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股骨头坏死ARCO分期新标准:25年来首次重大修改

 陈献韬聊骨坏死 2021-08-06
韩国首尔国立大学Bundang医院Kyung-Hoi Koo牵头的专家组最近在Arthropalsty杂志(IF:3.524)发表股骨头坏死ARCO分期标准修订版,这是自1994年以来的首次重大修改:取消了先前坏死面积的量化指标,删除了0期,将3期(塌陷期)原来的3个亚型简化为2个亚型,详情如下:


背景:国际骨循环研究协会(Association Research Circulation Osseous,ARCO)以1994年ARCO分期为蓝本,推出了股骨头坏死(ONFH)分期2019年修订版。 

方法:2018年10月,ARCO成立了工作组修改ONFH分期系统。工作组由29名专家组成,使用网络调查进行国际间合作。计算每个答案的内容效度比率,以确定一致性水平。对于评分问题,当超过70%的小组成员在5分制评分中获得4或5评分时,就定义为共识。

结果:应答率为93.1%-100%,通过四轮Delphi研究,成功修订了1994年ONFH的ARCO分期。最终的共识建立下面的四分期体系:

I期:X线片正常,但磁共振成像或骨扫描均为阳性;

II期:X线片异常(骨硬化,局灶性骨质疏松或股骨头囊性改变等细微表现),但没有任何软骨下骨折、坏死区骨折或股骨头扁平的表现;

III期:X线或CT断层扫描显示软骨下或坏死区骨折、塌陷该期进一步分为两个亚型:

IIIA期(早期,股骨头塌陷≤2mm);

IIIB期(晚期,股骨头陷>2mm);

IV期:X线表现为骨关节炎,关节间隙变窄,髋臼改变和/或关节破坏。
修订后的分期系统未纳入先前的亚型或定量参数,但专家组一致同意可作为预测坏死发展的独立分期体系。
结论:过基于专家小组的德尔菲调查对1994年ONFH的ARCO分期标准进行修订,ARCO批准并建议将此修订的分期作为ONFH的最新通用标准。

股骨头坏死(ONFH),以前称为缺血性坏死,通常会影响50岁以下的成年人。本病常导致股骨头塌陷和髋关节骨性关节炎。很多非创伤性ONFH病例的发生与糖皮质激素的使用或过量饮酒有关。其他相关疾病和危险因素有:镰状细胞病、人类免疫缺陷病毒感染、系统性红斑狼疮、器官移植、高雪氏病和凝血异常、抗磷脂抗体综合征等。在美国,每年新增10,000至20,000例股骨头坏死患者;在韩国和日本,年发病率超过10,000例。据报道,在亚洲和撒哈拉以南非洲地区进行全髋关节置换术(THA)的病人中,股骨头坏死大约占50%,在美国则超过10%。
由于非创伤性ONFH患者往往年轻且活动量大,与原发性髋关节炎相比,这些患者行人工关节置换翻修率更高、且预后较差。因此,临床医生更愿意对股骨头坏死患者采取有效的保头治疗。然而,由于适应症和预后不同,有效的治疗仍然不太可靠。这种困惑可能部分是由于缺乏可靠的、被广泛接受的患者分期体系。

1991年,骨循环研究协会(ARCO)开发了第一个基于Ficat-Arlet分期系统以及Steinberg分期系统(宾夕法尼亚大学分型)的国际分型标准。最初的ARCO分类依据坏死病灶的位置和大小,涵盖疾病的7个发展阶段。因为此分期不实用或不易于在临床和研究中应用,1994年ARCO试图简化原始分期标准。与1991年相同分类,改进的ARCO分类系统分为5期,原始的3和4期合并为3,并将原始的4和5合并为4期。遗憾的是,这个修订版只有分期而没有分型,最终因为下述原因没有得到广泛使用。首先,系统似乎过于复杂,无法实际使用。第二,0期定义不清,并且不一定总是骨坏死。第三,股骨头轻微塌陷的3期病变并不总是进展到更晚期,与保留关节治疗后明确塌陷的病变相比,它们可能有更好的预后。因此,为优化1994年ARCO分型对第3期的预后判断,荷兰Nijmegen会议建议将3期分为早期和晚期两个子分期。2013年,ARCO举行了一次国际共识会议,目的是再次修订分期系统。遗憾的是,尽管共识进行了激烈的讨论,但由于对ONFH预后密切相关的病变大小/范围细化存在分歧,最终仍未实现修改。

