髋关节血循：解剖特点和临床意义
人体下肢血管的发育在形态学和分子领域要早于肢体间质细胞的变化，同时发育过程中的改变可能导致解剖的变异。Senior描述了下肢血管的组织学变化。大腿的原始动脉被称为轴向动脉，位于大腿背侧表面，作为坐骨动脉向远端延伸。随着时间的推移，股动脉变得更占优势，同时坐骨动脉开始退化（图1）。胚胎轴动脉和坐骨动脉作为臀下动脉（IGA）和坐骨神经的分支持续发育。若股动脉未与坐骨动脉吻合，后者仍然是供应下肢的主要血管。
图1：下肢动脉发育模拟图，成人动脉为点状，胚胎时期动脉主要发育走形用黑色标出。H =拇长屈肌，P =腘肌，T =胫骨后肌
股骨头的血运早在儿童时期就已建立并且成年后一直持续存在。在发育早期，骨骺和干骺端有单独的血液供应（图2）。随着年龄的增长发生退化，这些血管结合起来形成成人股骨近端的循环网。股骨近端的微血管和大血管结构对临床诊疗有一定的参考价值。
图2：18个月龄女尸股骨近端后半部分冠状切面的造影图像，显示分离的干骺端和骨骺循环血管。外侧骨骺动脉是骨骺的主要血供来源。
骨内循环
目前公认度最高的长骨骨内循环模式包括传入（动脉）血管、微血管网络和在三个组成部分中具有广泛吻合的传出（即静脉）血管。为了在骨科疾患治疗期间实现伤害最小化和恢复最快化，透彻了解大血管和微血管结构是非常有必要的。
传入血管组成包括营养物质、骨膜、干骺端和骨骺动脉。大多数长骨有一条营养动脉作为主要血供动脉，而股骨则有两条。在相对恒定的位置，滋养动脉进入髓腔并在干骺端附近分为上升支和下降支。这些血管靠近干骺端，与骨内皮质相邻，从主干放射状发出分支到皮层的毛细血管（图3）。
图3：描绘长骨骨干血管组织的示意图
干骺端周围有着下肢主要动脉的分支滋养动脉，其小分支渗透入干骺端皮层进行供血。骨骺动脉起源于干骺端动脉丛，穿过生长板，并通过小孔穿入骨骺中。在股骨近端这些动脉被称为支持带动脉。
骨膜在骨内血液供应中起着重要作用。广泛的骨膜血管网络由外皮层周围的软组织和毛细血管提供血运。骨膜动脉的分支在穿过筋膜时通过小孔进入下层皮质。虽然在骨外科手术过程中骨膜常有部分剥离而这并不一定有会有明显的不良后果，但应尽可能保留这些附着的筋膜，以尽量减少血运的损伤。
干骺端骨髓和皮质的微循环血供由滋养动脉的分支提供，向骨内皮质发散走行并供应中央的毛细血管（图3）。皮质血流的方向取决于骨骼年龄，随着骨骼的成熟，未成熟骨骼的向心流动逐渐变为离心流动。
骨传出（静脉）系统的结构类似于传入（动脉）系统的结构。骨髓窦通过收集管排入沿长骨干中心的中央静脉窦。中央窦在应对正常或异常情况时其体积扩大5倍，而骨膜静脉丛则提供皮质的血液回流。
髋部的传入或传出系统的功能障碍具有一定的临床意义，例如Legg-Calve-Perthes病。尽管一些研究表明这种情况是动脉缺血导致的结果，但其他学者认为静脉系统在其发病机制中也有作用。关节内或骨内压升高可阻碍静脉引流，导致瘀滞和缺血。
股骨近端的血液供应
股深动脉
下肢的主要供血动脉是股动脉，其从腹股沟韧带延伸至腘肌的下缘。股动脉在股静脉后方于股骨内侧横向发出股深动脉，股深动脉长度大约3.5厘米（范围2.5至5厘米）。股深动脉横穿于耻骨肌和长收肌之间的平面。然后走行于长收肌和短收肌之间，在与远端动脉的上部肌支吻合之前，可以在长收肌和短收肌之间发现远端动脉。在整个走行过程中，股深动脉发出旋股内和旋股外动脉，穿孔动脉，肌肉分支和下行膝动脉分支（图4）。
