探讨采用多层螺旋CT对股骨头缺血性坏死进行三维立体构筑的技术方法及介入治疗的临床价值。
使用Siemens Somatom Definition 64层螺旋CT对31例股骨头缺血性坏死患者共36髋进行薄层扫描，利用Inspace软件和NeuroDSA软件进行影像重组和三维立体构筑，并在X、Y和Z轴上旋转，观察股骨头的解剖形态。对I期坏死患者采用单纯经股骨头供血动脉灌注扩张血管及溶栓药物进行介入治疗；对II期及股骨头外形完整的III期患者首先采用介入治疗，然后经环钻剜出坏死骨植入混合自体骨髓间充质干细胞的自体松质骨。
容积重组图像显示早期缺血坏死的股骨头解剖形态基本正常，股骨头表面可见凹凸不平。股骨头坏死区的体积I期(8髋)为(1218.97±449.93)mm3，II期(22髋)为(3671.19±1316.83)mm3，股骨头完整的III期(6髋)为(7874.18±2381.22)mm3。根据HHS评分，疗效优23髋(63.89%)，良10髋(27.78%)，可3髋(8.33%)，差0髋。
多层螺旋CT三维重组技术能够立体构筑股骨头的解剖形态，并在不同层面上对坏死区的大小进行测量，对股骨头缺血性坏死患者治疗方法的选择具有重要的临床指导意义。
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长期以来对股骨头缺血性坏死(avascular necrosis of the femoral head, ANFH)的检查多采用X线平片和常规CT。X线平片检查重叠影像较多，对早期坏死显示不清；常规CT扫描在纵向上不能连续采集，对坏死区的体积不能做到充分估算。多层螺旋CT(multi-slice spiral CT，MSCT)三维重组技术既能将连续的图像进行多模式的三维重建，又能在不同层面上对坏死区的大小进行测量，对早期股骨头缺血性坏死的临床治疗效果的评价具有重要的意义。
收集2008年6月～2009年12月住院治疗的早期股骨头缺血坏死患者31例，其中男22例，女9例；年龄24～56岁，中位年龄39岁；病史6个月～3 a。有外伤史21例，饮酒史28例，大量应用糖皮质激素史3例。单侧26例，双侧5例。全部病例均先行X线平片检查、MR检查，然后进行MSCT扫描三维重建。纳入治疗的患者在知情同意的情况下，签订《知情同意书》。
使用Siemens Somatom Definition 64层螺旋CT，患者仰卧于扫描床上，先行骨盆定位，从髂前上嵴至耻骨联合进行全骨盆扫描。管电压140 Kv，管电流300 mA，准直器宽度64层×0.6 mm，视野350 mm×350 mm，自动重建层厚0.75 mm，层间距0.5 mm，螺距1.2，X线球管旋转时间0.33 s/r。扫描完成后，将自动重建图像数据传输至Syngommvvp VE23A工作站，联合利用Inspace软件和NeuroDSA软件进行影像重组，包括最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)、表面遮盖显示(surface shaded display，SSD)、多层面重建(multiplane reconstructions, MPR)、多层面容积重建(multiplane volume reconstructions, MPVR)等后处理技术立体合成，在X、Y和Z轴上旋转，获得最佳角度，观察股骨头的解剖形态。由2名有经验的副主任医师分别独立进行分析，并测量矢状面、冠状面及横断面坏死区的最大直径。
参照Ficat和Arlet对股骨头缺血坏死平片诊断标准结合ARCO法分期[1,2]。I期：有髋关节僵硬和疼痛，X线、CT检查均正常，MRI有异常。II期：X线片上有骨重建迹象，而整个股骨头外形及关节间隙正常，CT检查可见硬化、骨小梁缺失及局部囊变等征象。根据骨质变化又分为3型。A型(疏松型)，负重区有弥漫性骨质疏松；B型(硬化型)，在股骨头圆韧带区有囊性变，周围清晰，而头呈一致性硬化改变；C型(混合型)，有硬化和透光区存在。III期：股骨头连续性断裂，头顶端有塌陷或变扁，与髋臼接触处明显，出现新月征，CT、MRI检查均有异样，死骨呈圆锥状下陷，软骨下骨塌陷或股骨头变扁。IV期：关节间隙变窄，并呈典型的骨关节炎改变。
经双侧髂前上棘或髂后上棘分别抽取患者骨髓40 ml，肝素抗凝，用人间充质干细胞分离液分离单个核细胞，吸取单个核细胞，体外增生培养诱导。收集增生培养诱导14 d的MSC(图1)制备成3～5 ml细胞悬液供患者治疗使用，MSC数量约为1×107～1.5×107个。
