Abstract
目的
探讨股骨颈动力交叉钉系统（femoral neck system，FNS）内固定治疗股骨颈骨折术后早期股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）的危险因素。
方法
回顾性分析2020年1月—2021年2月收治的179例（182髋）采用FNS内固定治疗的股骨颈骨折患者临床资料。男96例，女83例；年龄20～59岁，平均53.7岁；低能量致伤106例，高能量致伤73例。骨折Garden分型：Ⅱ型40髋，Ⅲ型78髋，Ⅳ型64髋。Pauwels分型：Ⅰ型23髋，Ⅱ型66髋，Ⅲ型93髋。术前合并糖尿病21例。根据末次随访时有无ONFH，将患者分为坏死组和未坏死组，对两组年龄、性别、身体质量指数（body mass index，BMI）、致伤机制、术前骨密度、术前合并糖尿病、骨折Pauwels分型、Garden分型、股骨头后倾角、骨折复位质量、内固定物取出与否进行单因素分析，初步筛选ONFH发生的影响因素；对有统计学意义的因素进一步采用logistic 回归进行多因素分析，筛选危险因素。
结果
179例（182髋）患者术后获随访20～34个月，平均26.5个月。其中30例（30髋）于术后9～30个月发生ONFH（坏死组），ONFH发生率为16.48%。 149 例（152 髋）末次随访时未发生 ONFH（未坏死组）。单因素分析示，两组术前骨密度、术前合并糖尿病、骨折Garden分型、股骨头后倾角、骨折复位质量比较，差异有统计学意义（P<0.05）；进一步多因素分析示，Garden Ⅳ型骨折、骨折复位质量Ⅲ级、股骨头后倾角>15°、术前合并糖尿病为FNS内固定术后发生ONFH的危险因素。
结论
对于Garden Ⅳ型骨折、骨折复位质量不佳、股骨头后倾角>15°、术前合并糖尿病患者，FNS内固定术后ONFH发生风险增高。
Keywords: 股骨颈动力交叉钉系统, 股骨颈骨折, 股骨头坏死, 危险因素
Abstract
Objective
To explore the risk factors for osteonecrosis of the femoral head (ONFH) after treatment of femoral neck fractures with femoral neck system (FNS).
Methods
Between January 2020 and February 2021, 179 patients (182 hips) with femoral neck fractures treated by FNS fixation were selected for retrospective analysis. There were 96 males and 83 females with an average age of 53.7 years (range, 20-59 years). There were 106 cases of low-energy-induced injury and 73 cases of high-energy-induced injury. The fractures were classified as type Ⅱ in 40 hips, type Ⅲ in 78 hips, and type Ⅳ in 64 hips according to Garden classification standard, and as typeⅠin 23 hips, type Ⅱ in 66 hips, and type Ⅲ in 93 hips according to Pauwels classification standard. There were 21 patients with diabetes. Patients were divided into ONFH group and non-ONFH group according to whether ONFH occurred at last follow-up. The data of the patients were collected, including age, gender, body mass index (BMI), trauma mechanism, bone mineral density, having diabetes or not, Garden classification and Pauwels classification of fractures, fracture reduction quality, femoral head retroversion angle, and removal of internal fixator or not. The above factors were analyzed by univariate analysis, and then multivariate logistic regression analysis was used to identify risk factors.
Results
Total 179 patients (182 hips) were followed up 20-34 months (mean, 26.5 months). Of these, 30 cases (30 hips) developed ONFH at 9-30 months after operation (ONFH group), and the incidence of ONFH was 16.48%. And 149 cases (152 hips) had no ONFH at last follow-up (non-ONFH group). The univariate analysis showed that there were significant differences between groups in bone mineral density, having diabetes or not, Garden classification, femoral head retroversion angle, and fracture reduction quality (P<0.05). The multivariate logistic regression analysis showed that the Garden type Ⅳ fracture, reduction quality of grading Ⅲ, femoral head retroversion angle >15°, complicated with diabetes were the risk factors for ONFH after FNS fixation (P<0.05).
