作者：吴子轩，何海军，孙诗艺，张程，杨统杰，张光熠，中国中医科学院望京医院

股骨头坏死是骨科难治性疾病之一，血流减少或受限是其重要病理生理过程，了解股骨头的血运情况有助于更好地判断股骨头坏死的病情发展。目前X 线、MRI、CT 等常规影像学检查无法直观反映和评估股骨头的血流灌注情况，而临床已有较多影像学技术能够观察股骨头坏死患者股骨头的血运情况，如通过注射造影剂观察股骨头的血管成像，或基于不同影像技术结合相关工作站得出相应的血流灌注参数反映股骨头微循环的血流灌注情况。因此，本文整理基于血管成像或血流灌注参数研究的影像学技术，总结其评估股骨头坏死血运的应用进展，旨在从股骨头血运角度为探索股骨头坏死的预防及预后提供更多客观依据。

1. 股骨头的正常血供

股骨头血供根据所在部位分为股骨头骨外血供和骨内血供。骨外供血最主要的动脉来源于旋股内、外侧动脉、圆韧带动脉、股骨干滋养动脉以及臀下动脉。旋股内动脉上、下支持带动脉及旋股外动脉的前支持带动脉是股骨头最重要的供血动脉，主要来自上级股深动脉，少数患者是由股动脉或其他动脉延续而成。其中，上支持带动脉是最重要的股骨头供血动脉分支。

Zheng 等通过微血管灌注和三维重建技术发现，股骨头坏死塌陷起始于股骨头侧柱的坏死区域，侧柱（即上支持带动脉）缺血是导致股骨头塌陷的初始因素，当侧柱动脉血供充足时，即使内部区域出现缺血，股骨头仍能维持结构的完整性。该研究进一步证实上支持带动脉在股骨头血供中的关键作用。

赵德伟等通过Micro CT 扫描发现上、前、下支持带动脉的分支与圆韧带动脉血管组成骺网；上、前、下支持带动脉的干骺分支组成干骺血管网，与既往研究认为股骨头不同动脉供应不同区域存在差异，该研究认为股骨头骨内血供通过上述血管网络相互交集共同完成股骨头内血供。张刚等对该循环网络持保留态度，通过动态对比增强磁共振（dynamic contrast enhanced-MRI，DCE-MRI）发现股骨头不同区域的血流灌注参数仍存在差异。因此，影像学技术主要通过工作站分析股骨头内不同区域、病程等的血流灌注差异以检测股骨头的骨内血供，从而研究股骨头坏死血流灌注变化的发展规律。

2. 股骨头坏死常见的影像学血运评估方法

2.1 数字减影血管造影（DSA）

DSA 作为检测多数血管狭窄情况的金标准，已成为血管造影和血管介入治疗中不可缺少的技术。近年针对股骨头坏死血管的研究逐渐引起重视，《非创伤性股骨头坏死中西医结合诊疗专家共识》认为股骨头坏死在不同分期下的动静脉血管造影会发生不同程度病理改变，如早中期的静脉瘀滞和动脉缺血、晚期的动脉闭塞等。同时，DSA 也可通过介入技术扩张血管等方法改善股骨头的血运情况达到诊治目的。

浦路桥等基于DSA 根据患者上、下支持带动脉显影情况制订不同肌骨瓣移植手术方案治疗股骨头坏死，结果显示该手术方案可以提高保髋手术的成功率。此外，DSA 的显影图像包含大量信息，临床医师不仅可以根据图像直观地判断股骨头坏死患者骨外血供的整体情况，还能在图像中测量角度、长度、数量等。Chi 等使用DSA技术发现股骨头坏死严重程度与旋股内动脉的相对长度以及在显影结果上通过自行设计的I 线和II 线的血管数量存在显著相关性。

Zhao 等通过DSA 对股骨颈骨折患者的支持带动脉损伤严重程度进行分类，结果发现该方法与股骨颈骨折Garden 分类的一致性中等，且比传统Garden 分类能更好地预测股骨头坏死的发生情况。姜金杰等基于DSA 对成人股骨头坏死患者的股深动脉及其分支血管造影结果分析发现，股骨头坏死组股深动脉长度、直径显著大于正常组，股动脉与股深动脉夹角显著小于正常组，表明股深动脉及其分支变异可能是发生股骨头坏死的重要因素之一。

