【关键词】 股骨头坏死 骨髓水肿 相关研究进展
股骨头坏死是由于不同病因破坏股骨头的血液循环，最终导致股骨头塌陷及髋关节功能障碍的一种慢性、致残性疾病。骨髓水肿可见于临床多种疾病，如股骨头坏死、一过性骨质疏松、应力性骨折、骨关节炎、骨肿瘤等，并可见于髋、膝、踝、肘、腕等多关节。bloem等[1]于1988年首先描述了髋关节一过性骨质疏松的mri表现，并把这种信号异常归因于骨髓水肿。近年来骨髓水肿已成为国内外骨坏死研究方面的一个热点。mri是目前诊断股骨头坏死与骨髓水肿最敏感、最有效的检查方法，其典型mri表现为股骨头坏死灶周围、股骨颈、粗隆间区及股骨近端出现边缘模糊的，t1wi呈低信号带，t2wi呈中、高信号，脂肪抑制像呈更清楚的高信号带，伴或不伴有关节腔积液。已有多位作者报道了骨髓水肿与股骨头坏死的关系。potter[2]和dunstan[3]早些时候报道一过性骨髓水肿的组织学表现类似早期股骨头坏死，因而有人认为骨髓水肿是股骨头缺血坏死前的早期改变。而fujioka等[4]通过mri脂肪抑制像连续观察股骨头坏死早期改变，发现在“线样征”出现之前并没有发现骨髓水肿。iida等[5]认为骨髓水肿并不是骨坏死的最初征象，而是与修复期股骨头内机械应力异常相关，可能是病情进展的标记。笔者通过复习文献资料，对股骨头坏死并发骨髓水肿的影像学表现、病理机制、临床特性、鉴别诊断以及治疗方法加以阐述。
1 骨髓水肿的影像学表现
1.1 放射性核素骨扫描 放射性核素骨扫描是一个重要诊断手段，它可以在症状出现后的几天内反映局部的代谢和血供情况，能在x线出现异常表现之前显示病变。WWw.11665.CoM当存在相应的骨髓水肿时，骨扫描结果与典型的股骨头坏死“炸面包圈征”有所不同，常显示为广泛增强的核素浓聚(热区)，范围包括股骨头、颈甚至延伸至粗隆间及股骨近端，呈现大片状。而坏死灶表现为核素摄取相对减低区(冷区)。由于骨扫描的组织分辨与空间分辨能力差，虽然对于诊断骨髓水肿的敏感性较高，但仍缺乏准确性与特异性，容易与骨关节感染、骨肿瘤等其他疾病相混淆。随着mri广泛应用于临床，骨扫描目前已较少用于股骨头坏死的诊断。
1.2 mri mri检查较其他影像检查方法具有无电离辐射、无创伤，多方位成像、软组织对比分辨率高及对骨髓病变的高敏感性等许多优点，是当前检查股骨头坏死与骨髓水肿最敏感的方法。尤其是髓腔的早期改变，据实验研究显示骨缺血后24～48 h，脂肪细胞和造血细胞即发生坏死，在mri就会有异常信号变化。单纯股骨头坏死的典型mri表现是在股骨头前外侧负重区软骨下出现局灶性信号改变，在t1wi为节段性低信号，t2wi为中等强度信号。而股骨头坏死周围骨髓水肿的mri表现是坏死与水肿两种征象的结合，即坏死灶远侧区范围大小不等、边界不清的长t1、等或稍长t2异常信号。在t2wi加脂肪抑制序列，由于高信号的脂肪被抑制，使得骨髓腔的水肿组织更清楚的显示出来，呈明显的高信号。mri显示的弥漫性骨髓水肿信号区域与骨扫描的图象区域是一致的。当骨髓水肿较轻时，水肿范围仅局限在股骨头病灶周围。进一步发展，水肿范围可扩大至股骨颈区，常伴有中等量关节积液。水肿严重时，范围扩大至股骨粗隆下，关节积液量多，可紧贴股骨颈全长。x线平片与ct相对容易检测出坏死病灶，但对于骨髓水肿的诊断较为困难，水肿部位的x线与ct表现接近正常或仅可见弥漫性骨质疏松。
2 早期股骨头坏死并发骨髓水肿的机理及相关因素分析
2.1 骨髓水肿病理研究 骨髓水肿的组织学变化及其在骨坏死病理机制中的作用目前还不甚清楚。由于骨髓水肿区域与坏死区域在mri的t1加权像上都呈现低信号带。同时，出现骨髓水肿后患者疼痛症状常常加剧，因此，缺乏mri阅片经验者容易将骨髓水肿区域的出现认为是坏死范围的扩大。mri对应的水肿区域组织学表现为骨髓间质内水肿、反