图4：半骨盆的矢状位视图，显示髋关节的脉管系统。股深动脉(1)及旋股内动脉(MFCA；2)旋股外动脉(LFCA；3)分支。绕过闭孔外肌后，MFCA的升支成为深支，进入转子窝，在那里与臀下动脉的梨状肌支和LFCA汇合。其他结构描绘的是髋臼(4)，后下滋养支(5)，上升支(6)，和横向(7)分出的MFCA；LFCA的上升支(8)、横支(9)和深支(10)；臀上动脉(11)；臀下动脉(12)；臀下动脉梨状肌支(13)；和交叉吻合支(14)
虽然罕见，但动脉血管损伤在髋部骨折内固定、髋关节成形术和其他髋关节重建手术中已有报道。Lazarides等对髋部骨折手术和关节置换术中的动脉损伤进行了系统评价。他们的研究结果表明，在髋部骨折手术中，股深动脉（77％）最容易被螺钉损伤（48％），而在髋关节置换术中，髂外动脉受到拉钩牵开损伤的风险为28％，而髋臼前下象限中使用的克氏针等骨针损伤风险为31％。
旋股内动脉
大多数学者认为旋股内侧股动脉（MFCA）是股骨头的主要供血动脉。MFCA从股深动脉的后内侧分支发出（65％~81％的患者）或直接来自股动脉（4％~34％的患者）。它向中间走行以提供内收肌血运，后在髂腰肌和耻骨肌之间向后旋转走行。在小转子周围，MFCA发出一个尺寸为1.4毫米的浅支，与长收肌和短收肌之间的闭孔动脉吻合。该吻合支建立了髂内和髂外动脉系统之间的联系，这在MFCA的主干闭塞时是相当有意义的。MFCA的另一个远端分支是一个髋臼分支，位于短收肌的上缘（图4）。髋臼分支进入髋臼横韧带下方的髋关节，并与闭孔动脉的髋臼分支相邻。
随着MFCA继续向大腿后侧走行，可以在股四头肌和内收肌的上缘之间发现走形的分支。沿着闭孔肌远端外侧边缘，在小转子前方，MFCA发出后下滋养动脉分支（也称为下支持带动脉，或在发育期称干骺端下动脉）（图5）。这个分支动脉在CT血管造影中不易检测，但可以在解剖过程中识别。微血管造影研究表明它的直径接近0.4毫米（范围，0.1至0.6毫米），其沿着股骨颈内侧向近端延伸，在Weitbrecht韧带组织中附着走行（图5）。在一项使用钆造影增强MRI评估股骨头灌注的尸体研究中，Lazaro等发现，在MFCA的上行和深部分支结扎后，股骨颈周围的这些下支持带血管提供了大约30％的股骨头血供。
在MFCA起点大约5.3厘米（范围，3.1到8.7厘米）处，其在内收肌上缘附近发出分支，沿大收肌上缘、闭孔肌后侧、股方肌前侧走形分为升支和横支（图6）。MFCA的横支、IGA和旋股外动脉（LFCA）的横向分支形成吻合支（图4）。绕过闭孔外肌，上升支变为深支并进入转子窝，在那里它与IGA的梨状肌分支和LFCA汇合形成吻合支（图4和7）。在进入股骨头的过程中，MFCA走行于联合肌腱（闭孔内肌及闭孔外肌）前侧，然后在联合肌腱上方和梨状肌远端穿入后侧关节囊（图6）。
在涉及股骨近端的外科手术中，了解MFCA的走行可以预防医源性损伤的发生，这很重要（图6）。在股骨的后侧，闭孔外肌腱保护了MFCA免受创伤。这些肌腱的破裂可能会使MFCA处于危险之中。建议在显露髋关节后部时，保护转子嵴上约1.5 cm处的联合肌腱和关节囊完整，以保护MFCA的深支。创伤性髋关节脱位闭合复位后，股骨头坏死的发生率为11％，手术切开复位后发生率为31％。Gautier等提出，这两组之间的差异可能是MFCA医源性损伤的结果。
