基于临床和影像的股骨头坏死围塌陷期“微观辨证论治体系”的构建

目的本研究借鉴微观辨证理念,研究围塌陷期股骨头坏死股骨头内的生物力学状态,建立微观辨证论治体系。方法主要从两方面进行研究,一是股骨头坏死“微观辨证”的方法学研究;二是将临床和影像表现结合构建微观辨证论治体系。结果建立了包括证型分类和相应治疗方案的围塌陷期微观辨证论治体系。结论本研究优化了保髋路径,有助于提高保髋成功率,具有较高的临床应用价值;同时也为进一步有限元分析提供依据和线索。     

基于股骨头坏死围塌陷期理论的保髋术式总结

目的基于股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)的围塌陷期理论,总结各保髋术式。方法阐述围塌陷期理论的基本要点;广泛检索国内外相关文献,以围塌陷期理论为基础,分析各保髋术式的原理、疗效及发展趋势。结果 ONFH的保髋术式趋于注重力学修复,同时兼顾生物学修复,这与围塌陷期理论强调生物力学稳定对股骨头坏死修复的重要性一致。结论 ONFH围塌陷期理论对保髋手术时机选择具有指导意义,是保髋治疗的理论依据之一。     

基于三柱结构分型股骨头坏死的有限元研究

[目的]本研究基于三柱结构中日友好医院(CJFH)分型对股骨头进行三维有限元分析,研究不同坏死体积的股骨头受力情况,为临床保髋治疗提供理论依据。[方法]选取正常25岁男性青年髋关节CT片股骨头有限元模型,按CJFH分型中的每一型建立占股骨头总体积5%,15%,30%,50%的坏死体积模型,划分网格后进行力学分析。[结果]根据股骨头位移云图及数据,坏死组织的位移偏大,位移峰值均处在负重区的坏死组织上,不同坏死体积坏死带的力学分布可以发现,在坏死体积15%的情况下,压力最高峰值未达到塌陷压力,当坏死体积达到30%时,L2型及L3型塌陷风险极高,L3型以有超过50%坏死区域应力大于塌陷应力。[结论]坏死组织体积越大,位移越大,越容易塌陷,当涉及外侧柱的坏死体积达30%时,塌陷概率大大增加。     

病理与计算机两种方法定量测定股骨头坏死病灶的比较

目的:比较计算机半自动定量检测软件系统与超薄层病理切片两种方法测量股骨头坏死病灶,为临床治疗方案的选择提供参考。方法:2012年6月至2013年12月,采用人工全髋关节置换术治疗24例单侧晚期(ARCO分期为Ⅲ、Ⅳ期)股骨头缺血性坏死患者,男15例,女9例,年龄33～74(65.1±8.8)岁,分析其术前双髋X线片与MRI资料。分别通过术前MRI影像学资料结合计算机半自动定量检测软件系统及术后超薄层病理切片两种方法,量化股骨头坏死病灶的体积,并以X线片测量计算出的健侧标准股骨头球头体积为参考,计算两种方法下各股骨头坏死区域占整个球头的百分比。结果:X线片上24髋标准股骨头体积为(39.58±3.29) cm~3,软件测量MRI资料上24髋坏死病灶体积为(20.00±3.04) cm~3,股骨头坏死病灶体积与正常标准股骨头体积比为(42.92±6.09)%,其中占40%以上16髋,30%～40%的8髋,30%以下0髋;大体病理超薄层切片测得24髋股骨头坏死病灶的体积为(19.89±3.17) cm~3,超薄层切片股骨头坏死病灶的体积与正常标准股骨头的体积比为(40.33±6.36)%,其中占40%以上12髋,30%～40%的11髋,30%以下1髋。计算机软件测量与病理超薄层切片测量,两者股骨头坏死病灶的体积差为(0.113±0.466) cm~3,差异无统计学意义(t=-1.186,P=0.248)。直线相关分析的结果,计算机软件和大体病理测量股骨头坏死病灶的体积存在正相关(γ=0.980,P=0.000)。结论:股骨头坏死的严重程度与股骨头坏死区域百分比密切相关。当坏死病灶与整体股骨头的坏死百分比30%时,患者的临床症状可能趋于加重,行人工全髋关节置换手术治疗的概率明显增加。股骨头坏死百分比对股骨头坏死的分期、预后判断、治疗方案的选择及疗效监测具有重要意义。     

