張亮 滿(mǎn)斯亮 李宏超 邊濤 宋慧 周一新**

（北京積水潭醫(yī)院1.矯形骨科；2.風(fēng)濕免疫科，北京 100035）

強(qiáng)直性脊柱炎（ankylosing spondylitis,AS）作為典型的脊柱關(guān)節(jié)病之一，主要累及中軸骨，如脊柱和骶髂關(guān)節(jié)，但外周關(guān)節(jié)也常有受累[1,2]。文獻(xiàn)報(bào)告AS患者髖關(guān)節(jié)受累率為19%～36%，其中需要進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換的比例為5%～8%[3-5]。因此，迫切需要建立關(guān)于AS髖關(guān)節(jié)受累的影像學(xué)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，并了解其與髖關(guān)節(jié)功能臨床結(jié)果的聯(lián)系，制定相應(yīng)的治療策略以延緩髖關(guān)節(jié)病變的進(jìn)展。目前在臨床上普遍采用強(qiáng)直性脊柱炎放射學(xué)指數(shù)（bath ankylosing spondylitis radiology index,BASRI）對(duì)AS的髖關(guān)節(jié)受累程度進(jìn)行影像學(xué)分級(jí)[6,7]。

另一方面，AS合并骨質(zhì)疏松（osteoporosis,OP）的情況相當(dāng)普遍，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)生率為19%～62%[8-10]，而合并脊柱骨折的發(fā)生率為1%～19%[11-13]。OP對(duì)于AS在中軸骨融合、骨折以及外周關(guān)節(jié)畸形及骨性強(qiáng)直等諸多病理過(guò)程均存在負(fù)影響，并嚴(yán)重影響藥物、手術(shù)及康復(fù)治療的療效和長(zhǎng)期預(yù)后[14,15]。AS患者髖關(guān)節(jié)存在的骨質(zhì)疏松極大影響其后續(xù)的全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（total hip arthroplasty,THA），包括術(shù)中失血量、假體的初始穩(wěn)定性、假體的遠(yuǎn)期生存率以及術(shù)中和術(shù)后的假體周?chē)钦鄣葒?yán)重問(wèn)題[16-18]。楊佩等[19]通過(guò)影像學(xué)測(cè)量發(fā)現(xiàn)終末期AS患者股骨近端趨向于煙囪狀外觀，即皮質(zhì)骨變薄，松質(zhì)骨大量丟失，適合采用定制型骨水泥假體。AS患者股骨近端骨密度（bone mineral density,BMD）數(shù)值與形態(tài)學(xué)病理性變化的相關(guān)性，特別是處于髖關(guān)節(jié)不同受累階段的患者的上述變化規(guī)律，尚無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

本研究依據(jù)髖關(guān)節(jié)BASRI（BASRI-hip）影像學(xué)分級(jí)系統(tǒng)對(duì)AS髖關(guān)節(jié)受累情況進(jìn)行分級(jí)，分組研究臨床基線數(shù)據(jù)、股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)和BMD數(shù)值的差異及相關(guān)性。并依據(jù)上述形態(tài)學(xué)參數(shù)對(duì)AS患者進(jìn)行形態(tài)學(xué)分型，討論各個(gè)亞型中臨床基線數(shù)據(jù)、股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)和BMD數(shù)值的差異及相關(guān)性，為T(mén)HA手術(shù)重建技術(shù)優(yōu)化、假體選擇和預(yù)后判斷提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合1984年修訂的AS紐約標(biāo)準(zhǔn)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①感染、髖關(guān)節(jié)既往手術(shù)史或創(chuàng)傷史者；②因其他原因?qū)е玛P(guān)節(jié)融合或關(guān)節(jié)間隙狹窄者；③存在嚴(yán)重內(nèi)科疾病如心、肺、肝、腎等重要臟器功能障礙或腫瘤等，以及長(zhǎng)期接受抗骨質(zhì)疏松治療者；④＞50歲的女性患者及＞55歲的男性患者（除外因老年性骨質(zhì)疏松導(dǎo)致骨密度下降可能）。

1.2 臨床資料

共納入2017年4月至2019年5月因髖關(guān)節(jié)疼痛或功能受限行THA的AS患者45例90髖。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

