髋臼后倾在Perthes病中的研究进展

本文原载于《中华骨科杂志》2019年第2期

Perthes病是儿童时期股骨头血供障碍导致的髋关节病变，期间各种原因导致股骨头血供障碍，使股骨头骨骺全部或部分缺血坏死停止生长。随后新的血管长入，死骨吸收，新骨再生，股骨头重新修复，但常常会残留一定畸形，从而导致早发骨关节炎。目前关于Perthes病的研究主要集中在股骨头的改变，但是疾病常常也会引起髋臼形态的改变^[1]。

Perthes病患者髋臼形态改变主要有：髋臼软骨肥大、三角软骨的提前愈合、髋臼顶骨质疏松、髋臼轮廓不规则、髋臼软骨生长的不平衡以及随疾病发展逐渐出现的髋臼发育不良等^[2,3,4]。2006年Ezoe等^[5]关于髋臼后倾在不同髋关节疾病中发生率的250例病例对照研究发现Perthes病患者中有42%会出现髋臼后倾，且髋臼后倾与疾病预后不良相关。髋臼后倾作为髋臼撞击和早发骨关节炎的重要原因，其在Perthes病中较高出现率也逐渐受到重视^[6]。

一、文献检索

本文以'Perthes'、'Perthes病'、'儿童股骨头缺血坏死'、'Legg-Clave-Perthes病'、'扁平髋'、'股骨头骨骺骨软骨炎'、'累-卡-佩斯病'、'股骨髋臼撞击综合征'、'髋臼撞击'、'髋臼后倾'、'髋臼'为中文关键词在CBM、CNKI、万方数据库中进行检索，并以'acetabular retroversion'、'acetabular version'、'version'、'retroversion'、'pincer'、'femoracetabular impingement'、'Legg-Calve-Perthes Disease'、'Perthes disease'、'Perthes'、'osteochondritis deformans'、'coxa plana'为英文关键词在Pubmed、Web of Science、Embase、Scopus、Science Direct、The Cochrane Library数据库中进行检索，同义词使用'or'连接后再用'and'连接两部分进行主题检索。重点检索2006年1月至2018年2月的相关中英文文献，共检索到文献1 802篇。

设定文献纳入标准：①临床研究对象为Perthes病患儿或曾患Perthes病的儿童或成人；②动物实验研究为Perthes病的动物实验模型；③研究Perthes病与髋臼后倾的相互作用；④包括无症状人群对照、对侧对照、前后对照和无对照；⑤研究结果包括髋臼后倾在Perthes病中流行病学、病因学、病理过程以及与Perthes病的关系；⑥包含Perthes病治疗方式对髋臼后倾和髋臼后倾相关股骨髋臼撞击影响的研究。排除标准：①早于2006年的陈旧文献（个别经典文献除外）；②非中文或英文的文献；③研究与本文主题相关性不高的文献；④特殊人群Perthes病研究；⑤关于股骨髋臼撞击征手术治疗的文献。依据上述纳入及排除标准，最终纳入相关文献50篇，其中英文文献45篇，中文文献5篇（图1）。

图1

文献筛选流程图。最终纳入50篇文献，其中英文文献45篇，中文文献5篇本综述分别从Perthes病患者髋臼后倾的发生率、髋臼后倾与预后的关系、不同治疗方式对髋臼后倾的影响以及髋臼后倾的原因，阐述髋臼后倾在Perthes病中的研究进展，为临床诊断、治疗提供相关信。

二、髋臼后倾的特点

1999年髋臼后倾作为髋关节疼痛的原因第一次被Reynolds等^[7]提出，其指的是髋臼在水平面上的病理解剖变异。正常髋臼开口在水平面上是指向前外侧，而髋臼后倾时其开口在水平面上指向外侧或后外侧。髋臼后倾常常是髋臼过深引起，其表现为髋臼前侧过度覆盖，而后侧覆盖正常。但需要注意的是髋臼后倾不仅可以表现为髋臼前侧过度覆盖，也可以是正常的前侧覆盖而后侧覆盖不足表现为髋臼后壁发育不良。这种后壁发育不良会导致后侧不稳和超负荷^[8]。前侧过度覆盖和后侧覆盖不足也可以同时出现。Reynolds等^[7]还提出髋臼后倾在标准骨盆平片上可以表现为交叉征阳性（图2A）。

