冠状位MRI T1相，箭头所示单一低信号区域提示骨坏死区域

股骨头坏死需要和髋关节一过性骨质疏松症（Transient osteoporosis of hip,TOH）鉴别。这类疾病通常影响孕期妇女和50-60岁的男性，表现为严重的腹股沟区域疼痛和抗痛步态，在MRI上可见骨髓水肿，信号延伸至股骨颈和股骨干骺端。两种疾病鉴别诊断的一个要点是，TOH是一种自限性的疾病，在一段时间后该病可自行缓解。

股骨头坏死的分型和分期

目前股骨头坏死的分型方法较多（表3）。宾夕法尼亚大学股骨头坏分期系统将MRI上股骨头坏死的范围，位置和程度作为一个评价指标纳入，具有积极的指导意义。

表3：股骨头坏死分型和分期方法

Ficat and Arlet分期分型

I期 正常
II期 骨硬化或囊性病变
　　　A 无新月征
　　　B 软骨下塌陷（新月征），股骨头无累及
III期 股骨头塌陷或压扁
IV期 骨关节炎、关节间隙啊减小伴关节塌陷

Steinberg分期法（宾夕法尼亚大学分期法）

O期 怀疑股骨头坏死，X线片、骨扫描和MRI表现正常或非诊断性。
Ⅰ期 X线片正常，骨扫描和（或）MRI异常。
Ⅰ-A 轻度，MRI股骨头病损范围小于15%。
Ⅰ-B 中度，MRI股骨头病损范围15-30%。
Ⅰ-C 重度，MRI股骨头病损范围大于30%
Ⅱ期 X线片显示股骨头内囊变和硬化变等异常表现。
Ⅱ-A 轻度，X线片股骨头病损范围小于15%。
Ⅱ-B 中度，X线片股骨头病损范围15-30%。
Ⅱ-C 重度，X线片股骨头病损范围大于30%。
Ⅲ期软骨下骨折产生新月征，X线片上表现为软骨平面下1-2㎜处的细小透亮线,延伸到整个坏死范围.
Ⅲ-A 轻度，软骨下塌陷（新月征）占关节面小于15%。
Ⅲ-B 中度，软骨下塌陷（新月征）占关节面15-30%。
Ⅲ-C 重度，软骨下塌陷（新月征）占关节面大于30%。
Ⅳ期 股骨头关节面塌陷。
Ⅳ-A轻度，关节面塌陷小于15%或压缩小于2㎜。
Ⅳ-B中度，关节面塌陷15-30%或压缩2-4㎜。
Ⅳ-C重度，关节面塌陷1大于30%或压缩大于4㎜。
Ⅴ期 髋关节间隙狭窄和(或)髋臼软骨发生改变。
Ⅵ期股骨头和髋关节进一步退行性改变，关节间隙逐渐消失，关节面显著变形。

自然病史和预后的预测因子

症状性股骨头坏死可呈现持续进展。其进展的预测因子包括：股骨头坏死病灶的范围，坏死病灶在股骨头上所处的位置，近端股骨骨髓MRI上水肿的程度。

　　股骨头坏死的范围是预测股骨头塌陷的因素。可通过MRI的轴位或者矢状位来评估坏死面积的大小（改进的Kerboul法，图3）。

　　图3：改良Kerboul股骨头坏死范围测量方法。在正中冠状位（A）和正中矢状位（B）上股骨头坏死区域和股骨头圆心位置组成的角度大小之和即股骨头坏死大小。其计算方法参考Ha等人发表与2006年JBJS am版88期上的一篇文章。

Ha等人对37例股骨头坏死而行将塌陷的患者进行影像学分析发现，23例（62%）患者有临床症状，按患者接受治疗的方法（保守及股骨头减压）的不同，对患者进行随访，终点事件为患者股骨头塌陷，或者随访至少5年时股骨头无塌陷发现，Kerboul法测量联合坏死角度小于190度的4例患者股骨头均无塌陷，而4/8例联合坏死角度在190-240度的患者出现了股骨头塌陷；25例联合坏死角度超过240度的患者均出现了股骨头塌陷。而治疗方式（保守或者股骨头减压）对股骨头是否塌陷无显著影响。

