1～15歲單側(cè)髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患兒坐骨厚度演變探討

賈國強(qiáng),申向陽,袁 悅,管之也,金 斌,孫 軍

髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是兒童骨科常見的復(fù)雜髖關(guān)節(jié)疾病譜。根據(jù)目前的研究,髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的主要病理改變股骨頭變小呈橄欖樣、前傾增加、頸干角增大、股骨頭塌陷壞死,髖臼外上方的軟骨、盂唇等的形變,包括髖臼前傾、盂唇增厚內(nèi)翻或外翻、髖臼指數(shù)增大、眉弓硬化等[1-6]。目前,對(duì)于髖關(guān)節(jié)的主要受力區(qū)髂骨的研究較多,而對(duì)于坐骨的形態(tài)及其病理改變?nèi)狈ρ芯縖7]。

在兒童生長發(fā)育過程中,坐骨增厚的主要形式是軟骨化骨,其厚度和形態(tài)隨年齡逐漸向成人髖關(guān)節(jié)演變[8]。而在DDH患兒中,其演變過程并不明確。DDH患兒患側(cè)坐骨厚度及形態(tài)和對(duì)側(cè)并不完全相同,部分坐骨髖臼內(nèi)壁處呈現(xiàn)“凸形”,占據(jù)髖關(guān)節(jié)空間,增加了復(fù)位后再脫位及股骨頭的撞擊磨損可能[9-11]。因此,該研究擬通過測(cè)量CT不同截面、不同部位坐骨厚度,比較單側(cè)DDH患兒兩側(cè)坐骨厚度的演變規(guī)律及其增厚的相關(guān)因素。

1 材料與方法

1.1 一般資料回顧性收集2015年1月—2022年7月安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省兒童醫(yī)院骨科接受治療的DDH患兒資料,并進(jìn)行門診病例檢索。納入標(biāo)準(zhǔn):① 單側(cè)發(fā)病患兒,包括全脫位、半脫位、髖臼發(fā)育不良;② 包含CT檢查;③ 年齡0～14周歲。排除標(biāo)準(zhǔn):① 神經(jīng)肌肉性疾病所致髖脫位、畸形性髖脫位、外傷性髖脫位等;② 雙側(cè)脫位患兒;③ 影像學(xué)資料不清晰或臨床記錄不完善;④ 行CT檢查前有Pavlik吊帶治療、閉合復(fù)位或其他治療等病史。

根據(jù)以上納入排除標(biāo)準(zhǔn),共收集329例DDH患兒,男女比例為66 ∶263,左側(cè) ∶右側(cè)為223 ∶106?；純耗挲g為1～15歲,平均3.81歲。由于患兒年齡跨度較大,且主要是低年齡兒,本研究采用目前常用的國際髖關(guān)節(jié)脫位程度標(biāo)準(zhǔn)(international hip displasia institute,IHDI)進(jìn)行分度[12],Ⅰ度0 例,Ⅱ度86例,Ⅲ度69例,Ⅳ度174例。

1.2 研究方法所有納入研究的373例患兒,在接受任何形式的治療前行CT檢查。低年齡無法配合患兒(<4歲)檢查前30 min使用水合氯醛經(jīng)肛門灌腸鎮(zhèn)靜(25 mg/kg)。所有患兒檢查時(shí)仰臥于檢查臺(tái),雙腿與肩等寬,輕度內(nèi)旋約15°,處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)下患兒使用被褥維持肢體位置。所有測(cè)量數(shù)據(jù)均通過醫(yī)院的CT圖像存檔和通信系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication System,PACS)進(jìn)行測(cè)量。由于兒童期髖關(guān)節(jié)處于整體發(fā)育階段,增厚的坐骨和髂骨厚度、骺板厚度、脫位程度、股骨頭骺商等都可能具有相關(guān)性,本研究測(cè)量髂骨厚度、骺板厚度和骺商等指標(biāo),判斷和坐骨厚度演變的相關(guān)性。共有兩名觀察者進(jìn)行測(cè)量,連續(xù)變量取平均值,分類變量若有差異以年資最高者為準(zhǔn)。CT重建層厚1 mm,并應(yīng)用工作站進(jìn)行MPR多平面重組,將測(cè)量部位調(diào)整至最佳位置進(jìn)行測(cè)量。