图2

髋臼后倾的X线表现和钳夹式髋臼撞击示意图　A　交叉征阳性和坐骨棘征阳性示意图，正常情况下髋臼前后壁投影不相交，而髋臼后倾时前后壁投影相交，表现为交叉征阳性。同时骨盆平片上可以看到突出的坐骨棘，表现为坐骨棘征阳性^[7,16]　B　钳夹式髋臼撞击：股骨头内旋时髋臼前唇与股骨头头颈连接处撞击，同时通过杠杆效应股骨头与髋臼后内侧壁相互作用^[11]

髋臼后倾可引起钳夹式髋臼撞击^[9]。钳夹式髋臼撞击是股骨头颈连接处与突出的髋臼前唇发生撞击，持续性撞击导致髋臼上唇变性，囊变，边缘钙化，这些改变使髋臼进一步加深，使后倾进一步加重^[10]。同时股骨颈与髋臼前盂唇的杠杆效应也使股骨头与髋臼后内侧壁相互作用^[11]（图2B）。Henak等^[12]在比较了正常髋臼软骨和后倾髋臼软骨局部力学后，发现后倾的髋臼比正常髋臼有更集中的局部接触应力。Ganz等^[6]提出髋臼撞击是青少年骨关节炎的重要原因。Maranho等^[13]通过磁共振证明Perthes病后髋臼后倾是盂唇破坏的危险因素。Perthes病作为髋臼后倾和髋臼撞击的重要原因，正逐渐被人重视^[14,15]。

三、Perthes病中髋臼后倾的研究

对于髋臼后倾在Perthes病中的发生率、与预后的关系、不同治疗方式对髋臼后倾的影响，以及髋臼后倾与Perthes病的因果关系是目前研究的热点问题。

（一）髋臼后倾的发生率

本文纳入6篇关于Perthes病患者髋臼后倾发生率研究的文献（表1）。2006年Ezoe等^[5]研究发现42%的Perthes病患者成年后出现髋臼后倾，而对照组仅6%发生髋臼后倾。2008年Sankar等^[17]也发现Perthes病患儿骨骼成熟后有31%发生髋臼后倾。2010年Berg等^[18]发现曾患过Perthes病的成人31%对侧出现髋臼后倾。2012年Kawahara等^[19]通过坐骨棘征和交叉征研究Perthes病患者成年后的髋臼后倾，发现49.5%受累侧髋臼交叉征阳性，且未受累侧交叉征阳性率也有45.8%，因而其认为Perthes病影响整个骨盆发育。2016年Yoshida等^[20]随访25例Perthes病患儿至13岁，末次随访发现60%交叉征阳性。虽然上述研究表明31%~60%的Perthes病患者在骨骼成熟后出现髋臼后倾，并且未受累侧也会出现髋臼后倾，但是这些研究都是通过交叉征来研究髋臼后倾。由于儿童时髋臼前后壁还是软骨，所以不能通过交叉征来反映儿童时期是否存在髋臼后倾^[21]。

表1

既往文献报告Perthes病患者髋臼后倾发生情况

2008年Kalberer等^[22]提出坐骨棘征（图2A）与交叉征高度相关，当坐骨棘征阳性时也可提示髋臼后倾，且坐骨棘征阳性可提示髋臼前后壁未钙化的儿童髋臼后倾。2011年Larson等^[16]通过坐骨棘征研究Perthes病患儿髋臼后倾，骨骼未成熟患儿受累侧髋关节90%（37/41）的坐骨棘征阳性，对照组32%（16/50），且在疾病早期也有90%（9/10）阳性。虽然骨盆平片上可以通过交叉征和坐骨棘征来判断髋臼后倾，但由于不同体位和前后结构的重叠会对结果造成较大影响^[23]。2008年Sankar等^[17]通过髋臼前倾角来描述髋臼后倾程度（图3）。2016年Yoshida等^[20]通过MR检查轴位像测量25例Perthes病患儿的髋臼前倾角，末次随访发现60%交叉征阳性，且交叉征阳性组第一次轴位像上髋臼前倾角明显小于交叉征阴性组，提示交叉征阳性组从疾病早期就存在髋臼后倾。这些研究提示在Perthes病的早期就存在髋臼后倾。