45例患者，均雙髖受累，男38例，女7例；年齡17～50歲，平均33.3歲；發(fā)病年齡10～41歲，平均21.7歲；從發(fā)病至本次就診間隔時(shí)間1～31年，平均11.7年。體重指數(shù)（body mass index,BMI）為14.5～32.0 kg/m2，平均23.9 kg/m2；人類(lèi)白細(xì)胞抗原B27（human leucocyte antigen-B27,HLA-B27）檢測(cè)結(jié)果40例陽(yáng)性，5例陰性；血紅蛋白（Hemoglobin，Hb）水平為7.7～16.8 g/dl，平均13.3 g/dl；紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate,ESR）為2～118 mm/h，平均29.5 mm/h；C反應(yīng)蛋白（C reactive protein,CRP）水平為1.7～177.0 mg/L，平均27.1 mg/L。

1.3 AS疾病活動(dòng)度評(píng)價(jià)

依據(jù)AS疾病活動(dòng)指數(shù)（bath ankylosing spondylitis disease activity index,BASDAI）從疲勞、脊柱疼痛、外周關(guān)節(jié)疼痛和（或）腫脹、晨僵時(shí)間和程度幾方面評(píng)價(jià)AS的整體活動(dòng)度?？偡?～10分，分?jǐn)?shù)越高代表疾病活動(dòng)性越強(qiáng)。

1.4 影像學(xué)測(cè)量

1.4.1 BMD值：采用雙能X線吸收法（dual-energy Xray absorptiometry,DEXA）測(cè)量股骨近端的BMD值（Lunar iDXA，美國(guó)GE公司）。依據(jù)WHO標(biāo)準(zhǔn)，-2.5≤T≤-1.0時(shí)，診斷為骨量減少；T＜-2.5時(shí)，診斷為OP。1.4.2股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)：常規(guī)拍攝骨盆正位X線片，拍攝范圍包括整個(gè)髂骨翼至股骨中段。將影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 16.0軟件，利用其二維模塊測(cè)量股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)，包括髓腔張開(kāi)指數(shù)（canal flare index,CFI）、干骺端髓腔張開(kāi)指數(shù)（metaphyseal canal flare index,MCFI）、髓腔股骨矩比率（canal to calcar ratio,CCR）、髓腔骨質(zhì)比率（canal bone ratio,CBR）、頸干角（neck shaft angle,NSA）（圖1）。其中CFI定義為股骨小轉(zhuǎn)子中點(diǎn)近端20 mm水平髓腔內(nèi)徑與股骨峽部（股骨小轉(zhuǎn)子中點(diǎn)遠(yuǎn)端100 mm水平）髓腔內(nèi)徑的比值[20]；MCFI定義為股骨小轉(zhuǎn)子中點(diǎn)近端20 mm水平和遠(yuǎn)端20 mm水平髓腔內(nèi)徑的比值[21]；CCR定義為股骨峽部（股骨小轉(zhuǎn)子中點(diǎn)遠(yuǎn)端100 mm水平）髓腔內(nèi)徑與股骨小轉(zhuǎn)子中點(diǎn)水平髓腔內(nèi)徑的比值[22]；CBR定義為股骨峽部（股骨小轉(zhuǎn)子中點(diǎn)遠(yuǎn)端100 mm水平）髓腔內(nèi)徑與股骨干外徑的比值[23]；NSA定義為股骨頸長(zhǎng)軸和股骨干長(zhǎng)軸之間的夾角。

1.4.3 BASRI-hip影像學(xué)分級(jí)：依據(jù)BASRI-hip對(duì)骨盆正位片進(jìn)行閱片，共分為五級(jí)[6,7]：0級(jí)為正常；1級(jí)為可疑受累，可能存在關(guān)節(jié)間隙狹窄；2級(jí)為輕度受累，存在明確關(guān)節(jié)間隙狹窄，但＞2 mm；3級(jí)為中度受累，關(guān)節(jié)間隙嚴(yán)重狹窄，關(guān)節(jié)間隙≤2 mm，或關(guān)節(jié)面接觸≤2 cm；4級(jí)為重度受累，關(guān)節(jié)融合或骨性接觸＞2 mm。

