引用本文： 何敏聰, 何曉銘, 林天燁, 肖歡, 何偉, 魏秋實. 基于CT壞死區重建的股骨頭壞死側位分型及其臨床驗證. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(4): 423-430. doi: 10.7507/1002-1892.202212082 復制
股骨頭壞死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是一種病理機制復雜的關節疾病，疾病進展至中后期常伴髖關節功能喪失，近年來發病日趨年輕化[1]。股骨頭塌陷是ONFH的轉折點，一旦發生塌陷，即會對保髖治療帶來不利影響，甚至不得不面臨關節置換[2]。因此，準確預測塌陷風險，有助于早期識別并通過及時干預預防塌陷發生。既往研究認為，股骨頭塌陷與股骨頭前外側柱受累程度顯著相關[3-4]；本團隊前期研究[5]發現股骨頭前外側作為股骨頭負重部分，決定著股骨頭的負重功能，并提出前側壁保留角和外側壁保留角與塌陷進展存在明顯相關性，而結合股骨頭外側壁、前側壁的聯合保留角（combined preserved angle，CPA）預測塌陷發生更為準確。CPA主要和壞死發生的位置有關，因此相對于頭內壞死面積，壞死位置與塌陷關系更密切。本團隊另一項研究發現[6]，與日本厚生省骨壞死研究會（JIC）分型中A、B型低塌陷風險、C2型高塌陷風險不同，JIC C1型的5年股骨頭塌陷率為68.1%，部分相同條件下C1型壞死的手術率及塌陷發生率差異較大，提示對該型壞死塌陷的預測仍具備研究價值，臨床上需要更完善的分型來指導治療和判斷預后。最近本團隊成功將熱力圖圖像融合技術應用于ONFH研究中[7]，通過該技術可以更準確定位壞死部位，基于薄層CT及其重建影像可以較精確地在三維視覺下重建壞死位置，描繪壞死區輪廓。
本研究回顧性分析不同JIC分型的國際骨循環協會（ARCO）Ⅱ期患者，評估其隨訪5年以上的股骨頭塌陷率及手術率，同時結合熱力圖圖像融合技術，根據壞死區在CT側位的位置進一步對患髖分型，并基于壞死區輪廓熱力圖圖像闡明側位分型的重要性。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 年齡18～65歲；② 診斷為ARCOⅡ期ONFH，其中ONFH診斷參照2016年中華醫學會骨科學分會關節外科學組制定的 《股骨頭壞死臨床診療規范》，ONFH分期參照2019年ARCO修訂的分期標準[7]；③ 未接受過系統治療；④ 入組時有完整的雙髖正位或蛙式側位X線片及CT平掃影像學資料，隨訪時間至少5年，每年至少1次行雙髖正位或蛙式側位X線片檢查，且末次隨訪時至少有雙髖正位或蛙式側位X線片影像學資料。
排除標準：① 既往接受髖部注射或手術者；② 先天性髖關節畸形；③ 有重大心理疾病史或語言交流困難者；④ 依從性差，影響效應指標觀測者。
2004年5月—2016年12月共119例（155髖）ARCOⅡ期ONFH患者符合選擇標準納入研究。其中男81例，女38例；年齡18～64歲，平均40.1歲。單側病變83例，左髖46例，右髖37例；雙側病變36例。ONFH類型：激素性79髖、酒精性40髖、創傷性24髖、特發性12髖。病程1～182個月，中位時間42.8個月。JIC分型：A型34髖，B型33髖，C1型57髖，C2型31髖。不同JIC分型患者的年齡、性別、側別、ONFH類型等基線資料比較差異均無統計學意義（P>0.05）。見表1。
表1
不同JIC分型患者的基線資料比較
Table1.
