作者：D. C. Dewar,L. E. Lazaro,C. E. Klinger,P. K. Sculco,J. P. Dyke,A. Y. Ni,D. L. Helfet,D. G. Lorich作者单位： Hospital for Special Surgery, New York, United States©2016 The British Editorial Society of Bone & Joint Surgery doi:10.1302/0301-620X.98B12. Received 11 April 2016; Accepted after revision 22 August 2016
翻译：梁大伟，审校：陈献韬
MFCA：medial femoral circumflex artery ，旋股内侧动脉LFCA：lateral femoral circumflex artery ，旋股外侧动脉
量化旋股内侧动脉(MFCA)和旋股外侧动脉(LFCA)对股骨头颈部动脉供应的相对贡献。
我们获得了10具尸体的骨盆标本。在每具标本中，一侧臀部随机分为实验组，另一侧匹配为对照组。双侧MFCA和LFCA插管。为指定实验侧的旋股内外侧动脉注入以生理盐水3：1稀释的MRI对比剂（15ml Gd-DTPA），注射前后分别使用2mm层厚进行定量MRI检查。对侧臀部将15ml造影溶液注入每根动脉的根部。接下来，向MFCA和LFCA注射聚氨酯和硫酸钡（33％）的混合物，并通过CT成像和解剖确定其动脉外和动脉内的走行。
结果：
MFCA比LFCA对股骨头血管分布（MFCA 82％，LFCA 18％）和颈部（MFCA 67％，LFCA 33％）的贡献更大。然而，LFCA提供了股骨颈前下部48％的血供。
结论：
该研究清楚地表明，MFCA是股骨头颈部的主要动脉供应，LFCA几乎提供了股骨颈前下部约一半的血供。
股骨头的动脉供应来自三个系统：骨内、头凹动脉和基底动脉环。基底动脉环系统由旋股内动脉（MFCA）和旋股外动脉（LFCA）的终末分支形成，并为股骨头提供大部分动脉供血。这些终末分支穿入关节囊并在纤维韧带中走行，也就是被人熟知的Weitbrecht韧带，然后沿着股骨颈进入许多血管孔变成骨内血管。
在生命的最初几年，股骨颈后方的MFCA和前方的LFCA均等地供应发育中的股骨头。随着骨骼的持续生长发育，MFCA的终末分支随着股骨颈的生长而变长。相比之下，LFCA的终末分支退化到股骨颈和干骺端的交界处。从那时起，MFCA继续成为股骨头的主要动脉供应，而LFCA的临床意义尚不清楚。保髋手术的快速增长需要全面了解LFCA和MFCA在股骨头、颈部的解剖结构和相对贡献。以前有报告详细阐述了通过乳胶注射结合定量MRI（qMRI）和解剖来确定MFCA的终末分支在股骨颈的位置和数量。股骨颈前方的Weitbrecht（ROW）支持带，其内就有LFCA的终末分支，之前已有虚拟表盘法描述了它的解剖特点，但关于LFCA对股骨头、颈的相对分布的定量信息鲜有报道。
该研究的目的是量化LFCA和MFCA在股骨头和颈部的动脉供应的相对分布，并描述LFCA终末分支在关节囊内的精确走行。提供这些解剖学信息，将有助于降低关节囊内手术操作发生LFCA医源性损伤的风险，并量化LFCA损伤对股骨头和颈部整体动脉供应的影响。该研究于2016年2月由我们的机构审查委员会批准。我们从Anatomy Gifts Registry（Hanover，Maryland）获得了24具新鲜冷冻的人尸体臀部。这是12对从骨盆到股骨中段匹配的标本。两具被丢弃，一具是因为在MRI上诊断出股骨头有大的囊肿，另一具是因为动脉插管失败。在剩余的10对标本（总共20髋）中，7对为男性，3对为女性，平均年龄为54.3岁（28至69岁）。死因包括癌症（两名患者），药物过量（一名患者），贲门失弛缓症并发症（一名患者），肺炎（两名患者），急性呼吸衰竭（1例患者）缺氧性脑损伤（1例患者），心脏骤停（一名患者）和一名未明。我们拒绝了已知血管疾病（包括糖尿病）、髋部创伤和/或既往髋关节手术史的标本。