在髋关节脱位开放手术中进行关节囊显露时，应将股骨头部的关节囊滑膜层切至梨状肌，以避免损伤MFCA。Lazaro等评估了转子翻转截骨术、后路手术和改良后路手术治疗手术髋关节脱位。转子翻转截骨术保留了股骨头部和股骨头、颈部95％的上下支持带动脉，保护了股骨头及头颈部的血供（图7）。
图7：尸体标本照片，显示通过转子翻转截骨术进行的髋关节前脱位手术。大体解剖保留了上和下支持带系统。MFCA =旋股内侧动脉
旋股外动脉
LFCA从股深动脉横向发出，并且位于小转子水平的MFCA分支的远端。它很少发自股动脉。该动脉穿过股神经的分支，在髋关节前侧，缝匠肌和股直肌后侧走行。此小口径血管（平均直径0.25至1.1毫米）在股直肌的后内侧表面上分为上升支，横向和下降支（图8）。上行分支深入到股直肌，沿着股骨转子间线向上走行，在与臀上动脉的髋臼上分支吻合之前提供关节囊血供。股骨颈的前部滋养动脉起源于LFCA的上升分支，并且可以在不同的位置进入股骨颈（图4和9）。在一项解剖学研究中，发现前部滋养动脉在39％的标本中穿入关节囊后立即进入干骺端，42％的标本中该动脉则位于股骨颈中部，18％的标本靠近关节边缘。在髋关节外科脱位术中需要延长支持带的边缘。前滋养血管可以在进入股骨近端4.5毫米处时遇到小转子。
LFCA的下降支向股直肌远端深处延伸并沿着股外侧肌前缘走行，提供这两个肌群的血供（图4和8）。最小的LFCA的分支是其横向分支。它沿股骨中间横向走行，穿过股外侧肌在大转子下方环绕股骨走行，其与MFCA，IGA，和第一个穿支动脉汇合形成吻合支（图4）。如果髂外动脉和股动脉之间存在堵塞,该吻合支可以向腘动脉提供血供维持肢体远端血供。
LFCA的上升支是在治疗股骨头坏死中血管化腓骨移植物吻合的供体。Smith-Petersen直接前入路或在髋关节镜中前路置入镜头也可能遇到该上行分支。LFCA的横向或下行分支可用作大腿前外侧皮瓣的血运来源。LFCA的任何分支结扎的后果在文献中显示影响都不是很明显。尽管LFCA的分支对于股骨近端的血运灌注可能不是临床必需的，但是该动脉可以是血管损伤后血运重建的重要来源。
臀下动脉
IGA有助于股骨头的血液供应。离开坐骨大切迹后，IGA离开梨状肌下方并沿骨盆上方走行。然后在坐骨结节水平发出分支以供应臀大肌和内收肌的血供。尽管MFCA的深支被认为是股骨头的主要供应，但Jedral等发现IGA是主导血管，其为50％的人类胎儿提供股骨头的血供。IGA通过其梨状肌分支与MFCA吻合，梨状肌分支向后穿过梨状肌和联合肌腱，并在髋骨下部和闭孔肌腱之间的间隙中与MFCA吻合（图10）。研究人员发现梨状肌分支的损伤率为49％至100％，具体取决于可视化方法的差异。在一项尸体解剖研究中，Grose等发现在所有标本中，MFCA逆行通过髂外动脉，而IGA则通过髂内动脉。通过这种吻合，作者也发现了外侧和内侧骨骺动脉内的动脉血流。
在术中使用Southern或Kocher-Langenbeck入路损伤臀大肌会对IGA的分支造成危险。因此，一些外科医生更喜欢采用改良的Gibson入路进行髋关节手术。O'Hara和Dommisse通过乳胶注射显影后切开股骨头评估了19例新生儿臀部，发现几乎一半的髋部中都是IGA具提供股骨头的主要血运。他们假设IGA的供血优势可以保护股骨头坏死，特别是在髋极度外展和屈曲状态时，导致MFCA撞击发育中的髋臼缘发生损伤。