1.3 測(cè)量方法

1.3.1冠狀面坐骨厚度測(cè)量 在冠狀位上,以正常側(cè)髖臼為參考系,軸位Y型軟骨坐骨恥骨支最大截面為參考截面,測(cè)量冠狀位髖關(guān)節(jié)截面指標(biāo)。兩側(cè)Y型軟骨中心連線為H線,兩側(cè)坐骨最下緣連線為b線,兩連線中間部分被a線平分,分為兩部分,從下往上分為1區(qū)和2區(qū),1區(qū)代表髖臼邊緣區(qū)域,2區(qū)代表髖臼中心區(qū)域,不同區(qū)域中心以P點(diǎn)表示。在兩區(qū)等分線中心上垂直于坐骨內(nèi)板測(cè)量坐骨厚度,由脫位側(cè)到對(duì)側(cè)依次為厚度CL1、CL2、CL3、CL4,測(cè)量方法如圖1所示。

圖1 磁共振測(cè)量時(shí)髖關(guān)節(jié)冠狀面和矢狀面分區(qū)示意圖

1.3.2軸面坐骨厚度測(cè)量 同樣,在軸位上,以正常側(cè)髖臼為參考系,冠狀位Y型軟骨坐骨髂骨支最大截面為參考截面,測(cè)量軸位髖關(guān)節(jié)截面指標(biāo)。做兩髖臼軟骨中心連線H和兩髖臼軟骨后緣關(guān)節(jié)邊緣連線a,做一條平分線b將兩者中間區(qū)域平分為1區(qū)和2區(qū),1區(qū)代表髖臼邊緣區(qū)域,2區(qū)代表髖臼中心區(qū)域,測(cè)量過1區(qū)和2區(qū)中心Q點(diǎn)垂直髖臼坐骨內(nèi)板垂線,分別為厚度AL1、AL2、AL3、AL4。測(cè)量方法見圖2。同樣在該截面測(cè)量軸位骺板寬度,見圖3。

圖2 CT測(cè)量髖關(guān)節(jié)冠狀面示意圖

圖3 CT測(cè)量髖關(guān)節(jié)軸面骺板厚度示意圖

1.3.3冠狀面相關(guān)指標(biāo)比值測(cè)量 在軸面恥骨坐骨骺板厚度最大處相對(duì)應(yīng)的冠狀面上測(cè)量髂骨厚度,定義Y型軟骨髖臼處最外緣為點(diǎn)A,髖臼骨性最外緣為點(diǎn)B,點(diǎn)M為點(diǎn)A和點(diǎn)B 弧形中點(diǎn)。過A點(diǎn)做髂骨內(nèi)板垂線,髂骨厚度為IL1,過髖臼弧形中點(diǎn)M點(diǎn)做內(nèi)板垂線,為IL2,同樣方法測(cè)量對(duì)側(cè)。CD1為患側(cè)骺板厚度,由髖臼骺板外側(cè)緣至骨盆側(cè)內(nèi)側(cè)緣,CD2為同樣測(cè)量方法測(cè)量對(duì)側(cè)。骺商測(cè)量方法:股骨頭骨骺骺板厚度為d,高度為h,h/d即為股骨頭骨骺骺商。測(cè)量方法見圖4。

圖4 CT測(cè)量時(shí)髖關(guān)節(jié)冠狀位髂骨厚、骺板寬度、骺商示意圖

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 24.0版(IBM Corp, Armonk, New York, USA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。連續(xù)型變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示(Mean±SD),配對(duì)樣本t檢驗(yàn)比較脫位側(cè)和對(duì)側(cè)不同截面坐骨厚度、骺板厚度、髂骨厚度的差異。Pearson、Spearman相關(guān)因素分析坐骨厚度和相應(yīng)骺板厚度、側(cè)別、性別、IHDI不同脫位程度、軸位坐骨形態(tài)、骺商、軸位坐骨厚度、冠狀位髂骨厚度等的相關(guān)性[13]。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相關(guān)系數(shù)結(jié)果如下:0.8～1.0,極強(qiáng)相關(guān);0.6～0.8,強(qiáng)相關(guān);0.4～0.6,中等程度相關(guān);0.2～0.4,弱相關(guān);0～0.2,極弱相關(guān)或無相關(guān)。

2 結(jié)果

2.1 冠狀位不同部位坐骨厚度、骺板厚度、骺商等CT測(cè)量結(jié)果根據(jù)以上納入排除標(biāo)準(zhǔn),共收集329例DDH患兒,年齡1～15歲,平均3.81歲,其中學(xué)齡前兒童占71%,青少年60例(≥10歲)。半脫位患兒86例。患兒冠狀位和軸位坐骨厚度、髂骨厚度、骺板厚度、骺商等見表1、2。根據(jù)配對(duì)樣本t檢驗(yàn)結(jié)果,相同年齡不同截面和不同區(qū)域患側(cè)坐骨厚度均大于對(duì)側(cè),1～15歲各年齡段差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)?；紓?cè)冠狀位骺板寬度、軸位骺板寬度、髂骨厚度等大于對(duì)側(cè),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),骺商小于對(duì)側(cè),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),患側(cè)髂骨形變和股骨頭形變程度均大于對(duì)側(cè)。

