作者:MeganK.Mills,ColinD.Strickland,MaryK.Jesse,PeterA.Lowry,OmerMei-Dan,JonathanA.Flug科罗拉多州奥罗拉市,科罗拉多大学医学院肌肉骨骼成像和运动医学系
学习目标
■熟悉保髋手术(HPS)技术
■描述HPS后出现的预期成像特征
■认识临床相关的意外术后发现
自从年髋关节置换术出现以来,关节置换手术越来越受欢迎。每年仅在美国就有超过33万台髋关节置换术。虽然骨关节炎的继发性原因(如缺血性坏死和创伤)尔会出现关节置换的迹象,但原发性或特发性骨关节炎仍然是进行关节置换术的主要原因(1)。细微的形态变异,可能是导致骨关节炎致病因素的观点已经提出(2-5)。虽然这种关系对于某些类型的发育不良仍然存在争议:如股骨髋臼撞击(FAI));但不可否认,解决这些变化的手术正在越来越频繁地进行。无论人们对FAI与骨关节炎之间的因果关系有什么看法,放射科医生都应该熟悉与这些外科手术及其并发症相关的临床和影像学检查结果。
在新兴的保髋手术(HPS)领域,目的是通过手术矫正形态异常,来控制异常的生物力学应力,从而预防或减缓骨关节炎的进展。通过不断发展的外科手术组合,实现髋关节保留。
随着HPS手术的频率增加,放射科医师在评估患者术前、术后的作用将继续扩大。影像学对这些患者的早期诊断、治疗管理和随访至关重要。为了最好地为患者和整形外科医生服务,放射科医师必须对相关因素和过程有敏锐的理解,从正常的髋关节解剖学和生物力学,到细微的手术并发症。本文讨论的具体主题包括HPS的成像检查和常见的HPS技术,包括髋臼成形术、骨软骨成形术、髋臼周围截骨术(PAO)和去旋转股骨截骨术(DFO))。本文综述了术中发现,术后影像学特征以及可能影响每个HPS手术结果的临床相关术后发现。
成像检查
放射摄影:
放射摄影有助于对骨盆解剖结构进行出色的初步评估。在HPS环境中进行术前检查所需的影像学检查,因机构和外科医生而异。在我们机构的所有HPS候选人中,至少可以获得技术上足够的骨盆前后位X线片。Clohisy等(6)对放射学髋关节评估提供了极好的说明性评价。髋关节X线片的解释涉及客观和主观参数的评估。通常评估的参数列于表(7)中。
髋关节射线照片评估参数
CT评估:
计算机断层扫描(CT)允许对髋骨的骨结构进行三维重建,并对软组织进行有限的评估。要求患者的位置没有骨盆倾斜和中性下肢位置(即0°屈曲,0°旋转,0°外展)(8)。出于相同的原因,基于CT数据测量和髋关节的几何形状的评估可以更准确和可重复的(9-11)。此外,对于下肢的多次测量:例如,股骨扭转测量,在射线照相术中是不可能的。对于术前计划,可以重建CT数据以创建用于髋臼和股骨之间关系的全局综合评估的三维模型。
MR成像评估:
尽管对于所有HPS候选者可能不需要高级成像,但是磁共振(MR)成像能够评估形态改变的患者中,通常具有受伤风险的软组织结构。软骨分层和唇裂常常与FAI有关(12)。对于正在考虑用于HPS的患者中的软骨和唇部损伤的识别可以改变外科医生的计划。在接受髋部保留手术的患者群体中,有效或无术前软骨损伤与良好的手术结果相关,而预先存在的软骨损伤与不良预后相关(13)。
HPS步骤:
有许多新的和新兴的HPS类型,外科医生的实践模式不同。在这篇评论中包括了适应症、手术技术;描述了髋臼成形术,骨软骨成形术,PAO和DFO的术前、术后和术中成像评估。
对于HPS,首要目标是纠正股骨和髋臼的解剖异常,FAI和髋关节发育不良是最常见的干预指征。
