兒童髖臼前傾的發(fā)育規(guī)律研究

盧 偉 李連永

髖臼前傾角（acetabular anteversion，AA）是髖臼 相對于軸面上的開口方向，是描述髖臼形態(tài)和髖關(guān)節(jié)功能的重要定量指標(biāo)之一。 髖臼前壁和后壁的位置關(guān)系決定了髖臼的前傾，適當(dāng)?shù)捏y臼前傾有利于股骨頭的包容。 同時，AA 也是行各種骨盆旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)或髖關(guān)節(jié)置換術(shù)時的重要參考指標(biāo)。 在發(fā)育成熟的髖關(guān)節(jié)，3D-CT 是測量AA 的理想方法，但它僅代表骨性髖臼前傾角（osseous acetabular anteversion，OAA）［1］；在發(fā)育期兒童，髖臼前、后壁均有明顯的軟骨性成分，軟骨性的髖臼前后緣決定真正的髖臼前傾，既往在兒童髖臼前傾均參考成人的指標(biāo)，但OAA 是否可以代替軟骨性的髖臼前傾角（cartilaginous acetabular anteversion，CAA），OAA 及CAA 在兒童時期是如何發(fā)育的尚不清楚。

髖臼前傾是發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良（developmental dysplasia of the hip，DDH）形態(tài)評價的重要方面，是手術(shù)矯正髖臼方向的重要參考指標(biāo)。 較多3D-CT 研究表明骨性髖臼過度前傾是DDH 的重要病理改變［2，3］。 但CT 成像僅是對OAA 的評價，關(guān)于CAA 如何改變的報道較少。 因此對CAA 進行評價具有重要臨床意義。 磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）具有無創(chuàng)性，且能良好顯示髖臼軟骨，已被廣泛用于DDH 軟骨病理形態(tài)的評估［4-5］。 本研究旨在通過MRI 測量，明確從出生至骨成熟兒童OAA 及CAA 的發(fā)育規(guī)律，以指導(dǎo)臨床治療。

材料與方法

一、臨床資料

回顧性收集2008 年1 月至2018 年1 月于中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院行包含髖部MRI 檢查患兒的影像資料。 排除神經(jīng)肌肉性、骨及軟骨發(fā)育性、全身性或遺傳性以及髖關(guān)節(jié)外傷性疾病等可能影響髖關(guān)節(jié)發(fā)育的情況。 共納入研究對象293 例（586髖），其中男童147 例，女童146 例，年齡為1 個月至16 歲，平均年齡為8．01 歲，按照不同年齡段分為16個亞組。 臨床診斷包括良性腹腔或盆腔腫瘤患兒78 例，皮膚和皮下淋巴管瘤或血管瘤126 例，臀部良性腫瘤89 例。

本研究經(jīng)中國醫(yī)科大學(xué)盛京醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，經(jīng)家屬同意并簽署知情同意書。

二、影像學(xué)測量

所有患兒攝片時采取仰臥位，臀部緊貼于托板，雙下肢并攏自然伸直，雙側(cè)髕骨向前，4 歲以下兒童檢查前予以鎮(zhèn)靜。 采用Philips 3．0T 影像系統(tǒng)（Philips Achieva，Best，the Netherlands） 行髖關(guān)節(jié)及周圍掃描，獲得包括髖關(guān)節(jié)軸位、冠狀位及矢狀位的T1、T2 加權(quán)圖像，層厚3 mm，間隔0 mm。 其余參數(shù)設(shè)定：T2 快速自旋回波TR 4 500 ms，TE 120 ms；T1 快速自旋回波TR 450 ms，TE 12 ms；矩陣512 ×512。 應(yīng)用PACS（Picture Archiving and Communication Systems，東軟，沈陽，中國）系統(tǒng)，使用Flynn等［6］的方法測量OAA 和CAA。

在通過髖臼中心的T1 加權(quán)軸面MRI 圖像上，可顯示出清晰的髖臼前傾圖像，連接兩側(cè)坐骨最低點的直線為a，再識別髖臼骨性和軟骨性前后緣的最外側(cè)點，骨性前后緣最外側(cè)點的連線與a 線的垂線所成的銳角為OAA；軟骨性髖臼前后緣最外側(cè)點的連線與a 線的垂線所成的銳角為CAA（圖1）。