1.4.4 Noble分型：對(duì)于股骨近端髓腔形態(tài)的描述主要參考Noble等[20]提出的基于X線片測(cè)量的描述性分型標(biāo)準(zhǔn)，Noble系統(tǒng)根據(jù)CFI結(jié)果將股骨近端髓腔分為三型：煙囪型（CFI＜3.0）、正常型（3.0≤CFI≤4.7）、倒香檳瓶型（CFI＞4.7）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。髖關(guān)節(jié)受累程度分組和Noble分型各組的組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 AS疾病活動(dòng)度評(píng)分

全部患者的BASDAI評(píng)分為1.4～7.2分，平均4.3分，其中有25例患者（55.6%）超過(guò)4.0分，視為處于疾病活動(dòng)期。

2.2 影像學(xué)測(cè)量結(jié)果

圖1 股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量示意圖

2.2.1 BMD值：髖關(guān)節(jié)總T值為-3.3～2.0，平均-1.2。Ward三角區(qū)T值為-3.5～3.1，平均-1.3。8髖（8.9%）T值＜-2.5，42髖（46.7%）T值在-2.5～-1.0之間。

2.2.2 股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果：CFI為2.1～5.1，平均3.3；MCFI為1.7～2.9，平均2.2；CCR為0.3～0.8，平均0.5；CBR為0.3～0.7，平均0.5；NSA為123°～155°，平均137°。

2.2.3 BASRI-hip影像學(xué)分級(jí)：0級(jí)19髖，1級(jí)29髖，2級(jí)18髖，3級(jí)15髖，4級(jí)9髖。分成無(wú)受累組（0級(jí)19髖）、輕度受累組（1級(jí)+2級(jí)共47髖）、中度受累組（3級(jí)15髖）以及重度受累組（4級(jí)9髖）。組間臨床基線數(shù)據(jù)、BASDAI評(píng)分、BMD值以及股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)比較見(jiàn)表1。

2.2.4 Noble分型：CFI＜3（煙囪型）34髖（37.8%）、3≤CFI≤4.7（正常型）51髖（56.7%）、CFI＞4.7（倒香檳瓶型）5髖（5.5%）。組間臨床基線數(shù)據(jù)、BASDAI評(píng)分、BMD數(shù)值以及股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)比較見(jiàn)表2。

其中組間比較發(fā)現(xiàn)煙囪型組的入組年齡顯著高于正常型組（P=0.019），治療間隔顯著高于正常型組（P=0.012）。股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果：①CFI：煙囪型組顯著低于正常型組（P＜0.001），正常型組顯著低于倒香檳瓶型組（P＜0.001）；②MCFI：煙囪型組顯著低于正常型組（P＜0.001）；③CCR：煙囪型組顯著高于正常型組（P＜0.001），正常型組顯著高于倒香檳瓶型組（P=0.002），煙囪型組顯著高于倒香檳瓶型組（P＜0.001）；④CBR：煙囪型組顯著高于正常型組（P＜0.001），煙囪型組顯著高于倒香檳瓶型組（P＜0.001）。

3 討論

3.1 AS患者股骨近端BMD測(cè)量方法選擇

AS好發(fā)于中軸骨和骶髂關(guān)節(jié)，常伴有外周關(guān)節(jié)如髖關(guān)節(jié)受累。值得關(guān)注的是，兩種互為矛盾的病理過(guò)程，即皮質(zhì)骨區(qū)域的新骨形成和松質(zhì)骨區(qū)域的骨量丟失幾乎同時(shí)發(fā)生于上述部位，導(dǎo)致了AS患者OP的發(fā)生[24,25]。目前AS合并OP的確切機(jī)制尚不明確，目前文獻(xiàn)上引用較多的包括機(jī)械原因、炎癥因素、骨代謝失衡及醫(yī)源性因素等。目前臨床常用的BMD測(cè)定方法包括DEXA、定量CT（quantitative CT,QCT）、單光子吸收測(cè)定法（single photon absorptiometry,SPA）、超聲波測(cè)定法（quantitative ultrasound,QUS）等。DEXA作為BMD測(cè)定的金標(biāo)準(zhǔn)，具有射線劑量低、價(jià)格低廉且操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用最為廣泛。然而，受到其平面投影特性的制約，DEXA法難以區(qū)分松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨，并受主動(dòng)脈鈣化、退行性骨關(guān)節(jié)病、壓縮性骨折以及新骨形成等因素影響。AS患者隨病情進(jìn)展而出現(xiàn)的新骨形成將掩蓋骨小梁的丟失而造成DEXA假陰性的結(jié)果[26-30]。因此，很多學(xué)者建議選擇側(cè)位投照法判斷腰椎區(qū)域的DEXA數(shù)值或參考受新骨形成影響相對(duì)較小的股骨頸、Ward三角區(qū)域的DEXA數(shù)值[26-29]。