然而，由于上述指标的测量均基于DSA 显影图像，较依赖施术者对DSA 技术的掌握程度，且造影剂用量及采取造影的时间均能影响图像质量及清晰度，该技术具有一定局限性。目前尚缺乏规范化评估股骨头坏死的DSA 造影操作技术。但DSA 丰富了股骨头坏死骨外血供的评估方法，临床可用于预测预后，评估股骨头坏死病情发展情况。

2.2 对比增强超声造影（CEUS）

对比增强CEUS对检测肌肉骨骼的血流灌注具有一定潜在价值，能探测深部、浅表组织和关节的血管内血流动力学信息，安全、简单、便捷、可重复。CEUS 能通过工作站生成的时间-强度曲线提取出相应的定量参数，反映股骨头的骨内血运情况。Chen 等通过CEUS 评估激素诱导下兔股骨头坏死模型的血流灌注水平，结果显示实验组兔在激素诱导后的第3 周和第5 周股骨头微血管密度显著降低，且实验组和对照组的上升斜率、下降斜率、平均通过时间及达峰时间存在显著差异。上述参数为兔股骨头坏死模型的血流灌注水平提供了可视化的定量参数。

Yan 等探讨CEUS 在股骨头坏死患者股骨头软骨下骨血流灌注中的应用，发现CEUS 能够有效评估不同股骨头坏死国际骨微循环研究协会（association research circulation osseous，ARCO）阶段股骨头坏死患者的股骨头下骨微循环灌注，其参数（达峰时间、峰值强度、增强强度、上升斜率、下降斜率和曲线下面积）与ARCO 阶段密切相关，有望成为早期诊断股骨头坏死的有效影像学方法。

刘柯兵等定量评估股骨头坏死前外侧病灶的微血流灌注改变，发现正常对照组与ARCO Ⅱ期、Ⅲ期组的达峰时间存在显著差异，但ARCO Ⅱ期与ARCO Ⅲ期组间无显著差异。CEUS能初步探查股骨头坏死前外侧病灶的血流灌注，分析股骨头坏死病变各期的变化趋势和差异，但不同研究表明CEUS 的可重复性存在一定问题。部分研究通过CEUS 观察中药治疗早期股骨头坏死患者的血流灌注差异。

田媛媛等纳入80 例（80 髋）激素性股骨头坏死患者随机分为对照组与治疗组，经过治疗后，CEUS 提示治疗组的达峰时间、下降斜率高于对照组，而平均渡越时间、曲线下面积低于对照组，表明复方生脉成骨胶囊能够改善患者的微血流灌注情况。该实验使用CEUS 参数评估中医药在改善股骨头坏死血运状况方面的作用，为客观评价股骨头坏死治疗效果提供了新视角。

总之，CEUS 能够较好地反映股骨头坏死患者的骨内血流灌注变化，且CEUS 采用造影微泡剂，该微泡作为一种惰性气体，粒径为2~5 mm，较难穿透血管内皮进入组织间隙，因此，CEUS 作为一种纯血池造影显像技术，避免了CT 或MRI 造影剂进出血管导致的混淆分布情况。然而，CEUS 仍有局限性，如受制于探头的高频率及造影剂，能观察的病灶区域较为局限，无法对比股骨头坏死多种区域下的血流灌注。但CEUS 的造影微泡剂无辐射性、无毒性，有望成为监测股骨头坏死骨内血运变化的常用影像技术。

2.3 DCE-MRI

DCE-MRI是一种通过评估微血管网络和微循环系统功能的非侵入性影像学技术，可行定性、半定量及定量分析。其中半定量分析参数主要包括曲线下面积、首次峰值等。定量分析参数包括对比剂从血浆渗透到血管外细胞间质的容积转移常数（Ktrans）、血浆容积分数、血管外细胞外容积分数和对比剂从血管外-细胞外间隙返回至血液的速率常数（Kep）。Ktrans 可以显示该区域的循环状态，Kep 主要反映毛细血管通透性。由于病理过程中的缺血坏死、炎症、癌症等均会不同程度地改变自身组织的微循环系统，因此DCE-MRI 能基于相关定量参数对比不同股骨头坏死分期、不同区域及人群的血流灌注变化。