Conclusion
For the patients with Garden type Ⅳ fracture, poor quality of fracture reduction, femoral head retroversion angle >15°, and diabetes, the risk of ONFH after FNS fixation increases.
Keywords: Femoral neck system, femoral neck fracture, osteonecrosis of the femoral head, risk factor
股骨颈骨折好发于老年人，常因跌倒等低能量损伤引起，年轻患者相对较少，且多为交通事故伤及高处坠落伤等高能量损伤导致[1]。骨折后老年患者多需行髋关节置换术，而对于年轻患者及部分骨质较好的老年患者，保留自身髋关节能获得更好的关节功能，所以首选内固定治疗[2]。但内固定术后股骨颈短缩、骨折不愈合或畸形愈合、股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）等并发症发生率较高[3-4]。股骨颈动力交叉钉系统（femoral neck system，FNS）是一种治疗股骨颈骨折的新型内固定物，生物力学稳定性较好，术后较少出现退钉、断钉等内固定失效情况，能促进骨折愈合及髋关节功能恢复[5-8]。随着FNS技术的普及，使用FNS治疗的患者逐年增多，早期识别FNS内固定术后发生ONFH的危险因素并加以干预，对改善患者预后、减少或延缓ONFH的发生尤为重要。本研究通过回顾性分析西安交通大学医学院附属红会医院、河南理工大学第一附属医院及西安市第五医院采用FNS治疗的股骨颈骨折患者临床资料，分析FNS内固定术后早期发生ONFH的危险因素，为临床治疗提供参考。报告如下。
1. 资料与方法
1.1. 研究对象
纳入标准：① 临床及影像学诊断为股骨颈骨折；② 新鲜股骨颈骨折（伤后3周内手术）；③ 年龄18～60岁；④ 使用FNS内固定治疗；⑤ 随访时间≥12个月。排除标准：① 开放性骨折；② 病理性骨折；③ 合并重要血管、神经或脏器损伤；④ 伤前髋关节功能存在异常；⑤ 随访资料不全。
以2020年1月—2021年2月于西安交通大学医学院附属红会医院、河南理工大学第一附属医院及西安市第五医院行FNS内固定治疗的股骨颈骨折患者为研究对象。共纳入179例（182髋）患者，其中男96例，女83例；年龄20～59岁，平均53.7岁。身体质量指数（body mass index，BMI）16.40～35.64 kg/m2，平均27.68 kg/m2。低能量致伤106例，高能量致伤73例。单髋176例，双髋3例。骨折Garden分型：Ⅱ型40髋，Ⅲ型78髋，Ⅳ型64髋。Pauwels分型：Ⅰ型23髋，Ⅱ型66髋，Ⅲ型93髋。术前合并糖尿病21例。患者资料详见表1。
表 1.
