1.介绍
股骨近端骨折或髋关节脱位后，发生股骨头坏死的并发症虽少见但却是灾难性的。创伤性股骨头坏死起因于股骨头的血供遭到破坏，成人股骨头血供主要来源于旋股内动脉。股骨头坏死的发生率取决于骨折类型和旋股内动脉深支的完整程度。靠近营养动脉的骨折（如股骨头、颈骨折）发生股骨头坏死的风险较高，未累及旋股内动脉的骨折（如股骨粗隆间骨折、股骨干骨折）很少发生股骨头坏死。除创伤外，医源性损伤也可造成旋股内动脉损伤。股骨头坏死的症状及影像学改变通常晚于创伤数月。尚无根治性办法，因此预防更为重要。
本文(1)着重描述了基于股骨头血管解剖特点的病理生理学机制，(2)报道了评估营养血管完整性的不同方法，(3)比较不同损伤类型引起股骨头坏死的概率，(4)为预防医源性损伤提供参考。
2 股骨头的血供
2.1 股骨头的血管解剖
对股骨头血管解剖的正确认识有助于理解创伤性骨坏死的发生原因。旋股内动脉的深支是股骨头血供的主要来源。通常，它起源于股深动脉，或者股动脉。旋股内动脉具有五支恒定的分支，其中对股骨头血供最重要的是旋股内动脉的深支。其内侧为耻骨肌，外侧为髂腰肌，在后方沿转子间线走行，其深支沿闭孔外肌下缘走行，后者是旋股内动脉最重要的保护结构。只要闭孔外肌保持完整，即使股骨头脱位时，旋股内动脉的深支也不会承受过大的张力。向后穿过闭孔外肌后，常恒定地发出转子区分支，沿股方肌和外旋肌群之间走行。旋股内动脉的深支向头侧和腹侧穿过外旋肌，在上孖肌上缘水平穿入关节囊。在股骨颈后上方，其分出四到五支支持带血管。支持带血管位于关节囊内、骨质外，距离股骨头骨软骨交界处约2-4mm。
旋股内动脉周围存在众多吻合支，参与股骨头灌注最重要的一支为臀下动脉的分支，沿梨状肌走行。据显示旋股内动脉受损后，此血管可代偿其功能。旋股外侧动脉和股骨头圆凹动脉对股骨头供血较少。通常，旋股内动脉深支于囊内损伤后，股骨头内血供无法代偿。因此，临床中，股骨头的存活直接取决于旋股内动脉的完整性。
2.2股骨头营养动脉完整性的评估
理论上，旋股内动脉损伤常见于意外事故创伤（如血管断裂），骨折或脱位所致血管蜷曲，血栓，血管痉挛，或医源性损伤（如粗暴的闭合复位，手术，硬物嵌入）。
2.2.1术前检测股骨头血供
尚没有一种可靠的、临床常规应用的检测股骨头血供中断的方法。可通过血管造影术来直观地显示股骨头的营养血管，该方法可显示旋股内动脉中断，却无法显示股骨头最终的灌注情况。两篇具有历史意义的文章在近期的随访中试图揭示股骨近端骨折的血管造影结果和骨坏死之间的联系。造影显示股骨头血供保存完好的病例，极少发生骨坏死。相反，术前通过造影发现股骨头血供中断，未必会出现骨坏死这样的结局。在这类病例中，通过简单的闭合内旋患髋，或切开复位内固定，血供可能恢复。也为一过性血管扭曲和/或痉挛这一理论提供了证据。虽然有其实用性，血管造影仍未常规应用到临床随访中。如今，CT血管造影有望成为一种有发展前景的、无创的方法，可替代传统的血管造影。通过这一方法，可直观地看到旋股内动脉及其吻合支。然而，和传统血管造影方法一样，该法不能显示股骨头内的终末血管，在临床实践中的适用性尚未得到证实。
两种显像方法可显示股骨近端骨折术前股骨头内的血管分布。第一种方法是核磁共振成像（MRI），可通过造影剂来定量监测股骨头内的血流。通过与健侧对比注射钆前后的骨折部位的信号强度。同样，第二种方法为放射性核素骨显像，通过静脉注射放射性示踪物。不同于动态核磁共振，该方法提供更多定性的结果。尽管这两种方法取得了满意效果，但仍未常规应用于临床。
2.2.2术中检测
最可靠易行的检测股骨头血流灌注的方法是行术中股骨头钻孔。骨折复位后，在股骨头基底钻2-4个2mm大小的孔，来检测股骨头血供。此法需切开显露髋关节，通常需2分钟直至观察到股骨头内血液流出。如果尝试行闭合复位经皮内固定术，可观察空心钉内返流的血液来评估股骨头内的血液灌注]。其他方法还包括超声多普勒、骨髓内氧分压检测等，但相比股骨头直接钻孔，这些方法对于预测股骨头坏死缺乏特异性和敏感性。
3股骨近端的损伤类型