从2019年1月1日至2019年4月30日,本专家组成功进行了四轮Delphi调查(详情略)。包括9位ARCO董事会成员在内,共30位专家应邀参加讨论。每位ARCO董事会的成员按照下述两个条件推荐2~3名专家:(1)至少10年的临床/研究经验,以及(2)至少在3种或以上出版物发表过骨坏死论文。在30位被邀请人中,有一位已经从学术组织退休,拒绝邀请。其余29名专家接受邀请并参加新标准的制定。当选的参与者平均有19年(11至32年)的临床和/或骨坏死的研究经验。

股骨头坏死病情进展示意图

患者右髋的正位X线片,从ARCO I期发展到IV期。(A)I期:注意到T1加权冠状MR图像上的低信号外缘;(B)II期:股骨头可见骨质疏松和骨硬化;(C)IIIA期:软骨下塌陷小于2mm,可见坏死灶边缘硬化;(D)IIIB期:股骨头明显塌陷,超过2mm。(E)IV期:股骨头碎裂和关节间隙变窄,髋臼也可见改变。 

讨  论

股骨头坏死是一种进行性疾病,很大一部分病人最终将发展至股骨头塌陷。塌陷是个重要的时间节点,在其自然病程中是不可逆的,导致无法忍受的症状和继发性髋关节炎,降低生活质量。32%~79%有症状的ONFH患者通常在2年内发生塌陷,在一个长达20年的随访中发现,未经治疗的无症状ONFH,大约60%的患者会逐渐出现症状或塌陷。

年轻ONFH患者通常要维持较高水平的活动量,因此保头治疗更为恰当。通常建议,保守疗法适用于进展风险低的塌陷前ONFH,而已经塌陷和/或髋臼受累的晚期患者则建议进行髋关节置换术。如果患者尚未塌陷且进展风险较低,可考虑髓芯减压术、植骨或截骨术等各种保头方法。因此,治疗决策应基于ONFH 目前的状况:“在哪一期?”,以及预测进一步进展的风险因素:“如何进展?”

1980年Ficat发表第一个ONFH分期标准以来,至少有16种分期方法被报道。在众多分期方法中,Ficat-Arlet分期,Steinberg分期,ARCO分期和日本JIC分期已在许多国家应用。但是,没有一个分期被公认为具有足够的可靠性和可重复性。Ficat-Arlet分期根据X线平片的表现划分为5期(包括0期),没有对坏死程度的定量评估。磁共振成像(MRI)引入ONFH的临床和研究之后,Steinberg和ARCO分期分别划分为7期或5期来反映放射学或病理学进展状态,应用3个定量参数作为坏死区预后的危险因素。1994年的ARCO分期根据JIC分期和Steinberg分期,引入3个位置参数进行子分类。2001年修订的JIC分期根据冠状位中央层面图像的位置分为四种病变类型,分别描述修改后的ARCO分期,删除了0期,根据塌陷程度对3期进一步分型(<3 mm、≥3 mm)。但是,1994年ARCO分期对3期没有细分,随后认识某些塌陷程度轻微的病变不一定会发生进展,因此有必要将3期细化为早期和晚期。