外科操作在我们的机构实验室进行。MRI采集方法。使用计算机程序（Random Allocation Software，M.Saghaei，Isfahan，Iran）将每个样本的一个髋关节随机分配到LFCA或MFCA实验组，对侧臀部配对为对照组。双侧进行前方切口，并对MFCA和LFCA的进行插管。将血管套管（型号30000，Medtronic，Minneapolis，Minnesota）缝合在适当位置用于随后的注射。所有样本均接受qMRI方案，灌注MRI造影剂（Gd-DTPA）溶液（生理盐水与Gd-DTPA比例为3：1）前后进行2mm厚度核磁扫描。在LFCA组中，将15ml MRI对比溶液注入LFCA；在MFCA组中，将15ml对比溶液注入MFCA中。在对照组髋关节，将造影液注射到MFCA和LFCA中（每个动脉15ml，总共30ml）。输注造影剂溶液后，立即进行如研究方案所确定的造影后MRI扫描。脂肪抑制序列的MRI图像用于qMRI评估，因为它们能显著减少黄骨髓产生的信号，这将抑制Gd-DTPA的信号，其具有短的T1弛豫时间。我们使用先前验证的图像定量分析方法。定量MRI分析。一个研究研究者（JPD）开发了基于IDL 6.4（Exelis，Boulder，Colorado）的自动化软件，便于评估冠状切面上的感兴趣区域（ROI）。这些ROI被定义为包括股骨头的完整骨内区域、股骨头颈交界处和股骨颈，然后放置在对侧髋关节的相应部分上，以比较相同ROI内的信号强度。将股骨头分成多个象限和半球形骨间区域，以进一步描绘动脉对每个区域的贡献。股骨头颈交界区和股骨颈也被分成不同的区域，以进一步评估每个动脉对每个亚区域的贡献。在使用造影剂之前和之后评估信号强度。这产生了来自造影前和造影后MRI图像的信号强度测量的加权平均值，使用非增强肌肉的信号强度标准化。然后在获得每个样本的每个体素的信号强度加权平均值之后，针对对照和实验髋部的每个区域确定单次的信号增强测量。通过相应的ROI比较来自实验和对照臀部的标准化信号增强测量值，以评估LFCA和MFCA的相对动脉供应。灌注聚氨酯复合物和硫酸钡：CT扫描检查和大体解剖。MRI扫描后，MFCA和LFCA注入浓度为33％的聚氨酯化合物（Smooth-On PMC-780; Easton，Pennsylvania）和硫酸钡（BaSO4）悬浮液（Liquid Polibar Plus 900203，Bracco Diagnostics Inc.Princeton，New Jersey）。硫酸钡溶液仅注入每个髋部的MFCA或LFCA中。20小时后，一旦发生聚合，即进行薄层CT以进一步行LFCA和MFCA的关节外、关节内和骨内解剖成像。然后解剖髋部以识别MFCA和LFCA的所有关节囊内分支。保留囊ROW（Weitbrecht支持带）的前提下，行前方关节囊切开进入关节。接下来，在髋臼边缘处进行完整的关节囊圆周切开以暴露股骨头。需要注意股骨头颈交界处LFCA终末分支的入口位置。在每个股骨头远离关节边缘最大直径的位置垂直于股骨颈横切，产生一个360°的平面，股骨颈中心用克氏针固定（规定股骨颈中心往上12点钟位置为0°或360°，位于股骨颈中央往下的6点钟位置记作180°），使用360°刻度法进行测量。统计分析。通过ROI分析进行定量MRI分析。将股骨头和颈部分成象限和子区域。在两组中比较相应的ROI。为了评估LFCA和MFCA组间技术的差异，进行了双侧、未配对的Student's t检验。p值<0.05被认为具有统计学意义。
结 果
在所有20个髋关节中，通过解剖确认成功进行了LFCA和MFCA的插管和注射。仔细解剖所有标本并进行股骨头截骨术，然后产生动脉分布图。LFCA的解剖走行。LFCA常于股三角内由股深动脉发出，少数由股动脉发出。LFCA水平向外走行，分出两个分支分别进入肌肉和关节囊，到髂前上棘平均11.3 cm（9.6cm至12.1cm，标准差0.9）。它为周围的肌肉提供了几个分支（图1）。一个恒定的分支走向股直肌深处，支配三个区域：股骨颈于股骨转子间线水平的关节囊外部分，前方关节囊和关节囊内的股骨颈前部（图2和3）。