通常,需要不止一次外科手术来解决潜在的病理生理状况。当术中发现软组织异常时,外科医生也可选择进行唇修复和软骨修复。
髋臼成形:
髋关节最常见的解剖变异之一是钳型形态。夹钳式形态被描述为股骨头的髋臼过度覆盖,其导致股骨运动期间对股骨颈和盂唇的撞击。冲击可能会导致盂唇撕裂和加速骨关节炎(14)。钳形的具体影像学表现包括深髋臼,髋臼后倾,侧中心角增大(图1),挤压指数降低,髋臼指数减少,以及“后壁”征象(15)。也可能存在相关的影像学表现,例如滑膜疝,髋臼和唇骨化。
图1ab。43岁男子,钳型。(a)X线片显示钳形形态,横向中心边角增加致50°(法线角度,25°-39°)Wiberg技术测量的横向中心边缘角度,是在通过股骨头中心绘制的垂直线与髋臼的最外侧骨骼面之间测量的。(b)冠状位CT图像明确显示局灶性股骨头过度覆盖和盂唇骨化(箭头)。
在临床上怀疑有撞击的患者中,可以进行MR成像,以评估可能的相关的盂唇和软骨损伤。具有钳形形态的患者,在髋臼的骨组件和股骨头之间的机械挤压之后,具有增加的唇部损伤的风险。软组织损伤可见于狭窄的周围损伤或后下方对撞性损伤(16)。
髋臼成形术是用于治疗具有钳形形态的患者的最常见的外科手术。在髋臼成形术期间,切除过多的髋臼骨以增加运动范围并减轻髋骨和盂唇上的异常生物力学应力(图2)。
图2ab。28岁女性,髋臼成形术。(a)在关节镜下行髋臼成形术前获得的术中透视图像,用于解决钳形形态,显示出致密的髋臼缘(箭头),导致股骨头过度覆盖。(b)在髋臼成形术后获得的术中荧光透视图像,显示先前的钳形病变切除部位(虚线轮廓),并恢复到更正常的股骨头-髋臼关系。
髋臼成形术可以通过关节镜或通过开放性手术进行。与关节镜相关的并发症发生率降低和恢复更快,这增加了该手术的普及性(17)。在术中,为了进入前髋臼缘、盂唇,在内侧剥离,然后在切除过度覆盖的骨质后重新连接盂唇。在大钳形病变的情况下,盂唇可能是发育不良和功能失调的,因此在骨切除术后需要额外的手术重建。
尽管并发症很少见,特别是随着关节镜修复的日益普及,大约7%的髋臼成形术可能发生损伤。医源性软骨板损伤是最常见的并发症,约占4.6%的髋臼成形术(图3)。
图3ab。34岁男子,医源性软骨损伤。(a)在持续性髋关节疼痛的髋臼成形术后3个月,获得的矢状脂肪饱和质子密度加权MR图像显示,在手术中不存在的软骨瓣(箭头)。(b)1.5年后获得的矢状脂肪饱和质子密度加权MR图像显示,软骨板损伤(直箭头)的进展,伴有软骨下囊肿形成(弯曲箭头)。由于FAI,软骨损伤可能是软骨损伤的自然进展;然而,髋臼成形术期间的医源性损伤可能加速疾病进展。
针对盂唇和软骨的手术操作,增加了髋臼骨切除术期间受伤的风险。大约1%的病例发生异位骨化(图4)。
图4ab。46岁女性,髋臼成形术后异位骨化。(a)在髋臼成形术后6年获得的髋关节X线片显示,在先前的髋臼成形术部位形成致密的骨形成(箭头),与异位骨化相一致。(b)在重复髋臼成形术后获得的髋射线片显示,异位骨的间隔切除和更正常的髋臼形态的恢复。
罕见的并发症包括,髋关节脱位继发于过度髋臼成形术和坐骨股韧带断裂,随后髋关节不稳定。缺血性坏死是一种理论风险,因为对股骨头的血液供应的破坏可能使患者易患骨坏死。当关节镜下进行髋臼成形术时,缺血性坏死的风险极为罕见。
骨软骨成形术Osteochondroplasty
股骨形态异常也可能使个体易患髋部撞击。股骨头的非球形形状可导致凸轮型撞击。骨性疙瘩可以代替股骨颈的正常生理凹陷,并导致内旋和偶尔外展时发生的撞击。