表1 髖關(guān)節(jié)受累各階段組間比較（基于BASRI-hip影像學(xué)分級(jí)）

表2 股骨近端形態(tài)學(xué)分型組間比較結(jié)果（基于Noble系統(tǒng)）

本研究中采用DEXA方法測(cè)定髖關(guān)節(jié)T值，OP發(fā)生率為8.9%，骨量減少發(fā)生率為46.7%。但是以BASRI系統(tǒng)進(jìn)行影像學(xué)評(píng)估，處于髖關(guān)節(jié)受累不同階段的亞組之間的髖關(guān)節(jié)T值和Ward三角區(qū)T值以及BASDAI評(píng)分并無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。而在髖關(guān)節(jié)無(wú)受累組和髖關(guān)節(jié)輕度受累組，髖關(guān)節(jié)T值分別為-1.1±0.7和-1.0±1.2，這說(shuō)明即使處于AS早期階段，OP和骨量降低就已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)，需要采取相應(yīng)的干預(yù)措施。

3.2 AS股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量意義

對(duì)于股骨近端髓腔形態(tài)的描述主要參考Noble等[20]于1998年和Dorr等[22]于1993年提出的基于X線片測(cè)量的描述性分型標(biāo)準(zhǔn)。Noble系統(tǒng)根據(jù)CFI結(jié)果將股骨近端髓腔分為三型：煙囪型（CFI＜3）、正常型（3≤CFI≤4.7）、倒香檳瓶型（CFI＞4.7）。Dorr系統(tǒng)具體描述：A型股骨表現(xiàn)為內(nèi)外側(cè)皮質(zhì)和后側(cè)皮質(zhì)較厚，形似漏斗，CCR平均為0.57；B型介于A型和C型之間，內(nèi)外側(cè)和后側(cè)皮質(zhì)有所丟失，CCR平均為0.59；C型股骨內(nèi)外側(cè)和后側(cè)皮質(zhì)顯著丟失，形似煙囪，CCR平均為0.64。一項(xiàng)解剖研究測(cè)得60例患者的股骨近端髓腔形態(tài)為煙囪型9%、正常型68%和香檳酒型23%[31]。

本研究采用Noble系統(tǒng)進(jìn)行定量分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)本研究中AS患者以正常型（3≤CFI≤4.7）為主（56.7%），而煙囪型（CFI＜3）者也在1/3以上（37.8%）。這與楊佩等[19]進(jìn)行的研究結(jié)果保持一致。該研究納入了入院待行THA的AS患者13例16髖，測(cè)量結(jié)果為CFI和皮質(zhì)骨指數(shù)分別為2.6±0.4和1.7±0.5。根據(jù)Noble標(biāo)準(zhǔn)，AS患者髓腔呈煙囪型10例13髖，正常型3例3髖。上述研究觀點(diǎn)認(rèn)為AS患者在髖關(guān)節(jié)嚴(yán)重受累階段股骨近端骨皮質(zhì)變薄，松質(zhì)骨大量丟失，髓腔形態(tài)更加接近于煙囪型，故而適合采用定制型骨水泥假體。本研究納入45例90髖處于髖關(guān)節(jié)受累不同階段的AS患者，股骨近端髓腔形態(tài)以正常型（3≤CFI≤4.7）為主（56.7%），而煙囪型（CFI＜3）者比例也超過(guò)了1/3（37.8%）。而具體到髓腔形態(tài)參數(shù)分析，除反映股骨上端髓腔徑線整體形態(tài)的CFI，還測(cè)量了反映干骺端髓腔徑線形態(tài)的MCFI和峽部髓腔徑線形態(tài)的CCR和CBR。煙囪型組的MCFI顯著低于正常型組（P＜0.001），CCR和CBR均顯著高于正常型組（P＜0.001）。研究結(jié)果說(shuō)明AS患者的形態(tài)學(xué)病理改變存在整個(gè)股骨中上段，包括股骨峽部和干骺端，而這兩個(gè)部位正是獲得假體有效壓配和骨質(zhì)長(zhǎng)入的關(guān)鍵部位。