与CEUS 不同，DCE-MRI 能够检测多种股骨头内的血流灌注区域。Li 等对早期股骨头坏死患者行DCE-MRI 检查，将患侧分成4 个感兴趣区（坏死区、正常区、水肿区和边界区），结果发现坏死区与不同区域间的参数存在差异，且健侧和患侧的参数存在血流灌注差异。Gondim Teixeira 等通过DCE-MRI 检查股骨头坏死患者，发现与健侧髋相比，患侧股骨头血流灌注参数的峰值增强、曲线下面积和Ktrans 等均有显著差异；健侧髋有股骨头坏死高危因素的股骨头的峰值增强明显低于无危险因素者。

陈绍宁等探讨DCE-MRI 评估股骨头坏死患者病程进展及疗效的应用价值，发现Ktrans、Kep、初始曲线下面积在无效组中高于有效组，且上述参数与ARCO 分期、髋关节积液分级和骨髓水肿分级呈正相关。周泽旺等通过DCEMRI评估不同分期股骨头坏死微循环灌注特征，发现Ktrans 与ARCO 分期呈显著正相关，表明Ktrans 是反映股骨头坏死微循环灌注的主要指标。上述研究从不同角度（股骨头内不同区域、健侧与患侧、不同ARCO分期、治疗前后对比等）对比股骨头坏死患者的血流灌注改变，反映DCE-MRI 较传统增强扫描MRI 技术在此方面已有更深入的研究。

Yuan 等利用DCE-MRI研究股骨头坏死不同病程的微循环灌注水平，结果表明ARCO Ⅱ期在坏死区的信号峰值及最大斜率大于ARCO Ⅲ期，但ARCO Ⅱ期在修复反应区的信号峰值、曲线下面积、Ktrans、Kep 等血流灌注参数小于ARCOⅢ期。该结果通过DCE-MRI 发现股骨头坏死的坏死区与修复反应区在病情塌陷进展中存在血流灌注变化规律，即修复反应区微循环灌注较正常区域显著提高，坏死区显著下降。

环大维等发现随着病情进展，股骨头坏死区的血流灌注参数水平下降，坏死区无法获得有效的血流灌注改善；但修复反应区在纤维肉芽组织的影响下，血流灌注水平随病情进展上升。李获等发现股骨头坏死修复反应区的峰值、曲线下面积以及斜率等血流灌注参数均较其他区域明显增加，且随着股骨头坏死进展即塌陷的发生，该区域的灌注参数上升更明显，该结果表明股骨头塌陷与修复反应区的血流灌注上升具有相关性，可能与血流灌注促进修复区的破骨细胞增生、骨小梁吸收并导致塌陷发生具有一定关系。

DCE-MRI 作为根据药代动力学等形成数学模型的新技术，与传统增强MRI 仅观察特定组织强化后的形态学特点不同，更加注重对组织血管通透性及局部区域血流灌注进行定量分析。但DCE-MRI 尚存在缺乏统一的扫描序列和参数标准、部分半定量参数缺乏可重复性、股骨头坏死患者的股骨头需匹配合适的药代动力学模型等问题，目前尚未能独立应用于股骨头坏死的临床诊断工作，仅能为股骨头的血流灌注研究提供辅助。但目前DCE-MRI 研究已能够发现股骨头的各种血流灌注差异，未来有望基于DCE-MRI 揭示股骨头塌陷进展与股骨头血流灌注的规律。

2.4 其他技术

SPECT 配合进行CT 扫描后在计算机融合重建并产生定量参数，能反映股骨头坏死患者的骨代谢水平，而骨代谢水平主要与股骨头的骨血流灌注及无机盐代谢活跃程度密切相关。熊伟等对不同Ficat 分期股骨头坏死患者及健康人群进行SPECT/CT 定量分析，发现局部放射性活性浓度、标准摄取值与分期及病灶大小呈显著正相关。Yoon 等对30 例股骨颈骨折行SPECT/CT，通过生成的图像定性判断股骨头血流灌注水平，判断为缺血与后续股骨头坏死发生的敏感度、特异度和准确度分别为83.3%、75.0%和76.7%，同时，该研究基于患侧与健侧股骨头摄取值得到比值，发现非骨坏死组的摄取比值比骨坏死组更大。