Nishii等人对35例，54个股骨头坏死而无塌陷的患者进行最少为5年的随访研究发现，股骨头坏死范围较广泛（超过2/3的股骨头负重区域股坏死）的患者和股骨头坏死区域较小的患者相比，其发生股骨头塌陷和股骨头塌陷进展（塌陷超过2mm）的概率显著增高。有趣的是，对股骨头坏死区域小于股骨2/3负重面的8/9例患者，发现其临床症状在随访过程中有所改善，股骨头坏死无明显进展。

近端股骨骨髓水肿是股骨头塌陷的一个危险因素。Ito等人对83例无症状或仅有轻微症状的MRI诊断为股骨头坏死患者进行随访的研究发现，最终有36例（43%）患者出现了临床症状，并发生了股骨头塌陷，而通过相关性分析发现，在诊断股骨头坏死的首次MRI上出现骨髓水肿信号和股骨头塌陷进展呈现显著相关性。

所有21例首次MRI检查有水肿信号改变的患者最终均出现了临床症状或股骨头塌陷，而相应的无骨髓水肿信号的患者出现临床症状或者股骨头塌陷的比例仅为24%（15/62例）。

目前研究无症状性股骨头坏死临床功能预后的研究较少。Hernigou等人在一项对40例无症状性股骨头坏死（病灶小于10%的股骨头）的前瞻性研究中，作者对所有患者进行了最低长达10年的随访，发现，35/40例患者最终出现了临床症状，其中29/40例患者出现了股骨头塌陷。

但是，Nam等人进行的至少5年的随访研究则发现，43/105（41%）例患者无临床症状，而仅有62/105（59%）例患者出现了疼痛和股骨头塌陷。首次就诊时不同大小的病灶其发生股骨头塌陷的概率分别为小病灶（<30%的股骨头体积）5%，中等病灶（30%-50%）46%，大病灶（>50%）83%。

两个研究均发现，股骨头坏死患者，疼痛症状的发生要早于股骨头塌陷。一项对保守治疗患者的系统评价发现，在平均53月的随访中，仅28%的患者无影像学进展，仅33%的患者最终无需手术治疗。

治疗方案

1.非手术治疗

股骨头坏死非手术治疗方法如观察，保护下负重等对患者的作用十分有限。唯一的例外是，对小病灶，无症状的股骨头坏死，可以考虑行随访至出现临床症状。

生物物理疗法和药物疗法

生物物理疗法，如体外冲击波，电脉冲等均有用于股骨头坏死的治疗中，但是目前文献报道的效果不一，意义有限。在Wang等人完成的一项随机研究中，比较了体外冲击波和股骨头减压治疗股骨头坏死的效果，平均随访25月，体外冲击波组疼痛和髋关节Harris评分均有显著改善。

药物治疗措施，如抗凝，降脂药物，双磷酸盐，生长因子，抗氧化剂，血管活性药物，激素等均有应用于股骨头坏死的治疗中。但是，目前仅极有限的临床文献报道阐述上述药物治疗股骨头坏死的有效性。

依诺肝素对有凝血功能相关问题的股骨头坏死患者可能有所帮助，但对其他原因引发的股骨头坏死的患者并无帮助。

目前有两个临床研究评估了阿伦磷酸治疗早期股骨头坏死的疗效，结论不一。Lai等人对治疗的患者进行了24月的随访，发现阿伦磷酸可以显著缓解疾病进展和股骨头塌陷（塌陷率为2/29，7%），而对照组塌陷率高达76%（19/25例）。但是Chen等人的研究则发现，无论是否使用阿伦磷酸均不会改变患者疾病最终临床功能预后。