对股骨近端局灶性缺损的CT血管造影研究表明，IGA是部分患者下肢的主要供血动脉。这一发现被认为是股动脉和坐骨动脉在胚胎早期未能发育的结果，从而导致前轴动脉持续存在。胚胎时期轻微的组织学变化就可能在成人后造成不同寻常的变化，这在一定程度上可以解释一些个体易发生骨坏死的原因。
股骨头的血液循环
对文献的解读发现，髋部相关血管的命名并不一致。虽然大多数作者同意MFCA、LFCA以及股浅和股深动脉等术语，但用于描述近端滋养动脉的术语各不相同。一些作者将这些近端血管描述为支持带动脉，因为其毗邻支持带。而其他学者则根据不同发育时期骨骺和干骺端由不同的动脉供血因此进行命名。另一些作者描述了股骨近端的动脉为囊内或囊外动脉。
股骨近端的血管环由股骨颈基底部囊外动脉环、颈部上行分支和圆韧带动脉组成（图11）。股骨颈基底部囊外动脉环后部由MFCA、前部由LFCA组成。在产生干骺端和骨骺血管之前，环上的上行分支就已经穿入了关节囊。许多作者认为MFCA的颈部上行分支进入了股骨头的末端滋养动脉。沿着股骨颈走行，有一至五个在其后上方的滋养动脉。微血管造影研究表明，后上方滋养动脉的直径约为0.8 mm（0.3-1.6mm）。
图11：在一具3天大的男性尸体上显示右股骨头部和颈部前内侧视图的照片。可见内侧囊膜下环(A)和从圆韧带深入股骨头的两条动脉(B)
MFCA还可以产生两个或三个干骺端上动脉，这些动脉往往从关节软骨向远端穿入骨质并与外侧骨骺血管相连。在股骨头和颈部的显微镜检查中，80％的血管孔位于后上象限和前上象限，只有18％位于后下象限。随着颈部血管接近股骨头的关节边缘，形成一个不太明显的关节腔内动脉环（图11）。该动脉环由纤维鞘保护，并提供股骨头外侧负重部分的大部分血运（约66％至80％）。来自MFCA或闭孔动脉的内侧骺动脉可通过圆韧带插入中央凹，以供应股骨头剩余的20％至33％的血运。
股骨头血管紊乱的分布可以通过MFCA的矢状窦下分支的末端性质来解释，因为它们沿着股骨颈显露。股骨头坏死被归因于骨内血管因非创伤性原因或直接损伤而造成阻塞。股骨颈骨折、小儿和成人的股骨近端骨骺骨折，以及成人股骨颈头下型骨折都容易发生骨坏死，因为MFCA的末端分支在该区域穿入了股骨头。
MacNeil等对髓内钉治疗的小儿股骨干骨折进行了系统评价。梨状窝入路骨坏死发生率为2％，转子进入发生率为1.4％；没有发现用侧方入路打钉治疗的患者有骨坏死。有些作者认为，在准备插入髓内钉的过程中时，上支持带血管受损。成人患者股骨髓内钉固定后的骨坏死率仅限于少发的病例报告，表明成人和儿童患者之间存在显着的血管差异。详细了解股骨头的血液供应促进了复杂的保髋流程的发展，例如用于多平面入路管理的骨切开术。通过准确了解MFCA及其分支的解剖结构，外科医生可以更精准的进行股骨头修复手术，以改善股骨头的体积和圆润度（图12）。
图12：插图描述了通过转子翻转截骨术进行的股骨头复位截骨术和髋关节脱位手术。与改良的Dunn手术相似，使用延伸的支持带软组织瓣保留了股骨头活动骨块的血供。该骨瓣是通过骨膜下剥离大转子后部，包括旋股内侧动脉和插入端的大转子形成。股骨头的中央坏死部分通过在矢状方向上对股骨头进行截骨术来去除，然后将股骨头的稳定及不稳定部分固定在一起，以改善股骨头外形的圆润度
圆韧带