内支撑术治疗成人股骨头坏死的临床观察和有限元分析

目的总结内支撑术治疗成人股骨头坏死的临床效果，并用有限元的方法进行生物力学分析。方法采用微创减压植骨内支撑术治疗早期股骨头坏死共52例67髋，从术前、术后X线片，疼痛和关节活动度三方面对疗效进行评价。建立股骨头坏死三维有限元模型，测定内支架植入前、后股骨头内部和股骨颈的应力。结果经过1年以上的随访，未发生塌陷或塌陷无加重的43髋，占64．296；11髋塌陷加重不超过2mm，占16．496；10髋塌陷加重不超过4mm，占14．996；3髋塌陷加重超过4mm，占4．596。有限元分析证明，内支架植入后股骨头内的应力峰值较内支架植入前减少约30％。结论内支撑术能够减少股骨头的应力负荷，稳定股骨头的内环境，有利于坏死修复，可有效预防股骨头坏死塌陷。     

内支撑术治疗成人股骨头坏死的临床观察和有限元分析

目的总结内支撑术治疗成人股骨头坏死的临床效果,并用有限元的方法进行生物力学分析。方法采用微创减压植骨内支撑术治疗早期股骨头坏死共52例67髋,从术前、术后X线片,疼痛和关节活动度三方面对疗效进行评价。建立股骨头坏死三维有限元模型,测定内支架植入前、后股骨头内部和股骨颈的应力。结果经过1年以上的随访,未发生塌陷或塌陷无加重的43髋,占64·2%;11髋塌陷加重不超过2mm,占16·4%;10髋塌陷加重不超过4mm,占14·9%;3髋塌陷加重超过4mm,占4·5%。有限元分析证明,内支架植入后股骨头内的应力峰值较内支架植入前减少约30%。结论内支撑术能够减少股骨头的应力负荷,稳定股骨头的内环境,有利于坏死修复,可有效预防股骨头坏死塌陷。     

早期非创伤性股骨头坏死诊断及治疗的研究现状

正目前临床上对股骨头坏死多采用非手术疗法、保髋手术治疗股骨头早期坏死。而晚期股骨头坏死的主要通过全髋关节置换缓解临床症状,彻底治愈股骨头坏死。现将早期非创伤性股骨头坏死诊断及治疗的研究现状综述如下。1股骨头坏死病因的研究现状股骨头坏死又称股骨头缺血坏死。其发病机制常常是由于骨内血液循环障碍,骨细胞凋亡,随病情发展股骨头负重区骨小梁结构发生变化,最终导致股骨头变形、塌陷,临床多以髋关     

坏死面积比例在预测股骨头塌陷中的价值

目的探讨股骨头的坏死面积比例在预测股骨头塌陷中的价值。方法测量9例(15髋)股骨头坏死标本的坏死面积比例,同时根据MRI计算该9例患者的坏死面积比例,两者进行比较。对8例(16髋)行2次及以上MR检查的患者进行研究,比较第一、二次MRI上股骨头坏死面积比例的相关性。两次MR检查间隔平均18.9个月。根据27例(38髋)早期股骨头坏死患者的MRI表现,计算坏死面积比例及坏死指数,并进行随访。对发生坏死塌陷的股骨头的坏死面积比例和坏死指数进行计算。结果标本和MRI上的坏死面积比例为63.23%±10.16%和63.60%±7.78%,两者比较差异无统计学意义,表明通过MRI计算出的坏死面积比例与标本测量所得的坏死面积比例一致。第一、二次MRI上的坏死面积比例分别为52.37%±19.91%和51.70%±21.29%,两者比较差异无统计学意义,表明股骨头的坏死面积比例不随病程的延长而变化。在38髋早期坏死的股骨头中,有28髋塌陷,10髋未塌陷,塌陷与未塌陷患者的ARCO分期比较差异无统计学意义,表明缺血性坏死的股骨头是否塌陷与其分期无关。坏死面积比例与坏死指数的相对危险度为1.043和1.020,表明坏死面积比例更能准确预测缺血性坏死的股骨头是否塌陷。结论股骨头的坏死面积比例可以较准确地预测缺血性坏死的股骨头是否塌陷。     