Univariate analysis of general clinical data of patients (%)
患者临床资料的单因素分析（%）
| 变量 Variable |
坏死组 ONFH group |
未坏死组 Non-ONFH group |
统计值 Statistic |
| 年龄（岁） | |||
| <50 | 13（43.3） | 68（45.6） |
χ2=0.054 P=0.817 |
| ≥50 | 17（56.7） | 81（54.4） | |
| 性别 | |||
| 男 | 12（40.0） | 84（56.4） |
χ2=2.693 P=0.101 |
| 女 | 18（60.0） | 65（43.6） | |
| BMI（kg/m2） | |||
| ≤25 | 22（73.3） | 127（85.2） |
χ2=2.535 P=0.111 |
| >25 | 8（26.7） | 22（14.8） | |
| 致伤机制 | |||
| 低能量 | 14（46.7） | 92（61.7） |
χ2=2.351 P=0.125 |
| 高能量 | 16（53.3） | 57（38.3） | |
| 术前骨密度（T值） | |||
| ≤–2.5 | 9（30.0） | 22（14.8） |
χ2=4.048 P=0.044 |
| >–2.5 | 21（70.0） | 127（85.2） | |
| 术前合并糖尿病 | |||
| 是 | 7（23.3） | 14（9.4） |
χ2=4.684 P=0.030 |
| 否 | 23（76.6） | 135（90.6） | |
| Pauwels分型 | |||
| Ⅰ型 | 0（0.0） | 23（15.1） |
Z=–1.599 P=0.110 |
| Ⅱ型 | 12（40.0） | 54（35.5） | |
| Ⅲ型 | 18（60.0） | 75（49.3） | |
| Garden分型 | |||
| Ⅱ型 | 1（3.3） | 39（25.7） |
Z=–3.209 P=0.001 |
| Ⅲ型 | 12（40.0） | 66（43.4） | |
| Ⅳ型 | 17（56.7） | 47（30.9） | |
| 骨折复位质量 | |||
| Ⅰ级 | 13（43.3） | 111（72.4） |
Z=–3.427 P=0.001 |
| Ⅱ级 | 12（40.0） | 36（24.3） | |
| Ⅲ级 | 5（16.7） | 5（3.3） | |
| 股骨头后倾角（°） | |||
| ≤15 | 13（43.3） | 107（70.4） |
χ2=8.169 P=0.004 |
| >15 | 17（56.7） | 45（29.6） | |
| 内固定物取出与否 | |||
| 是 | 19（63.3） | 94（61.8） |
χ2=0.024 P=0.878 |
| 否 | 11（36.7） | 58（38.2） |
参照本研究团队既往报道方法[9]完成FNS内固定，患者均于全身麻醉联合坐骨神经阻滞麻醉下手术。术后定期影像学复查，根据骨折愈合情况调整康复锻炼方案及下地负重时间。在随访过程中，若出现以下情况取出内固定物：① 内固定物周围发生感染；② 螺钉切割股骨头或内固定物断裂、松动等导致内固定失效；③ 骨折不愈合；④ 骨折愈合后，患侧大腿外侧出现异物摩擦感、疼痛等软组织激惹症状；⑤ 患者出现金属过敏症状；⑥ 骨折愈合后患者对体内有内固定物存在心理障碍，取出意愿强烈。
1.2. 研究方法
1.2.1. ONFH诊断方法
末次随访时，根据影像学检查判断有无ONFH。① X线片表现为股骨头硬化、囊性变、软骨下骨新月形缺损可伴有关节面塌陷，最终进展为股骨头塌陷变平。如X线片检查怀疑为ONFH时，需进行其他影像学检查进一步明确。
② MRI为诊断ONFH金标准，表现为T1WI股骨头软骨下见带状低信号影或T2WI典型“双轨征”；如T2WI抑脂像显示头颈部病灶区外出现骨髓水肿及关节积液，视为病变进展至塌陷前期或塌陷期。
