髋关节撞击综合征的影像表现髋关节撞击综合征的影像表现
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髋关节撞击综合征的影像表现
过哲程晓光屈辉
瑞士医生Ganz于1999年首先报道髋关节撞击综合征(femoroacetabularimpingement,FAI)¨J,并于2003年正式提出FAI的概念BJ。FAI是由于股骨近端与髋臼盂缘的相对解剖关系异常,导致髋关节活动时两者之间不正常的接触、碰撞,损伤髋臼盂唇、关节软骨,从而引起腹股沟区慢性疼痛、髋关节活动受限等一系列临床症状忙J。目前认为,FAI是髋关...
髋关节撞击综合征的影像
现
生堡敦教堂盘壶垫!Q生!!旦筮坐鲞筮!!翅垦丛翌』坠尘尘:塑!堡堡垒望垫!Q:!些竺:坠!!
髋关节撞击综合征的影像表现
过哲程晓光屈辉
瑞士医生Ganz于1999年首先报道髋关节撞击综合征(femoroacetabularimpingement,FAI)¨J,并于2003年正式提出FAI的概念BJ。FAI是由于股骨近端与髋臼盂缘的相对解剖关系异常,导致髋关节活动时两者之间不正常的接触、碰撞,损伤髋臼盂唇、关节软骨,从而引起腹股沟区慢性疼痛、髋关节活动受限等一系列临床症状忙J。目前认为,FAI是髋关节骨性关节炎的重要原因,如果不经过合理的治疗,最终会发展为髋关节骨性关节炎旧…。
一、相关解剖学基础
髋关节是人体最大的球窝关节,由髋臼和股骨头组成。髋臼:由髂骨、坐骨及耻骨共同构成。正常髋臼轻度前倾。髋臼缘周边有纤维软骨构成的盂唇,增大了髋臼的深度及覆盖范围。正常盂唇附着于髋臼前缘及后缘,下缘与髋臼横韧带融合。髋臼孟唇的主要功能是吸收冲击力,润滑关节及分担压力。髋臼关节面呈半球面,表面覆以透明软骨。髋关节周围存在髂股韧带、耻股韧带及坐股韧带以增强关节囊。股骨头:呈球形,表面覆以透明软骨。正常股骨颈稍前倾,股骨头颈交界处呈局限性凹陷。
二、临床表现
FAI多见于中青年人,凸轮型(Cam型)FAI多见于爱好运动的青年男性,钳型(Pincer型)FAI多见于中年女性。临床表现多为轻微外伤后或无外伤的情况下出现腹股沟区慢性疼痛,髋关节活动受限,以屈曲和内旋为著,体育活动或者长时间行走后加重;有时疼痛会向外放射到大转子区,向内放射到内收肌区,甚至放射到臀部心’4]。体检可以发现髋关节撞击试验阳性,4字试验阳性。撞击试验分为前方撞击试验和后方撞击试验,前方撞击试验为髋关节被动屈曲90。时内旋、内收,后方撞击试验为髋关节过伸时外旋;如果出现疼痛、活动受限,即为撞击试验阳性忙j…。
三、分型
根据解剖结构异常的不同,FAl分为2种类型:Pincer型及Cam型FAI口o(图1,2)。
1.Pincer型FAI:Pincer型FAI多见于中年女性,男女比例约为1:3,平均发病年龄为40岁¨J。Pincer型FAI一般是由髋臼过度覆盖导致。髋臼后倾、髋臼过深、髋臼前突或髋臼缘骨化均可导致普遍性或者局限性髋臼过度覆盖。在髋关节活动时,过度覆盖的髋臼边缘会和股骨头颈交界处反复
DOI:10.3760/cm&j.issn.1005・1201.2010.11.030作者单位:100035北京积水潭医院放射科通信作者:程晓光,Email:z矗065@263.net
万方数据
.综述.
