骨壞死 | 醫學影像學習園地

骨壞死 Osteonecrosis

/ 陳緯哲、劉峻杰、黃欣榮

定義

骨壞死(osteonecrosis)又被稱作失血管性壞死(avascular necrosis, AVN)、缺血性壞死(ischemic necrosis)、無菌性壞死(aseptic necrosis)或骨梗塞(bone infarction),是一種因為供應骨頭的血液被中斷而造成骨細胞以及骨髓壞死的疾病,如果不及時治療的話常在三到五年內造成關節的破壞。

流行病學

在台灣,骨壞死的粗發生率是每十萬人口13.2,男性為20.3,女性為5.9,而且高達二分之一的接受髖關節置換術患者是因為股骨頭壞死而接受手術。其好發的年齡在30歲到50歲之間。

危險因子

有很多原因都會造成骨壞死,其中包含酗酒(alcoholism)、過量使用類固醇(excessive steroid use)、化療(chemotherapy)、創傷(trauma)、減壓病(decompression sickness)、血管壓迫(vascular compression)、高血壓(HTN)、血管炎(vasculitis)、動脈栓塞(arterial embolism)和血栓形成(thrombosis)、輻射線(radiation)、二磷酸鹽(bisphosphonates,特別會影響下頜骨)、鐮狀刀型貧血(sickle cell anemia)、高雪氏病(Gaucher's Disease)、潛水夫病(caisson disease)、類風濕性關節炎(RA)和紅斑性狼瘡(SLE)。其中超過90%的病人和酗酒以及過量使用類固醇有關。

臨床表現

1.
疼痛(pain)是骨壞死最常見的症狀:
如果是股骨頭(femoral head)的骨壞死最常見的是腹股溝疼痛,其次是大腿和臀部的疼痛。
負重(weight-bearing)和運動引起(motion-induced)的疼痛在大多數的病例中都可以看到。
2/3
的病患身上有休息痛(rest pain)的問題,而約1/3的病患有夜間痛(night pain)的現象。
2.
有一小部分的人是完全沒有症狀的,這些人常常是因為其他原因去照X光或磁振造影(MRI)時偶然發現的。
3.
部位(location):骨壞死通常發生在長骨兩端的骨骺(epiphysis),像是股骨頭前外側(anterolateral femoral head),另外也常發生在股骨髁(femoral condyle)、肱骨頭(humeral head)、脛骨近端(proximal tibia)、下頜骨(mandible)、椎骨(vertebrae)以及手和腳的小骨頭。
4.
當骨壞死發生在小孩的股骨頭上時,稱做Legg-Calvé-Perthes disease( LCPD)

臨床診斷與分期

1.
理學檢查(PE):骨壞死在理學檢查的表現是不具特異性的,我們可以發現到觸痛(tenderness)以及關節活動受到限制(limitation on range of motion),特別是在內旋(internal rotation)和外展(abduction)的時候。如果侵犯到下肢骨的話在後期可能發現到跛行(limp)
2.
影像學檢查:
素片X光像(Plain radiography):股骨頭骨壞死在症狀剛開始時的X光表現和正常一樣,所以很容易被忽略。早期病徵是在皮質底下出現透光性細線條,稱為新月徵(crescent sign),此病徵在青蛙腿姿勢(frog-leg position)時的影像最能顯現。接著病變處通常就會出現塌陷(collapse)及體積削減,並使骨骼受擠壓而出現增加放射密度(radiodensity)的變化。「修復」與「擠壓」兩種變化都會造成骨骼硬化(bone sclerosis),但其中仍會穿插著一些小透光區域。在少數患者可見到代表由修復性骨骼沉積所形成的瀰漫性均勻增加密度。這時稱為「山頂積雪(snowcap)」,其中可能無法見到新月徵或塌陷的情形。山頂積雪在肱骨頭部的壞死中比較常見。
電腦斷層掃描(CT):在CT中所見到的骨骼型狀及密度的變化,會比一般X光中所見到的更清晰。不論造成骨壞死的原因為何,在X光與CT中的骨骼變化都大致相似。
放射核種骨骼掃描(Radionuclide bone scan):放射核種骨骼掃描比X光更敏感,因此它對評估這類病變極為重要。在梗塞的早期病變區域中會表現毫無放射活性(radioactivity),到後期則可見到此缺少活性區域因修復而出現被增加活性區域環繞的情形。
磁振照影(MRI):磁振照影又比放射核種骨骼掃描更敏感。再骨骼末端的梗塞會導致脂肪性骨髓的變化,它在T1WI中會因明顯減少正常骨髓脂肪的信號強度而出現灰暗色影像。此減少信號區域會擴展到骨幹骺端(metaphysis)。梗塞的界線通常十分明顯,而且會由低信號強度邊緣所包圍,稱為環徵(rim sign),後者代表再度血管化邊緣及梗塞周微的新骨形成。
3.
病理學分類(Pathology):各種不同原因造成之骨壞死在病理學上的發現都是類似的,根據一項70年代初期的分類方式可分為以下四類,不過這個分類和影像學發現與症狀不一定有關連。
Type I
:前壞死(prenecrosis),間質水腫(interstitial edema/ plasmostasis)局限於骨髓,偶爾可見泡沫細胞(foam cell)
Type II
:骨髓空間(medullary space)充滿了壞死組織。
Type III
:骨髓壞死以及骨小樑壞死,高達100%的缺陷(lacunae)是空的。
Type IV
:完全的壞死與骨髓纖維化,並在死亡的骨小樑上有新骨形成。