圖1 骨性及軟骨性前傾的磁共振測量方法Fig．1 T1-weighted axial MRI showing the measurements of osseous acetabular anteversion （OAA） and cartilaginous acetabular anteversion （CAA）

三、統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS20．0 軟件進行數(shù)據(jù)分析。 正常兒童左、右側(cè)OAA、CAA 比較采用配對樣本t檢驗；OAA、CAA 在正常組各個年齡段的比較采用單因素方差分析（one-way analysis of variance，ANOVA），以P＜0．05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

為比較測量結(jié)果的組內(nèi)、組間一致性，作者A及2 名觀察者（B and C）隨機抽取30 例分別對OAA、CAA 進行重復(fù)測量，采用Pearson 相關(guān)系數(shù)及組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra-class correlation coefficient，ICC）評價OAA 及CAA 測量結(jié)果的組間及組內(nèi)一致性，ICC ＞0．75 為一致性優(yōu)異，ICC 0．40 ～0．75 為一致性一般，ICC ＜0．40 為一致性較差。

結(jié) 果

OAA 和CAA 的組間、組內(nèi)比較一致性結(jié)果如表1，ICC 最小值為0．8733，表明具有優(yōu)異的組內(nèi)、組間一致性。

表1 骨性及軟骨性髖臼前傾角測量的組內(nèi)、組間一致性評價Table 1 Assessments of intra-and inter-observer agreement of osseous acetabular anteversion and cartilaginous acetabularanteversion （ICC， intraclass correlation coefficient； CI， confidence interval）

293 例（586 髖）兒童正常髖關(guān)節(jié)的OAA 及CAA 均值、標(biāo)準(zhǔn)差見表2。 在正常兒童OAA 生后1歲時為（8．69 ±3．16）°，在生后2 年內(nèi)逐漸增加，2歲時達到（11．83 ±2．95）°，此后至9 歲保持恒定；青春期后（9 ～16 歲）OAA 略有增加，約為2°（圖2）。 值得注意的是，正常兒童CAA 的發(fā)育規(guī)律與OAA 顯著不同，在生后的前兩年，CAA 從（12．29 ±3．13）°迅速增大至（15．19 ±2．68）°，之后不隨年齡變化，維持在（15．17 ±3．38）°直至16 歲（圖2）。 在所有兒童中均未發(fā)現(xiàn)髖臼后傾情況。

圖2 髖關(guān)節(jié)發(fā)育正常兒童骨性及軟骨性髖臼前傾隨年齡發(fā)育趨勢及散點圖Fig．2 Graphs of the values for osseous （OAA） and cartilaginous acetabular anteversion （CAA） versus age in a scatter graph of all measurements in normal hips and trend lines

表2 髖關(guān)節(jié)發(fā)育正常兒童不同年齡骨性及軟骨性髖臼前傾角的測量結(jié)果Table 2 Values of osseous （OAA） and cartilaginous acetabular anteversion （CAA） corresponding to age in normal children

正常髖關(guān)節(jié)OAA 與CAA 呈正相關(guān)（r＝0．916，P＜0．001）（圖3 至圖5）。 10 歲前，OAA 無明顯性別差異，而在10 歲后至16 歲，女性O(shè)AA 略大于男性（表3）。 CAA 與性別的關(guān)系與OAA 類似（表3）。

圖3 髖關(guān)節(jié)發(fā)育正常兒童骨性及軟骨性髖臼前傾角相關(guān)性及散點圖 圖4 髖關(guān)節(jié)發(fā)育正常男性骨性及軟骨性髖臼前傾角相關(guān)性及散點圖 圖5 髖關(guān)節(jié)發(fā)育正常女性骨性及軟骨性髖臼前傾角相關(guān)性及散點圖Fig．3 Correlation and scatter diagram of osseous （OAA） and cartilaginous acetabularanteversion （CAA） in normal children Fig．4 Correlation and scatter diagram of osseous （OAA） and cartilaginous acetabularanteversion （CAA） in normal male childrenFig．5 Correlation and scatter diagram of osseous （OAA） and cartilaginous acetabularanteversion （CAA） in normal female children