撞击,主要累及髋臼的前上缘,导致盂唇损伤、盂唇缘骨化,继而会加重过度覆盖的程度哺J。Pincer型FAI常会伴发“对冲”损伤,即撞击髋臼后下部,损伤相应部位的关节软骨一1。Pincer型FAI的软骨损伤多为环形,一般位于盂唇周围,损伤范围较小¨-。
2.Cam型FAI:Cam型FAI多见于活动较多的青年男
性,男女比例约为14:1,平均发病年龄为32岁¨o。Cam型
FAI一般是由股骨头颈交界处的骨性结构异常所致。这些骨性结构异常可以是发育性异常,也可以由股骨头骺滑脱、股骨头骨软骨炎、骨折畸形愈合、股骨头缺血坏死引起。此外,股骨后倾及髋内翻也可引起Cam型FAI”’l““J。正常股骨头颈交界处呈局限性凹陷,如果此凹陷变浅、消失,甚至出现局部隆起,即所谓的“手枪柄”样畸形(pistol一面pdeformity)n21(图3),会导致髋关节在屈曲和(或)内旋运动时,股骨颈的非球形部分与髋臼前上部之间反复的接触或碰
撞,这样产生的剪切力会导致软骨损伤。Cam型FAI关节软
骨损伤的范围及深度较Pincer型FAI更大¨1。
四、影像表现
1.X线表现:诊断髋关节FAI的标准x线平片主要是骨盆前后位、侧位及水平侧位片,均要求患者仰卧位,下肢内旋150,x线管焦点到胶片的距离为1.2m,前后位片中心线指向双侧髂前上棘连线与耻骨联合上缘的中点o71。
正常髋关节的x线表现:在标准骨盆前后位片上,髋臼前壁缘位于髋臼后壁缘的内侧,两者于髋臼外上缘相交,呈“人”字形;正常髋臼窝线位于髂坐线外侧;正常髋臼后壁缘会通过股骨头的中点¨]。中心边缘角(LCE角)、髋臼指数(AI)及股骨头挤压指数(E/A+E)是反映髋臼覆盖程度的重要指标。lEE角为股骨头中点与髋臼外侧缘连线和水平线垂线的夹角,正常值为250一39“”1;AI是髋臼顶硬化区的最低点与髋臼外侧缘的连线和水平线的夹角,正常值>0“71;股骨头挤压指数是股骨头未被髋臼覆盖部分的宽度(E)与股骨头直径(A+E)的比值,正常值应<25%D4](图4)。股骨颈d角是反映股骨头颈交界处凹陷程度的指标,测量方法:在股骨头前方与股骨颈交界处确定一点,该点定义为与股骨头中心距离刚好超过股骨头半径r,设为A点,该点与股骨头中心的连线和股骨头中点与股骨颈中点连线的夹角即为a角¨纠(图5)。股骨颈a角的大小与x线片的投照体位有关,有文献比较了6种测量股骨颈仅角的投照
体位,发现用水平侧位(内旋150)X线片及屈髋45。或900(Dunn位)x线片测量股骨颈Ot角得出的数值能更准确的反映股骨头颈交界处的形态¨“。根据Notzli等¨51的研
・1222・
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或者负角时,则提示髋臼过深或者髋臼前突。当股骨头后壁缘位于股骨头中心的外侧,即出现后壁征,则提示髋臼后壁过度覆盖¨1。
Cam型FAI的x线表现:Cam型FAI一般是由股骨头颈交界处的骨性结构异常所致。股骨颈Or,角是定量反映股骨头颈交界处凹陷程度的指标,股骨颈d角>500提示股骨头颈交界处骨性结构异常。其他用来评价Cam型FM的指标包括股骨头颈偏距(femoral
head・neck
究,股骨颈0【角的正常值应<50。。
Pincer型FAI的x线表现:Pincer型FAI一般是由髋臼局限性或普遍性过度覆盖所致。在骨盆前后位片上,如果发现在髋臼上部髋臼前壁缘较髋臼后壁缘更靠近外侧,即出现8字征,提示前方过度覆盖【171(图6,7);髋臼窝线位于髂坐线内侧,提示髋臼过深(图8);股骨头与髂坐线相交,则提示髋臼前突(图9)。髋臼过度覆盖的程度可以用LCE角及AI来评价。lEE角>39。则提示髋臼过度覆盖;髋臼指数为0。
offset)及偏距率(offset
圈1.2撞击综合征的机制。图1为钳型(Pincer型)撞击,图2为凸轮型(Cam型)撞击(摘自LavigneM,ParviziJ,BeckM,etaL
femoroacetabularimpingement:PartLTechniquesof
Anterior
jointpreservingsurgery.ClinOrthop,2004,418:61-66)
native
图3左侧股骨头颈交界处“手枪
柄”样畸形(箭)(摘自MaheshwariAV,MalikA,DorrLD.Impingementofthe
hip
joint.JBoneJointSurgAm,2007,89:2508-2518)
图4正常髋关节x线表现。中心边缘角(LCE角)正常范围为25。一39。;髋臼指数(AI)正常值>O;挤压指数(E/A+E)正常值<25%。