圆韧带在受精17至22天后形成，在韧带间形成较大的细胞有序排列。圆韧带的动脉来自闭孔动脉、MFCA或两者都有。大多数学者认为原韧带对股骨头血供贡献很小，尽管它可以为部分成人股骨头提供少许血运。Chuang等发现在123个血管显影的股骨头标本中，113个中充满了圆韧带动脉。但是在63％的标本中其动脉终止于圆韧带并没有到达股骨头。在31％的标本中，圆韧带在股骨头中央提供一条或两条较深的血管，对其血供有很大的帮助（图11）。Trueta将圆韧带动脉定义为年龄依赖性。从出生到大约3至4岁，圆韧带动脉对股骨血运头灌注没有贡献。在7岁之后，圆韧带动脉才开始发挥供血作用。
圆韧带已被证明对髋关节的稳定性具有重要作用。其在某些病理条件下的供血作用一直存在争议。在临床上，它被认为是Legg-Calve-Perthes病患者的一种血运重建的重要途径。然而，在髋关节脱位手术和开放性髋关节切开手术治疗髋关节发育不良时，损伤圆韧带似乎并不会导致骨坏死发病率显著升高。
髋臼发育
胎儿髋臼的血管发育涉及两个独立的系统：中心轴和外周环（图13和14）。中心轴由髋臼动脉组成。离开闭孔后，闭孔动脉发出髋臼动脉和髋臼盂唇的前后分支动脉。在髋臼内，髋臼动脉提供Y型软骨的三个主要骨化中心的血供（图13）。后分支动脉与IGA吻合完成髋臼周围的循环圈。较细的前分支动脉沿着髂骨的前缘走行（图13）。
髋臼的关节外循环由三个主要的分支血管提供血运：SGA，IGA和坐骨动脉，阴部内动脉的一个分支（图14）。四边形板的内表面由闭孔动脉供血。在髋部周围，SGA的深部分支位于臀中肌和臀肌的肌间平面。它沿着髋臼上缘朝髂前上棘走行。阴部内动脉和IGA在盂唇的后外侧分成许多分支。在前侧，SGA和闭孔动脉的分支耻骨支以及LFCA的上升分支形成吻合，可以提供传入系统的血运。
Hardinge直接外侧入路可以良好的显露髋关节，但是会使SGA处于易受损的风险中。血管损伤的潜在后果可能包括下肢外展肌无力和跛行。血供对于髋臼以及关节周围手术至关重要。Hempfing等使用激光多普勒血流仪评估Bernese髋臼周围截骨术术中髋臼周围骨折端的出血量。他们的研究结果表明，在髂腰部脉管系统破坏之后的初始骨切开时期，髋臼上区域的血流量显着减少。然而，这些变化在髋臼上区域是可逆的，如果在30分钟内进行初步固定，则有60％的骨块显示正在进行的持续灌注。为了在髋臼周围重新定位过程中保持血液供应，通常建议在髋臼上区域保留一个2至2.5cm的骨桥，以允许来自闭孔动脉和SGA分支进行充分灌注。
盂唇通过加深髋臼厚度和提供凹面压缩来增加关节的稳定性。虽然有研究已经很好地描述了成人髋臼及其周围组织的血管分布，但很少有研究评估发育中儿童的髋臼软骨复合体的血供。在一项胎儿尸体研究中，Maslon'等人评估了21个胎儿的血管分布，并发现主要的血液供应来自囊壁的附着分支。在后上象限和前上象限中发现了数量最多的血管。了解儿童髋臼盂唇的血供可以阐明在髋关节正常发育和发育不良患者是其髋关节所受微应力不同的结果。
小 结
了解发育中和成人股骨头周围的复杂循环，对骨外科医生来说是至关重要的。动脉对股骨头的血供主要依赖于年龄，彻底了解这种不同时期的变化对于降低医源性损伤的风险和最大限度提升手术效果都非常重要。在正常状态下，股骨头的大部分血供来自MFCA的分支；与其他动脉系统的吻合可以在病理和创伤后状态下提供重要的代偿分支。对髋臼血液循环的进一步研究在将来可能有助于辨别髋部畸形的解剖学研究。