3.3 AS股骨近端形態(tài)學(xué)參數(shù)與BMD變化的關(guān)系及其臨床意義

本研究以BASRI-hip影像學(xué)分級(jí)為基礎(chǔ)的髖關(guān)節(jié)受累各個(gè)亞組中并未發(fā)現(xiàn)股骨髓腔形態(tài)學(xué)參數(shù)的任何統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，即可認(rèn)為AS股骨近端這種更加接近于煙囪型的形態(tài)學(xué)改變并非是隨髖關(guān)節(jié)受累逐漸惡化而出現(xiàn)的，即在髖關(guān)節(jié)受累早期也可出現(xiàn)股骨髓腔的煙囪型變化。另一方面，Noble各型亞組中髖關(guān)節(jié)總T值和Ward三角區(qū)T值以及ESR、CRP和BASDAI評(píng)分之間并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，即股骨近端的上述形態(tài)學(xué)變化并未與全身疾病活動(dòng)程度和局部骨量的變化存在相關(guān)性。因此，在對(duì)AS患者髖關(guān)節(jié)受累的治療中，既要注意早期髖關(guān)節(jié)局部的骨量丟失甚至是OP問(wèn)題，又要考慮到隨著髖關(guān)節(jié)受累程度逐漸加重直至需要THA重建時(shí)的一系列問(wèn)題，如假體選擇上要考慮到煙囪樣髓腔形態(tài)可能降低假體壓配和初始固定穩(wěn)定性的可靠程度，應(yīng)充分完善術(shù)前模板測(cè)量，必要時(shí)準(zhǔn)備全涂層加長(zhǎng)股骨柄。股骨峽部的皮質(zhì)骨變薄可能增加假體周?chē)钦埏L(fēng)險(xiǎn)[32,33]，故應(yīng)控制髓腔磨銼的力度和深度，降低該并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。

本研究存在以下不足：第一，樣本量不足，AS患者根據(jù)形態(tài)學(xué)參數(shù)和BASRI系統(tǒng)分成亞組進(jìn)行組間比較，造成各亞組樣本量較低；第二，缺乏對(duì)照組；第三，屬于橫斷面研究，缺乏對(duì)AS患者發(fā)病過(guò)程的縱向調(diào)查；第四，本研究選取因AS前來(lái)門(mén)診就醫(yī)或住院手術(shù)的患者群體，僅占AS群體之部分，尚有大量AS患者因疼痛或功能障礙程度較輕尚能維持日常生活甚至工作，這些患者的股骨近端形態(tài)學(xué)指標(biāo)與骨密度可能與研究隊(duì)列有所區(qū)別。故本研究結(jié)論僅針對(duì)一定人群，尚需更全面、大量的隊(duì)列研究得出針對(duì)所有AS患者的普適結(jié)論。

綜上，AS患者髖關(guān)節(jié)出現(xiàn)骨量減少和OP的現(xiàn)象較為普遍，但髖關(guān)節(jié)受累不同階段之間的BMD差異并不顯著。AS患者股骨近端髓腔形態(tài)呈現(xiàn)煙囪型的比例較高，但與髖關(guān)節(jié)受累程度和BMD下降趨勢(shì)并無(wú)明確相關(guān)性。臨床上應(yīng)注意早期糾正AS患者可能發(fā)生的OP，晚期髖關(guān)節(jié)受累患者需要行THA重建時(shí)特別應(yīng)注意假體的類(lèi)型選擇和植入技術(shù)的優(yōu)化。