突破性研究:五种股骨头缺血性坏死基本分类系统的观察者内与观察者间可靠性及有效性的深度对比分析

【字体: 时间:2025年02月14日 来源:BMC Musculoskeletal Disorders 2.2

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  为解决股骨头缺血性坏死(AVN)分类系统不统一问题,土耳其 Ata?ehir Medical Park Hospital 的研究人员对比分析了五种分类系统。结果显示 Marcus Enneking 系统表现更优。该研究为临床精准诊疗提供依据,推荐科研读者阅读。

  
土耳其伊斯坦布尔阿塔谢希尔医学公园医院(Ata?ehir Medical Park Hospital)的 Mustafa Vezirhüyük 等研究人员在《BMC Musculoskeletal Disorders》期刊上发表了题为 “Comparative analysis of intra- and interobserver reliability and validity of five basic classifications used to determine the stage of avascular necrosis of the femoral head” 的论文。这篇论文在股骨头缺血性坏死(Avascular Necrosis,AVN)的临床诊疗领域具有重要意义,它聚焦于目前股骨头缺血性坏死分类系统的可靠性和有效性研究,为临床医生更精准地诊断、制定治疗方案提供了关键依据,有助于改善患者的治疗效果和预后。

一、研究背景


股骨头缺血性坏死,是一种因股骨头内骨小梁细胞因血供减少、骨内压升高而自发死亡,进而导致股骨头塌陷和退变的疾病。这一疾病主要 “盯上” 20 - 50 岁的成年人,在美国,每年新增确诊病例约有 10000 - 20000 例。一旦股骨头塌陷,患者会遭受难以缓解的骨痛,常规治疗手段效果不佳,严重影响生活质量。

在过去的五十年间,为了更科学地对股骨头缺血性坏死进行分期并指导治疗,众多分类系统应运而生。1960 年推出的 Ficat 和 Arlet 分类,是首个被广泛认可的基于影像学(主要是 X 线平片)表现的分类系统;1984 年的 Steinberg 分类系统,融入了定量标准和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)结果,提升了分期的可靠性;1987 年的 Mitchell 系统,结合了影像学和临床特征;1991 年的 ARCO(Association Research Circulation Osseous)分类系统,旨在实现国际范围内分期的标准化;1997 年的 Marcus 和 Enneking 系统,则强调了坏死区域的大小和位置等因素。

然而,这些分类系统在分期标准、所依赖的成像方式、对病变大小和位置的考量等方面存在明显差异。例如,Ficat 和 Arlet 系统依据 X 线平片将病情分为四个阶段,而 Steinberg 系统则包含七个阶段及亚分类。这种差异会引发临床问题,如同一病变在不同系统中的分期不同,导致治疗决策的冲突。一个在 Ficat - Arlet 系统中被归为 II 期的病变,在 Steinberg 系统中可能被视为 III 期,相应的治疗方案可能从髓芯减压术变为植骨术;ARCO 和 Mitchell 系统对软骨下骨折的定义不同,这会影响手术时机和技术的选择。

此外,股骨头缺血性坏死的病因多样,包括创伤性因素(如股骨颈 / 头骨折、髋关节脱位)和非创伤性因素(如使用皮质类固醇、酗酒、镰状细胞病、系统性红斑狼疮、库欣综合征、孕期吸烟、既往放疗、器官移植、慢性胰腺炎、慢性肾衰竭、凝血障碍、脂肪代谢紊乱等)。部分学者认为,凝血缺陷或基因异常可能削弱血管功能,还有理论提出,类似骨筋膜室综合征的机制,会因股骨头内髓内压升高、血供减少导致细胞死亡,而特发性病例常由凝血异常或胶原突变引起。

正是由于现有分类系统在可靠性和分期一致性上存在显著差异,且这些差异与治疗规划和临床决策密切相关,所以 Mustafa Vezirhüyük 等人开展了这项研究。他们聚焦于评估不同分类系统在已确诊的股骨头缺血性坏死病例分期中的可靠性,而非其鉴别股骨头缺血性坏死与其他髋关节疾病的诊断准确性,旨在找出最可靠、统一的分类系统,为临床治疗提供有力支持。