图1 左侧髋部灌注聚氨酯混合物后的动脉解剖
动脉走行用红色进一步显示旋股外侧动脉的关节囊外部分
灌注聚氨酯和硫酸钡混合物后，两个样本显示股外旋动脉两根末端分支，如黄色箭头所示
解剖显示LFCA有一个的恒定分支在股骨颈前下方呈137°（95°至160°，标准差15.5°）穿过髋关节囊。85％（17/20）的样本中以单个分支穿过关节囊，并且一旦穿入关节囊该分支即分出平均2.1个末端分支（平均1~5，标准差 1.2），以平均呈133°（85°至170°，标准差19.3°））方向穿入股骨前下端，右侧与此基本相同（图3）。平均而言，这些前下分支穿入股骨颈的位置位于股骨头软骨边缘到股骨转子间线的中点略偏外（平均55％，28％至100％，标准差20.1％）。在两个标本中，除了穿入股骨颈的末端分支之外，在股骨头颈交界处发现一个末端分支，分别呈148°和155°进入。大多数标本没有传入股骨头颈交界处的末端分支（18/20，90％）。在45％的髋关节（9/20髋）中发现了前方的ROW。在MRI和CT上均可见穿入血管（图4和5）。
Gd-DTPA对比增强MRI成像显示：图4a 旋股内侧动脉-实验组标本，显示来自基底动脉环对股骨头上下部的贡献。图4b 旋股外侧动脉-实验组标本，显示对股骨颈前下部的贡献。
聚氨酯和硫酸钡灌注标本的三维重建CT图像：图5a 股骨颈前部，沿股骨颈前侧的旋股外侧动脉末端分支（蓝色箭头）；图5b 股骨颈后部，旋股内侧动脉延伸到股骨头下部和上部的终末分支动脉（蓝色箭头）。定量MRI分析。定量MRI分析显示，股骨头的主要动脉供应（82％）来自MFCA，其余18％来自LFCA。MFCA / LFCA比率在股骨头的不同区域不同。LFCA供应股骨头前部的百分比（19％）高于后部（9％）。来自MFCA和LFCA的区域动脉分布qMRI结果在表1中给出：代表性的MRI图像显示在图4中。
表1.旋股内侧动脉和股外侧动脉区域动脉分布的
MRI定量分析结果
股骨颈的动脉供应也由MFCA主导，其供应量为67％，而LFCA的比例为33％。与股骨颈后上部受到LFCA 23％的血供相比，LFCA提供股骨颈前下部最大血供（48％）。三维重建CT图像显示LFCA和MFCA的终末分支，如图5所示，LFCA和MFCA组之间无明显差异（p> 0.05）。
任何破坏股骨头动脉供应的创伤或外科手术都可能导致缺血性坏死、股骨头塌陷、持续性疼痛和功能障碍。基底动脉环发出的MFCA终末分支是股骨头的主要血供来源。无论因为创伤还是手术，它的中断都值得深思。一些作者认为LFCA的贡献很小，而其他人则对任何贡献都不以为然。
这项研究是对股骨头颈部基底动脉环的第一次全面qMRI分析。我们的结果证实了之前将MFCA确定为股骨头和颈部主要动脉供应的定性报告。我们的qMRI数据显示，MFCA提供股骨头82％的血供和股骨颈67％的血供。LFCA是次要的贡献者，分别提供股骨头18％和股骨颈33％的血供。LFCA的最大贡献在于供应股骨颈前下部48％的血供。
我们的研究有一些局限性。我们只注射了基底动脉环（MFCA和LFCA）的动脉，这是基于基底动脉环系统是股骨头、颈部的主要动脉供应的广泛认同。我们没有评估来自中央凹或骨内系统的任何贡献。此外，我们手动注入聚氨酯，没有压力控制泵。尽管如此，我们还是成功地实现了对末端分支的充分灌注。我们是手工而不是化学性地进行解剖，从而可能导致一些血管破裂。然而，细致的解剖使我们能够准确评估LFCA对股骨头和颈部动脉供应的贡献。尽管样本数量相对较少，但我们的研究结果与之前描述的结果一致。推断我们的研究结果也存在局限性，研究使用新鲜冷冻的人体尸体标本进行临床研究：这些不能完全复制活体解剖结构。生前存在的微血管疾病也可以影响动脉灌注的结果。我们试图通过使用对侧髋关节作为内部匹配对照来解决这个问题。MRI和解剖进一步证实了终末血管的灌注。Walmsley于1916年率先认识到承载MFCA终末分支的ROW。他报道了上、下、前ROW，并强调了它们对股骨头动脉供应的重要性。