微创减压植骨内支撑术治疗围塌陷期成人股骨头坏死52例临床观察

[目的]总结内支撑术治疗围塌陷期成人股骨头坏死的临床效果。[方法]采用微创减压植骨内支撑术治疗早期股骨头坏死共52例67髋,从术前、术后X线片、疼痛和关节活动度3方面对手术侧进行评价。[结果]所有病例经过了1年以上的随访,未发生塌陷或塌陷无加重的43髋,占所有病例的64.2%;11髋塌陷加重不超过2mm占16.4%,10髋塌陷加重超过4mm占14.9%,3髋塌陷加重,占4.5%。[结论]内支撑术能够减少股骨头的应力负荷,稳定股骨头的内环境,有利于坏死修复,有效预防股骨头坏死塌陷。     

髓芯减压钽棒置入治疗早期股骨头缺血性坏死的应用现况及展望

股骨头缺血坏死(adult avascular necrosis of femoral head,ANFH)是由多种病因、多种病理机制导致股骨头血液循环障碍,从而引起骨髓细胞缺血、坏死、骨小梁断裂、股骨头负重区塌陷等,是骨科临床常见的一种疾病.临床表现为髋关节慢性疼痛、功能活动障碍、进行性跛行等,最终导致髋关节骨性关节炎、持续性关节疼痛、关节僵直等,严重影响患者的生活和工作,且致残率高.股骨头坏死早期,尚有保髋价值,不建议早期行人工关节置换手术治疗.近年来钽棒置入的保髋手术方式已逐步应用于临床治疗,现将目前的应用现况及研究进展综述如下.     

Mimics软件三维重建股骨头坏死模型模拟髓芯减压治疗早期股骨头坏死

目的通过计算机模拟髓芯减压手术,为临床精准髓芯减压提供理论基础。方法将早期股骨头坏死病例的髋关节CT扫描数据导入Mimics10.01软件,三维重建病变股骨头及坏死病灶。根据坏死灶在三维空间X、Y、Z轴的最大及最小径线距离计算坏死灶体积、表面积,以股骨头中心为参照立体定位坏死灶。在计算机软件Mimics MedCAD模块中寻求完全清除坏死病灶所需的最小减压体积,并计算最小减压体积和最小减压体积占股骨头体积的百分比。设计最佳髓芯减压通道,模拟髓芯减压术,彻底清除病变坏死灶。结果利用Mimics软件重建病变股骨头模型并实现三维测量坏死病灶,坏死病灶体积为2177.09mm~3、表面积为1054.44mm~2。以股骨头中心为参照原点立体定位坏死灶,坏死病灶坐标为（-3.0985mm,-11.4060mm,-1.7223mm）;设计最佳髓芯减压通道并测量其仰角及前倾角为：（1）仰角125.82°、前倾角25°;（2）仰角123.61°、前倾角29.6°。以计算出的最小减压体积4379.16mm3为参数,在Mimics软件中模拟髓芯减压,完全清除坏死病灶。结论通过Mimics软件模拟髓芯减压,可以使术者在术前更清楚的了解病变坏死灶的信息如体积、表面积、空间的位置,术前对髓芯减压手术进行评估,术后对股骨头塌陷进行预测;可以实现虚拟精准髓芯减压治疗早期股骨头坏死,为进一步实现实体手术提供理论基础。     

