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高频超声及三维CT、MRI在不同月龄婴幼儿发育性髋关节脱位诊断、随访中的应用研究

李斯琴  
【摘要】:第一部分超声与X线检查在不同月龄婴幼儿发育性髋关节脱位诊断中的应用研究背景和目的:发育性髋关节脱位是儿童常见的骨关节畸形(Developmental Dislocation of the Hip,DDH),DDH的诊治关键是早期诊断,早期治疗。对于DDH的诊断,超声检查可以显示X线检查难以显示的软骨及软组织结构,特别是对股骨头骨化中心尚未出现的患儿,超声检查无放射性、易行、费用较低、并可动态观察。本课题主要进一步探讨超声检查对于婴幼儿DDH诊断的准确性,与普通X线平片相比,对于12个月以内不同月龄的婴幼儿的DDH诊断阳性检出率是否存在差异,探讨超声检查最适合哪个月龄组的婴幼儿,观察发育性髋关节脱位患儿股骨头软骨及骨化中心形态改变。为诊断婴幼儿发育性髋关节脱位筛选有效指标。材料和方法:一研究对象选取2008年1月到2011年12月就诊于本院的高危DDH患儿人群,进行如下检查:1.观察双下肢皮纹是否对称,肢体有无短缩;2.Allis症阳性;3.髋关节外展实验阳性;4.弹进及弹出实验阳性;5.下肢活动少,蹬踩力弱;6.髋关节闻及弹响。凡具备上述阳性体征之一者,且年龄12个月以内的为本研究病例纳入标准。排除标准为:1.发育性髋关节脱位呈畸形状。2.曾经接受过治疗的患者,无论任何治疗。将所收集病例(80例,160髋)按月龄分为4组(每组20例,40髋),A组为0-3个月;B组为4-6个月;C组为7-9个月;D组为10-12个月。二使用仪器美国G E公司LOGIQ9型超声诊断仪及ALOKA10,采用线阵超声探头,超声频率选择为10M H z,普通软性床垫或凹槽式记忆海绵床垫,金属连杆装置(图1、2)。德国西门子公司CRX光机。三检查方法所有病人均行超声检查,分别进行双侧髋关节超声检查(Graf法)及骨盆正位X线平片检查。并对其阳性检出率进行比较。1 B超检测方法:小儿取背对检查者侧卧位,嘱家长协助,髋关节轻度屈曲内旋位(屈曲近35°,内旋近15°),可获得较清晰的髋关节冠状断面声像,婴儿反方向侧卧,以同样的方法扫查对侧髋关节,将探头放置于股骨大转子外侧,长轴平行于躯干长轴。2骨盆X光片检测方法:投照骨盆X光片时,小儿取仰卧位,家长扶持,固定婴幼儿双侧肩关节、膝关节、踝关节防止骨盆向侧方倾斜。X光机投照中心位于骨盆正上方,电压45KV,曝光时间2.0毫秒。四统计学方法研究统计学分析:统计分析由Spss13.0软件完成,组内阳性率比较采用配对资料卡方检验,P0.05有统计学意义。结果:(1)A组结果:超声检查阳性率高于普通X线检查,P0.05,差异有统计学意义。(2)B组结果:超声检查阳性率与普通X线检查阳性率无差别,P0.05,差异无统计学意义。(3)C、D组结果:普通X线检查阳性率高于超声检查,P0.05差异有统计学意义。结论:超声在诊断小月龄患儿的髋关节脱位具有很重要的价值,是其他检查所不能比拟的,可以作为筛查DDH的常规的检查方法,是新生儿和小婴儿时期观察尚未骨化的髋关节结构的有效方法和手段。在小月龄的DDH患儿的诊断上,超声波比目前常用的X线检查方法能够更加早期地发现髋关节脱位的征象。对于小于6月的儿童,尤其是3月以下的儿童,超声波有其独特的影像学优势,还可使婴幼儿避免电离辐射的伤害。