以往股骨坏死不同分期方法的对比
尽管Steinberg分期,1994 ARCO分期和JIC分期系统经过全面设计,性能改善更适用于临床应用,但与Ficat-Arlet分期相比,使用起来并没有那么友好。系统评价表明,有63%的文献使用Ficat-Arlet分期,而Steinberg分期占20%,ARCO分期占12%,JIC分期占5%。此外,在最近针对骨放射医生的调查研究中,只有一半的人使用了特定的放射线分类系统,大多数人使用Ficat-Arlet分期。此外,Kay等人的研究发现,Ficat-Arlet、Steinberg和1994年的ARCO分期显示观察者间的可靠性差(Kappa statics (κ), 0.31 to 0.56),观察者内可重复性差。据报道,JIC分期系统的观察者间可靠性的Kappa值约为0.72,JIC系统仅对坏死区的大小和位置分类,而不分期。1994年的ARCO标准修订未能在分期、亚分期,和/或定量分型上达成共识。

与1994年分期系统相比,当前版本的ARCO分期有3个主要修改(下表):(1)删除0期;(2)根据股骨头塌陷程度(≤2mm、> 2 mm),将3期分为早期和晚期;(3)不再根据坏死区域的大小/位置/长度进行分期。Ficat提出了0期的概念,认为这是X射线前和临床前状态(“静默”髋关节)。在Steinberg和1994年的ARCO分期,0期也是定义为除外组织学改变的疑似患者所具有的正常或非确诊影像状态。因为0期是假定为疾病的发作阶段,所以0期仅仅是理论上的,是不切实际的。此外,病理学上的发展不一定遵循近期临床的特点,病理学上的骨髓坏死也不一定总能进展到骨坏死。因此,当前修订版本达成的共识是删除0期。

在1994年的ARCO分期中,3期的特征是新月征,X线上表现为软骨下骨的月牙形骨折线。

3期的X线片可能显示股骨头的关节面变平而没有髋关节关节间隙狭窄或髋臼受累。然而,已确定3期的预后可根据股骨头塌陷的程度而有所不同。一些轻微塌陷的3期患者不会迅速发展到更晚期,保头治疗会更乐观。ARCO分期荷兰Nijmegen会议建议对3期进行细化,但仅以股骨头是否塌陷作为评定早、晚期的标准。当前的修订版依据3期股骨头塌陷是否超过2mm再分为早期和晚期两个亚型。

多项研究表明,坏死的程度可以预测疾病的结果,是ONFH预后和治疗的重要决定因素。在这些背景下,许多分期系统一直在尝试开发股骨头坏死的评估和归类方法。Steinberg分期按股骨头受累面积将I至V期各期再细分为3个分级。1994年ARCO分期根据股骨头受累范围和坏死区位置将各分期也细化为3个分级。但是,迄今为止,对于使用哪种方法进行评估是最有效、可重复且最方便使用尚未达成一致意见。另外,尚未获得坏死程度对疾病进展的最佳临界值。此外,在后期,其他因素如塌陷区域的大小/深度,关节间隙变窄和髋臼受累等,还可能潜在地决定预后和治疗方法。在Delphi过程中,我们意识到Ficat-Arlet系统基于坏死程度分期而没有进一步细化,比其他分类系统更简单,更受欢迎。因此,修订后的ARCO分期系统不使用坏死灶的位置或量化指标进行的预后分类。通过删除1994年ARCO分期中使用的子分期,修订后的ARCO分期系统更简单,在临床和研究中更实用。我们修订的4期系统可能看起来类似于Ficat-Arlet分期,与其很大不同在于,Ficat-Arlet分期是在MRI出现之前使用的。此外,Ficat-Arlet分期令人困惑之处在于它无法充分说明塌陷。例如,它将没有塌陷的新月征指定为2期病变,我们现在将其视为3期塌陷病变。股骨头塌陷的程度也没有分类,而这影响预后。所有的这些是本报告中提出的历史分期和ARCO分期之间的主要区别。