钽棒治疗早期股骨头坏死的近期疗效评价与分析

目的评价钽棒植入术治疗早期股骨头坏死（ONFH）的近期疗效,探讨钽棒植入的适应证及禁忌证。方法2008年6月至2010年10月,采用钽棒植入术治疗早期股骨头坏死共58例63髋,全部获得随访,平均随访时间（16．03±8．16）个月（6～34个月）。年龄17～61岁,平均年龄（37．43±10．3）岁。按ARCO分期：Ⅰ期1髋,Ⅱ期45髋,不稳定型Ⅱ期12髋,Ⅲ期5髋。术前改良正位分型c1、C2分别为41、9髋。坏死范围按改良坏死范围指数≤33：17髋;34～66：25髋;≥67：21髋。术前Harris评分平均为（87．80±15．50）分。结果术后均无钽棒本身相关的并发症发生;末次随访Hams评分平均为（98．96±4．19）分;以股骨头塌陷〉4mm为终点事件,术后随访24个月的生存率为77．78％。Kaplan—Meier生存分析提示Ⅱ期、不稳定型Ⅱ期的生存率分别为84．4％、58．3％,经Log—rank检验差异已经达到检验效能;改良正位分型cI、c2的生存率分别为85．37％、11．1％,经Log—rank柃验差异有统计学意义（F=31．35,P〈0．001）;坏死范围的生存率：≤33组为94．1％,34～66组为96．0％,≥67组为42．9％,经Log—rank检验差异有统计学意义（Х^2=16．07,P〈0．01）。结论钽棒植入术是治疗早期股骨头坏死的有效手段,适应证为改良坏死范围指数〈67或改良正位分型C1型以下的ARCOⅠ期及稳定型Ⅱ期患者。     

The Effect of the Hip Flexion Angle in Osteonecrosis of the Femoral Head Based on China‐Japan Friendship Hospital Classification ‐ A Finite Element Study

Objective

The alteration in the mechanical environment of the necrotic area is the primary cause of the collapse observed in osteonecrosis of the femoral head (ONFH). This study aims to evaluate the biomechanical implications of the China-Japan Friendship Hospital (CJFH) classification system and hip flexion angles on the necrotic area in ONFH using finite element analysis (FEA). The goal is to provide valuable guidance for hip preservation treatments and serve as a reference for clinical diagnosis and therapeutic interventions.

Methods

Hip tomography CT scan data from a healthy volunteer was used to create a 3D model of the left hip. The model was preprocessed and imported into Solidworks 2018, based on the CJFH classification. Material parameters and boundary conditions were applied to each fractal model in ANSYS 21.0. Von Mises stresses were calculated, and maximum deformation values were obtained to evaluate the biomechanical effects of the load on the necrotic area and post-necrotic femur, as well as assess each fractal model's collapse risk.

Results

(1) At the same hip flexion angle, maximum deformation followed this order: M Type < C Type < L Type. The L3 type necrotic area experienced the most significant deformation at 0, 60, and 110° angles (1.121, 1.7913, and 1.8239 mm respectively). (2) Under the same CJFH classification, maximum deformation values increased with hip flexion angle (0 < 60 < 110°), suggesting a higher risk of collapse at larger angles. (3) Von Mises stress results showed that the maximum stress was not located in the necrotic area but near the inner and outer edge of the femoral neck, indicating decreased stiffness and strength of the subchondral bone after osteonecrosis.

Conclusion

The study found that femoral head collapse risk was higher when the necrotic area was located in the lateral column under the same stress load and flexion angle. Mechanical properties of the necrotic area changed, resulting in decreased bone strength and stiffness. Large-angle hip flexion is more likely to cause excessive deformation of the necrotic area; thus, ONFH patients should reduce or avoid large-angle hip flexion during weight-bearing training in rehabilitation activities.     

液氮冷冻犬股骨头坏死过程中细胞因子和组织学的动态变化

目的研究早期犬股骨头缺血坏死（ONFH）发生、发展过程中组织学改变和细胞因子VEGF的动态表达变化,探讨其在股骨头坏死修复中的意义。方法健康比格犬16只,8～12个月龄,体重8～10kg,取其中4只作为正常对照组（A组,共8髋）,其余通过液氮冷冻法制成双侧股骨头坏死模型,作为实验组（B组）。分别于术后4、8、12、18周行CT检查后处死,取股骨头标本行HE染色观察骨小梁形态改变,免疫组化及RT-PCR检测VEGF的表达情况。结果 CT扫描发现术后B组股骨头骨密度首先升高,然后逐渐降低,至第18周出现囊性变和钙化灶。HE染色观察实验组术后4、8周可见关节软骨、骨小梁的结构和形态首先出现部分改善,新骨形成,参与修复,之后坏死紊乱吸收。免疫组化示：B组在术后第4周VEGF蛋白呈阳性表达,至第8周表达最高,这两个时期表达强度均高于A组,此后逐渐降低至第18周仅见微弱阳性表达,与A组无明显差异。RT-PCR检测VEGF mRNA的表达情况进一步显示C组在术后第4、8周VEGF mRNA表达率均高于其他各组。通过SPSS13.0分析,有统计学差异（P〈0.05）。结论在ONFH发生早期,出现VEGF的高表达,有助于促进坏死股骨头内血管的新生和软骨下骨的增殖,此后骨小梁开始修复重建,这可能有利于坏死股骨头的修复;坏死中后期VEGF表达微弱,骨小梁进一步吸收萎缩、排列紊乱,部分坏死股骨头塌陷,这可能最终导致坏死过程的不可逆性。     

Measurement of lesion area and volume by three-dimensional spoiled gradient-echo MR imaging in osteonecrosis of the femoral head.