Comparison of baseline data between patients with different JIC types
1.2 股骨頭塌陷和手術評估
分析不同JIC分型患者1、2、5年的股骨頭塌陷及手術情況。股骨頭塌陷評估方法：首次CPA測量后，隨訪中若在雙髖正位或蛙式側位X線片上發現“新月征”或可見塌陷，定義為發生塌陷。股骨頭塌陷程度=股骨頭半徑?中心點至股骨頭頂距離，當此距離超過2 mm則定義為塌陷。
比較不同JIC分型，激素性與非激素性，無癥狀與有癥狀（疼痛時間>6個月或≤6個月）髖關節間，以及CPA≥118.725°[5]和CPA<118.725° 髖關節間的生存率（以股骨頭塌陷為終點）。
1.3 基于CT側位觀壞死部位的熱力圖圖像融合
選取組內手術及塌陷發生差異較大、具備研究價值的JIC分型CT重建圖像，根據壞死區輪廓內側分布規律進一步分型，并作熱力圖圖像融合。
1.3.1 設備和軟件
① CT掃描設備：64排螺旋CT機（Siemens公司，德國），管電壓120 kV，管電流150 mA，掃描矩陣512×512，層厚1.25 mm，重建間距1.25 mm。② 三維重建軟件：Mimics20.0（Materialise公司，比利時），完成股骨模型重建及壞死區輪廓股骨頭表面定位分割。③ 熱力圖生成軟件：E-3D（中南大學），生成紅藍漸變壞死區輪廓熱圖。④處理設備：臺式電腦。操作系統 Windows10 64 位（DirectX 12）；處理器：Inter（R）Core（TM）i7-8700 CPU@3.20GHz；RAM：32.0 G；主顯卡：NVIDIA GeForce GTX 1080Ti。
1.3.2 基于CT重建的壞死區域側位分型
將首診時行CT重建后的矢狀位股骨頭從前向后3等分，分別為Ⅰ區（前1/3）、Ⅱ區（中1/3）和Ⅲ區（后1/3）。根據CT重建后壞死區在股骨頭表面輪廓累及部位，對ONFH作側位分型，共5型。分別為：1型，壞死區在矢狀側位僅累及Ⅰ區；2型，壞死區累及Ⅰ區及Ⅱ區，未累及Ⅲ區；3型，壞死區累及Ⅰ～Ⅲ區；4型，壞死區累及Ⅱ區及Ⅲ區，未累及Ⅰ區；5型，壞死區僅累及Ⅲ區。見圖1、2。
圖1
將重建后矢狀側位股骨頭3等分
Figure1.
Divided the reconstructed sagittal lateral femoral head into three equal parts
圖2
JIC C1型ONFH側位分型
a. 1型；b. 2型；c. 3型；d. 4型；e. 5型
Figure2. Lateral classification of ONFH in JIC type C1a. Type 1; b. Type 2; c. Type 3; d. Type 4; e. Type 5
1.3.3 創建壞死區輪廓線并轉化為熱圖
① 將1名35歲健康男性髖關節CT影像數據以DICOM 格式導入Mimics20.0，使用CT Bone Segmentation工具創建股骨頭蒙版，將蒙版轉化為實體模型，并作為股骨頭標準模型，以STL格式導入E-3D軟件。② 將ONFH患者的CT影像數據同上法創建壞死區蒙版，使用Edit Masks、Split Mask等工具將壞死區分離，將蒙版轉化為實體模型并以STL格式導入E-3D軟件。③ 通過E-3D軟件同時導入股骨頭標準模板及壞死區模型，通過卵圓窩、股骨頭最高點及最低點進行壞死區匹配于標準模型，通過E-3D軟件輪廓線自動提取功能，得到壞死區邊緣離體輪廓線，軟件提取壞死區在股骨頭表面輪廓線，通過E-3D軟件統計輪廓線，產生壞死區輪廓線熱圖。將不同CT側位分型的熱圖輪廓線分別融合成5個熱圖。見圖3。
圖3
創建壞死區輪廓線并轉化為熱圖
a. 構建股骨頭標準模型及壞死區模型；b. 壞死區與標準模型匹配；c. 壞死區三維輪廓線提取
Figure3. Created necrotic area contours and converted to a heat mapa. The standard femoral head model and necrotic area models were constructed; b. The necrotic area model was matched to the standard femoral head; c. The three-dimensional necrotic area contours were extracted
1.3.4 檢測指標
分析不同側位亞型患髖1、2、5年時股骨頭塌陷和手術情況。比較該型患者中CPA≥118.725°[5]和CPA<118.725° 髖關節間的生存率（以股骨頭塌陷為終點），以及不同側位亞型的生存率（分別以股骨頭塌陷和手術為終點）。
1.4 統計學方法
采用SPSS25.0統計軟件進行分析。計量資料經正態性檢驗均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，不同JIC分型組間年齡比較采用單因素方差分析；不同JIC分型組間性別、側別、ONFH類型等計數資料比較采用χ2檢驗；采用Kaplan-Meier生存曲線和LogRank檢驗比較各型患者的生存率及股骨頭塌陷和手術情況。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 股骨頭塌陷和手術情況評估
不同JIC分型患髖的1、2、5年股骨頭塌陷及手術情況見表2。JIC A型1、2、5年塌陷率和手術率均為0，B型1、2、5年手術率均為0；C2型患髖1、2、5年塌陷率與手術率均明顯高于其他分型（P<0.05）；C1型患髖塌陷率與手術率均高于A、B型（P<0.05）。C1型塌陷率與手術率介于C2型與A、B型之間，該型壞死分型塌陷預測仍具備研究價值，還需要更完善的分型以指導治療和判斷預后。
表2
不同JIC分型患者的1、2、5年股骨頭塌陷及手術情況
Table2.