创伤性股骨头坏死的发生几率取决于骨折的类型以及旋股内动脉深支的受累情况。股骨头、颈骨折发生股骨头坏死的概率很高，最高可达40%。而股骨转子间骨折发生骨坏死的概率降低，为1-5%，股骨干骨折则极少发生骨坏死。创伤性髋关节脱位也可导致股骨头坏死，发生率可达26%。
股骨近端骨折可分为股骨头、颈骨折，股骨转子间骨折，股骨干骨折。本文将总结上述每种骨折发生骨坏死的病因、概率以及与旋股内动脉的解剖关系。
3.1股骨头骨折
在所有的股骨近端骨折中，股骨头骨折发生股骨头坏死的概率最高，可达40%。。股骨头骨折常伴随因机械损伤而使源于支持带血管的骨内血流中断。股骨头骨折块的血供通过残存部分血液弥散而获得恢复。两篇系统性综述提到，股骨头骨折这一特殊类型的骨折，或伴随的创伤性关节脱位，并未导致骨坏死的风险增加。然后，这两篇文献提到骨坏死发生的风险与所采用的手术入路相关。后方入路发生几率最高，可达16%，其次是经转子间入路，达13%，前方入路仅8%。上述结果提示对股骨头血供的医源性损伤也是引起骨坏死的重要因素。如未能正确理解和重视旋股内动脉分布和走行，髋关节后方入路对股骨头血供具有潜在危险性。如行转子间截骨术，应在臀中肌后方止点之前行截骨术，以保护旋股内动脉的深支。
3.2股骨颈骨折
缺血性骨坏死通常是支持带血管受损的结果。有一些危险因素会影响支持带血管的完整性，包括股骨颈骨折的部位，骨折脱位，复位质量，治疗延迟以及治疗方式。
3.2.1股骨颈骨折的部位
骨折线位于股骨颈内侧者发生骨坏死的概率（28%）高于位于外侧者。这是由于骨折线与支持带血管的位置关系所决定。骨折线位于外侧者，二者间距离增大，因此，支持带血管受损的几率较小。
（a）一名49岁男性患者，骨折位于股骨颈的内侧。（b）行闭合复位和内固定术，出现复位不良，稳定性不足。（c）随访1.2年后，出现了股骨头缺血性坏死，需行全髋关节置换。
3.2.2骨折移位
股骨颈的骨折移位可分为内/外翻,腹/背侧以及旋转。
内翻移位不伴有背侧成角不可避免地导致支持带血管紧张，这导致股骨头血供受损。逐渐地，移位增大时上述血管发生断裂。外翻压缩不伴有背侧成角可使支持带血管松弛，单纯外翻压缩不超过30°时不会损伤股骨头血供。然而，大的外翻压缩可发生骨坏死，可能与血管蜷曲有关。
股骨头向背侧倾斜可导致位于后上方的支持带血管扭曲，可通过简单的内旋患侧下肢或切开解剖复位并行内固定而使股骨头血供恢复。如果合并内翻移位则会使血管扭曲加重。
当行闭合复位或内固定物造成扭矩过大时（如使用动力髋螺钉），会造成股骨颈水平的旋转。这种情况通过透视或传统的X线很难发现，但往往给支持带血管带来严重影响。股骨头骨折块屈曲时可造成支持带血管牵拉。然而，当其后伸时可使血管扭曲从而影响股骨头血供。
3.2.3复位质量
复位质量可作为预测是否发生骨坏死的重要指标。残留的严重内外翻畸形发生骨坏死的几率较高。
股骨颈骨折伴内翻移位（a），可导致支持带动脉张力增加，甚至断裂。（b）轻微的外翻移位（＜30°），可使支持带动脉放松，不会损伤血供。（c）然而，外翻明显时可导致支持带血管扭曲，进而影响血供。（d）轻微的背侧倾斜不会影响血供，然而，倾斜明显并合并有内翻移位时，可影响股骨头内血液灌注。（e）旋转未纠正可影响股骨头血供。屈曲使支持带血管拉伸，甚至断裂。后伸使支持带血管扭曲，进而影响血供。
3.2.4治疗时机和填塞效应
超过12-24小时后治疗发生骨坏死的风险较高，这可能与关节腔内积血对支持带血管造成的填塞效应有关。因为支持带血管位于骨外、关节囊内，容易被骨折部位的血肿压迫，后者导致腔内压力逐渐升高。在移位和无移位的骨折中都可发生这种填塞效应。这也解释了为何在无移位骨折中发生了骨坏死。12小时的时间限制看似随意，但可以在犬的动物模型中得到证实。
3.2.5治疗方法
相比保守治疗，股骨颈骨折采取手术后发生骨坏死的概率更大。此外，采用切开复位内固定者又比仅行闭合复位者发生骨坏死的概率大。手术切开可使旋股内动脉发生医源性损伤的机会增加。然而，在研究治疗方案所起的作用时，可能与之前提到的骨折部位、移位程度等危险因素混淆。
3.3 转子间以及大转子骨折
转子间骨折发生骨坏死的几率很小，介于1%-5%之间。通常，在成人中，该类骨折不会直接影响旋股内动脉深支的走行。目前尚未有基于大样本的危险因素的研究报告。高能量创伤，累及股骨颈基底的骨折，对血管造成的医源性损伤被认为是损伤血供的危险因素。