③ CT扫描及放射性核素断层扫描（emission computed tomography，ECT）也可用于对早期ONFH的诊断。前者通过观测坏死灶边界、面积、硬化带、病灶的修复状态及软骨下骨折情况来诊断ONFH。后者若出现热区（核素浓集）中有冷区（“面包圈样改变”）则可确诊ONFH。
1.2.2. 观测指标
① 骨密度评价：通过术前髋关节正位X线片，以Singh指数[10]初步判断患者骨密度，再对疑似骨质疏松患者行双能X线测定骨密度，以T值评价骨密度情况，T值≤−2.5为骨质疏松，>−2.5为骨量正常或低下。② 骨折复位质量：于术后2 d正侧位X线片，参照Garden对线指数[11]评价骨折复位质量；Ⅰ级正位160°、侧位180°，Ⅱ级正位155°、侧位180°，Ⅲ级正位<155°或侧位>180°，Ⅳ级正位<150°、侧位>180°；其中Ⅲ级和Ⅳ级为复位质量不佳。③ 股骨头后倾角：于术前侧位 X线片测量股骨头后倾角（股骨颈中线与股骨头半径线夹角）。
1.2.3. 统计学方法
采用SPSS26.0统计软件进行分析。计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验；等级资料组间比较采用秩和检验。根据有无ONFH发生，将患者分为坏死组和未坏死组。对两组以下指标进行单因素分析，包括：年龄（<50岁及≥50岁）、性别、BMI（≤25 kg/m2及>25 kg/m2）、致伤机制（低能量及高能量致伤）、术前骨密度（T值≤−2.5及>−2.5）、术前合并糖尿病、骨折Pauwels分型、Garden分型、复位质量、股骨头后倾角（≤15°及>15°）、内固定物取出与否，初步筛选ONFH发生的影响因素；对有统计学意义的因素进一步采用logistic 回归进行多因素分析，筛选危险因素。检验水准α=0.05。
2. 结果
2.1. ONFH发生情况
179例（182髋）患者术后获随访20～34个月，平均26.5个月。其中30例（30髋）于术后9～30个月发生ONFH（坏死组），平均19.0个月，ONFH发生率16.48%。其中3例双侧股骨颈骨折者术后均单侧出现ONFH。 149例（152髋）末次随访时未发生ONFH（未坏死组）。113例（113髋）于术后6～25个月，平均21.4个月取出内固定物。
2.2. 影响因素分析
单因素分析示，两组术前骨密度、术前合并糖尿病、骨折Garden分型、股骨头后倾角、骨折复位质量比较，差异有统计学意义（P<0.05）；而患者年龄、性别、BMI、致伤机制、骨折Pauwels分型、内固定物取出与否比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。
多因素分析示，Garden Ⅳ型骨折、骨折复位质量Ⅲ级、股骨头后倾角>15°、术前合并糖尿病为FNS内固定术后发生ONFH的危险因素（P<0.05）。见表2。
表 2.
Multivariate logistic regression analysis of risk factor for ONFH after FNS fixation
logistic 回归分析FNS内固定术后发生ONFH的危险因素
| 变量 Variable |
B | SE | Wald χ2 | P | OR | 95%CI |
| Garden分型（Ⅱ型） | ||||||
| Ⅲ型 | 1.737 | 1.193 | 2.120 | 0.145 | 5.682 | （0.548，58.922） |
| Ⅳ型 | 2.518 | 1.192 | 4.462 | 0.035 | 12.407 | （1.199，128.343） |
| 骨折复位质量（Ⅰ级） | ||||||
| Ⅱ级 | 0.945 | 0.486 | 3.775 | 0.052 | 2.572 | （0.992，6.669） |
| Ⅲ级 | 1.908 | 0.734 | 6.752 | 0.009 | 6.737 | （1.598，28.404） |