治療

骨壞死的治療目標是盡可能的延長關節的使用期限,大致可以分成以下三類:
保守療法(Conservative management):對於髖關節或是膝關節的保守療法包括臥床休息(bed rest)、使用拐杖來減少負重、以及NSAID或其他止痛藥。
關節保護程序(Joint preserving procedures):如果保守療法失敗的話,可能就必須要靠一些關節保護程序來保護骨頭,並減慢甚至停止骨壞死的進展。方法有核心減壓(Core decompression)、帶血管的腓骨移植(Vascularized fibular graft)、骨髓移植(Bone marrow grafting)、以及截骨術(Osteotomy)等。
關節置換(joint replacement):目前對於股骨頭骨壞死最常見的治療方式,直接置換成人工關節。

影像判讀與診斷

1. Osteonecrosis
的診斷一般是藉由影像學,來做診斷的依據。
2.
X光上,osteonecrosis在早期的表現和正常一樣,而在經過數周或1~2個月後,骨小樑會漸漸有變化而形成不明顯的斑塊,在這個時期X光仍然不一定很明顯,所以還是有許多case會被忽略掉。
3.
osteonecrosis發生的位子在靠骨頭的medullary space且遠離關節,典型的狀況會出現dense and serpiginous calcification,在X光下看起來會較亮
4.
osteonecrosis發生的地方是在subchondral bone(靠近關節),則在會死的骨頭中會出現microfractures而出現subchondral fractures。這將會導致軟骨下會有缺損,從X光片中可發現所謂的"crescent sign"
5. Osteonecrosis
MRI中會出現low signal intensitylesions。然而,有時候X光或MRI不一定都會有典型的狀態出現,當你發現有未能解釋的sclerosislucencyosteonecrosis仍須放入你的考量之中。

Hip Osteonecrosis (
根據 Ficat classification)

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鑑別診斷

1. Differential Diagnosis of Keinbock's Disease

Ulnocarpal impaction syndrome

-P/A and lateral wrist:
X光中可見positive ulnar variance,較少情況可見neutral or negative variance. 可能的異常包括malunion of a distal radial fracture with residual radial shortening以及abnormal dorsal tilt. 其他可見的病灶包括在lunate以及roximal medial ulnacystic或是sclerotic,以P/A view最為清楚。
Preiser's Disease (osteonecrosis of the scaphoid
):
-PA, Lateral, Scaphoid views of the wrist
:一開始在X光下可能看起來正常,但會伴隨著scaphoid sclerosislater fragmentation以及collapse,另外還包括wrist arthritis
-CT scan:
顯示碎片的數量。
-MRI:
用於確定血管的分佈

2. Differential Diagnosis of Hip Osteonecrosis

Transient Osteoporosis of the Hip

MRI:
STIR下可見股骨頭和股骨頸有增高的訊號。
Femoroacetabular Impingement

-
X光下可見增生的股骨頭和股骨頸以及髖臼緣。
-CT scan:3D
的重建影像可用於探測femoral head-neck junctionprominences
-MRI:
可見磨損或是撕裂的軟骨以及關節唇, 另外可以alpha angle來定量impingement的類型。

3. Differential Diagnosis of Knee Osteonecrosis

Knee Arthritis

-Weight bearing A/P long leg films
:在X光下可見marginal osteophytes, tibial and patellar會出現骨刺,軟骨下硬化,關節腔變狹窄、被壓扁,骨髁出現方形變化以及在joint line之間出現 angulation
Patellofemoral pain

-Weight bearing A/P , and Lateral; eval for bipartate patella
:在X光下可見Trochlear dysplasia when the depth of the trochlea intersects the anterior cortex on the lateral view
-CT axial images:
可見lateral patellar tilt. 需要拍攝15°, 30°,45°的影像.如果patellar的傾斜角度(由劃經patellalateral facet以及posterior femoral condyles的連缐形成的夾角)15°屈曲的影像是小於12° 的話,則可以看見明顯傾斜的Patella

參考資料

實用影像診斷學 鄭慶明編著
95
年度股骨頭壞死與人工髖關節置換手術流行病學調查計畫
http://www.uptodate.com