The 1-, 2-, and 5-year femoral head collapse rates and operation rates between patients with different JIC types
不同JIC分型患髖的生存率差異有統計學意義（χ2=109.581，P<0.001），A、B、C1、C2型逐漸降低。激素性與非激素性ONFH患髖間生存率差異無統計學意義（χ2=0.877，P>0.349）；無癥狀髖關節生存率明顯高于有癥狀髖關節，CPA≥118.725° 的髖關節生存率明顯高于CPA<118.725° 的髖關節，差異均有統計學意義（χ2=68.090，P<0.001；χ2=166.706，P<0.001）。見圖4。
圖4
患者各類生存曲線分析（以股骨頭塌陷為終點）
a. 不同JIC分型髖關節；b. 激素性/非激素性ONFH髖關節；c. 無癥狀與有癥狀髖關節；d. CPA≥118.725° 與CPA<118.725° 髖關節
Figure4. Analysis of survival curves of various patients (with femoral head collapse as the endpoint)a. Patients with different JIC types; b. Hormonal/non-hormonal ONFH hips; c. Asymptomatic and symptomatic hips; d. CPA≥118.725° and CPA<118.725° hips
2.2 CT側位觀壞死輪廓的熱力圖
JIC C1型髖關節壞死區域側位分型示，1型12髖、2型20髖、3型9髖、4型9髖、5型7髖。隨訪5年時各亞型之間股骨頭塌陷率及手術率比較差異均有統計學意義（χ2=13.758，P=0.008；χ2=16.288，P=0.003）。4、5型患髖1、2、5年股骨頭塌陷率及手術率均為0；3型患髖1、2、5年股骨頭塌陷率及手術率均最高；2型患髖塌陷率高，但手術率低于3型患髖；1型患髖1、2、5年塌陷率高，但手術率均為0。見表3、圖5。
表3
JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者的1、2、5年股骨頭塌陷及手術情況
Table3.
The 1-, 2-, and 5-year femoral head collapse rates and operation rates between patients with different lateral classification of based on JIC C1 type hip joint necrosis area
圖5
JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者熱力圖圖像融合
a. 1型；b. 2型；c. 3型；d. 4型；e. 5型
Figure5. The heat maps of different lateral classifications of necrotic area in JIC type C1 hipsa. Type 1; b. Type 2; c. Type 3; d. Type 4; e. Type 5
JIC C1型中，CPA≥118.725° 的髖關節生存率明顯高于CPA<118.725° 的髖關節，差異有統計學意義（χ2=39.505，P<0.001）。JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者以股骨頭塌陷為終點的隨訪中，4、5型患髖生存率均為100%，1、2、3型生存率均為0，差異有統計學意義（χ2=7.473，P=0.006）。以手術為終點的隨訪中，1、4、5型生存率均為100%，3型為0，2型為60%，差異有統計學意義（χ2=37.574，P<0.001）。見圖6。
圖6
JIC C1型患者各類生存曲線分析
a. CPA≥118.725° 與CPA<118.725° 髖關節（以股骨頭塌陷為終點）；b. JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者（以股骨頭塌陷為終點）；c. JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者（以手術為終點）