表3 正常兒童各年齡段不同性別骨性及軟骨性髖臼前傾角的測量結(jié)果（±s）Table 3 Values of osseous （OAA） and cartilaginous acetabular anteversion （CAA） based upon age and gender in normal children（±s）

表3 正常兒童各年齡段不同性別骨性及軟骨性髖臼前傾角的測量結(jié)果（±s）Table 3 Values of osseous （OAA） and cartilaginous acetabular anteversion （CAA） based upon age and gender in normal children（±s）

年齡（歲）OAA（°）髖關(guān)節(jié)數(shù)（男／女）男性女性t 值P 值CAA（°）髖關(guān)節(jié)數(shù)（男／女）男性女性t 值P值1 28／30 7．96 ±2．37 9．38 ±3．66-1．76 0．088 28／30 11．69 ±2．46 12．85 ±3．59-1．44 0．159 2 20／28 12．08 ±2．93 11．66 ±3．00 0．49 0．629 20／28 15．96 ±2．62 14．65 ±2．64 1．70 0．096 3 20／20 11．69 ±1．83 12．22 ±1．63-0．98 0．333 20／20 15．06 ±2．27 15．93 ±2．58-1．14 0．264 4 8／8 11．75 ±2．72 12．26 ±3．59-0．32 0．756 8／8 15．27 ±2．57 14．89 ±2．82 0．28 0．785 5 18／18 11．42 ±2．57 12．46 ±3．20-1．08 0．289 18／18 14．68 ±2．68 15．39 ±3．06-0．74 0．468 6 28／16 12．05 ±2．61 11．76 ±2．70 0．20 0．590 28／16 15．26 ±2．70 15．10 ±2．55 0．54 0．847 7 14／14 12．21 ±2．60 13．10 ±4．12-0．66 0．517 14／14 14．54 ±2．77 15．54 ±3．61-0．83 0．416 8 26／22 12．02 ±3．89 11．95 ±2．85 0．72 0．943 26／22 15．13 ±3．06 15．24 ±2．52-0．13 0．896 9 20／16 11．16 ±3．07 13．42 ±2．38-2．42 0．210 20／16 14．78 ±2．67 16．30 ±3．20-1．55 0．132 10 18／20 12．10 ±2．02 13．29 ±4．18-1．10 0．278 18／20 14．50 ±1．96 15．73 ±3．87-1．25 0．220 11 18／14 11．67 ±2．53 14．51 ±3．85-2．52 0．017 18／14 13．55 ±2．81 16．11 ±3．41-2．33 0．027 12 18／22 11．59 ±3．00 14．61 ±4．50-2．43 0．020 18／22 14．02 ±1．97 16．55 ±4．30-2．46 0．020 13 6／14 11．98 ±3．06 16．25 ±6．48-2．24 0．038 6／14 14．52 ±3．15 18．90 ±5．93-3．62 0．002 14 14／16 12．69 ±2．63 16．37 ±2．70-3．79 0．001 14／16 14．13 ±2．72 17．98 ±2．54-4．07＜0．001 15 24／10 13．80 ±4．33 16．03 ±3．54-2．52 0．016 24／10 15．87 ±4．36 18．29 ±3．82-3．44 0．038 16 14／24 13．45 ±2．49 16．61 ±2．68-5．86＜0．001 14／24 14．98 ±2．33 17．23 ±2．83-5．98＜0．001

討 論

盡管MRI 檢查價格昂貴且有時需要鎮(zhèn)靜，但它無輻射，且可多平面清楚地顯示骨和軟骨結(jié)構(gòu)之間的界限，因此仍是對未成熟髖關(guān)節(jié)進行評估的常用方法。 大量研究表明，MRI 能準(zhǔn)確顯示發(fā)育中髖關(guān)節(jié)的各種形態(tài)學(xué)變化，但很少有研究關(guān)注MRI 測量OAA 和CAA 的可靠性［5］。 本研究證實，各測量結(jié)果在觀察者之間的一致性均良好，表明MR 圖像測量的可重復(fù)性非常高。