第二部分超声与三维CT在不同月龄婴幼儿发育性髋关节脱位诊断中的价值分析背景和目的:在国外,超声对新生儿发育性髋关节发育不良的筛查已运用的较为广泛,其对软组织及软骨良好的分辨力及无创、无辐射、可反复检查的特点也被广大临床医生所认可。近年来,三维CT在发育性髋关节发育不良诊断中的重要作用已得到国内外研究的证实,也为超声研究发育性髋关节发育不良提供了一个很好的参照方法。本研究应用高频超声观察上述C、D组患儿,并与三维CT进行对照,探讨超声与CT在诊断较大婴幼儿DDH中的价值。材料与方法一研究对象上述C、D组患儿。二使用仪器美国G E公司LOGIQ9型超声诊断仪及ALOKA10,采用线阵超声探头,超声频率选择为10M H z,普通软性床垫或凹槽式记忆海绵床垫,金属连杆装置。TOSHIBA公司Aquilion/Multi多层螺旋机。三检查方法CT检查:在家长帮助下,小儿姿势为仰卧位,双膝合并,保持双侧髂前上棘与耻骨联合在同一水平上,确保双侧股骨髁与检查台接触,避免骨盆倾斜。膝关节以固定带限制活动以制动。当患儿侧卧时,嘱髋关节及膝关节取放松状态,呈自然弯曲,家长协助,得到髋关节标准冠状切面,并测量A角、B角及观察髋臼骨缘情况,行三维CT检查,三维CT图像由3名有经验的放射科医生独立分析,综合结果,评判结果分为正常髋关节、髋关节发育不良、髋关节半脱位和髋关节完全脱位,后三者统一诊断为DDH。将所得的数据传输至3DCT的工作站,通过Vitrea2软件Version3.5对获得的数据进行三维重建整合,重建后的立体图像既能任意轴旋转,又能全方位多角度观察,并且可进行标准测量。超声检查:在家长帮助下,小儿姿势为背对检查者,侧卧位状态,髋关节屈曲近35°,内旋近15°,得到轻度屈曲内旋位,以期得到清晰、准确的髋关节冠状断面图像,通过将探头置于与躯干长轴平行的位置,大转子外侧,观察新生儿与婴儿髋关节冠状面超声声像图。反之,让婴儿侧卧于反方向,同样的流程得到对侧髋关节冠状面超声声像图(图3、4)。分别获取以下图:1)周围软组织声像图2)股骨头声像图3)髋臼窝声像图。将超声诊断结果与三维CT重建的结果对照。四统计学方法研究通过三维CT检查结果把受检者髋关节分为DDH组和正常组,运用SPSS12.0软件进行统计分析。其运用配对样本的T检验对计量指标进行统计分析,计数指标采用卡方检验,p0.05为差异有显著性意义。结果:一、A组为7-9个月;B组为10-12个月。(1)A组结果:三维CT检查的阳性率高于高频超声检查,P=0.0180.05,差异有统计学意义。(2)B组结果:三维CT检查的阳性率高于高频超声检查,P=0.0150.05,差异有统计学意义。二、髋臼的形态学改变:本组40例80髋,Ⅰ型(髋臼顶发育基本正常,髋臼稍许变浅,如图13所示),8髋(10%);Ⅱ型(发育不良位于髋臼上缘前外侧,如图14所示),17髋(21%);III型(发育不良位于髋臼上缘外侧,如图15所示),44髋(55%);Ⅳ型(发育不良位于髋臼上缘后外侧,如图16所示),5髋(6%);V型(髋臼上缘呈现弥漫性发育不良,如附图17所示),6髋(7%)。Ⅱ~Ⅳ型沟槽状缺损为髋臼部发育不良的主要表现(如附图18所示),Ⅲ型表现的最为明显,可观察到部分在髋臼外上方有假臼形成。三、髋臼窝形态全脱位组:中、重度畸形常见,重度畸形婴幼儿组占20%,全部为大龄组。半脱位组:以轻、中度畸形表现多见,大龄组重度畸形占到四分之一。