肌:髂坐线;AW:髋臼前壁缘;PW:髋臼后壁缘;A为股骨头被髋臼覆盖部分的宽度;E为股骨头未被髋臼覆盖部分的宽度;F为髋臼窝线
(摘自TannastM,Siekem'ockKA,AndersonSE.Femoroacetabularimpingement:radiographicdiagnosis:whattheradiologistshouldknow.AJR,2007,188:1540.1552)图5水平侧位片上股骨颈a角的测量方法图6,7均示意8字征,提示髋臼前方过度覆盖(摘自TannastM,
SiebenrockKA,Anderson
SE.Femoroacetabularimpingement:radiographicdiagnosis:whattheradiologistshould
know.AIR,2007。188:1540・
图10股
1552)图8,9图8示髋臼过深,髋臼窝线位于髂坐线内侧;图9示髋臼前突,股骨头与髂坐线相交(摘自TannastM,¥iebenrockKA,
AndersonSE.Femomacetabuhrimpingement:radiographic
diagnosis:讲la土theradiologistshouldknow.AjR,2007,188:1540—1552)
骨头颈偏距(offset)的测量方法(摘自GosvigKK,Jacobsens,PalmH,e£aLAnwradiologicalindexforassessingasphericityofthefemoralheadin
caln
impingementJBoneJointSurg
Br,2007,89:1309.1316)
万方数据
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ratio)。股骨头颈偏距是指股骨头半径与邻近股骨颈半径的差值。测量方法是在水平侧位x线片上,测量股骨头前缘
和股骨颈前缘的距离(图10),正常值为(11.6±0.7)舢,
Cam型FAI患者的股骨头颈偏距值为(7.24-0.7)n'tnl。一般而言,股骨头颈偏距值<10mm就应怀疑Cam型FAI¨“。偏距率是指股骨头颈偏距与股骨头直径的比值,正常值为
0.21
4-0.03。Cam型FAI患者偏距率可达0.13±0.05H1。2.髋关节FAI的cT表现:随着CT扫描技术的进步,尤
其是多层螺旋CT的出现,CT越来越多的应用于髋关节FM的研究¨…。多层螺旋cT薄层扫描可以清晰显示细微骨质结构改变:髋臼边缘的骨赘、股骨颈疝窝、关节面下囊变等。
在经过髋臼上部的CT横断面图像上,可以测量髋臼前倾
角。如果髋臼前倾角减小,甚至为负角,则说明髋臼后倾¨“,提示存在Pincer型FAI的可能。在沿股骨颈长轴重建的斜矢状图像上测量q角,测量方法与x线片相同。如果股骨头颈交界处凹陷不足时,d角增大,提示存在Cam型FAI。有学者认为,髋关节造影后行CT放射状扫描诊断盂唇损伤的准确性、敏感性及特异性均较高,适用于有MR检查禁忌证的患者Ⅲ。。
3.髋关节FAI的MRI表现:MRI可以显示髋臼盂唇及关节软骨等软组织损伤旧J。MR检查包括平扫和关节造影(MRA)2种方法,MR关节造影又包括直接造影及间接造影,直接造影为向关节囊内注射含钆对比剂后进行MR检查,间接造影为向静脉内注射含钆对比剂后进行MR检查。2种扫描均要求单髋关节扫描,经典的扫描
包括横断、冠状及矢状面T,WI+脂肪抑制或者质子密度加权像(PDWl)平扫;此外,还需行平行于股骨颈长轴的斜矢状面扫描¨’2¨和薄层放射状扫描。放射状扫描可以较清晰地显示盂唇的形态,但是根据文献报道,放射状扫描并不能比常规扫描发现更多的盂唇撕裂旧j。斜矢状面图像可以显示股骨头颈交界处的凹陷程度,可用于测量股骨颈俚角¨5|。矢状面图像可以显示髋臼前倾或者后倾的程度哺o。
髋臼盂唇损伤:正常髋臼盂唇在MR图像上一般呈三角形,为低信号,边缘光滑,髋臼隐窝显示清楚¨闺1。MR平扫及MRA均可显示盂唇撕裂。盂唇撕裂分为2种类型:放射状撕裂和活瓣状撕裂口1|。髋臼盂唇的撕裂可位于髋臼盂唇的4个象限:前上、前下、后上、后下象限,最多见于前上象限ⅢJ。在MR平扫图像上,孟唇撕裂表现为盂唇增厚变钝、消失或分离移位,髋臼隐窝变小或消失,髋臼盂唇内出现高信号。MR关节造影则可以发现对比剂进入撕裂的盂唇内Ⅲ]。Czemy等睢扎将盂唇撕裂分为3期:IA期为髋臼盂唇内可见高信号,未达关节面,髋臼隐窝尚存;IB期为髋臼隐窝消失,髋臼唇增厚;ⅡA期为髋臼盂唇内高信号累及关节面,髋臼隐窝仍存在;IIB期为髋臼隐窝消失,髋臼唇增厚;KIA期为髋臼盂唇与髋臼缘分离,髋臼盂唇仍保持三角形;ⅢB期为髋臼盂唇与髋臼缘分离,髋臼盂唇增厚,信号异常,髋臼隐窝消失。髋臼盂唇撕裂常伴有髋臼孟唇退变及盂