二、研究方法


研究人员精心挑选了 2021 年 1 月至 2023 年 1 月期间的 20 例患者,这些患者均经 MRI 确诊为股骨头缺血性坏死。不过,研究排除了 0 - I 期(3 例,此阶段通常以观察为主)和塌陷后(5 例,标准治疗为全髋关节置换术)的病例,最终纳入 12 例分期对治疗选择有重要意义的病例。治疗决策综合考虑症状严重程度、病变大小和位置、危险因素以及患者个人偏好等因素,部分早期患者接受了髓芯减压术,但对于无症状或症状轻微、病变较小的早期病例,观察和保守治疗也是可行的方案。

研究评估了五种分类系统:主要基于 X 线平片的 Ficat 和 Arlet 分类、结合 X 线和 MRI 结果的 Steinberg 分类、基于 X 线的 Mitchell 分类、ARCO 国际分类以及 MarcusEnneking 分类。对于基于 X 线平片的分类系统(Ficat 和 Arlet、Mitchell),研究人员依据已发表的修改指南,使其分期标准适用于 MRI 结果。疾病在 MRI 上的进展被定义为病变大小增加超过 2mm、出现新的软骨下骨折或股骨头塌陷。

评估团队阵容强大,由两名在肌肉骨骼 MRI 解读方面分别有 15 年和 12 年经验的骨科医生,以及一名拥有 17 年经验的肌肉骨骼放射科医生组成。每位评估者使用 1.5 - Tesla 的机器独立对每位患者的 MRI 扫描进行两次评估:初次评估和一个月后的随访评估,选择一个月的间隔是为了减少回忆偏倚。

在统计分析方面,研究人员运用了多种方法。通过加权 kappa 统计评估观察者间的一致性;使用组内相关系数(Intraclass Correlation Coefficient,ICC)衡量观察者内的可靠性;借助 Spearman 相关性分析不同分类系统之间的相关性;在接受手术的患者子集中,分析分类系统与组织学结果的一致性。研究使用 SPSS 25 软件进行数据分析,对于参数数据计算描述性统计(均值、标准差),对非参数数据进行频率分析,采用卡方检验比较分类数据,以 p < 0.05 为具有统计学意义。此外,研究遵循 1964 年《赫尔辛基宣言》的伦理原则,获得了伊斯坦布尔法提赫苏丹穆罕默德培训研究医院伦理委员会的批准(批准号:2023/17,日期:2023 年 9 月 14 日),所有参与者在入组前均签署了书面知情同意书。

三、研究结果


  1. 分期分布模式:通过箱线图分析,研究人员发现所有分类系统在预塌陷病例中的分期中位数都在 2.0 左右,四分位间距也相近。这表明尽管个别病例存在差异,但各系统在集中趋势上有一定的一致性,即对于大多数病例,各系统对疾病严重程度的大致判断相似。
  2. 分期差异比较:绘制 Ficat 与其他分类系统的散点图后,研究人员发现 Ficat 和 Mitchell 系统在 II - III 期的分期差异最为显著。这种差异直接影响了 2 例患者的治疗规划,导致了保守治疗和手术治疗两种截然不同的建议。这意味着在关键的治疗决策阶段,不同分类系统的分歧可能使患者面临不同的治疗方向。
  3. 可靠性分析
    • 观察者间一致性:Marcus 和 Enneking 系统展现出最高的加权 kappa 值(K = 0.85;95% CI:0.78 - 0.92),与组织学结果的相关性极佳;Ficat 和 Arlet 系统表现良好(K = 0.82,95% CI:0.75 - 0.89);Steinberg(κ = 0.79,95% CI:0.72 - 0.86)、Mitchell(κ = 0.77,95% CI:0.70 - 0.84)和 ARCO(K = 0.75,95% CI:0.68 - 0.82)系统的一致性处于中等至良好水平。这说明在不同医生对病例进行分期判断时,Marcus 和 Enneking 系统更能得到一致的结果。
    • 观察者内可靠性:Marcus 和 Enneking 系统在所有观察者中的组内相关系数最高(观察者 1:0.89,观察者 2:0.91,观察者 3:0.87),显示出卓越的重复性;Ficat 和 Arlet 系统也表现出较强的观察者内可靠性(0.85 - 0.90);Mitchell 和 ARCO 系统在重复测量中的一致性略低。这意味着同一位医生多次使用 Marcus 和 Enneking 系统对同一病例进行分期,结果更稳定。