报道有三例单纯大转子骨折后发生股骨头坏死。两例行保守治疗，另一例行切开复位螺钉内固定术。有趣的是，上述病例均为年龄介于12-13岁的儿童。成人中，大转子骨折常归类为髋部的撕脱性骨折，而在儿童中，该类骨折常累及转子区的骺板，从而导致了延伸至股骨颈内侧的大转子骨折块，进一步损伤旋股内动脉的深支。
3.4 股骨干骨折
尽管股骨干骨折不会损伤旋股内动脉，但仍有顺行髓内钉固定后发生股骨头坏死的报道。这是由于在置入髓内钉时，损伤到进钉点附近的旋股内动脉，实为一种医源性损伤。从几何和生物机械的角度考虑，梨状窝是直的股骨髓内钉的最佳进针点。然而，经梨状窝进针造成旋股内动脉医源性损伤的可能性大，因为此二者距离非常接近。在尸检研究中，所有从梨状窝进针的病例都出现了营养血管的损伤，57%的出现旋股内动脉的完全损伤。此外，股骨近端扩髓也影响到股骨头的血供。使用解剖型的股骨髓内钉，从大转子顶点进针被认为更理想。当对儿童患者植入成人用的相对过大的髓内钉时，这个问题会加重。这是儿童股骨干骨折后出现股骨头坏死的主要原因。
14岁男性患者，使用了顺行髓内钉治疗股骨干骨折。进针点由于偏内，距离旋股内动脉近端过近，术后8个月发生了缺血性骨坏死。（b）使用顺行髓内钉治疗股骨干骨折，骨坏死的发生与进针点的选择有关。尸体研究中，将梨状窝作为进针点，由于距离旋股内动脉过近，所有病例均出现营养动脉的损伤，旋股内动脉完全断裂者可达57%。
3.5 创伤性髋关节脱位
创伤性髋关节脱位并非一定会发生股骨头坏死。如图所示，闭孔肌是在脱位时保护旋股内动脉的重要结构，该结论通过髋关节后脱位的尸体模型得出。只要闭孔外肌保持完整，即使股骨头已经发生脱位，旋股内动脉的深支也不会受到影响 。通常髋关节脱位时闭孔外肌是完整的，创伤性髋关节脱位引起的股骨头坏死最高可达26%，是因为有其他因素参与其中。这些危险因素包括脱位的方向，合并骨折，延迟复位和手术入路。
在创伤性髋关节脱位时，闭孔外肌保护了旋股内动脉的深支,该肌保持完整可确保股骨头的血供。
与前脱位相比，后脱位发生股骨头坏死的概率增加（9%比29%)。合并股骨侧骨折可能对股骨头的营养血管产生机械性损伤。不伴有骨折的髋关节脱位发生股骨头坏死的几率为0到22%。合并股骨头或髋臼骨折的脱位，骨坏死的发生率则为66%。早期复位可以减少股骨头坏死的发生率。根据激光多普勒研究发现，脱位时股骨头血供减少，但当复位后则恢复正常。分别于伤后6小时和12小时进行复位，股骨头坏死的发生率则从5%增加到59%，或从18%增加到57%。当手术采用标准Kocher-Langenbeck入路时（伴或不伴短外旋肌群的剥离），旋股内动脉可能会受到医源性损害。这可以用来解释对后脱位进行内固定时，采用后侧入路发生股骨头坏死的几率是前路的3倍。
一名59岁男性患者，出现创伤性髋关节后脱位，伴有股骨头及髋臼后壁骨折。（b）采用经大转子入路，行股骨头和髋臼后壁切开复位内固定术。（c）术后半年，发生缺血性骨坏死，需行全髋关节置换术。
4 总结
创伤性股骨头坏死是由股骨头血供中断所致。旋股内动脉在维持股骨头存活上起重要作用。股骨头坏死的发生率因股骨近端骨折类型不同而异。近端骨折线与旋股内动脉的位置关系和是否发生骨坏死有直接关系。术前采用无创成像方法评估股骨头血运情况，理论上是可行的。然后迄今为止没有一种方法可作为临床常规检查。检测血管完整性最敏感和特异的方法就是术中钻孔后，观察股骨头的出血情况。如果没有出血，则说明股骨头血供中断，后者常由于明显的（如血管破裂）或一过性的（如血管痉挛、扭结）旋股内动脉供血受阻所致。
本文节选自孙伟 李子荣主译《骨坏死》一书，本部分原作者为
Simon Damian Steppacher, Pascal Cyrill Haefeli,Helen Anwander, Klaus Arno Siebenrock,and Moritz Tannast
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