Figure6. Analysis of various survival curves of JIC C1 type patientsa. CPA≥118.725° and CPA<118.725° hips (with femoral head collapse as the endpoint); b. Patients with different lateral classification of JIC C1 hip necrosis area (with femoral head collapse as the endpoint); c. Patients with different lateral classification of JIC C1 hip necrosis area (with operation as the endpoint)
3 討論
JIC分型的依據是壞死區是否涉及股骨頭外側柱的負重區[8-9]，作為經典的ONFH分型系統，在臨床廣泛應用。目前有多個研究報道基于JIC分型系統的ONFH塌陷率，但不同研究結果差異較大。Kuroda等[9]的研究中，212髖隨訪5年結果示，JIC A、B、C1及C2型股骨頭塌陷率分別為0、7.9%、36.6%和84.8%，與本研究結果相比塌陷率較低，可能是因為該研究對塌陷的判定只參考了正位X線片，而未聯合正蛙位X線片結果，忽視了部分前柱塌陷的患髖。而實際上無論是生物力學研究還是臨床研究，均表明前外側柱為主要負重區，且部分患髖盡管其外側柱完整，前柱受累也會導致股骨頭塌陷[10-12]。本研究結果表明，JIC A型患髖5年股骨頭塌陷率和手術率均為0，與既往研究結果一致，提示JIC A型是非手術治療的適應證，這與本團隊的一項近期研究結果[12]基本一致。JIC B型患髖5年股骨頭塌陷率雖然為27.3%，但5年手術率為0，說明該型股骨頭塌陷多為無癥狀或癥狀較輕者，可通過非手術方法達到治療效果。C2型患髖5年股骨頭塌陷率為100%，手術率為71.0%，提示C2型患者非手術治療效果差，建議盡早接受手術保髖治療，否則病情容易快速進展，最后不得不接受人工全髖關節置換術。從5年隨訪的股骨頭塌陷率和手術率分析，JIC C1型ONFH仍是目前研究的重點，其塌陷率較高，但手術率比C2型低，這部分研究結果和本團隊既往研究[12]結果相似，提示該分型的評判方法有待改良，甚至需要在該分型下進一步分不同亞型。
與JIC A、B型非手術治療效果良好、手術率低，以及C2型適合早期手術治療不同，C1型的預后較難判斷，亟需新的方法判斷該分型預后，指導臨床治療。我們根據壞死區在側位CT中的累及位置，將壞死股骨頭分為5型，通過熱力圖圖像融合方法直觀展示5種CT側位分型，結合5年的股骨頭塌陷率與手術率，對該新分型進行臨床驗證。對于JIC C1型患髖，前柱是否受累及受累程度均影響其在CT側位中的分型。結果顯示，4、5型前柱均未受累，5年股骨頭塌陷率及手術率均為0，提示該兩種亞型股骨頭塌陷風險低，非手術治療效果理想。從熱圖的壞死輪廓定位來看，1型累及部分前柱負重區，5年塌陷率為100%，但手術率為0，原因可能是壞死區位于前柱，日常活動中易發生塌陷，但考慮部分前柱骨質完整，可以維持股骨頭內穩定以及髖關節良好的頭臼關系，故即使發生塌陷亦可行非手術治療，達到帶塌陷生存的臨床狀態[13]。JIC C1型各側位亞型中2型占比最大，其5年塌陷率為100%，且手術率為40%；其熱圖顯示該部分患髖累及大部分前柱，股骨頭塌陷容易繼續進展，最后接受手術治療。3型患髖熱圖顯示壞死輪廓基本累及全股骨頭，使得股骨頭內力學穩定性嚴重受損，故此型患髖在第2年隨訪時已全部出現塌陷，且5年手術率為100%。
本研究的局限性：首先，本研究為回顧性研究，未來需進一步進行臨床前瞻性研究驗證側位CT分型的有效性。其次，由于隨訪時間跨度大，根據既有的臨床和影像學資料進行非手術保髖治療評價和外側壁保留角、前側壁保留角和CPA的測量，存在一定偏倚，導致測量結果準確性欠佳。再次，CT檢查存在一定輻射傷害，無法多次復查。故本研究團隊今后將開展更規范的前瞻性研究，優化測量方法，以進一步驗證CT側位分型在ONFH臨床診治中的指導作用，做到可重復與標準化。