  4. 临床影响分析:对 12 例预塌陷病例的深入分析发现,分类差异导致了 8 例不同的治疗建议。例如,3 例在 Ficat 系统中被归为早期、在 Steinberg 系统中为中期的病例,原本可能接受不同的手术方式(髓芯减压术与植骨术)。早期患者的治疗决策主要依据症状(6 例)、病变大小(大于 30%,5 例)和 / 或多种危险因素(4 例),且手术干预或观察的决策是在与患者充分沟通疾病自然史和治疗方案后共同做出的。

四、研究结论与讨论


  1. 分类系统的诊断准确性差异:研究表明,不同分类系统对股骨头缺血性坏死的诊断准确性参差不齐。Marcus 和 Enneking 系统表现最为出色,而 Mitchell 系统则相对较弱。这意味着不同系统可能更适合不同的临床目标,但鉴于其对患者管理策略的广泛影响,尤其是在股骨头缺血性坏死治疗方案多样的情况下,所有系统都应朝着提高诊断准确性的方向努力。从实际临床应用来看,Marcus & Enneking 方法在诊断和治疗方面似乎更具优势,它能为医生提供更详细的信息,有助于改善骨科治疗效果和整体医疗决策。
  2. 疾病对患者的影响及早期诊断的重要性:股骨头缺血性坏死严重影响患者的生活质量,如系统性红斑狼疮患者患此病后预后较差,发病率较高;镰状细胞病患者由于诊断延迟和治疗选择有限,面临诸多挑战。因此,早期检测和正确管理对于改善患者预后至关重要,而准确的分期则是实现这一目标的关键环节。
  3. 分类系统评估的方法学问题:由于股骨头缺血性坏死的病情会不断发展,且分类过程复杂,传统的敏感性和特异性评估方法并不适用于评估其分期系统。研究人员采用可靠性指标和与组织学评估的相关性等替代指标,这种评估方式更符合疾病特点。准确的分期与治疗选择和患者预后密切相关,早期 AVN(Ficat I - II 期)采用保关节手术的成功率可达 70 - 80%,而晚期(Ficat III - IV 期)通常需要进行全髋关节置换术。但分类可靠性的差异可能导致不恰当的治疗选择,如将 II 期病变误判为 III 期,可能使患者过早接受关节置换手术,而原本保关节治疗可能是可行的;反之,低估分期则可能导致保守治疗失败,错过更积极干预的时机。所以,提高分类系统的可靠性对患者的治疗和预后意义重大。
  4. 不同分类系统对手术治疗的影响:在评估手术治疗中股骨头缺血性坏死的风险时,选择合适的分类系统至关重要。不同分类系统预测术后并发症的能力不同,在制定治疗策略时,需要综合考虑其可靠性和实际应用价值。全面了解分类系统与疾病预后的关系,有助于制定更优化的手术计划和为患者提供更准确的咨询。
  5. 研究的局限性与未来方向:本研究也存在一些不足之处。一方面,研究仅纳入了确诊的股骨头缺血性坏死病例,未涵盖其他髋关节疾病患者,这限制了对分类系统区分股骨头缺血性坏死与其他疾病能力的评估;另一方面,研究为回顾性设计,存在选择偏倚,且样本量较小,可能影响分类系统的可靠性和有效性评估;此外,由于缺乏其他诊断工具和临床结局信息,仅依靠 MRI 评估可能存在信息偏倚,同时研究未涉及长期结局数据,无法确定基于不同分期的治疗决策是否能改善患者预后。未来的前瞻性研究应纳入更多髋关节疾病患者,扩大样本量,综合多种诊断工具和长期随访数据,以更全面地评估分类系统的诊断能力。

Mustafa Vezirhüyük 等人的这项研究,全面分析了五种股骨头缺血性坏死分类系统的可靠性和一致性,为临床医生在选择分类系统时提供了重要参考。虽然目前不同分类系统在临床决策中的影响存在一定局限性,但随着研究的深入和技术的发展,有望开发出更精准、更可靠的诊断工具,进一步提升股骨头缺血性坏死的诊疗水平,为患者带来更好的治疗效果和生活质量。

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