应性充血、脂肪细胞间可见无定形渗出物、纤维血管组织增生和慢性炎性细胞浸润。尽管许多骨陷窝空虚，但骨小梁连续，骨细胞存活，看不到进行性破骨吸收，没有迹象表明骨小梁及骨髓组织有坏死表现[6～8]。kim等[9]对股骨头坏死边界以及周围骨组织进行了组织学观察分析，他们采用humphreys方法每个切片观察高倍下10个区域，计算骨空骨陷窝数量，结果发现81髋特异性或酒精性骨坏死中，76个(94%)髋臼和股骨附近骨组织正常或ⅰ期(ficat和arlet分期)改变，78髋(97%)按humphreys分级为0或1级，因此绝大部分特异性或酒精性骨坏死髋臼或股骨近端骨正常或接近正常。并发现7髋激素性骨坏死中有3髋股骨近端骨质不正常。研究资料表明股骨头坏死后发生的骨髓水肿区域并不构成坏死范围的扩展。
2.2 缺血、骨内高压学说 jone等[10]提出血管内凝血学说。由于股骨头缺血继发的再灌注导致组织反应性充血，急性缺血后炎症反应引起的渗出和细胞因子生成增加(特别是白介素1)也会使水肿加重，因此他认为骨髓水肿是组织缺血后的继发反应。koo等[6]支持这种观点，认为脑及体内许多器官的缺血梗死通常于病程的急性期或亚急性期，梗死灶周围出现水肿。如脑梗死的急性期，其周围的水肿可在随后的数天内使颅内压增高，并且随着水肿的消退而减压。储玉山等[11]对坏死伴骨髓水肿的髋关节行血管造影研究发现，水肿区数字减影血管造影的静脉晚期染色明显，认为骨髓水肿的形成是由于坏死导致骨内压增高引起股骨上段静脉回流障碍、毛细血管内皮细胞受损、渗出增多及骨髓间质含水量增加所致。
2.3 骨髓水肿的应力因素 schweitze等[12]最先提出生物力学因素引起骨髓水肿的观点，认为骨髓水肿并不代表早期坏死的缺血改变，而是股骨头塌陷和应力变化后的继发表现。kim等[13]认为骨髓水肿是软骨下骨折后的继发反应。idia等[5]研究亦支持上述观点，认为股骨头坏死修复过程中机械应力异常引起骨髓水肿。骨髓水肿可能与坏死股骨头内力学不稳定存在相关性。坏死修复早期，在坏死区和正常活组织区之间产生一反应界面，由于修复反应使股骨头承重应力异常分布，头内便存在不稳定现象，使股骨头强度和顺应性下降。若股骨头暴露在不适当的负重外力作用下，坏死骨与新生骨瞬间产生应力集中，超过正常骨质载荷生理限度，导致骨小梁应力骨折，髓内血管损伤[14]，骨髓腔内压力迅速增加，使相应骨髓局部充血，细胞液外渗而发生水肿。异常的应力沿股骨颈及转子间区骨小梁进行传导，从而可以引起坏死区远侧正常的活组织反应性水肿。在反复的负重外力作用下，股骨头发生塌陷，导致机械应力进一步变化，头内不稳定性加剧，从而使骨髓水肿难于消除。
股骨头坏死继发骨髓水肿的原因比较复杂，单一病理因素难以提供合理、全面的解释。骨髓水肿的产生可能存在多种病理因素，在不同病变发展阶段，某个因素起主导作用。在股骨头坏死早期，病变范围小，多数患者不发生水肿，少数发生骨髓水肿者范围都局限于股骨头病灶周围，这种小范围的水肿可能为缺血坏死早期，炎性修复反应引起的组织充血水肿所致。股骨头坏死中期，常伴有明显的骨髓水肿，水肿范围扩大至股骨颈或粗隆下，这种远超出病灶范围的大面积骨髓水肿不能用炎性修复来解释。其存在的病理因素可能有两点：一是由于坏死导致髓内压增高，致使股骨上段静脉回流障碍、渗出增多而发生水肿;二是由于修复反应导致股骨头内应力异常分布，或股骨头已经发生塌陷，头内不稳定性引起应力集中，骨髓腔内压力迅速增加，导致骨髓组织反应性水肿。而后者的病理改变又可以进一步影响髓内压，加重静脉回流障碍。
3 骨髓水肿与疼痛的相关性
临床观察，骨髓水肿以髋关节疼痛为特征，是早期股骨头坏死疼痛的主要原因。病人常忍受中度、甚至严重的疼痛，并可持续数月。股骨头塌陷前坏死病灶本身可能因髓内压增高而出现疼痛，但并非所有早期坏死都会出现疼痛。大量临床病例观察表明，坏死不等于一定会痛，许多患者的股骨头在影像学上己出现典型坏死征象，但并无不适感，“静默髋”就是一个典型例子。股骨头坏死早期甚至塌陷期，髋关节疼痛与骨髓水肿存在密切关联，疼痛改善与骨髓水肿消失通常是平行的。li等[15]研究发现，有疼痛的骨坏死44%可见病灶周围骨髓水肿。koo等[6]观察到骨髓水肿与早期坏死疼痛症状密切相关，甚至股骨头塌陷之前就可以见到。