股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是一种骨组织破坏性疾病，通常可发展为股骨头塌陷，最终需要行全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）进行治疗[1-7]。虽然该病的病因、发病机制、诊断及治疗已被广泛研究，但有关其确切病因尚未达成明确共识。ONFH并非特定的疾病，而是各种疾病的终末阶段，最终可导致股骨头血运受损[8-11]。
1股骨头坏死的病因和危险因素
ONFH基本上是由受损的微血管循环引起骨细胞死亡、机械血管中断、血管内闭塞、血管外压缩[12-15]，这些过程可能是由创伤、使用皮质类固醇和（或）酒精、血液病及各种因素造成的。
1.1 外伤 创伤通过机械破坏股骨头的血管供应导致ONFH[2,16,17]。股骨头骨折、移位的股骨颈骨折或髋关节脱位均可导致股骨头断裂[18,19]。股骨转子间或股骨转子远离股内旋动脉，该部位骨折很少导致ONFH，但是在行髓内钉固定术后有可能发展为ONFH[18,20,21]。闭合复位治疗的非移位股骨颈骨折也可导致ONFH，近期研究显示应用闭合复位治疗股骨颈骨折，5年后关节置换术发生率为10%[22]。在儿童患者中，ONFH可能是由梨状肌入路进行顺行髓内钉固定引起的[23]。
1.2 皮质类固醇 皮质类固醇被认为是导致无创伤性ONFH的最常见原因，其确切机制尚不清楚[24,25]。，Mont等[26]发表的一篇荟萃分析发现，高剂量皮质类固醇激素（每天使用超过20 mg泼尼松）与ONFH有确切的关系[26-30]，对此最被认可的理论是皮质类固醇造成骨髓中的脂肪堆积，导致骨内压增高和血流量减少[31]。这一概念被称为多重命中理论，即皮质类固醇改变骨骼稳态，损伤骨细胞，影响血液流动。Wang等[31]发现多能干细胞分化为脂肪细胞的数量增多，同时Ⅰ型胶原和骨钙素信使RNA表达降低。在动物模型中，皮质类固醇抑制血管生成并促进出现高凝状态，这可能导致血管内血栓形成，进而导致ONFH。
1.3 酒精 过量饮酒与ONFH的关系在近1个世纪已被广为接受，但其确切机制尚不清楚[32-34]。动物研究显示，过量应用酒精可使动物模型的骨内脂肪生成增加，造血功能下降，这可能会导致骨细胞损伤和ONFH[35,36]，尽管随着饮酒量的增加，股骨头坏死风险随之升高，但并没有准确的阈值[37]。同时，酒精性ONFH的患病率还与遗传易感性、环境因素及其他疾病并发症有关。
1.4 血液系统疾病 恶性血液病引起ONFH，通常是由于血管内闭塞所致[38]。这一类ONFH常发生于镰状细胞病患者中，因为镰状红细胞阻塞股骨头血管。Hernigou等[39]研究表明，与其他非创伤性病因相比，镰状细胞病导致的ONFH临床进展更迅速。除上述原因外，ONFH也可能与妊娠、炎性肠病、恶性肿瘤、痛风及吸烟有关。
2 股骨头坏死的诊断
2.1 体格检查 体格检查对于可疑ONFH具有很好的诊断价值，患者通常以髋部不适、臀部或膝关节疼痛为主诉就诊。ONFH体格检查的典型表现为髋关节内旋疼痛，当髋关节内旋严重受限时，则提示可能已经发生了股骨头塌陷。
2.2 影像学检查 虽然早期ONFH可能在平片上呈阴性结果，但其仍是ONFH的首选影像学检查方法[40]，在双侧髋关节正位片和蛙氏位上，可以观察到股骨头囊性和（或）硬化变化，呈新月征，主要是由于骨坏死引起的软骨下骨折以及修复过程所致。MRI是高度可疑股骨头坏死且X线检查结果呈阴性患者的首选检查方式，通常在T1加权图像上呈现低强度信号，其对检测早期ONFH具有99%的灵敏度和特异度，是现阶段影像学诊断中最为有效的方法。
3 体外冲击波疗法治疗股骨头坏死
ONFH有许多保守治疗方法，限制性负荷活动对于缓解症状十分有效，对于预防塌陷也具有一定的作用，但似乎并不能有效阻止疾病进展[41,42]。目前，ONFH的药理学和生物物理治疗主要处于试验阶段，由双膦酸盐、抗凝血剂、血管扩张剂、他汀类药物组成，双膦酸盐可以降低破骨细胞活性，理论上可以通过抑制坏死区域周围骨吸收来预防早期ONFH患者的股骨头塌陷。，一项荟萃分析随机临床试验发现双膦酸盐治疗ONFH在统计学方面未见显着改善[43]。，一项荟萃分析结果显示尽管动物模型结果有所改善，但人类应用这一方法结果并不理想[44]。鉴于双膦酸盐可能产生不良反应，如颌骨坏死，因此其在常规推荐用于早期ONFH治疗前，还需进行更明确的研究。
3.1 体外冲击波疗法在股骨头坏死治疗中的应用现阶段，体外冲击波疗法（extracorporeal shock wave therapy，ESWT）已被用于治疗ONFH，包括液电式冲击波、电磁式冲击波等，目前对于能量水平和治疗次数选择尚无统一结论。最近，一些研究报道显示ESWT可有效治疗ONFH[45-47]。，Wang等[46]比较了23例（29髋）采用ESWT治疗的ONFH患者（28 kV，6000次冲动）和25例（28髋）采用核心减压联合非血管化腓骨移植治疗的患者，平均随访25个月，ESWT组患者视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS）和Harris髋关节评分均较治疗前显着改善（P均＜ 0.001）。ESWT在短期内显示出较核心减压联合非血管化腓骨移植治疗更加有效的优势。一项研究纳入了17例双侧ONFH患者，一侧接受ESWT治疗，另一侧接受髋关节置换术，结果显示两种治疗方式均可改善疼痛和功能评分，13例（76.5%）患者ESWT治疗侧VAS和Harris髋关节评分均优于髋关节置换术侧，4例（23.5%）患者ESWT治疗侧与髋关节置换术侧相当[48]。