眾所周知，在正常新生兒時期，髖臼是由髖臼軟骨和Y 型軟骨組成的軟骨復(fù)合體，髖臼的發(fā)育主要表現(xiàn)為出生后軟骨內(nèi)骨化，所以軟骨性的髖臼前后緣才是決定真正髖臼前傾的結(jié)構(gòu)。 Liu 等［7］用MRI 測量了180 例6 個月至16 歲不同年齡組正常兒童髖關(guān)節(jié)的OAA 及CAA，結(jié)果表明OAA 和CAA在這一期間變化不大，他們推測這可能是由于在正常髖關(guān)節(jié)中，股骨頭對髖臼的擠壓應(yīng)力是均勻的，使髂骨、坐骨和恥骨生長趨于平衡，從而使髖臼保持穩(wěn)定的軸面開口方向，本研究結(jié)果與之略有不同。 本研究發(fā)現(xiàn)OAA 及CAA 在出生后的2 年內(nèi)迅速增加，并在2 ～9 歲間保持恒定，這與Li 等［8］對正常兒童骨性和軟骨性髖臼指數(shù)變化趨勢的研究結(jié)果相似。 在9 歲前，OAA 比CAA 小3°左右，且保持恒定，表明在這一時期，髖臼前壁和后壁的骨化速率相同。 OAA 的第二個發(fā)育階段為9 ～16 歲，平均增加約2 ～3°，這種變化主要歸功于后壁的骨化速度較前壁更快。 Albers 等［9］指出髖臼前傾會隨著髖臼緣骨化程度的增加而增加，髖臼前后緣的次級骨化中心9 歲后開始出現(xiàn)，這是導(dǎo)致OAA 發(fā)生變化的主要原因。

與OAA 不同，CAA 在整個兒童期和青春期幾乎保持恒定（15．17 ±3．38）°，表明軟骨性髖臼前壁和后壁的相對位置在出生時已達到青春期水平。Johnson 等［10］通過MRI 觀察嬰兒髖關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)，也發(fā)現(xiàn)了類似的規(guī)律。 但從出生至骨成熟期評估髖臼前后緣的發(fā)育情況尚未見報道。 本研究首次通過橫斷面研究詳細觀察了從1 ～16 歲兒童OAA 和CAA 的發(fā)育規(guī)律，為各年齡兒童骨性及軟骨性髖臼前傾程度提供了正常值參考標(biāo)準(zhǔn)。 本研究發(fā)現(xiàn)2 歲以后，CAA 超過21°（ ＞2SD）的髖關(guān)節(jié)應(yīng)該考慮為軟骨性髖臼過度前傾。 此外，盡管OAA和CAA 具有明顯的正相關(guān)性，但兩者的前傾程度并不相同，因此并不能用OAA 代替CAA 對髖臼在軸面上的方向進行評估，而CAA 則代表真正的髖臼前傾和真性的髖臼前后緣對股骨頭的包容程度。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，在青春期前，男性和女性的OAA 發(fā)育基本一致，在青春期后直到16 歲，女性O(shè)AA 略大于男性，既往的研究結(jié)果也支持這一結(jié)論［11，12］。 CAA 的發(fā)育在性別間的差異與OAA 相似，但目前尚不清楚這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，可能與男性和女性骨盆形態(tài)的差異有關(guān)。