有疼痛症状的髋关节50%mri可见坏死灶周围骨髓水肿，而无症状髋仅4%发现水肿，中、重度疼痛髋关节86%与周围水肿有关，而只有3%的轻度或无疼痛髋发现水肿。坏死灶周围骨髓水肿的髋关节中，88%有疼痛，而只有24%的无水肿坏死髋有症状，并且长期的mri随访发现，疼痛症状随着水肿的消退而减轻。何伟等[16]观察股骨头坏死疼痛的128髋中有108髋(84.38%)存在骨髓水肿，而无疼痛症状的21髋仅4.76%存在骨髓水肿，疼痛分级与骨髓水肿分级呈正相关，随疼痛程度加重，骨髓水肿也有加重趋势。有研究认为骨髓水肿代表受累骨髓中细胞外液的聚积，并能导致骨内压力的增加，骨内压增加则能刺激痛觉感受器，使疼痛加重，而降低骨内压则能减轻患者的疼痛[17]。笔者认为，股骨头坏死疼痛产生的原因是多方面的，不仅跟骨髓水肿导致的骨内高压有关，而且与头内骨折及塌陷密切相关[6，18]。临床上通过大量病例观察发现，患者疼痛的出现、加重等症状往往发生在股骨头塌陷的前后，因为头内存在不稳定的死骨，其机理相当于关节内发生错位骨折，在不适当的负重应力作用下可造成应力集中，骨髓内压力瞬间增加，刺激痛觉神经纤维释放神经递质，引起剧烈疼痛。当应力解除或者减小、或者稳定性改善，则疼痛可以缓解甚至消失。伴有骨髓水肿的骨坏死疼痛常常较重，这也可以从一个侧面支持骨髓水肿的应力因素观点，它的出现与加重可能提示头内存在力学不稳定或者股骨头正处于塌陷的高风险期。
4 骨髓水肿与骨坏死病情进展的相关性
iida[5]与koo等[6]研究认为骨髓水肿的出现与范围的扩大提示骨坏死病情进一步发展，其他临床研究亦证实了这一观点。刘少军等[19]分析了40 例70髋股骨头坏死影像资料，结果股骨头塌陷组骨髓水肿发生率(30/42;71.43%)明显高于未塌陷组骨髓水肿发生率(15/28;53.57%)，差异有统计学意义(p<0.05)，并认为骨髓水肿可能是股骨头塌陷所导致的骨髓变化，其发生与塌陷存在相关性。赵培荣等[20]分析99髋股骨头坏死，发现arco ⅰ期坏死出现骨髓水肿概率较少(11/23)，或仅见水肿局限于股骨头坏死区周围;ⅱ、ⅲ期坏死骨髓水肿出现概率较大(46/71)，且水肿范围较广，且中、重度骨髓水肿占多数(27/46)。何伟等[16]观察发现股骨头坏死arco ⅱ、ⅲ期骨髓水肿出现概率最大，范围最广，且ⅰ～ⅲ期与骨髓水肿分级成正相关，随病变程度的加重骨髓水肿分级平均秩次逐渐加大，提示随着病情加重，骨髓水肿发生几率和范围也在增加。上述研究表明，虽然骨髓水肿的病理结局并不构成坏死区域的继续扩展，但它的出现与加重几乎与股骨头坏死病情进展相平行，其原因仍可以用骨髓水肿与头内力学不稳定的相关性来解释。
5 鉴别诊断
髋关节一过性骨质疏松症(transient osteoporosis of the hip，toh)与股骨头坏死并发骨髓水肿最显著的鉴别点在于：toh是无骨坏死的骨髓水肿。curtiss等[21]于1959年最先报道了3位妊娠后期的妇女出现toh表现。由于toh在mri上的典型特点，1988年wilson等[22]建议用“髋关节一过性骨髓水肿”一词来代替传统意义上的toh。该病在临床上较少见，发病患者多为中年男性或妊娠期女性，双髋均可发病，男女比例约为3∶1[23]。toh的病因及发病机制目前还不甚清楚，有文献报道toh可能与暂时性缺血、凝血机制异常、反复外伤、反射性交感神经萎缩[24]、局限性动脉血流过速[25]等因素有关。
toh的临床特点为多数在无明显诱因情况下出现髋关节的急性疼痛，并可放射至膝关节，导致活动受限、跛行等。早期髋关节x线片无异常改变，大约6周左右出现整个股骨头及颈部弥漫性骨质疏松，范围可达粗隆间。无囊性变、无硬化带及软骨下骨折等坏死灶表现，关节间隙通常无明显改变。mri仍然是目前诊断toh最敏感和最具有特异性的方法，水肿信号表现为边缘模糊、范围弥漫的低t1wi信号，中或高t2wi信号，t2wi加脂肪抑制像呈更清楚的高信号，范围可涉及股骨头、颈、粗隆间及股骨上段。值得注意的是，所有mri序列并无软骨下局限性损伤信号，均未见“双线征”，缺乏股骨头坏死局灶性病变的征象，这一点是toh与骨坏死并发骨髓水肿在影像学上鉴别的关键所在。