綜上述，JIC A、B型患者可接受非手術保髖，5年手術率低；C2型股骨頭塌陷風險和手術率高，應盡快行手術治療，避免疾病進展，失去保髖時機；C1型股骨頭塌陷率與手術率均未完全明確。故本研究提出利用CT側位分型將JIC C1型劃分為5個亞型，其中3型為壞死區累及全股骨頭，塌陷風險最高；4、5型塌陷和手術風險均低；1型塌陷率高，但手術風險低；2型塌陷率高，但手術率接近JIC C1型平均值，后續仍需開展進一步研究。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；項目經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的分析及其報道
倫理聲明 研究方案經廣州中醫藥大學第三附屬醫院倫理審查委員會批準（PJ-KY-20210401-001）；患者均知情同意
作者貢獻聲明 魏秋實：研究設計、經費支持；何敏聰：研究實施、文章撰寫；何曉銘：臨床病例數據收集整理及統計分析；林天燁：臨床病例隨訪及記錄；何偉：對文章內容進行批評性審閱、行政支持；肖歡：原稿審閱
股骨頭壞死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是一種病理機制復雜的關節疾病，疾病進展至中后期常伴髖關節功能喪失，近年來發病日趨年輕化[1]。股骨頭塌陷是ONFH的轉折點，一旦發生塌陷，即會對保髖治療帶來不利影響，甚至不得不面臨關節置換[2]。因此，準確預測塌陷風險，有助于早期識別并通過及時干預預防塌陷發生。既往研究認為，股骨頭塌陷與股骨頭前外側柱受累程度顯著相關[3-4]；本團隊前期研究[5]發現股骨頭前外側作為股骨頭負重部分，決定著股骨頭的負重功能，并提出前側壁保留角和外側壁保留角與塌陷進展存在明顯相關性，而結合股骨頭外側壁、前側壁的聯合保留角（combined preserved angle，CPA）預測塌陷發生更為準確。CPA主要和壞死發生的位置有關，因此相對于頭內壞死面積，壞死位置與塌陷關系更密切。本團隊另一項研究發現[6]，與日本厚生省骨壞死研究會（JIC）分型中A、B型低塌陷風險、C2型高塌陷風險不同，JIC C1型的5年股骨頭塌陷率為68.1%，部分相同條件下C1型壞死的手術率及塌陷發生率差異較大，提示對該型壞死塌陷的預測仍具備研究價值，臨床上需要更完善的分型來指導治療和判斷預后。最近本團隊成功將熱力圖圖像融合技術應用于ONFH研究中[7]，通過該技術可以更準確定位壞死部位，基于薄層CT及其重建影像可以較精確地在三維視覺下重建壞死位置，描繪壞死區輪廓。
本研究回顧性分析不同JIC分型的國際骨循環協會（ARCO）Ⅱ期患者，評估其隨訪5年以上的股骨頭塌陷率及手術率，同時結合熱力圖圖像融合技術，根據壞死區在CT側位的位置進一步對患髖分型，并基于壞死區輪廓熱力圖圖像闡明側位分型的重要性。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 年齡18～65歲；② 診斷為ARCOⅡ期ONFH，其中ONFH診斷參照2016年中華醫學會骨科學分會關節外科學組制定的 《股骨頭壞死臨床診療規范》，ONFH分期參照2019年ARCO修訂的分期標準[7]；③ 未接受過系統治療；④ 入組時有完整的雙髖正位或蛙式側位X線片及CT平掃影像學資料，隨訪時間至少5年，每年至少1次行雙髖正位或蛙式側位X線片檢查，且末次隨訪時至少有雙髖正位或蛙式側位X線片影像學資料。
排除標準：① 既往接受髖部注射或手術者；② 先天性髖關節畸形；③ 有重大心理疾病史或語言交流困難者；④ 依從性差，影響效應指標觀測者。
2004年5月—2016年12月共119例（155髖）ARCOⅡ期ONFH患者符合選擇標準納入研究。其中男81例，女38例；年齡18～64歲，平均40.1歲。單側病變83例，左髖46例，右髖37例；雙側病變36例。ONFH類型：激素性79髖、酒精性40髖、創傷性24髖、特發性12髖。病程1～182個月，中位時間42.8個月。JIC分型：A型34髖，B型33髖，C1型57髖，C2型31髖。不同JIC分型患者的年齡、性別、側別、ONFH類型等基線資料比較差異均無統計學意義（P>0.05）。見表1。
表1
不同JIC分型患者的基線資料比較
Table1.