图3

髋臼前倾角测量方法示意图。在轴位像上两侧髂骨最低点绘制虚线为基线，通过股骨头的中心作基线的垂线，垂线与髋臼骨缘切线之间的夹角为髋臼前倾角，角度越小说明髋臼后倾越严重^[17]

（二）髋臼后倾与预后

Ezoe等^[5]发现髋臼后倾发生率与疾病预后相关，在StulbergⅢ、Ⅳ或Ⅴ级患者中68%的髋臼后倾发生率。而在StulbergⅠ、Ⅱ级中仅16%发生髋臼后倾。Kawahara等^[19]也发现在非球形股骨头组中交叉征阳率高于球形股骨头组（59.6% vs. 38.6%）。Larson等^[24]发现外侧住分级与髋臼撞击出现率相关。Yoshida等^[20]分析25例保守治疗的患者髋臼前倾角的变化，发现髋臼后倾可以出现在受累侧髋臼或双侧髋臼，而出现双侧髋臼后倾的患者预后不良。多项临床研究表明Perthes病患者出现髋臼后倾与不良预后有关。众所周知Perthes病的发病年龄和疾病分级是影响疾病预后的两个重要因素，那么它们是否和髋臼后倾一起影响疾病的预后？

（1）髋臼后倾与疾病分期分级

Larson等^[16]研究发现处于坏死期的1例和碎裂期9例患者中的8例，以及修复期的13例都有坐骨棘征阳性。由于该研究Perthes病患者中有90%的坐骨棘征阳性，所以没能分析坐骨棘征与疾病分期的关系。Sankar等^[17]研究了Herring分级与髋臼前倾角的关系。他们发现B/C级或C级组比A或B级组表现出更严重的后倾，但他分析认为分级更差的患者是由于就诊更晚。Yoshida等^[20]研究了15例交叉征阳性患者和10例交叉征阴性患者改良外侧柱分级，发现疾病的分级与是否出现交叉征阳性无明显相关。这提示髋臼后倾可能是Perthes病的独立危险因素，但仍需进一步研究。

（2）髋臼后倾与性别年龄

Ezoe等^[5]报道Perthes病髋臼后倾男性发生率为46%，比女性38%稍高。Tannenbaum等^[25]通过测量骨盆标本表明男性髋臼前倾角度明显小于女性（分别为16°±7°，19°±8°），差异有统计学意义，但没有研究比较Perthes病患者髋臼后倾的性别差异。

年龄越小髋臼塑形能力越强，Kopydlowsk等^[26]对正常标本研究表明髋臼整体不会随着年龄增长而出现后倾。在Kawahara等^[19]的研究中他发现在交叉征阳性组Perthes病的平均发病年龄为7.62岁，交叉征阴性组发病年龄为6.88岁，差异无统计学意义。Yoshida等^[20]研究发现在发病后的平均6.5个月，病变侧髋臼和未受累侧髋臼逐渐开始出现髋臼后倾。从现有临床研究来看，髋臼后倾与患儿的发病年龄无明显相关，但是在发病早期就开始逐渐出现髋臼后倾。

目前对于髋臼后倾与疾病的分期分级和性别年龄的相关性的研究病例数较少，今后仍需大样本的相关研究。虽然多项研究表明髋臼后倾与Perthes病患者的预后相关，但对于髋臼后倾如何影响Perthes病患者的预后目前尚不清楚。

（三）治疗方式对髋臼后倾的影响

Perthes病包容治疗的理念目前被广泛接受，无论手术或非手术治疗，其目的都是使股骨头尽量在髋臼的包容下重新塑形，以减少股骨头的形变从而降低早发骨关节的发生率。2012年Kawahara等^[19]研究发现非手术治疗的Perthes病患者患侧髋臼有49.5%的髋臼后倾。相对于非手术治疗，手术治疗作为治疗Perthes病的重要方式，其对髋臼形态的影响不言而喻。目前手术方式主要包括：骨盆截骨，股骨近端截骨或者二者联合等。