由此可见，SPECT/CT 有助于评估股骨头的血流灌注状态，预测股骨头坏死发生的准确度较高。目前SPECT/CT 多用于确诊早期股骨头坏死，而此方面已有无辐射性的MRI 技术。由于SPECT/CT 比常规CT辐射剂量更高，目前仍较难应用于股骨头坏死常规影像检查。CT 灌注成像可以量化股骨头局部组织血流灌注量，通过静脉注射对比剂，并对选定区域进行连续扫描，获得血容量、血流量、血流平均通过时间等量化参数。

张静等通过数字减影CT 灌注成像检测早期股骨头坏死的血流灌注水平，发现患侧股骨头血流量和血容量明显低于健侧，而对比剂平均通过时间长于健侧，其中血流量和血容量与疾病分期、坏死体积呈负相关，对比剂平均通过时间与疾病分期、坏死体积呈正相关。但数字减影CT 灌注成像对股骨头坏死的临床研究仍较少，尚缺乏更多临床数据进行验证。上述技术均为股骨头骨内血运的血流灌注研究，此外还有较为新颖的股骨头供血血管显影技术运用于临床。

除常规DSA 观察旋股内动脉等供血动脉外，Liao 等基于稳态磁共振血管造影观察股骨头坏死支持带动脉，其分辨率可达到亚毫米级，有望成为一种新型的股骨头血运显影技术。Liao 等通过稳态磁共振血管造影显影观察股骨头坏死患者股骨头血管情况，结果显示，与健康对照组相比，各期股骨头坏死患者的上支持带、下支持带动脉血管数量均明显减少，且健康组与股骨头坏死患者的上、下支持带动脉显影异常的比例均存在显著差异（5.00%比67.2%，30%比84.2%），此外，上支持带动脉数量在ARCO 各期间也存在显著差异。

上述结果表明稳态磁共振血管造影能清晰反映股骨头坏死患者关键动脉的残存情况，进一步印证了旋股内动脉的重要性，并为血管造影提供另一种可行的替代方案，具有重要临床应用价值。

3. 小结与展望

股骨头血流量减少是股骨头坏死的先兆，在骨坏死的发生发展中，股骨头血流灌注改变通常早于骨骼改变。血管造影提示随着病情分期进展，旋股内动脉的分布及留存情况均有所下降，表明股骨头坏死整体血运存在循环障碍。但通过各种影像学技术发现，股骨头骨内血流灌注和股骨头坏死病程并非表现为病情进展越重、血流灌注越下降的特点。CEUS 和DCE-MRI均有研究发现股骨头坏死中期患者的血流灌注参数通常比早期患者更高，主要原因可能是股骨头坏死发生后，机体开启骨修复，在骨修复期间需重建新生骨组织，所需要的新生毛细血管网络增多，血管通透性增加，随着中期进展，修复反应进一步加深，毛细血管更加丰富，微循环血流灌注获得代偿性上升，因此影像学技术观察股骨头坏死中期患者的股骨头血流灌注参数常表现为快进快出的特点。

在DCE-MRI随访中也发现病情进展的股骨头坏死常伴有骨髓水肿，各种峰值的变化和骨髓水肿具有相关性。但上述技术在检测股骨头坏死患者时，涉及骨髓水肿因素的内容仍然较少。

总之，目前已有较为丰富的影像学技术用于检测股骨头的血运情况，但上述技术均有其相应的优劣性。血流灌注的变化与股骨头病情进展密切相关，因此，在临床中不可简单观察股骨头的形态和骨强度，还应注重股骨头的微循环灌注等，从而更好地指导临床诊疗工作。

来源：吴子轩,何海军,孙诗艺,等.影像学技术评估股骨头坏死血运的研究进展[J].中国医学影像学杂志,2025,33(05):571-576.

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