发育不良组:正常和轻度畸形常见,重度畸形无。见图9。四、髋臼横断面及冠状面病理形态学特点耻骨和坐骨髋臼指数各个组与正常值相比无统计学差异(P0.05)。髋臼前倾角平均约15°~20°,各个组间无统计学差异,与正常组比较差异无统计学意义(P0.05)。髋臼横径与正常组比较亦无统计学差异(P0.05)。髋臼中心厚度各组都比正常组大,(P0.05)。髋臼三角软骨的耻、坐骨支后方为髋臼中点,所以髋臼中点区域均位于髋臼坐骨部分,脱位组与正常组间无统计学差异(P0.05)。五、髋臼指数(AI)的测量结果所有异常髋臼以髋臼上缘的形态分为五型:Ⅰ型,髋臼稍变浅而髋臼顶发育基本正常;Ⅱ型,髋臼上缘前外侧发育不良;Ⅲ型,髋臼上缘外侧发育不良;Ⅳ型,髋臼上缘后外侧发育不良;Ⅴ型,弥漫性髋臼上缘发育不良。将正常髋臼与上述五型都重建三维CT,每型为一组。结论:1.每个DDH患者的病理变化不同加上髋关节复杂多变的立体结构,因此通过3DCT在术前充分认识及了解髋关节的结构改变、病变的程度,对手术中方案的选择及确定有着举足轻重的作用。2.与其他二维影像技术最大的不同是,3D—CT可以对位置各异的髋臼、股骨头发育及畸形情况清晰地反映,通过对ALAL、PLAL、LAI、TR等指标的检测,反映CE角、髋臼指数,而且可以在前后位、侧位、轴位等不同平面上进行测量。3.通过比较,在小月龄儿中,超声具有独特的优越性,其避免了三维CT的辐射作用,并且价格低廉,容易被大众接受,操作方便,对患儿不造成心理负担,减少家长的顾虑,可以反复检查。此外,超声可以有力的补充X线或CT不能提供的部分信息,对髋关节周围的软骨及软组织结构、部分髋臼内软组织有较好的显示作用,对软骨性股骨头与髋臼的相对空间关系,股骨头软骨以及盂唇的形态及结构的改变的观察更加直观。4.三维CT与高频超声相比,对于大月龄儿,可以准确判别婴幼儿髋关节发育不良,并对髋臼发育不良或脱位程度有较准确的评估,可以作为DDH的常规筛查方法。第三部分低场MRI在婴幼儿髋关节发育性不良随访中的应用背景和目的:在大月龄髋关节发育性不良的随访中,MRI显示了其不可替代的重要性,其可以对髋臼的生长情况、髋关节内及其周围软组织结构的病理变化、演变进行准确的判断与评估,MRI对及时了解大月龄DDH患儿的髋关节内及周围的组织结构发展变化、发育情况有重要作用,可以对DDH的诊断及随访提供重要信息,为随访提供重要的信息参考。虽然X线与CT在DDH的随访中也占据了重要地位,但二者对骨盆骨性结构反映较好,却无法做到对髋臼、髋关节内及其周围软组织结构的较好的观察。而且MRI因其可准确显示影响阻碍脱位后关节内的因素,使得更有利于DDH的随访。MRI技术在DDH中具有无损伤、方便、对软组织呈成像就好。无损伤即为在大月龄患儿中,水化氯醛灌肠,(剂量按每岁1~2毫升计算)在检查前15分钟,等待患儿熟睡后,即给行MRI检查,全程对患儿无损伤,无需关节造影中的麻醉且对患儿无损伤,更重要的是,MRI无射线辐射,减少了家长的顾虑,对大龄患儿较合适。检查方便即为MRI检查全过程不超过半个小时,摄片更为精细,无需制动患儿、无需将患儿麻醉,减轻患儿的痛苦。MRI较其他检查的优越性为其对软组织可清晰呈像,层次分明是其他检查做不到的。MRI的成像特点是通过信号的强弱建立三维图像,在矢状面、额状面及横断面观察骨骼系统的骨皮质、骨小梁(骨髓)、关节软骨、关节囊、肌腱、韧带、肌肉、关节液等。