Comparison of baseline data between patients with different JIC types
1.2 股骨頭塌陷和手術評估
分析不同JIC分型患者1、2、5年的股骨頭塌陷及手術情況。股骨頭塌陷評估方法：首次CPA測量后，隨訪中若在雙髖正位或蛙式側位X線片上發現“新月征”或可見塌陷，定義為發生塌陷。股骨頭塌陷程度=股骨頭半徑?中心點至股骨頭頂距離，當此距離超過2 mm則定義為塌陷。
比較不同JIC分型，激素性與非激素性，無癥狀與有癥狀（疼痛時間>6個月或≤6個月）髖關節間，以及CPA≥118.725°[5]和CPA<118.725° 髖關節間的生存率（以股骨頭塌陷為終點）。
1.3 基于CT側位觀壞死部位的熱力圖圖像融合
選取組內手術及塌陷發生差異較大、具備研究價值的JIC分型CT重建圖像，根據壞死區輪廓內側分布規律進一步分型，并作熱力圖圖像融合。
1.3.1 設備和軟件
① CT掃描設備：64排螺旋CT機（Siemens公司，德國），管電壓120 kV，管電流150 mA，掃描矩陣512×512，層厚1.25 mm，重建間距1.25 mm。② 三維重建軟件：Mimics20.0（Materialise公司，比利時），完成股骨模型重建及壞死區輪廓股骨頭表面定位分割。③ 熱力圖生成軟件：E-3D（中南大學），生成紅藍漸變壞死區輪廓熱圖。④處理設備：臺式電腦。操作系統 Windows10 64 位（DirectX 12）；處理器：Inter（R）Core（TM）i7-8700 CPU@3.20GHz；RAM：32.0 G；主顯卡：NVIDIA GeForce GTX 1080Ti。
1.3.2 基于CT重建的壞死區域側位分型
將首診時行CT重建后的矢狀位股骨頭從前向后3等分，分別為Ⅰ區（前1/3）、Ⅱ區（中1/3）和Ⅲ區（后1/3）。根據CT重建后壞死區在股骨頭表面輪廓累及部位，對ONFH作側位分型，共5型。分別為：1型，壞死區在矢狀側位僅累及Ⅰ區；2型，壞死區累及Ⅰ區及Ⅱ區，未累及Ⅲ區；3型，壞死區累及Ⅰ～Ⅲ區；4型，壞死區累及Ⅱ區及Ⅲ區，未累及Ⅰ區；5型，壞死區僅累及Ⅲ區。見圖1、2。
圖1
將重建后矢狀側位股骨頭3等分
Figure1.
Divided the reconstructed sagittal lateral femoral head into three equal parts
圖2
JIC C1型ONFH側位分型
a. 1型；b. 2型；c. 3型；d. 4型；e. 5型
Figure2. Lateral classification of ONFH in JIC type C1a. Type 1; b. Type 2; c. Type 3; d. Type 4; e. Type 5
1.3.3 創建壞死區輪廓線并轉化為熱圖
① 將1名35歲健康男性髖關節CT影像數據以DICOM 格式導入Mimics20.0，使用CT Bone Segmentation工具創建股骨頭蒙版，將蒙版轉化為實體模型，并作為股骨頭標準模型，以STL格式導入E-3D軟件。② 將ONFH患者的CT影像數據同上法創建壞死區蒙版，使用Edit Masks、Split Mask等工具將壞死區分離，將蒙版轉化為實體模型并以STL格式導入E-3D軟件。③ 通過E-3D軟件同時導入股骨頭標準模板及壞死區模型，通過卵圓窩、股骨頭最高點及最低點進行壞死區匹配于標準模型，通過E-3D軟件輪廓線自動提取功能，得到壞死區邊緣離體輪廓線，軟件提取壞死區在股骨頭表面輪廓線，通過E-3D軟件統計輪廓線，產生壞死區輪廓線熱圖。將不同CT側位分型的熱圖輪廓線分別融合成5個熱圖。見圖3。
圖3
創建壞死區輪廓線并轉化為熱圖
a. 構建股骨頭標準模型及壞死區模型；b. 壞死區與標準模型匹配；c. 壞死區三維輪廓線提取
Figure3. Created necrotic area contours and converted to a heat mapa. The standard femoral head model and necrotic area models were constructed; b. The necrotic area model was matched to the standard femoral head; c. The three-dimensional necrotic area contours were extracted
1.3.4 檢測指標
分析不同側位亞型患髖1、2、5年時股骨頭塌陷和手術情況。比較該型患者中CPA≥118.725°[5]和CPA<118.725° 髖關節間的生存率（以股骨頭塌陷為終點），以及不同側位亞型的生存率（分別以股骨頭塌陷和手術為終點）。
1.4 統計學方法
采用SPSS25.0統計軟件進行分析。計量資料經正態性檢驗均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，不同JIC分型組間年齡比較采用單因素方差分析；不同JIC分型組間性別、側別、ONFH類型等計數資料比較采用χ2檢驗；采用Kaplan-Meier生存曲線和LogRank檢驗比較各型患者的生存率及股骨頭塌陷和手術情況。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 股骨頭塌陷和手術情況評估
不同JIC分型患髖的1、2、5年股骨頭塌陷及手術情況見表2。JIC A型1、2、5年塌陷率和手術率均為0，B型1、2、5年手術率均為0；C2型患髖1、2、5年塌陷率與手術率均明顯高于其他分型（P<0.05）；C1型患髖塌陷率與手術率均高于A、B型（P<0.05）。C1型塌陷率與手術率介于C2型與A、B型之間，該型壞死分型塌陷預測仍具備研究價值，還需要更完善的分型以指導治療和判斷預后。
表2
不同JIC分型患者的1、2、5年股骨頭塌陷及手術情況
Table2.