| 股骨头后倾角（≤15°） | 1.206 | 0.489 | 6.070 | 0.014 | 3.340 | （1.280，8.718） |
| 术前合并糖尿病（否） | 1.734 | 0.612 | 8.038 | 0.005 | 5.664 | （1.708，18.783） |
| 术前骨密度（T值≤−2.5） | 0.961 | 0.527 | 3.326 | 0.068 | 2.616 | （0.931，7.351） |
3. 讨论
股骨颈骨折术后ONFH发病率为10%～23%[12]，发生机制尚不明确[2，4]，目前主流观点认为可能与两方面有关。一方面，骨折直接破坏骺外侧动脉等血管，出血导致囊内高压引起“填塞效应”，造成股骨头静脉瘀滞及动脉血供中断，加之内固定物植入过程进一步破坏股骨头残留血供，造成骨组织坏死[13]。另一方面，内固定术后由于骨折复位不佳或骨折移位导致下肢力线未恢复正常，在骨折愈合修复-重建反应中，不良应力刺激下新生骨小梁排列杂乱，难以抵抗机体生理负荷而导致股骨头负重区塌陷坏死。
一旦发生ONFH，其进展较快，多数患者因关节疼痛、活动受限或保守治疗失败，最终需要行关节置换治疗。而年轻患者置换术后由于关节脱位、假体松动、假体寿命限制等不得不多次翻修，严重影响髋关节功能与患者生活质量[2, 14-15]。内固定术后1～3年为ONFH高发时间段，由于国内2020年才开始使用FNS，并且应用初期患者较少，为此本研究通过回顾性分析3家医院患者资料以增加样本量。目前患者获随访20～34个月，共30例（30髋）发生ONFH，发生率为16.48%，ONFH平均发生时间为术后19个月。因本研究部分患者随访时间有限，故仅对FNS内固定术后早期发生ONFH的危险因素进行讨论。
3.1. 骨折分型对ONFH的影响
Garden分型与Pauwels分型是临床最常用的两种股骨颈骨折分型方法。Garden分型主要反映骨折的移位程度，GardenⅠ、Ⅱ型为非移位型，Ⅲ型为部分移位型，Ⅳ型为完全移位型。术前骨折移位程度越大，对股骨颈血供的直接破坏程度以及“填塞效应”对血供的影响更大，并且骨折术后更容易发生移位[16]。本研究中，Garden Ⅳ型骨折患者术后ONFH发生率为26.56%（17/64），结果显示完全移位的Garden Ⅳ型是ONFH发生的危险因素。
Pauwels分型以骨折线与两髂前上棘连线夹角来评估骨折稳定性，该夹角越大，骨折断端剪切力越大，导致骨折越不稳定，术后内固定物承受的轴向剪切力也越大，术后更易出现内固定物切出、断裂等并发症，对股骨头血管造成二次破坏，导致骨不连及ONFH发生[16]。但本研究结果显示发生与未发生ONFH患者的骨折Pauwels分型差异无统计学意义，分析原因可能为：① FNS具有较好的角度稳定性，坚强固定能较好抵抗骨折断端剪切力，术后内固定失效较少，利于骨折愈合；② Pauwels分型依靠医生对水平线及骨折线的主观判断，而患者拍摄体位改变会影响判断的准确性，因此研究中Pauwels分型判断可能存在误差影响分析结果[17]。
3.2. 复位质量对ONFH的影响
目前研究普遍认为在医生可控的因素中，骨折复位质量是导致不良预后结局的首要因素[18]。良好复位能避免残留血管牵拉扭曲和压迫，为断端新生血管爬行重建提供条件，利于股骨头血供恢复[13]；也利于重塑骨折区骨小梁结构，进而利于骨折愈合；并且良好复位及牢固固定能增加骨折断端稳定性，减小术后骨折移位[19]。判断复位质量以Garden 对线指数最为经典，Garden Ⅰ级为解剖复位，而Ⅳ级被认为是不可接受复位结果。本研究纳入患者骨折均为Ⅰ～Ⅲ级复位，分析显示与Ⅰ级复位相比，Ⅲ级复位为术后ONFH发生的危险因素。因此，股骨颈骨折内固定术中复位时应尽力追求解剖复位，在闭合复位困难时应及时切开复位。
3.3. 股骨头后倾对ONFH的影响