表1 冠狀位坐骨厚度CL、骺板厚度CD、h/d及患健側(cè)比值

表2 軸位坐骨厚度AL、髂骨厚度CI及左右側(cè)比值

2.2 不同截面、部位坐骨厚度及相同區(qū)域坐骨厚度比值等結(jié)果折線圖演變規(guī)律冠狀位CL1-CL4 在1～10歲時(shí)隨著年齡的增長,坐骨厚度逐漸增加,意味著骨性坐骨厚度隨年齡增長而增加,10歲時(shí)達(dá)到頂峰。在11～15歲坐骨厚度逐漸降低,整個(gè)演變過程骨性坐骨厚度CL1-CL4的范圍為2.1～16.7 mm、3.3～18.9 mm、2.4～13.6 mm和3.0～14.9 mm。軸位AL1-AL4呈現(xiàn)類似的演變過程,在1～13歲時(shí),隨著年齡的增長,坐骨厚度逐漸增加,坐骨厚度隨年齡增長而增加,13歲時(shí)達(dá)到頂峰。在13～15歲時(shí),坐骨厚度稍微下降,整個(gè)演變過程坐骨厚度AL1-AL4的范圍為4.6～20.4 mm、2.5～17.2 mm、3.4～16.3 mm和2.4～14.2 mm。CL1/CL2、CL3/CL4、AL1/AL2、AL3/AL4平均值均大于1(1.21～1.42),且在9歲之前呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),說明1～9歲不同部位雙側(cè)坐骨厚度差異逐漸增加,10～15歲差異減小,但雙側(cè)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)可見無論冠狀位還是軸位,髖關(guān)節(jié)中心區(qū)域的差異大于邊緣區(qū)。

2.3 坐骨厚度和骺板厚度、髂骨厚度、骺商、脫位程度等的相關(guān)性在坐骨厚度和年齡、脫位程度的Spearman相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果中,無論是冠狀位還是軸位,坐骨厚度和年齡基本呈中度正相關(guān),和脫位程度基本沒有相關(guān)性。具體相關(guān)系數(shù)r和P值見表3。

表3 不同部位坐骨厚度和脫位程度Spearman相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

在患側(cè)坐骨厚度和骺板厚度CD、骺商h/d、冠狀位髂骨厚度IL等Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)中,不同部位、不同截面坐骨厚度和同側(cè)相應(yīng)的骺板厚度、冠狀位髂骨厚度等呈正相關(guān),且和骺板寬度有較強(qiáng)相關(guān)性。坐骨厚度和骺商呈一般強(qiáng)度負(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,具體相關(guān)系數(shù)r和P值見表4。

表4 患側(cè)不同部位坐骨厚度和骺板寬度、骺商等因素的相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

3 討論

臨床上,X線可以觀察到DDH患兒坐骨增厚的現(xiàn)象,CT上不同年齡患兒可見坐骨增厚程度和部位不同,且可能影響著復(fù)位方式和復(fù)位質(zhì)量,甚至引起遠(yuǎn)期的髖關(guān)節(jié)撞擊及骨性關(guān)節(jié)炎[6,14]。在患兒生長發(fā)育過程中,坐骨增厚屬于軟骨化骨過程,在CT上測(cè)量坐骨的骨性部分發(fā)育過程,雖然不像MRI上包含軟骨成分,但揭示了整個(gè)坐骨骨性部分發(fā)育演變過程,對(duì)早期明確坐骨厚度轉(zhuǎn)歸及是否需要手術(shù)干預(yù)具有重要意義[15-16]。

本研究冠狀位坐骨和髂骨的發(fā)育在1～10歲時(shí)快速發(fā)育,后發(fā)育逐漸下降,具有同步性。目前學(xué)者們對(duì)髖臼髂骨部分發(fā)育的研究較多,DDH髂骨的病變Kim分區(qū)的2-3區(qū),此處為站立行走時(shí)髖關(guān)節(jié)受力最大區(qū),因此髖關(guān)節(jié)病變和受力程度明顯相關(guān)[7]。本研究結(jié)果顯示,坐骨增厚冠狀位上在1區(qū)和2區(qū),軸位上主要在中央?yún)^(qū)2區(qū)。雖然一定年齡內(nèi)患側(cè)軸位上2區(qū)先增大后減小,隨著發(fā)育過程加大髖臼窩容積,但始終落后于對(duì)側(cè)。Lu et al[17]對(duì)髖關(guān)節(jié)髖臼的前傾在MRI上進(jìn)行了研究,正常髖臼前傾在0～2歲時(shí)快速發(fā)育,2～9歲時(shí)基本不發(fā)育,且DDH患兒髖臼前傾大于正?；純?。本研究結(jié)果是在1～10歲時(shí),患兒的髂骨厚度和坐骨厚度,均和對(duì)側(cè)同步發(fā)育,10歲以后基本保持恒定,說明髖關(guān)節(jié)的發(fā)育在一定的年齡內(nèi)持續(xù)發(fā)育,而進(jìn)入青春期后髖關(guān)節(jié)軟骨化骨基本不再增加。