The 1-, 2-, and 5-year femoral head collapse rates and operation rates between patients with different JIC types
不同JIC分型患髖的生存率差異有統計學意義（χ2=109.581，P<0.001），A、B、C1、C2型逐漸降低。激素性與非激素性ONFH患髖間生存率差異無統計學意義（χ2=0.877，P>0.349）；無癥狀髖關節生存率明顯高于有癥狀髖關節，CPA≥118.725° 的髖關節生存率明顯高于CPA<118.725° 的髖關節，差異均有統計學意義（χ2=68.090，P<0.001；χ2=166.706，P<0.001）。見圖4。
圖4
患者各類生存曲線分析（以股骨頭塌陷為終點）
a. 不同JIC分型髖關節；b. 激素性/非激素性ONFH髖關節；c. 無癥狀與有癥狀髖關節；d. CPA≥118.725° 與CPA<118.725° 髖關節
Figure4. Analysis of survival curves of various patients (with femoral head collapse as the endpoint)a. Patients with different JIC types; b. Hormonal/non-hormonal ONFH hips; c. Asymptomatic and symptomatic hips; d. CPA≥118.725° and CPA<118.725° hips
2.2 CT側位觀壞死輪廓的熱力圖
JIC C1型髖關節壞死區域側位分型示，1型12髖、2型20髖、3型9髖、4型9髖、5型7髖。隨訪5年時各亞型之間股骨頭塌陷率及手術率比較差異均有統計學意義（χ2=13.758，P=0.008；χ2=16.288，P=0.003）。4、5型患髖1、2、5年股骨頭塌陷率及手術率均為0；3型患髖1、2、5年股骨頭塌陷率及手術率均最高；2型患髖塌陷率高，但手術率低于3型患髖；1型患髖1、2、5年塌陷率高，但手術率均為0。見表3、圖5。
表3
JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者的1、2、5年股骨頭塌陷及手術情況
Table3.
The 1-, 2-, and 5-year femoral head collapse rates and operation rates between patients with different lateral classification of based on JIC C1 type hip joint necrosis area
圖5
JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者熱力圖圖像融合
a. 1型；b. 2型；c. 3型；d. 4型；e. 5型
Figure5. The heat maps of different lateral classifications of necrotic area in JIC type C1 hipsa. Type 1; b. Type 2; c. Type 3; d. Type 4; e. Type 5
JIC C1型中，CPA≥118.725° 的髖關節生存率明顯高于CPA<118.725° 的髖關節，差異有統計學意義（χ2=39.505，P<0.001）。JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者以股骨頭塌陷為終點的隨訪中，4、5型患髖生存率均為100%，1、2、3型生存率均為0，差異有統計學意義（χ2=7.473，P=0.006）。以手術為終點的隨訪中，1、4、5型生存率均為100%，3型為0，2型為60%，差異有統計學意義（χ2=37.574，P<0.001）。見圖6。
圖6
JIC C1型患者各類生存曲線分析
a. CPA≥118.725° 與CPA<118.725° 髖關節（以股骨頭塌陷為終點）；b. JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者（以股骨頭塌陷為終點）；c. JIC C1型髖關節壞死區域不同側位分型患者（以手術為終點）
Figure6. Analysis of various survival curves of JIC C1 type patientsa. CPA≥118.725° and CPA<118.725° hips (with femoral head collapse as the endpoint); b. Patients with different lateral classification of JIC C1 hip necrosis area (with femoral head collapse as the endpoint); c. Patients with different lateral classification of JIC C1 hip necrosis area (with operation as the endpoint)