MIR在DDH的筛查及随访中,可以通过其对软组织结构不同的特殊信号,了解之前被X光、超声、CT诊断为DDH的患儿的进展情况及治疗是否有效,更重要的是可观察到髋关节内及周围的软组织结构的病理改变进程,来判断其恢复程度及进展情况,为以后的治疗提供不断更新的数据及更清晰地思路,为DDH的诊治与随访提供更好的指导。材料和方法:一研究对象对之前用超声、X光、CT诊断的髋关节发育性不良的患者,选取配合度较好的患儿40例运用MRI进行随访,从2010年开始随访,每1年随访一次,已随访6年。全部患儿都行MRI检查,获得的图像与测量、观察标准相符合。其中,男16例(共计32个髋关节),女24例(共计48个髋关节),年龄12-36个月,平均月龄为22个月。病例纳入标准:对随访的已诊断的DDH患儿人群,进行如下检查:1.观察双下肢皮纹是否对称,肢体有无短缩;2.Allis症阳性;3.髋关节外展实验阳性;4.弹进及弹出实验阳性;5.下肢活动少,蹬踩力弱;6.髋关节闻及弹响。二检查方法运用德国西门子公司0.35T MRI扫描仪(型号:Magnetom C!0.35T Magnet)。扫描开始前给患儿10%水合氯醛0.5ml/kg灌肠以使患儿镇静,将熟睡中的患儿取仰卧位,摆正臀部,并拢双脚且使其轻度内旋。扫描范围从髋臼上缘至股骨颈下缘,激励次数1-2次,层厚3mm,层间距为0.1mm。扫描参数:体部线圈,采用SE序列:冠状位和轴位T1WI TR 355-450ms、TE 15-22ms、矩阵为512×256、FOV为300×300mm;快速自旋回波(TSE)序列,冠状位T2WI TR3800-4000ms、TE 95-110ms、矩阵为512×192、FOV为250×250mm;冠状位STIR TR 4500-5280ms、TE 60-82ms、矩阵为256×256、FOV为300×300mm。三结果1.随访观察指标:关节功能评估占30分;疼痛程度评估占40分;行走步态评估占15分;解剖功能评估占15分。此随访评估前三项由儿童骨科大夫完成,后一项由MRI医师完成。综合评分在90-100分评为优;综合评分在80-89分评为良;综合评分在70-79分为尚可;综合评分70分以下的为差。2.本研究平均随访时间3.8年,选取可完全负重行走的40例患儿进行随访,将MRI检查结果与临床医生查体所得结果综合,按照以上标准进行打分,MRI显示其中20例患儿骨性及软骨髋臼覆盖良好,显示治疗有效,其余20例患儿骨性及软骨性髋臼覆盖欠佳,并且部分显示有关节积液,脂肪组织增生,肥大的关节唇,甚至关节的畸形。此次病例需行下一步的骨盆截骨术治疗,术后半年再行MRI随访,与上次图像比较,以行对照,判断治疗效果,为后续的治疗及功能锻炼提出建议。3.对28个脱位髋关节闭合复位1年后的患儿进行MRI随访,主要观察指标为能预测股骨头缺血性坏死可能的股骨头骨骺的灌注情况,若低于正常,则股骨头缺血性坏死的可能就会升高,在随访中发现18例术后的髋关节中出现灌注降低的为6例髋关节,3例髋关节为严重灌注降低,2例髋关节为中度,1例髋关节为轻度,股骨头骨骺灌注情况的不同,其股骨头缺血性坏死的可能也各不同,通过股骨头骨骺的灌注情况可以预测其发生股骨头缺血性坏死的可能性,而此情况也得到了我们随后超声与X光片的证实,都成像出不同的股骨头缺血性坏死的情况。


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