由于骺板厚度和坐骨厚度有關(guān),本研究中患側(cè)骺板厚度、對(duì)側(cè)骺板厚度均隨著年齡逐漸增加,且在10歲時(shí)到達(dá)頂峰,之后又逐漸下降。這和Lu et al[17]研究類似,10歲可能是髖關(guān)節(jié)發(fā)育的一個(gè)節(jié)點(diǎn),此時(shí)Y形軟骨骨化基本結(jié)束,軟骨本身不再增殖。也有學(xué)者對(duì)青春期DDH髖臼覆蓋情況進(jìn)行研究,結(jié)果在12歲以后,髖臼前傾逐漸減小,這也可能和髖臼邊緣軟骨骨化有關(guān)[18-19]。同樣,軸位骺板厚度12歲之前差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,之后雙側(cè)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,這也和Y形軟骨本身的發(fā)育有關(guān)。

在坐骨厚度的研究中,無論是1區(qū)還是2區(qū),坐骨厚度均隨著年齡增加而增加。在患兒生長發(fā)育的青春期之前,雙側(cè)同一部位的坐骨厚度差異逐漸增大,可能和DDH患兒坐骨軟骨的增殖和凋亡紊亂有關(guān),這需要進(jìn)一步的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行驗(yàn)證。坐骨增厚在冠狀位和軸位上主要是2區(qū)中心區(qū)增厚,這可能和脫位后缺少頭臼相互刺激或和骺板的距離有關(guān)。

本研究冠狀位和軸位坐骨厚度和年齡呈中度或較強(qiáng)正相關(guān),而冠狀位和脫位程度并不相關(guān)。冠狀位上,無論脫位程度如何,一旦坐骨失去了股骨頭的刺激,其發(fā)育過程可能就和股骨頭是否和髖臼接觸無關(guān)。而在軸位上,坐骨厚度和脫位程度有中度負(fù)相關(guān)性,脫位程度越低,坐骨厚度越大。髖關(guān)節(jié)坐骨類似曲面的球形,骺板增寬可能也會(huì)影響著坐骨增厚,坐骨增厚和髖臼指數(shù)、髖臼軟骨指數(shù)一樣,可能也是髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良指標(biāo)之一。而不同坐骨厚度和骺商呈一般強(qiáng)度負(fù)相關(guān),說明骺商越小,坐骨厚度越大,也即坐骨增厚和股骨頭發(fā)育不良具有相關(guān)性。同樣,對(duì)側(cè)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和患側(cè)類似,DDH患兒各種指標(biāo)發(fā)育不良的始動(dòng)因素可能具有同源性。

本研究有一定的局限性。首先,樣本量不夠大,且患兒年齡分布不符合正態(tài)性,學(xué)齡前兒童較多,且半脫位患兒多為大齡兒,可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的偏倚。在以后的診療中,會(huì)進(jìn)一步加入新的同質(zhì)患兒,尤其是學(xué)齡期和青春期兒童。其次,本研究測(cè)量數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行組間、組內(nèi)一致性比較,僅由兩名臨床醫(yī)師完成,是否具有可重復(fù)性并不確定。最后,由于患兒體位因素或CT掃描層面因素,測(cè)量時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)截面可能并不相同,導(dǎo)致偏倚。

總之,1～15歲單側(cè)DDH患兒,1～10歲時(shí)冠狀位1區(qū)和2區(qū)坐骨厚度隨著年齡增長而勻速增加,11～15歲以后增速逐漸下降,無論冠狀位還是軸位,雙側(cè)髖關(guān)節(jié)中心區(qū)域的差異性大于邊緣區(qū)。坐骨厚度和骺板厚度、冠狀面髂骨厚度等呈正相關(guān)性,和骺商呈負(fù)相關(guān)性。單側(cè)脫位DDH患兒髖關(guān)節(jié)坐骨、髂骨和股骨頭不同空間部位的演變具有同時(shí)性,均為1～10歲時(shí)快速發(fā)育,11～15歲時(shí)發(fā)育緩慢。