3 討論
JIC分型的依據是壞死區是否涉及股骨頭外側柱的負重區[8-9]，作為經典的ONFH分型系統，在臨床廣泛應用。目前有多個研究報道基于JIC分型系統的ONFH塌陷率，但不同研究結果差異較大。Kuroda等[9]的研究中，212髖隨訪5年結果示，JIC A、B、C1及C2型股骨頭塌陷率分別為0、7.9%、36.6%和84.8%，與本研究結果相比塌陷率較低，可能是因為該研究對塌陷的判定只參考了正位X線片，而未聯合正蛙位X線片結果，忽視了部分前柱塌陷的患髖。而實際上無論是生物力學研究還是臨床研究，均表明前外側柱為主要負重區，且部分患髖盡管其外側柱完整，前柱受累也會導致股骨頭塌陷[10-12]。本研究結果表明，JIC A型患髖5年股骨頭塌陷率和手術率均為0，與既往研究結果一致，提示JIC A型是非手術治療的適應證，這與本團隊的一項近期研究結果[12]基本一致。JIC B型患髖5年股骨頭塌陷率雖然為27.3%，但5年手術率為0，說明該型股骨頭塌陷多為無癥狀或癥狀較輕者，可通過非手術方法達到治療效果。C2型患髖5年股骨頭塌陷率為100%，手術率為71.0%，提示C2型患者非手術治療效果差，建議盡早接受手術保髖治療，否則病情容易快速進展，最后不得不接受人工全髖關節置換術。從5年隨訪的股骨頭塌陷率和手術率分析，JIC C1型ONFH仍是目前研究的重點，其塌陷率較高，但手術率比C2型低，這部分研究結果和本團隊既往研究[12]結果相似，提示該分型的評判方法有待改良，甚至需要在該分型下進一步分不同亞型。
與JIC A、B型非手術治療效果良好、手術率低，以及C2型適合早期手術治療不同，C1型的預后較難判斷，亟需新的方法判斷該分型預后，指導臨床治療。我們根據壞死區在側位CT中的累及位置，將壞死股骨頭分為5型，通過熱力圖圖像融合方法直觀展示5種CT側位分型，結合5年的股骨頭塌陷率與手術率，對該新分型進行臨床驗證。對于JIC C1型患髖，前柱是否受累及受累程度均影響其在CT側位中的分型。結果顯示，4、5型前柱均未受累，5年股骨頭塌陷率及手術率均為0，提示該兩種亞型股骨頭塌陷風險低，非手術治療效果理想。從熱圖的壞死輪廓定位來看，1型累及部分前柱負重區，5年塌陷率為100%，但手術率為0，原因可能是壞死區位于前柱，日常活動中易發生塌陷，但考慮部分前柱骨質完整，可以維持股骨頭內穩定以及髖關節良好的頭臼關系，故即使發生塌陷亦可行非手術治療，達到帶塌陷生存的臨床狀態[13]。JIC C1型各側位亞型中2型占比最大，其5年塌陷率為100%，且手術率為40%；其熱圖顯示該部分患髖累及大部分前柱，股骨頭塌陷容易繼續進展，最后接受手術治療。3型患髖熱圖顯示壞死輪廓基本累及全股骨頭，使得股骨頭內力學穩定性嚴重受損，故此型患髖在第2年隨訪時已全部出現塌陷，且5年手術率為100%。
本研究的局限性：首先，本研究為回顧性研究，未來需進一步進行臨床前瞻性研究驗證側位CT分型的有效性。其次，由于隨訪時間跨度大，根據既有的臨床和影像學資料進行非手術保髖治療評價和外側壁保留角、前側壁保留角和CPA的測量，存在一定偏倚，導致測量結果準確性欠佳。再次，CT檢查存在一定輻射傷害，無法多次復查。故本研究團隊今后將開展更規范的前瞻性研究，優化測量方法，以進一步驗證CT側位分型在ONFH臨床診治中的指導作用，做到可重復與標準化。
綜上述，JIC A、B型患者可接受非手術保髖，5年手術率低；C2型股骨頭塌陷風險和手術率高，應盡快行手術治療，避免疾病進展，失去保髖時機；C1型股骨頭塌陷率與手術率均未完全明確。故本研究提出利用CT側位分型將JIC C1型劃分為5個亞型，其中3型為壞死區累及全股骨頭，塌陷風險最高；4、5型塌陷和手術風險均低；1型塌陷率高，但手術風險低；2型塌陷率高，但手術率接近JIC C1型平均值，后續仍需開展進一步研究。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；項目經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的分析及其報道
倫理聲明 研究方案經廣州中醫藥大學第三附屬醫院倫理審查委員會批準（PJ-KY-20210401-001）；患者均知情同意
作者貢獻聲明 魏秋實：研究設計、經費支持；何敏聰：研究實施、文章撰寫；何曉銘：臨床病例數據收集整理及統計分析；林天燁：臨床病例隨訪及記錄；何偉：對文章內容進行批評性審閱、行政支持；肖歡：原稿審閱