2019年ARCO系统的简单4期分型可能会存在局限性:病变进展到下一期只有通过病理或影像学改变才能知悉。先前的验证研究报告了ONFH分期系统可靠性差,尤其是在中期阶段。1期和4期特征鲜明,前者和正常髋关节图像相似,后者类似于重度髋骨关节炎的间隙变窄、髋臼改变和/或关节破坏。因此,在评估者之间,诊断为1期或4期的意见没有显着差异。但是,如果X线表现不明显,或者在没有明确量化指标的话,2~3期的诊断就容易出现偏差。Plakseychuk等发现Steinberg 3期出现新月征、Ⅴ期出现关节间隙狭窄是信度下降的主要原因。作者报告说,通过文献回顾发现,新月征阶段的定义在所有分型中一直模棱两可。实际上,这是一个代表软骨下骨折或塌陷的病理术语,坏死骨的塌陷在软骨下区域产生月牙状的空隙。影像学上明确的新月征定义,或软骨下塌陷和囊肿形成之间精确的影像学区别从未得到明确描述。

分期系统在不同国家和大洲之间差异很大,因此一直以来很难形成共识。因此,我们相信Delphi方法是适当的,因为当给定主题的文献有限的前提下,它已在许多医学领域中使用,并已证明在达成共识时具有的可靠性和有效性。此外,我们认为该新系统将非常有用,因为它可以简单而又不消除明显的独特特征。例如:(1)之前ARCO分期的0期仅通过组织学诊断来划分,而影像学是表现正常的。我们认为随着 MRI 的出现,这一分期在临床上缺乏实用性。(2)固化1期和2期为塌陷前病变很重要,因为这两个分期代表需要保头手术且无需进行髋关节置换术;(3)根据股骨头塌陷程度(≤2mm与 > 2 毫米)将3期细化为3A早期和3B晚期,塌陷程度已被反复证明是影响各种关节保留手术临床结果的一个重要因素(见下表);(4)不包含 Steinberg 分类中的5期和6期,因为它们不会改变过去4期的治疗方法。我们认为,对于以治疗为目标导向的分期系统而言,4期充分说明了髋关节置换术是最合适的治疗方式,5期和6期已经包含在4期之中。 

我们承认我们研究的一些局限性。首先,观察者之间和观察者内部的可靠性未得到验证。虽然这不是当前研究的目的,但我们将来会为新的分期做这些工作。此外,该分期的某些放射学指标已在先前发表的研究中进行了评估。其次,我们使用Delphi方法在专家之间达成共识;但是,我们并未招募所有制定以往分期标准的专家。第三,我们采用2mm作为临界值将塌陷细分为早期(3A)和后期(3B)。尽管本修订版并未确定2mm临界值的重要性,但在以前的许多文献中已经得到了证实。术前塌陷程度对非血管化植骨、带血运的植骨、以及向前或向后旋转截骨等手术方式的效果表现出显著影响。如前所述,当前研究的作者们在未来的工作中将继续确定此临界值的有效性。 最后,Steinberg 5期和6期的重要性之所以没有提及,是因为它们没有影响治疗方法的选择。相反,这些分期是指塌陷发生以后关节退变的程度。对于这两期的坏死,最合适的治疗方法是髋关节置换术。新修订的4期包含了Steinburg 4、5、6期,由于治疗方法无差别(人工关节置换),我们据此认为这条信息和本研究的目的无关。

2019年修订的ARCO分期系统采纳了1994年版ARCO分期的定义,但观察者之间和观察者内部的可靠性尚未得到验证。为了提高修订版ARCO分期系统的可操作性,未来需要使用标准化影像学工具开展股骨头坏死分期的进一步研究。

结  论
在 2019 年 ARCO 分期系统修订中,
1)删除了 0期,
2)根据塌陷程度是否超过2mm,将3期分为早期(3A)和晚期(3B), 
3)坏死病灶的位置和大小不再纳入分期亚型;
ARCO推荐从事股骨头坏死的临床医生和研究人员使用2019年修订的 ARCO分期系统。此外,ARCO正在开发一个可靠且有效的分期方法,以预测疾病的进展。 
参考文献:略。

引用本文

Yoon B-H, Mont MA, Koo K-H,et al. The 2019 revised version of Association Research CirculationOsseous staging system of osteonecrosis of the femoral head The Journal of Arthroplasty (2019), doi:https:///10.1016/j.arth.2019.11.029.
附录(历史上的其他分期):

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