toh是否为股骨头坏死的前期阶段，或者toh是否会发展为骨坏死，尚存在争论，但目前绝大多数学者认为toh是不同于骨坏死的一种自限性疾病[23，26]，其病理组织学改变与骨坏死亦有不同。toh病变区域表现为骨小梁变细、不连贯，覆盖类骨质，成骨细胞活跃;骨髓组织水肿、轻度纤维样变，血管充血和间质出血;骨小梁和骨髓组织无坏死区[27]。berger等[28]通过对37 例髋部骨髓水肿病例的髓芯松质骨以及外周血检查，观察其组织形态学以及生化指标，来自松质骨的所有生化指标升高，骨更新增强;病理组织发现不规则的类骨质、编织骨和线形细胞;血清中生化指标异常;水肿区骨单位缺乏和骨更新增强，无一例发展为股骨头坏死。
toh是一种截然不同的临床疾病，有其自身的预后和临床转归。本病多在6～8个月内逐渐自愈，一般以保守治疗为主，包括限制负重、服用非甾体类抗炎药，还可酌情使用降钙素与甲状旁腺素[29]治疗。活血化瘀、消肿止痛类中药对本病亦有确切疗效。手术治疗可采用创伤性较小的髓芯减压术[30，31]，通常疼痛可以迅速缓解，以达到缩短病程的目的。
6 早期股骨头坏死后骨髓水肿的治疗
目前，股骨头坏死的治疗方案繁多，常采用的有早期保护性负重、非甾体类抗炎药、介入、中医药辩证施治、各类保留股骨头手术及关节置换术等。由于骨髓水肿是伴随骨坏死病情进展而发生的，因此治疗方案与股骨头坏死大致相同，但亦应当根据水肿的自身特点采取针对性治疗。骨髓水肿的产生及发展与骨内高压、头内力学不稳定及塌陷等因素存在相关性。因此，对于早期股骨头坏死并发骨髓水肿的病例，其治疗原则应注意强调减压与重建力学稳定两者相结合[5]。目前，改良的髓芯减压加植骨术已广泛应用于治疗早期股骨头坏死，在钻孔减压的同时，植入带或不带血管的髂骨、腓骨等自体骨以及脱钙骨基质、金属钽棒等，以达到降低髓内压、提供力学支撑、重建稳定、纠正塌陷的目的。该术式对于伴发骨髓水肿的早期坏死病例疗效确切，其具体治疗机理可以总结为以下几点：a)通过髓芯减压可以降低或解除骨髓水肿和骨内高压状态，打断骨内高压-组织水肿-骨内高压恶性循环，改善髓腔血流，股骨头内的减压隧道可作为相邻松质骨腔的缓冲室及排出骨内淤滞的通道，有利于股骨头自身血液循环的恢复。b)使股骨头原有骨质与植入骨质逐渐愈合在一起，逐步形成稳定的支撑作用，预防或延缓塌陷进度，为股骨头修复提供稳定的生物力学空间。c)通过植入骨条，可以沟通正常骨区与坏死骨区，血管性肉芽组织可以顺骨隧道及植入骨爬行至死骨区，对新生骨的爬行替代起到桥梁作用，加速新骨替代死骨的进程。
7 思考与展望
临床上应当对骨髓水肿的出现给予充分重视，不能仅仅因为它是骨坏死病情进展过程中的一种常见伴随现象而在诊疗上放松警惕。骨髓水肿的出现是一种临床信号，我们应该透过现象发现事物本质。如前文所述，应力因素是骨髓水肿产生的重要原因之一，它的出现可能与股骨头内力学不稳定及塌陷存在相关性。骨髓水肿与髋关节疼痛密切相关，水肿越明显，疼痛越严重。骨髓水肿的出现与加重提示骨坏死病情进一步发展。尤其对于中、重度骨髓水肿，其出现在arco ⅱ、ⅲ期的比例较大，此期坏死修复界面已形成，头内存在力学不稳定，股骨头正处于塌陷高危阶段或已经出现塌陷。目前国内外尚缺乏专题探讨骨髓水肿的产生及发展对于骨坏死治疗的指导意义，对于骨髓水肿发生后股骨头内的微观改变亦缺乏统一认识。笔者基于临床经验认为，对于髋关节疼痛较重并且伴有中、重度骨髓水肿的arco ⅱ期骨坏死患者，应当高度关注，不能因为此时x线片未显示塌陷而在治疗上放松警惕。此期x线片显示的未塌陷可能为“假阴性”，因为x线片反映的仅仅是冠状位骨质投影的叠加影像，其对股骨头内微观骨质改变分辨较差。笔者推测，对于伴有中、重度骨髓水肿的ⅱ期坏死，头内可能已经由于不稳定而产生各式各样的微骨折或断裂带，股骨头塌陷的风险性较高甚或已经发生塌陷，此时单纯非手术治疗恐难以胜任，需要及早进行外科干预，如早期减压植骨、重建力学稳定等，对于预防或纠正塌陷、延缓病情发展至关重要。