鉴于目前临床上缺乏支持药物治疗股骨头坏死的高级别临床证据，后期需要更近一步的研究。

2.手术治疗

手术治疗股骨头坏死可以大体分为两类：保留股骨头的保头手术及髋关节置换术，遗憾的是，目前临床上并没有股骨头坏死治疗的一个统一标准。保头手术包括：股骨头减压；股骨头减压+带血管蒂腓骨植骨、无血管蒂腓骨植骨、股骨内注射干细胞、生物辅助因子、或者钽金属棒；环形截骨。髋关节置换包括：全髋置换和髋关节表面置换。

2.1股骨头减压

股骨头减压治疗在早期的股骨头坏死患者中使用较多，其基本原理是通过在股骨头上开放通道，降低股骨头压力，恢复血运，并改善疼痛症状。可通过在股骨头上开放一个大孔径通道或者开放多个小孔径通道来获得股骨头减压（图4）。

　　图4：冠状位T1相MRI时右侧股骨头内坏死小病灶（A），行股骨头减压（B,C,D）。减压，病灶刮除完成后在股骨头内进行植骨。

临床报道对行将塌陷的股骨头行减压术可以获得满意的效果。Israelite等人对276例髋关节股骨头坏死减压术后长达2年的随访研究发现，仅38%的患者最终需要接受THA治疗。在股骨头塌陷前期，小病灶（<15%）股骨头减压的效果更好（仅14%的患者需要股骨头置换），而中等及大病灶的患者最终需要THA治疗的比例均较高（分别为48%和42%）。Marker等人的系统评价发现，1268例股骨头减压术后病例，约70%无需再次手术，而63%患者最终影像学随访功能预后良好。

2.2股骨头减压+无血管蒂腓骨植骨、股骨内注射干细胞、生物辅助因子

股骨头减压联合其他辅助措施，如异体或自体骨块可以提供坏死病灶的支撑，防止塌陷。可采用Phemister技术、电灯泡技术、开窗技术等来实现植骨。基于近期的研究结果，目前也有学者使用干细胞或者BMP来治疗股骨头坏死。

Lieberman等人对15例、17个髋关节股骨头坏死患者行股骨头减压+腓骨块支撑植骨+BMP治疗，平均随访53月，发现，14/15例Ficat-Aelet IIA期的患者疼痛缓解，影像学上无可见的疾病进展。

Hernigou等人评估了股骨头减压+浓缩自体骨髓治疗116例、189个髋关节股骨头坏死的患者疗效，平均随访5年，发现仅9/145例Steinberg I/II期患者需要行THA，而III期及IV期需要行THA治疗的患者比例则显著增高（25/44，57%）。

对激素和酒精相关的股骨头坏死患者，从其股骨头内获取的祖细胞数量显著减少，这类患者行上述方案治疗的失败率显著增高。

近期的一项小样本前瞻性研究发现，和单纯进行股骨头减压相比，股骨头减压+自体骨髓植入的患者术后疼痛和疾病进展在随访5年时均显著改善，在骨髓注射组，3/13例患者出现进展，而单纯股骨头减压组则有8/11例患者出现进展。但是，值得注意的是，两组患者在最终接受THA治疗的患者比例并没有显著差异（分别为2/13，3/11）。

基于上述研究事实，未来基础医学和转化医学的发展，可能会使股骨头减压+自体骨移植+生物促成骨因子这种治疗方式成为股骨头坏死治疗的最佳策略。

2.3带血管蒂骨移植联合股骨头减压

使用带血管蒂的骨块移植入股骨头内的目的是提供软骨下骨的支撑，并增加股骨头的血供（图5）。一项比较带血管蒂和不带血管蒂的股骨头植骨研究发现，7年随访结束时带血管蒂的植骨可以显著改善股骨头塌陷情况。