常规下采用seldinger技术，经皮-股动脉穿刺，用4.0 F Cobra导管常规行患侧股动脉、髂内动脉数字减影血管造影(DSA)。根据DSA造影表现了解旋股内、外动脉及闭孔动脉的起源及股骨头血供。将4.0 F Cobra导管超选择至患侧旋股内动脉、旋股外动脉或闭孔动脉，灌注脲激酶40万U，罂粟硷30 mg进行溶栓和扩张血管治疗，间隔1周、2周再进行第2、3次介入治疗。I期股骨头坏死患者单纯采用经股骨头供血动脉灌注溶栓及扩张血药物介入治疗方法；II期及部分股骨头形态完整的III期患者在溶栓、扩张血管的基础上，于第4周根据MSCT的MPR重建图像上显示坏死区的大小、范围在DSA引导下经皮经股骨颈穿刺患侧股骨头，引入3 mm斯氏针进入坏死区，沿斯氏针引入直径8 mm环钻，钻透骨皮质后取出，去除骨皮质；再次引入环钻钻至接近坏死区退出环钻，将环钻内松质骨取出盛入无菌容器中备用；第3次次引入环钻，钻至坏死区中央尽可能剜出坏死骨，然后将骨髓间充质干细胞悬液与无菌容器中的松质骨混合经环钻填充至坏死区，最后用自体骨封堵穿刺道。嘱患者患肢避免负重2～3个月，同时进行功能锻炼。
31例患者共36髋ANFH，I期8髋，占22.22%；II期22髋，占61.11%(其中IIa期5例、IIb期6例、IIc期11例)；III期6髋，占16.67%。I期：股骨头坏死区骨小梁增粗、变形，轻度骨质疏松，呈"星芒状"改变。II期：股骨头坏死区骨质疏松，皮质下可见小囊变，骨小梁"星芒状"结构消失，内有点片状密度增高影；I～II期MPVR显示整个股骨头解剖形态正常(图2)，MPR显示关节间隙清楚(图3)。III期：MPR示股骨头关节面下有大小不等的囊状低密度区，其间散在分布斑片状骨质硬化影，出现"新月"征象和轻度碎裂表现(图4)。
将坏死区设想为近似球柱体，在MPR图像上，分别测量矢状面、冠状面及横断面上坏死区的最大直径，用a、b、c表示(图4)，V表示坏死区的体积，V＝4π/3×a/2×b/2×c/2。I期股骨头坏死区的体积为(1218.97±449.93)mm3，II期股骨头坏死区的体积为(3671.19±1316.83)mm3，III期股骨头坏死区体积为(7874.18±2381.22)mm3。
采用HHS评价治疗效果[4]：优23髋，占63.89%；良10髋，占27.78%；可3髋，占8.33%；差0髋。
出现典型临床症状的ANFH患者，往往已失去保守治疗的最佳时机。因此，对ANFH的早期诊断显得尤为重要。早期诊断可以为临床提供有利的治疗时机，对改善患者的症状、阻止股骨头坏死的进一步发展、预防股骨头塌陷的发生和保存髋关节的功能有着重要的价值。常规X线平片及CT检查表现远落后于实际的病理变化，只能反映较晚期的病例[5]。MSCT三维重建能立体再现股骨头的整体形态，通过关节解体后处理技术可将髋臼除去，避免了髋臼对股骨头的遮挡，可以清楚地观察到股骨头有无塌陷、变形。在MPVR图像上能围绕任意轴旋转，在前、后、左、右及倾斜角度下进行观察，有助于全面了解股骨头的解剖学形态。在MPR图像上能显示早期股骨头坏死区骨小梁增粗、变形，轻度骨质疏松及"星芒状"改变；对股骨头坏死区骨质疏松、皮质下小囊状低密度区，骨小梁"星芒状"结构消失及散在分布斑片状骨质硬化的大小、范围均能清晰显示。在不同的重建图像上，能为早期股骨头缺血性坏死提供有价值的诊断信息。
三维螺旋CT扫描可获得更多X线平片及二维CT扫描无法提供的信息。三维图像上测量时标志点定位准确，可重复性高，必要时可以在轴位、矢状位和冠状位三个断层影像上定点，任意一点的三维座标是确定的[6]。本课题利用多层螺旋CT对缺血性坏死的股骨头进行三维重建，在MPR图像上分别测量矢状面、冠状面及横断面三个相互垂直平面上坏死区的最大直径，利用坏死区体积公式计算出I期、II期及部分股骨头形态完整的III期股骨头坏死区的体积，对II期及III期ANFH患者在实施髓芯减压时，剜出坏死骨的多少有一个量化指标；同时，向坏死区填充自体骨的多少，在术前能做到充分估算，减少取自体骨的盲目性。根据治疗前、后坏死区体积的改变，对疗效可以进行量化评价；此外，坏死区体积的估算对股骨头塌陷的预测有一定的参考价值[7]。由于X线检查对0～I期股骨头坏死诊断无明显价值，MRI与CT和X线平片相比能更早发现病变，是诊断早期股骨头坏死最佳的首选方法[8]。因此，对I期股骨头坏死区体积的估算还应该结合MRI检查。
MSCT三维重建图像具有良好的立体感，能够构筑出股骨头的全貌，从而进行多角度、多方位的立体观察。在MPR重建图像上能够充分显示坏死区的大小、范围，可以对早期股骨头缺血性坏死进行影像学量化分期，为早期股骨头缺血坏死治疗方法的选择提供依据，为骨髓间充质干细胞植入提供路标功能。髓芯减压后向坏死区股骨头内植入浓缩的自体骨髓间充质干细胞，目的在于提供足够有向成骨细胞分化能力的干细胞以促进骨修复，其疗效显著[9,10]。手术中导针准确定位至关重要，刮除坏死骨组织和硬化骨是治疗的基础，堵塞紧密是关键[11]。我们采取在MSCT MPR重建图像上定位，能准确引导3 mm斯氏针进入坏死区，沿斯氏针引入直径8 mm环钻至坏死区中央剜出坏死骨，然后经环钻将骨髓间充质干细胞悬液与自体松质骨混合植入坏死区的技术，具有准确、安全、省时、痛苦小、填塞密实等优点。
总之，MSCT三维重组技术能将连续的图像进行多形式的三维重建，能够立体再现股骨头的形态，在不同层面上对坏死区的大小进行测量，对早期股骨头缺血性坏死治疗方法的选择具有重要的指导意义。