股骨头后倾多伴有股骨颈后侧壁皮质粉碎，常由高能量损伤导致，这将直接损坏股骨头支持带动脉，并且由于股骨头后倾会牵拉周围血管，易造成股骨头血供部分中断[20]。研究表明股骨头后倾角度增大与术后并发症发生密切相关[21-22]。刘冠虹等[23]研究也证实股骨头后倾角>15° 的患者术后发生ONFH的概率更高。本研究中，坏死组56.7%（17/30）股骨头后倾角>15°，结果显示其为FNS术后发生ONFH的危险因素。因此，术前应通过侧位X线片或CT评估股骨头有无后倾，尤其对股骨头后倾角>15°的患者，术中复位时应注意纠正后倾并牢固固定。
3.4. 糖尿病对ONFH的影响
糖尿病患者长期处于持续高血糖状态，晚期糖基化终产物蓄积会导致微循环血管内皮细胞受损、基底膜增厚、血管硬化，最终造成全身微循环障碍，而且糖尿病患者血液黏稠容易形成血栓，进一步影响微循环血供[24]。糖尿病患者股骨颈骨折后，股骨头血供会更薄弱，容易发生ONFH[25]。本研究分析结果显示术前合并糖尿病与ONFH发生显著相关。因此在术前应严格检测患者血糖，并在术后指导患者积极治疗糖尿病，科学有效管理血糖。
3.5. 术前骨密度对ONFH的影响
术前骨密度对ONFH的影响仍存在争议。有研究认为患者骨质疏松会影响内固定物的把持力，并且术后断端骨质容易被吸收，导致骨折移位的发生，增高了ONFH发生风险[26]。但也有研究认为，骨质正常的年轻患者多为高能量致伤，更容易导致移位型骨折，使血供破坏更为严重，ONFH发生风险高[27]。本研究单因素分析显示发生与未发生ONFH患者的术前骨密度差异有统计学意义，但多因素分析示骨密度并非ONFH发生的危险因素。因此，我们认为不能单以是否存在骨质疏松来预测患者ONFH的发生风险，应该综合考虑骨折类型、复位质量等因素。
3.6. 内固定物取出与否对ONFH的影响
目前，临床上对于股骨颈骨折术后内固定物取出与否对ONFH发生的影响仍存在争议，Martelli等[28]认为若内固定物不取出，患者下地后应力主要集中在内固定物上，长期应力刺激会导致周围骨小梁形成硬化骨，进而发生ONFH。而Lambers等[29]的研究认为内固定物取出会造成股骨颈承受应力增加，远期骨小梁结构重塑可能造成微骨折，进而导致股骨头塌陷；另外取出术中对周围血供的影响也可能造成ONFH。因此，股骨颈骨折术后内固定物是否取出仍需进一步临床研究。
3.7. 本研究不足
① 本研究纳入患者的手术由多个医生完成，不同手术技巧及围术期管理使预后结果存在混杂偏倚；② 因拍摄体位差异，研究中骨折复位质量及股骨头后倾角度可能存在测量误差；③ 研究中将双侧股骨颈骨折患者视为两个单侧骨折，可能会对评价结果造成影响；④ 本研究为回顾性研究，样本量较少，部分患者因随访时间不足而未进展至出现ONFH，结果存在一定偏倚。
综上述，GardenⅣ型股骨颈骨折、股骨头后倾角>15°、骨折复位质量不佳、合并糖尿病是FNS内固定术后发生ONFH的危险因素。因此，对于移位型骨折，尤其是Garden Ⅳ型，复位困难时应首选切开复位，以尽可能达到解剖复位并注意纠正股骨头后倾，合并糖尿病患者应严格控制血糖。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 本研究经西安交通大学医学院附属红会医院（202207011）、河南理工大学第一附属医院（KY2022-11-010）及西安市第五医院（2022-61）医学伦理委员会批准
作者贡献声明 冀家琛、王敏、董亮：观点形成及文章设计；黄小强：文章修改及审核；陈豪杰、杨博：数据收集、整理及统计分析；冀家琛：资料总结、文章构思、撰写及修改
Funding Statement
陕西省重点研发基金项目（2019SF-192）；陕西省自然科学基础研究计划（2022JM-546）
Key Research and Developed Projects of Shaanxi Province (2019SF-192); Natural Science Basic Research Program of Shaanxi Province (2022JM-546)
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