表明ESWT较髋关节置换术具有更好的功能结果和更高的患者满意度。早期ONFH患者存在缺血性坏死区或股骨头塌陷的风险[47,48]。，Kusz等[49]招募了9例国际骨微循环研究协会（Association Research Circulation Osseuse，ARCO）分期为Ⅰ～Ⅲ期的ONFH患者并给予冲击波治疗。在该研究中，研究人员选择ONFH坏死区中的4个点进行治疗，其中每一点在0.4 mJ/mm2能流密度下接受1500次治疗，共治疗5次。结果显示，大多数患者在随访6周时生活质量有了极大改善，但仍有部分患者在随访6个月时表现为疼痛加剧和髋关节功能恶化。Vulpiani等[47]对应用ESWT治疗的早期ONFH患者进行2年随访，共有36例ONFH患者在0.50 mJ/mm2能流密度下接受治疗，结果表明对于ARCO Ⅰ期和Ⅱ期的ONFH患者，ESWT在预防坏死区域进展和控制疼痛方面具有更好的效果。一项应用ESWT和钻孔减压术治疗早期ONFH的研究，其随访周期为8 ～ 9年，结果显示，ESWT组患者治疗优良率为76%（22/29），治疗效果一般或较差的患者占24%（7/29）；手术组患者治疗优良率为21%（6/28），治疗效果一般或较差的患者占79%（22/28）[50]。上述结果表明，在长期随访中，应用ESWT治疗的早期ONFH患者较应用钻孔减压术的患者治疗效果更好。
3.2 体外冲击波疗法在系统性红斑狼疮股骨头坏死中的应用 系统性红斑狼疮（systemic lupus eryth ematosus，SLE）患者需经常接受激素治疗，是ONFH的高危人群[51,52]。Lin等[53]研究显示，1例19岁的SLE女性患者发生双侧激素性ONFH，应用ESWT（0.474mJ/mm2）治疗后取得了满意的效果。该研究对患者进行了为期3年的随访，结果显示，患者在日常生活中双髋部未出现任何不适或疼痛。MRI检查显示骨髓水肿明显减轻，双侧股骨头并未塌陷。X线和MRI检查结果显示，ONFH分期未进一步恶化。一项纳入15例SLE患者（26髋）和24例非SLE患者（29髋）应用ESWT治疗ONFH的研究结果显示，12%的SLE患者接受了髋关节置换术，14%的非SLE患者接受了髋关节置换术，二者比较无显着差异[54]。SLE患者和非SLE患者的疼痛评分和功能评分均无显着差异。这些结果表明，对于SLE患者，应用ESWT治疗ONFH同样有效。
3.3 体外冲击波疗法治疗股骨头坏死的机制 ESWT治疗ONFH的确切机制目前尚不清楚。，Wang等[55]对ESWT治疗ONFH的机制进行了研究，14例患者在行髋关节置换术前接受ESWT治疗。病理结果显示，行髋关节置换术前接受ESWT治疗的患者股骨头中细胞增殖更为活跃。免疫组织化学分析结果显示，与常规接受髋关节置换术的患者比较，在行髋关节置换术前接受ESWT治疗的患者血管性血友病因子（von willebrand factor，vWF）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、血小板内皮细胞黏附分子（platelet endothelial cell adhesion molecule-1，PECAM-1/CD31）、无翅型MMTV整合位点家族成员3（wingless-type MMTV integration site family member 3，Wnt3）、增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear Antigen，PCNA）显着增加（P均＜ 0.01），而血管内皮细胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule，VCAM）和分泌蛋白显着减少。上述结果显示，应用ESWT治疗后可引发股骨头内骨组织的再生效应。动物实验显示，ESWT治疗后可以显着增加人骨成型蛋白2（human bone morphogenetic protein 2，BMP-2）的mRNA和蛋白质表达，同时上调股骨头负重区软骨下骨中VEGF表达。Ma等[56,57]应用ESWT作用于兔股骨头坏死模型，发现ESWT可促进VEGF蛋白及其mRNA的表达。VEGF作为一种促进血管内皮细胞有丝分裂的因子，能够直接刺激血管内皮细胞增殖，促进血管新生，增加血管通透性，改善局部血供，从而在骨组织修复过程中发挥重要作用。Ma等[56,57]在另一项研究中发现，ESWT作用后可增加BMP-2的生成和mRNA表达。BMP-2是骨骼发育和修复的一种重要调节因子，可以动员骨祖细胞，促进成骨细胞分化，进而诱导骨形成。对ONFH患者股骨头内的骨髓基质细胞在体外应用ESWT干预，与对照相比，ESWT可以显着上调细胞增殖及VEGF、碱性磷酸酶、BMP-2、RUNX2、骨钙素mRNA的表达。其结果与上文介绍的动物实验结果基本一致[55,58]。
4总结
ESWT作为一种新的治疗手段，且为保守治疗方式，在ONFH治疗方面具有具大潜力。动物实验显示，ESWT能够诱发一系列生物反应和分子变化，包括血管新生和组织再生。但关于ESWT治疗ONFH的剂量、时间、频率及能流密度等问题仍需通过多中心、随机、双盲临床试验来提供更多证据。
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