骨盆截骨作为治疗Perthes病和发育性髋关节脱位的重要手术方式，其可以直接改变髋臼的形态。早在1999年Myers等^[27]报道了五例患儿行Bernese髋臼周围截骨术后出现髋臼撞击。一些研究者也发现在Salter和三联截骨后会出现预期之外的髋臼后倾^{[28,29,30,31]}。因为这两种截骨方式可以使髋臼在水平方向上过度向前旋转从而引起髋臼后倾。Jawish等^[32]研究发现髋臼周围截骨术后，手术侧髋臼前倾角较非手术侧小（手术侧2°比非手术侧6°），说明手术侧较非手术侧出现髋臼后倾，而在他的研究中不包括Salter截骨和三联截骨。在Al-Moussa等^[33]的研究中5例Perthes病患儿行骨盆截骨，随访至平均年龄17.5岁，有2例患儿（40%）有交叉征阳性并出现髋臼撞击。该研究中髋臼后倾发生率与Kawahara等^[19]报道的非手术治疗的发生率相似（40%与49.5%），但作者未分析是手术造成的髋臼后倾还是疾病本身产生的髋臼后倾。Iwai等^[34]研究发现髋臼旋转截骨术也可以造成髋臼后倾引起髋臼撞击。2017年Jawish等^[35]通过三维CT探讨了大龄儿童四方体截骨后髋臼截骨块的旋转模式。在文章中他们提出髋臼截骨块应该是冠状面上向外旋转和矢状面上向前旋转的组合，而不应该有水平面上的旋转。这种截骨旋转方式可以避免髋臼水平方向上的过度旋转，从而预防髋臼后倾和髋臼撞击（图4）。

图4

Jawish等推荐的截骨块摆放方式示意图。患儿，男，8岁，右侧股骨头坏死术前术后的三维视图　A　术前前面观示右侧股骨头形变　B　术前后面观示右侧股骨头形变并半脱位　C　术后前面观示前外侧髋臼边缘角较前减小　D　术后后面观示截骨块在冠状面上向外旋转后，前、后外侧髋臼边缘较前减小，股骨头外侧覆盖改善　E　术前右侧髋关节侧面观示骨头塌陷　F　术后右侧髋关节侧面观示截骨块矢状面上向前旋转，前覆盖较前改善　G　为正常左侧髋关节侧面观^[35]

虽然有些研究者发现骨盆截骨术后会出现髋臼后倾，但是Kobayashi等^[31]研究发现在骨骼未成熟时行Salter截骨成年后也不会引起髋臼后倾，在长期的随访中他发现股骨头形变是髋臼后倾的危险因素。且Najdi等^[36]研究表明<6岁的患儿行三联截骨治疗也可以避免髋臼后倾。Accadbled等^[37]研究发现三联截骨中有经验的医师把截骨块摆在正常的位置可以避免髋臼后倾。Wylie等^[38]提出可以通过术中X线片来避免髋臼前后倾。他们考虑骨盆截骨后出现髋臼后倾可能是截骨块位置摆放不当引起的。与此同时髋臼周围截骨也可以用于矫正髋臼后倾来治疗髋臼撞击^[39]。

骨盆截骨术可以通过移动截骨块来直接改变髋臼的形态，而且在骨盆截骨术中应尽量避免髋臼向前旋转而造成髋臼后倾。但是手术刺激会不会造成髋臼发育的改变而引起髋臼后倾呢？2006年Domzalski等^[40]研究发现外侧支撑术（Shelf髋臼成形术）可以刺激髋臼外侧生长，而股骨近端内翻截骨却不可以。2012年Yoo等^[41]研究发现Shelf髋臼成形术可以刺激整个髋臼的发育。虽然这些研究表明一些手术可以刺激髋臼发育，但是手术刺激是加重还是减轻Perthes病患者的髋臼后倾，目前还没有相关研究。异常机械应力可以影响髋臼软骨的发育，而Perthes病引起的股骨头及股骨近端形态异常和截骨术后引起的头臼生物力学改变^{[42,43,44,45,46]}。这是否会影响髋臼后倾的发生仍需要进一步研究。