Soucacos等人报道，对Steinberg II期股骨头坏死患者，行带血管蒂植骨治疗，平均随访4.7年后，在影像学上可见的股骨头坏死进展比例仅为5%，而Steinberg III其以上的患者，该比例急剧上升为44%。Berend等人评估了带血管蒂植骨块治疗已塌陷股骨头的效果，发现，尽管疾病处于较晚期，但是约64.5%的患者最终5年随访结束时不需要进行THA治疗。遗憾的是，目前并没有临床I级研究证据比较无血管蒂和带血管蒂植骨块对股骨头坏死治疗的效果。

临床上较多文献报道了带血管蒂植骨块治疗股骨头坏死效果。Yooo等人报道治疗后平均随访13.9年，13/124例患者需要行THA。Ficat-Arlet分期II或III期的股骨头坏死临床预后无显著差异。髋关节临床功能预后取决于患者的年龄，股骨头坏死的大小和坏死的部位。Edward等人研究发现，65例Ficat-Arlet分期I或II期患者平均14.4年后总体髋关节生存率为60%，平均髋关节Haris评分为89分。

有力带血管蒂的植骨块在技术上要求较高，需要丰富的经验，并容易导致供体部位相关并发症。通常此技术应用于无股骨头塌陷的股骨头坏死患者中。

2.4钽金属棒置入

钽金属棒早期作为植骨块的替代物应用于股骨头减压术中。其应用的主要目的是为坏死区域提供结构性支撑，增强骨长入。Veillete等人对上述方案治疗的患者24月随访研究发现，约16/58例患者出现了疾病进展，其中9例需要行关节置换。另一项由Tanzer等人完成的113例股骨头坏死行钽棒治疗的研究发现，其失败率在15%左右，平均失败时间为13.4月。对失败取出的钽棒的组织学分析发现，金属棒内缺乏骨长入，股骨头软骨下骨支撑不足。基于上述研究证据，本文不建议该技术作为常规术式在临床中应用，除非未来有高质量的研究证据支持。

2.5环形截骨

环形截骨治疗股骨头坏死的基本原理是通过截骨术，将坏死的股骨头负重区域转化为非负重区域，从而减少作用于病灶上的机械作用力。目前临床上使用的环形截骨术主要有两种：经粗隆间的环形截骨术（前或者后），转子间内翻或外翻截骨术。

经粗隆间的环形截骨术在日本比较受欢迎。Sugioka等人报道粗隆间后方截骨术治疗股骨头坏死术后12年的成功率为93%（43/46例），但美国和欧洲的相关研究并没有能重复上述结果，因此美国和欧洲目前倾向使用转子间内翻或外翻截骨术。Mont等人报道内翻或外翻截骨治疗股骨头坏死其成功率在70%以上（28/37例）。

截骨术治疗股骨头坏死的成功率取决于股骨头坏死病灶的大小，需要进行详细的术前评估，以确定截骨后有足够的健康区域进行负重。当截骨后转移的股骨负重区域达到或者超过髋臼负重区域的1/3，及股骨坏死联合角度小于200度时，上述手术方法能取得较好的临床效果。需要注意的是，截骨治疗对技术要求较高，若后期出现治疗失败，再次进行THA治疗则存在一定的难度。

2.6全髋置换术（THA）

全髋关节置换的指征是：股骨头坏死后出现股骨头塌陷；或者股骨头坏死虽然未塌陷，但面积较大，不能实行保头手术。此时应用全髋关节置换术可以显著缓解疼痛，促进患者功能恢复。

目前全髋置换治疗股骨头坏死的一个主要问题是全髋关节假体的使用寿命。和髋关节骨关节炎的患者相比，股骨头坏死的患者年龄更小，活动度更多。Ortiguera等人报道，对股骨头坏死行全髋置换治疗的患者随访17.8年，患者出现假体脱位的概率较骨关节炎的患者更高。其原因可能是，股骨头坏死患者术前的髋关节活动度更好。此外，研究者还发现，年龄小于50岁的患者后期需要行髋关节翻修的比例较同年龄段的骨关节炎患者更高。