Osteochondroplasty是一种用于恢复股骨头球形的手术技术。
除了疼痛减轻之外,可以恢复运动范围并且可以预防继发性骨关节炎(18)。
正常股骨头轮廓的损失导致成像异常,包括骨质肿块,手枪柄式畸形,α角增大(法线角度50°),股骨头-颈部偏移减少(图5)(15)。
图5ab。38岁的女性,凸轮型形态结构。(a)通过左股骨颈的长轴获得的轴向倾斜CT图像显示,与凸轮型形态相关的典型骨质凸起(箭头)。(b)与α角的叠加测量相同的图像,测量62°(法线角度,50°)。通过在股骨头的中轴部分处围绕最大圆周或最佳配合放置圆来测量α角。然后通过股骨头的中心拉出一个角度,与股骨颈的长轴平行,并且到股骨头-颈部连接处的边缘,其中股骨颈首先延伸超过最佳配合圆。
股骨向后旋转等形态学异常可能导致撞击,仅伴有小的凸轮畸形。软骨和软组织损伤可能与凸轮型形态有关;然而,这些更常见于钳形形态。MR成像可用于术前检测软骨和盂唇损伤。虽然钳形形态导致周缘损伤,但凸轮型形态患者的软骨损伤通常更集中,并局限于髋臼的前上部。还可以看到软骨板分离与凸轮型形态相关(14)。
与许多HPS手术一样,骨软骨成形术可以通过开放式手术或关节镜检查来进行。手术中切除有症状的骨性异常或凸轮病变(图6)。病变被修剪掉,恢复正常的股骨头-颈部偏移。手术切除减少或消除了凸轮畸形与髋臼缘和盂唇的接触(图7)。术后影像学检查应显示股骨头恢复的球形度和正常形态。术后获得的轴向斜CT图像应显示正常的α角。
图6。22岁男性,骨软骨成形术。在骨软骨成形术期间获得的术中关节镜图像。左图显示前股骨头颈部凸起和股骨头颈部异常轮廓(虚线)。右图显示随后切除的骨质肿块的区域和恢复的股骨头颈轮廓(虚线)。
图7ab。30岁女性,骨软骨成形术。(a)在骨软骨成形术之前获得的右髋的术中透视图像,显示骨头隆起和头颈交界处的异常轮廓(虚线)。(b)在骨软骨成形术后立即获得的术中透视图像,显示股骨头颈部轮廓(虚线)的变化和更正常的头颈偏移。
患者具有钳形和凸轮形态的特征(图8)并不罕见。该形态为混合型FAI。在混合型FAI的情况下,可能存在髋臼成形术和骨软骨成形术的术后发现。
图8。19岁男子,混合型FAI。髋关节的前后位X线片显示凸轮型形态的特征:骨性股骨头-颈部凸起(弯曲箭头)和滑膜突出凹陷(直白色箭头)。还存在钳形形态的形态学特征,黑色箭头指向髋臼过度覆盖的焦点区域。
骨软骨成形术过程中,过度的骨切除术可能导致意外的术后并发症。极少数情况下,过度清创会使患者易患股骨颈骨折(19)。或者,对骨质异常的不充分切除或不足将导致重塑不完全或不充分。这发生在高达6%的骨软骨成形术中,并且是重复手术的最常见指征(图9)。缺血性坏死再次成为理论风险,更常见于开放性髋关节脱位方法。
图9abc。24岁男性,需要返修的骨软骨成形术。(a)最初获得的右髋的蛙位X线片显示股骨头颈交界处的骨性凸起(箭头)。(b)术后蛙位X线片显示间隔骨软骨成形术区域(虚线)。尽管手术切除了股骨颈的一部分,但骨性隆起(箭头)的部分仍然存在。患者继续出现髋部疼痛,需要返修。(c)在第二次(翻修)骨软骨成形术后获得的蛙位X线片显示完全切除头颈部隆起,股骨头颈部偏移更正常。
髋臼周围截骨术(PAO)
尽管凸型,钳型和混合型形态与FAI风险增加有关,但患有髋关节发育不良的个体,代表了具有潜在可的解剖变异的额外子集群。髋臼发育不良的发展可导致浅髋臼杯和向上倾斜。成像特征和症状通常与发育异常的严重程度相似,最严重的病例发生在儿科患者中。在这篇综述中,我们