（四）髋臼后倾的与Perthes病的因果关系

31%~60%的Perthes病患者有髋臼后倾，是不是Perthes病引起了髋臼后倾呢？2008年Sankar等^[17]研究44例Perthes病患者与35例正常者发现，在疾病诊断早期Perthes病骨骼未成熟的患儿中1.8%存在髋臼后倾，与正常对照组无差异。但是随着时间的发展，在骨骼成熟后曾患Perthes病的患儿中31%存在髋臼后倾，且股骨头形变越严重越有可能出现髋臼后倾。因此，其认为股骨头缺血坏死引起了髋臼后倾。Yoshida等^[20]研究发现随着疾病的进展，受累侧臼前倾角逐渐减小，逐渐进展为髋臼后倾。Kawahara等^[19]发现45.8%的Perthes病患者出现双侧髋后倾，因此他提出在发育过程中Perthes病导致整个骨盆的发育异常。目前多数学者认为是由于Perthes病引起了髋臼后倾。

但也有学者认为髋臼后倾是造成股骨头缺血的原因。2006年Eijer^[47]通过观察Perthes病患者的影像资料发现，Perthes病儿童和患儿成年后都有较高比例的髋臼后倾，因此他提出股骨和髋臼的相对位置异常使股骨头的血管受压，造成股骨头缺血，而髋臼后倾作为一种发育异常引起Perthes病是绝对有可能的。2011年Larson等^[16]通过坐骨棘征研究Perthes病患儿的髋臼后倾，发现在疾病早期90%患者坐骨棘征阳性，因此他认为髋臼后倾导致股骨头前侧过度覆盖，理论上过度突出的前唇可以在髋关节屈曲内旋时会撞击股骨头支持带血管，从而导致股骨头缺血。

目前引起髋臼后倾的原因尚不明确。Yoshida等^[20,48]的研究中交叉征阳性组中在疾病的早期即出现了髋臼后倾，其认为这与髋臼后倾后壁发育不良相似，会在发育过程中持续存在。交叉征阴性组受累髋臼逐渐出现后倾，可能是由于髋关节的炎症，血流动力学的改变，或是与形变股骨头相互作用的机械因素导致。对于预后不良组随时间双侧髋关节均出现髋臼后倾，可能是由于腰椎后凸、机械刺激三角软骨以及滑膜炎产生的细胞因子、基因等因素所致。

（五）髋臼后倾的动物实验研究

目前Perthes病研究的主要动物模型通过手术环扎幼猪股骨颈并切断圆韧带造成股骨头缺血坏死。Shapiro等^[49]通过该动物模型研究Perthes病的髋臼改变，发现在术后8周术侧髋臼关节软骨和临近的髋臼骨质都继发于股骨头坏死发生形变。Upasani等^[50]通过动物模型研究发现术后8周后髋臼发生特定改变，表现为髋臼上、后、下象限的覆盖角度明显减少，髋臼前倾角和倾斜角度的减少。这种改变和临床上Perthes病的髋臼改变相似。虽然其发现了这一变化规律，但未进行组织学、细胞分学、及生物力学研究。他猜测髋臼后倾的原因可能是由于股骨头坏死引起青春期髋臼后侧比前侧骨化广泛且延迟，覆盖角减少时即出现髋臼后倾。造成髋臼局部生长发育异常的原因其提出两种假说：①髋臼的适应是由于与股骨头在不同位置的接触力和其他导致骨重建的其他因素刺激或抑制局部髋臼的发育造成的；②坏死股骨头引起了关节内的炎症影响了髋臼软骨和三角软骨的骨化。

髋臼后倾作为一种解剖变异，与股骨髋臼撞击、早发骨关节炎联系密切。Perthes病患者中髋臼后倾发生率为31%~60%，且髋臼后倾与疾病的不良预后有关。骨盆截骨可直接通过改变髋臼截骨块的位置致髋臼后倾，而且在手术过程中应该避免截骨块在水平面上向前旋转而造成髋臼后倾。虽然手术刺激可以影响髋臼发育，但手术刺激能否影响髋臼后倾的发生，目前还无相关研究。对于Perthes病中髋臼后倾的原因以及髋臼后倾的类型目前还不明确，仍需要大量临床资料研究Perthes病中髋臼后倾的发生发展规律，以及其如何影响预后。动物模型作为研究Perthes病病理过程的重要工具，近年来也逐渐应用到了Perthes病髋臼形态变化的研究中，未来有望通过动物模型为Perthes病髋臼后倾的研究提供组织学、细胞分子学、生物力学等方面的研究资料。

“参考文献略”