目前国内对于骨髓水肿的研究尚处于起步阶段，还有许多问题需要研究、论证。譬如，如何通过量化骨髓水肿的程度来具体预测或评估塌陷，中、重度水肿是否可以做为早期股骨头坏死的一个重要手术指征，骨髓水肿与坏死预后的关系如何等等，这些问题尚需要进一步的观察研究。
【参考文献】
[1]bloem jl.transient osteoporosis of the hip：mr imaging[j].radiology，1988，167(3)：753755.
[2]potter h，moran m，schneider r，et al.magnetic resonance imaging in diagnosis of transient osteoporosis of the hip[j].clin orthop relat res，1992，(280)：223229.
[3]dunstan cr，evans ra，somers nm.bone death in transient regional osteoporosis[j].bone，1992，13(2)：161165.
[4]fujioka m，kubo t，nakamura f，et al.initial changes of nontraumatic osteonecrosis of femoral head in fat suppression images：bone marrow edema was not found before the appearance of band patterns[j].magn reson imaging，2001，19(7)：985991.
[5]lida s，harada y，shimizu k，et al.correlation between bone marrow edema and collapse of the femoral head in steroidinduce osteonecrosis[j].ajr am j roentgenol，2000，174(3)：735743.
[6]koo kh，ahn io，kim r，et al.bone marrow edema and associated pain in early stage osteonecrosis of the femoral head：prospective study with serial mr images[j].radiology，1999，213(3)：715722.
[7]kubo t，yamamoto t，inoue s，et al.histological findings of bone marrow edema pattern on mri in osteonecrosis of the femoral head[j].orthop sci，2000，5(5)：520523.
[8]akisue t，matsumumoto k，fujita i，et al.bone marrow edema syndrome associated with uterine myoma：a case report[j].clin orthop relat res，2003，(409)：151157.
[9]kim yh，kim js.histologic analysis of acetabular and proximal femoral bone in patients with osteonecrosis of the femoral head[j].j bone joint surg(am)，2004，86(11)：2471.
[10]jones jp.ostonecrosis[m]∥mccarty dj，koopmann wj.arthritis and allied conditions：a textbook of rheumatology 12th ed.phliadelphia：pa lea & febiger，1993：16771695.