雖然OAA 與CAA 之間存在相關(guān)性（r＝0．916，P＜0．001），表明OAA 和CAA 均能反映髖臼前傾的程度，但是由于髖臼的形態(tài)個體化差異大，軟骨性髖臼緣的差異更為明顯，因此直接用OAA 取代CAA 是不合理的，特別是在評估DDH 患兒髖臼發(fā)育情況時，不應(yīng)僅僅關(guān)注骨性髖臼緣的發(fā)育情況，軟骨性髖臼的發(fā)育同樣需要足夠的重視。 目前，越來越多的學(xué)者提出，髖臼的軟骨性前傾比髖臼的骨性前傾更能代表髖臼發(fā)育的最終狀態(tài)［13，14］。 了解真性（軟骨性）髖臼前后緣的位置在行改變髖臼方向的骨盆截骨術(shù)時有重要參考價值。 如在行Salter骨盆截骨術(shù)時特別容易導(dǎo)致髖臼后傾，既往多通過術(shù)前CT 來評估骨性的髖臼前傾，以指導(dǎo)術(shù)中矯正，但它并不能代表真正的髖臼前傾程度，尤其是在骨化嚴(yán)重延遲時，誤差更為明顯。 本研究結(jié)果表明，髖臼前傾的真實程度應(yīng)取決于軟骨性髖臼前傾的程度，這通常大于骨性髖臼前傾，在術(shù)中調(diào)整髖臼骨塊旋轉(zhuǎn)角度時應(yīng)予充分考慮。 此外，在行Pemberton 截骨術(shù)時，髖臼中心在以“Y”型軟骨為支點旋轉(zhuǎn)的過程中，在改變髖臼對股骨頭的覆蓋的同時也往往改變了髖臼前傾角的程度。 髖臼過度前傾可誘發(fā)髖臼早期退行性關(guān)節(jié)炎［15］；而髖臼過度前傾亦可導(dǎo)致后緣對股骨頭的過度包容，進而導(dǎo)致頭臼間撞擊，導(dǎo)致骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。 因此，在行髖臼旋轉(zhuǎn)的手術(shù)時對髖臼前傾程度的評估至關(guān)重要，應(yīng)術(shù)前對軟骨性的髖臼前后緣位置進行評估，以免發(fā)生過度前傾或后傾。 由于術(shù)中MRI 應(yīng)用的限制，術(shù)中對軟骨性髖臼前傾的評估異常困難。 我們建議在術(shù)前應(yīng)通過MRI 仔細評估髖臼OAA 及CAA 的差異程度，術(shù)中以放射線學(xué)的方法參考二者間的差異，間接地評估CAA 的程度，但術(shù)中攝片的條件限制，評估CAA 的難度較大；其次，也可以按照Forlin 等［16］的方法，通過術(shù)中關(guān)節(jié)造影來直接觀察髖臼前后緣的位置，從而準(zhǔn)確評估軟骨性髖臼緣的前傾程度。

此外，有報道指出DDH 患兒股骨頸前傾角（femoral neck anteversion，F(xiàn)NA）同樣存在過度前傾，但前傾程度在個體間變異較大，且與年齡相關(guān)［17］。對于前傾較大的患兒行髖臼手術(shù)時應(yīng)同時行股骨去旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)，但是目前對于行股骨去旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)的指征尚存在爭議。 Berkeley 等［18］建議對FNA ＞60°的患兒行股骨去旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)矯正過大的前傾角；Sankar 等［19］主張對FNA ＞50°的患兒行股骨去旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)，矯正過大的前傾角至20°～30°。 但以上均是通過3D-CT 測量的骨性指標(biāo)，忽略了軟骨成分。而通過MRI 測量FNA 行股骨去旋轉(zhuǎn)截骨的指征尚不明確，但Mootha［20］指出評估股骨頭和髖臼的病理解剖在DDH 術(shù)前是必要的，且應(yīng)該選擇MRI 作為首選方法。

總之，通過MRI 測量，髖臼骨性成分和軟骨性成分的生長發(fā)育模式明顯不同。 CAA 在出生后已近似青春期時的大小，并且隨著年齡的增長幾乎沒有明顯變化。 然而，OAA 在出生后的前2 年迅速增加，然后至9 歲前保持不變，在青春期后（9 ～16 歲）增加約2°，達到成人水平。 在行髖關(guān)節(jié)手術(shù)前通過MRI 對軟骨性髖臼和股骨前傾進行評估，對準(zhǔn)確矯正髖臼方向和股骨去旋轉(zhuǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。