多年来，供应股骨头的终末分支被赋予了许多名称。Wolcott将它们命名为“capsular vessels”，而Howe等人称它们为“capital vessels”。Tucker在1949年根据他们在ROW中的囊内走行命名为“retinacular arteries”。1953年，基于对骨骺瘢痕的形成和位置，Harrison等和Trueta称他们为“epiphyseal”和“metaphyseal”。在最近的研究中，Lazaro等人报道了旋股内侧动脉在股骨头终末分支在关节囊外和囊内的走行，将其命名为支持带动脉。在本研究中，64％的标本中存在前ROW。Gojda和Bartoníček报道前部ROW的变异性很高，仅40％的样本存在。在我们的研究发现45％的样本中存在前ROW。
1926年Nussbaum报道了一个由LFCA发出供应股骨颈前部的分支动脉。1942年，Vereby证实了这一发现，并且还报告了一条罕见的股骨头前方动脉。1949年，Tucker报告65％的儿童和25％的成人存在股骨颈前方动脉，但是没有提及该血管到达股骨头的概率。1950年，Howe等人报道了LFCA的一条恒定分支，其在股骨颈的附着处穿入前方关节囊。他报告说，在40％的标本中，这条分支动脉在穿入关节囊后很快进入股骨颈基底部，38％的标本中则另有一条分支进入股骨颈的中段。在42％的样本中，有一条独立分支进入股骨颈的中部，18％的样本中，则进入关节软骨边缘附近。1974年，Ogden描述了股骨近端发育过程中股骨头血管分布的变化。他报告股骨头骨骺由MFCA（后部）和LFCA（前部）均匀供应。随着股骨颈长度的变化，MFCA（上下支持带动脉）的末端分支相应延长并在供应股骨头中起主导作用，而LFCA的横向分支随着时间的推移而退化，最终主要供应股骨头颈交界区和前方干骺端。最近，Kalhor等报道LFCA在25％的标本中为股骨头和颈部提供了一个小分支。与先前报道的变异性相反，我们发现LFCA的末端分支在所有样本中穿入前方关节囊。穿入关节囊的LFCA的分支数量1根占85％（17/20），2根占10％（10/20），3根占5％（1/20）。他们都进入了股骨颈的前方中部，有两个标本存在一个额外的分支，沿股骨颈内侧走行并进入关节边缘附近。
Howe等，Ogden和Tucker认为LFCA的末端分支对股骨头的血供系统贡献较小，而Trueta甚至怀疑没有任何贡献。我们的qMRI研究结果证实，与MFCA供应股骨头82％的血供相比，LFCA对股骨头的贡献较小（18%）。然而，如果其他血管受到损害，LFCA的贡献可能会变得至关重要。LFCA在股骨颈血供中至关重要，特别是其下部（43％）和前下部（48％）。在进行髋关节囊内的手术时，必须了解LFCA和MFCA终末分支的相对贡献。例如，当通过标准后路进行髋关节表面重修（后入路容易损伤MFCA）时，可以确定知道LFCA维持了一些股骨头灌注。髋关节镜手术或通过前方关节囊进行开放性髋关节手术时，LFCA发出的动脉供应可能岌岌可危。然而，即使LFCA损坏，MFCA仍将继续供应大部分股骨头。该研究的结果表明，LFCA对股骨颈前下部的贡献（48％）可能对股骨颈骨折愈合具有重要意义。有移位的股骨颈骨折是否会损伤LFCA的终末分支，取决于骨折类型和移位程度。治疗股骨颈骨折采用尽可能避免损害LFCA关节囊支和终末分支的手术入路，以减少进一步的损害，同时还应考虑MFCA在关节囊外和关节囊内的走行。
本研究提供了有关LFCA和MFCA相对贡献的定量信息，并证实MFCA是股骨头、颈部的主要动脉供应来源。医源性LFCA损伤的临床意义尚不清楚（例如在应用髋关节镜行关节囊切开或切除股骨颈前方凸轮病变时）。由于LFCA在股骨颈前方滑膜下走行，因此，移位的股骨颈骨折很可能导致LFCA的终末分支断裂（在开放复位过程中不太可能导致医源性损伤）。当通过前入路治疗股骨颈骨不连时，避免解剖股骨颈的前下象限以保护提供血供的LFCA。
划重点：提高MFCA和LFCA终末分支血流贡献的认识，能够帮助医生在髋关节外科手术时减少对股骨头、颈血供的损害。
References：略.