The purpose of this investigation is to evaluate the diagnostic ability of three-dimensional spoiled gradient-echo (3D SPGR) magnetic resonance (MR) imaging in cases of osteonecrosis of the femoral head (ONFH), and to determine the accuracy of 3D SPGR imaging in area and volume measurement of ONFH. T1-weighted spin-echo (SE) and 3D SPGR imaging were performed on 20 femoral heads obtained from patients with ONFH. After MR imaging, the femoral heads were cut parallel to the imaging plane and were evaluated histologically. Areas and volumes of necrotic lesions were measured with a computer program and the deviation between MR images and anatomical measurements was evaluated. A low signal intensity band on 3D SPGR MR images was observed in all femoral heads and corresponded histologically to repaired marrow with viable fibrous mesenchymal tissue. The area proximate to the low band area coincided with the necrotic region. Both area and volume measurements by T1-weighted SE and 3D SPGR images showed a strong correlation to histological measurements. The discrepancies between histological and imaging results were minimal in 3D SPGR imaging, especially at the anterior and posterior portions of the femoral head. Three-dimensional SPGR imaging provides more accurate measurements of the area and volume of a necrotic lesion than T1-weighted SE imaging.     

加入和未加骨形态发生蛋白2的打压植骨术治疗股骨头坏死

背景：已知骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein2,BMP2）能促进骨愈合,但能否加速股骨头坏死打压植骨术的修复尚不知。目的：回顾性对照分析加入和未加入BMP2的打压植骨术治疗股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head,ONFH）的疗效。方法：42例（72髋）非创伤性ONFH手术患者获得随访,男19例,女23例;手术时年龄22~54岁,平均30.9岁。手术方法为经髋关节前路,股骨头颈交界处开窗,坏死灶清除,人工骨打压植骨。第一组每例加入4mgrhBMP2,第二组未加。患髋按国际骨循环学会（Association Research Circulation Osseous,ARCO）分期,按中日友好医院（China-Japan Friend-ship Hospital,CJFH）分型。临床疗效按Harris髋关节功能评分（Harris hip score,HHS）评定,影像学按股骨头是否塌陷及病灶修复情况评定。结果：随访5~7.8年（平均6.1年）。优36髋,良12髋,尚可7髋。股骨头保存率76.4%,第一组为81.8%,第二组为71.8%（P=0.459）。ARCOⅡ期为90.3%,Ⅲa期为34.6%（P=0.0285）;CJFH-C型及L1型为95.3%,L3型为29.6%（P=0.050）。结论：经股骨头颈开窗病灶清除,打压植骨术在选择合适的非创伤ONFH患者（ARCOⅡb,c期及CJFHC型和L1型）可获得优良的中期疗效。加入rhBMP2可提高手术疗效和骨修复质量。     

仿生脉冲磁场联合同种异体骨髓间充质干细胞移植治疗股骨头坏死的实验研究

目的研究仿生脉冲磁场（BEMF）联合同种异体骨髓间充质干细胞（BMSCs）对兔早期股骨头坏死（ONFH）模型的促血管再生、骨再生的修复作用。方法取成功造模的液氮型ONFH模型24只,并随机分为4组,A组为制作模型而不填充任何材料,B组为单纯明胶海绵和PBS液填充,C组为填充复合骨髓间充质干细胞的明胶海绵,D组为填充复合骨髓间充质干细胞的明胶海绵,并予仿生脉冲磁场照射4周（2h/d）。于治疗后2、4、8周对各组股骨头进行解剖学、X线片、CT、组织切片观察及免疫组化血管染色,并进行血管计数。结果 （1）股骨头大体及CT观察：A组2周时可见典型的骨坏死;B组2周时可见明胶海绵吸收,4、8周骨坏死缺损清晰可见;C、D组：2周可见明胶海绵吸收,4周有新骨形成伴髓腔再通,8周新生骨与宿主骨界限模糊;（2）血管计数：术后4、8周C、D组新生血管计数大于A、B组（P〈0.05）,C、D两组比较,D组新生血管计数大于C组（P〈0.05）。结论 BEMF联合同种异体骨髓间充质干细胞移植可促进坏死股骨头内血管再生和骨修复作用。     