在过去的15年间，THA手术效果得到了持续的改善。对大部分的股骨头坏死患者均可以通过植入生物型的全髋假体完成关节置换。近期研究发现，对股骨头坏死患者，行生物性全髋置换治疗的临床中期预后要好于骨水泥型全髋（表4）。

　表4：生物型全髋置换股骨头坏死患者的临床疗效报道

　　Kim等人对小于50岁的股骨头坏死的患者长达15年的随访发现，无生物型股骨柄需要翻修，而仅14%的非骨水泥型髋臼因无菌性松动需要翻修。Bedard等人的研究得出相似的结论，且他们发现需要翻修的比例更低。

对股骨头坏死的患者进行髋臼侧全髋置换准备时，手术医生需要注意此时髋臼侧的骨盆骨密度因为激素使用，或者缺乏负重，或者潜在的疾病等可能非常低；此外，关节炎常见的软骨下骨硬化在股骨头坏死的患者髋臼中也不常见。此即提醒手术医生，在磨除髋臼时需要特别小心。同时，对患者进行全髋置换治疗时需特别注意，这类患者有没有进行过保头手术治疗，对有过截骨治疗的患者需仔细询问，并详细分析术前影像学片子，以确定最佳手术方案。

2.7髋关节表面置换

髋关节表面置换可以保存大部分的股骨头骨质，后期也不影响全髋置换术的操作。因此，其可以作为骨质良好的年轻患者股骨头未塌陷前的一种治疗措施。

但是股骨颈骨折可能会使这个手术变的复杂，手术治疗效果因人而异。一项对550例表面置换患者的随访分析发现，71例患者因股骨头坏死而行表面置换，其股骨头胫骨的发生率在2.5%，肥胖，女性，股骨颈或头囊肿等和股骨颈骨折发生显著相关。但是，表面置换假体的金属界面磨损，股骨头质量降低等情况限制了表面置换假体在股骨头坏死患者中的应用。

治疗选择

就上述研究证据，很难就股骨头坏死行将塌陷的患者推荐一个最佳的治疗方案。此外，目前的临床应用所使用的股骨头坏死分期和分型标准不统一，这也给不同研究治疗间的比较带来了一定的困难。有研究提示，若股骨头出现了坏死塌陷，那么行保头治疗的临床效果就非常难以预测。

鉴于目前缺乏高级别的I级临床证据，目前无法就股骨头坏死患者推荐一项金标准治疗方案。但是，基于上述研究证据，我们仍可作出以下推荐：

1.对症状性股骨头坏死，而仅有小个病灶，无股骨头塌陷，或者处于股骨头行将塌陷期的患者，应当首选保头治疗方案；

2.对症状性股骨头坏死，坏死病灶较大，无股骨头塌陷，或者处于股骨头行将塌陷期的年轻患者，可以首选保头手术方案；对老年患者，则首选THA；

3.对大部分股骨头坏死而出现股骨头塌陷的患者，保头手术效果不佳，此时THA应当成为治疗的首选。

总结

股骨头坏死通常累及30-50岁的患者，疾病逐渐进展可导致股骨头塌陷和髋关节的退行性改变。发生股骨头坏死的危险因素包括：激素的使用，过度的酒精摄入，创伤，凝血功能异常等。股骨头坏死的诊断基于影像学X片和MRI。在决定治疗方案是，需充分考虑患者的年龄，股骨头坏死的大小，位置等因素。药物和生物物理治疗股骨头坏死后期需要更多的研究。手术治疗方案包括：保头手术和THA。保头手术适用于年轻，无股骨头塌陷的患者；而若出现了股骨头塌陷，则采用THA可以获得显著的疼痛缓解和功能改善。