唇旁囊肿形成。髋臼盂唇退变表现为髋臼孟唇增厚或体积
万方数据
增大,表面不光滑,盂唇内可见稍高信号,多见于髋臼孟唇基底部。盂唇旁囊肿位于髋臼周围软组织内,多位于髋臼外上
方或前上方,在T。研呈低信号,T:Ⅵ或T2wI+脂肪抑制呈
高信号,边界清楚‘矧。根据Dinauer等‘251和Studler等‘273的研究,在髋臼后下部(髋臼窝旁)常会存在盂唇下沟,髋臼前下部8点处常会出现盂唇下隐窝,这些都是孟唇的解剖变异,在髋关节MRA图像上,容易误诊为盂唇撕裂。有文献报道,对于盂唇损伤,3T
MR平扫可以达到与1.5
T
MRA类似
的诊断效果怛J。
关节软骨损伤:对于髋关节FAI患者,关节软骨受到的剪切力会导致关节软骨损伤。一般而言,由于髋关节关节软骨较薄(2mm),应用MRI评价关节软骨损伤程度的准确率较低捧瑚1。Cam型FAI患者出现软骨损伤的范围及程度均要高于Pincer型FAI【8瑚J。据Pfirrmarm等㈣3报道,约有一半需要手术治疗的Cam型FAI患者会出现软骨分离。Cam型FAI患者软骨分离常出现在髋臼前上部,而Pincer型FAI患者的软骨分离常出现在髋臼后下部p“。据文献报道,Cam型FAI患者关节软骨及盂唇损伤的程度与股骨颈d角的大小呈正比,股骨颈Ot角越大,关节软骨及髋臼盂唇损伤的程度越重旧1。有研究者认为,在MR图像上,关节软骨与软骨下骨之间出现液体信号是软骨分离的特征性表现,但是并不常见。该征象出现频率较少的原因,可能是分离的关节软骨下方间隙没有与关节间隙相通,或者是股骨头将分离的髋臼关节软骨向软骨下骨方向推挤,使液体无法进入撕裂的间隙mJ。冠状面PDWI+脂肪抑制图像或者T,WI对软骨分离的诊断价值较高,表现为关节软骨内出现低信号区Ⅲ]。
盂唇-软骨移行区损伤:盂唇.软骨移行区是指孟唇附着处周围5mill以内的区域。一般将盂唇一软骨移行区分为3个部分:前上部、外上部、后上部。盂唇・软骨移行区损伤可分为3级:I级为髋臼盂唇分离,即髋臼盂唇和关节软骨之间存在分离面,MR图像上显示低信号的髋臼盂唇与中等信号的关节软骨之间出现高信号的裂隙;II级表现为髋臼盂唇附着处附近的关节软骨磨损、变薄或者分离;Ⅲ级表现为盂唇附着处附近的关节软骨全层剥离,软骨下骨暴露旧1|。
其他表现:髋关节FM会因为反复损伤刺激而出现髂股韧带增厚及关节囊内滑膜增生哺o。CT及MRI可以清楚显示股骨颈疝窝,CT表现为股骨颈前上方的皮质下类圆形低密度区,直径一般<10Irdn,边界清晰,周围可见硬化;MRI表现为股骨颈前上方皮质下方的T2WI中或高信号灶,边界清晰,周围可以出现骨髓水肿。关于股骨颈疝窝的形成原因目前尚不明确,大部分学者认为股骨颈疝窝的形成和髋关节前方关节囊与股骨头颈部前方皮质之间的长期磨损及关节囊内压力增高有关,最近有学者认为股骨颈疝窝的形成与
Cam型FAI有一定相关性旧o。典型的Cam型FAI可以出现
撞击三联征,即髋臼前上盂唇撕裂、髋臼前上软骨损伤及股骨颈Of.角异常Ⅲ]。在经过股骨颈长轴的斜矢状面MR图像上,可以测量髋臼深度来评价髋臼对股骨头的覆盖程度。髋臼深度是指股骨头中心和髋臼前后缘连线的垂直距离。如
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果股骨头中心位于髋臼前后缘连线的外侧,则髋臼深度为正值,反之,则为负值。根据Pfirrmann等‘351的研究,Pincer型FAI患者的髋臼深度要大于Cam型FAI患者。
五、结论
髋关节FAI是髋关节疼痛的重要原因,最终可导致髋关节骨性关节炎。髋关节FAI是由股骨头颈交界处骨性结构异常(凸轮型撞击)或者髋臼过度覆盖(钳型撞击)导致股骨近端与髋臼缘的反复碰撞所致。
结合典型的病史、临床症状、阳性体征及影像表现即可诊断本病。标准体位骨盆x线片及CT可以显示髋关节对位关系及骨性结构异常,MRI及MRA可以显示髋臼盂唇、关节软骨损伤及周围软组织损伤。
参
考文
献
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(收稿日期:2010-06-20)
(本文编辑:隋行芳)
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