基于三柱结构的股骨头坏死分型——中日友好医院分型

 目的 通过分析非创伤性股骨头坏死的进展规律, 创建新的股骨头坏死分型方法。方法 基于Herring 对Legg-Perthes 病的三柱概念, 将冠状面股骨头分为内侧柱、中央柱及外侧柱, 选择MR 检查T1WI 冠状位正中层面图像, 依据坏死灶占据三柱结构的位置, 建立中日友好医院(China-Japan Friendship Hospital, CJFH)股骨头坏死分型体系。依据此分型方法及日本骨坏死研究会(Japanese Investigation Committee, JIC)分型分别对严重急性呼吸综合征患者的股骨头坏死(153 髋)进行分型, 统计其自然转归, 比较两种分型方法的坏死塌陷率。结果 CJFH分型: 内侧型(A 型), 坏死灶累及内侧柱;中央型(B 型), 坏死灶累及中央柱和内侧柱;外侧型(C 型): 凡累及外侧柱的坏死。依据坏死灶累及外侧柱的不同位置将外侧型分为次外侧型(C1 型)、极外侧型(C2 型)及全股骨头型(C3 型)。股骨头坏死患者自然进展显示, 两种分型方法的A、B、C三型股骨头塌陷率不同;CJFH分型C3 型塌陷率94.4%, C2 型塌陷率100%, 均高于C1 型42.6%;CJFH分型C2、C3 型合并塌陷率95.3%, 高于JIC 分型C2 型塌陷率72.3%。差异均有统计学意义。结论 CJFH 分型C2、C3 型预测股骨头塌陷的敏感性高于JIC 分型C2 型。基于三柱结构的CJFH 分型对股骨头坏死预后的预测准确性高, 应用简便。     

股骨头坏死骨吸收区对股骨头内应力分布及疾病进展的影响

目的探讨股骨头坏死骨吸收区对股骨头内应力分布及疾病进展的影响。方法回顾性分析2014年4月至2018年9月诊断为ARCOⅡ、Ⅲ期股骨头坏死的患者94例(155髋),男77例,女17例;年龄(39.90±10.45)岁(范围18~64岁)。依据是否含骨吸收区将患髋分为有骨吸收区组和无骨吸收区组,比较两组ARCO分期的差异。在无骨吸收区组选取1例ARCOⅡ期髋关节,模拟5、7、10、14、18、23 mm六个不同直径大小的球形骨吸收区,通过有限元方法模拟人在慢速行走时的髋关节负重,观察分析股骨头不含骨吸收区以及含不同直径大小骨吸收区时坏死区最大应力、平均应力和骨吸收区周围1 mm区域内的最大应力值。结果有骨吸收区组67髋,其中ARCOⅡ期17髋、ARCOⅢ期50髋;无骨吸收区组88髋,其中ARCOⅡ期58髋、ARCOⅢ期30髋。有骨吸收区组ARCOⅢ期比例(74.6%,50/67)明显高于无骨吸收区组(34.1%,30/88),差异有统计学意义(χ^2=25.03,P=0.000)。有限元应力云图显示在骨吸收区的上方存在应力集中区;有骨吸收区组的骨吸收区周围1 mm区域内最大von Mises应力为(6.94±1.78)MPa,高于无骨吸收区组的(5.01±0.35)MPa,差异有统计学意义(t=3.139,P=0.026)。线性回归分析显示股骨头内坏死区的最大应力、平均应力以及骨吸收区周围1 mm区域内最大应力值与骨吸收区直径呈线性正相关。结论骨吸收区可增加坏死区的最大应力和平均应力,骨吸收区越大应力增加越明显;骨吸收区周围可产生应力集中区,加速股骨头塌陷。