肱骨头是仅次于股骨头、第二常见的非创伤性骨坏死部位，但它相对较少受到关注。骨坏死与许多疾病有关，如创伤、使用皮质类固醇类药物、镰状细胞病、酒精中毒、减压障碍（或沉箱病）和戈谢病等。诊断需依靠临床表现和MRI影像学检查，而影像学检查是分期的基础。目前关于骨坏死的发生机制有很多，但没有一个被证实。由于具有多种危险因素的患者可能会出现骨坏死，因此必须对此类人群提高警惕。预后取决于疾病的分期和坏死部位，故早期诊断可影响其预后。特别是对那些有骨折史、糖皮质激素使用史或镰状细胞病患者以及潜水员，应高度怀疑该疾病。本报告回顾了肱骨头坏死的发病机制、原因、临床评估、影像学和分期。本文由河南省洛阳正骨医院（河南省骨科医院）张蕾蕾医生翻译，限于篇幅过长，将按照“病因病机、临床评估”两次推送。
关键词：Corticosteroids shoulder osteonecrosis 糖皮质激素性肩关节骨坏死; Dysbarism shoulder osteonecrosis 气压障碍性肩关节骨坏死; Humeral head osteonecrosis肱骨头坏死; Posttraumatic humeral head osteonecrosis创伤后肱骨头坏死; Sickle cell disease shoulder osteonecrosis 镰状细胞病肩关节骨坏死引言：除股骨头外，肱骨头是非创伤性骨坏死最常见的部位。但这种疾病的发病机制和病理学研究被忽视了，因此骨科医生必须将肱骨头骨坏死的正确临床评估作为临床常识。除了创伤后缺血性坏死以外，肱骨头坏死的原因还有镰状细胞病、糖皮质激素等（图1）；因此，大量患者存在肩部骨坏死的高风险。在没有髋关节受累的情况下，孤立性肱骨头坏死是罕见的；事实上，骨坏死患者经常见到多部位坏死。肱骨头坏死的历史：肩部骨坏死距今已有2.5亿年的历史。该病主要出现在中生代潜水海洋爬行动物中。中生代潜水海洋爬行动物的特征是减压病引起的缺血性坏死。这些爬行动物中有16%的肱骨头出现缺血坏死。鱼翅类爬行动物出现在250Ma左右，灭绝于90Ma。这些爬行动物中16%的肱骨头显示为缺血性骨坏死。Ma（megaannus），百万年，地质学、古生物学等领域常用的时间单位，有时也写作Myr。如新太古代末期（2412～2600Ma），时间为（距今）24亿1千2百万年-26亿年。骨坏死是由减压过程中血管内气泡形成引起的。潜水后和减压过程中，氮从溶解相转变为游离相，许多组织中可能形成气泡。由于氮更易溶于脂肪，它将溶解在长骨的脂肪骨髓中。正常情况下，静脉回路减压时会形成气泡，肺起到过滤器的作用。对于哺乳动物和鲸鱼来说，系统回路和肺回路分离是正确的。然而，这些爬行动物的心脏有可能从右向左分流，这使得氮过饱和的静脉血液流入体循环，损害了骨内血管。20世纪和21世纪更好的认识：早在1911年，Bostein和Plate 就报告了减压性肩关节骨坏死，随后在1913年，Bassoe报告了压缩空气隧道工人肩部无菌性骨坏死的放射学证据。1960年，Heimann和Freiberger 发表了肩部骨坏死的初步描述；1968年，Cruess等提出了肩部骨坏死的分类。最近有很多关于肱骨头坏死的病例报告。病因和危险因素：
文献中描述了肱骨头坏死的许多原因（表1）。我们将关注最常见的问题。创伤多是通过破坏血管供应而导致肱骨头坏死。肱骨头坏死常见于接受内固定术的患者。当肱骨头的血液供应因骨折而中断时，就会发生这种情况。血管解剖使我们能够了解坏死的机制。旋肱前动脉的升支被认为是肱骨头血循的主要供应血管。这一发现在1990年得到了Gerber等人的支持。他们研究还显示，通过这两条动脉的吻合（图2），旋肱前动脉和旋肱后动脉与其他动脉一起供应肱骨头。旋肱前动脉经过喙肱肌和肱二头肌短头下方，到达肩胛下缘的肱骨外科颈。尽管旋肱后动脉的直径比旋前动脉大3倍，但它只供应肱骨头的大结节和后下部分。虽然我们怀疑脱位可能因为关节囊的损伤和血管剪切导致骨坏死，但这尚未得到证实。肱骨头（前腿）与股骨头（后腿）血供有着惊人的相似之处：Solberg等发现骨坏死是骨折最常见的并发症（约16%）。Hertel等证明，骨坏死与干骺端碎片上的软组织接触点或残余软组织链的长度之间存在着强烈的相关性（图3）。Robinson等人调查了接受接骨治疗的肱骨近端骨折脱位患者，提出以下标准作为骨折后骨坏死风险的分类。I型损伤：关节囊内骨折，软组织链长度2cm，松质骨动脉出血。II型损伤：关节囊基本无附着，软组织链长度<2 cm，无出血。根据这种分类，II型损伤继发骨坏死更为常见。Robinson等人也将骨出血作为预测因素；然而，一些有灌注迹象的肱骨头继续发展成骨坏死。
图3 无软组织铰链型骨折继发骨坏死风险高（A）；有软组织铰链型骨折骨坏死风险低
最后，损伤发生的年龄也可能是一个重要的危险因素，但这在临床上没有得到证实。通过四环素标记对三分和四分骨折患者的肱骨头存活率进行了研究，结果表明年轻患者对缺血更具抵抗力。Patel估计了骨折后创伤性骨坏死的数量。三分骨折的骨坏死风险为0%~25%，四分骨折的骨坏死风险为0%~77%，随随访时间延长，骨坏死风险增加。糖皮质激素是非创伤性肱骨头坏死的常见原因，但确切机制尚不清楚。 Hernigou通过长期随访评价骨坏死的自然病程和发生率。215例（125例成年人）患者在塌陷前的早期阶段通过X线片和MRI确定与皮质类固醇的相关性。平均随访15年（10~20年），65%的无症状肩出现疼痛，50%的肱骨头出现塌陷。在有症状的肩中，大多数患者在最后的随访中肱骨头出现了塌陷，诊断明确和塌陷之间的时间平均为6年。在最近的随访中（平均15年），50%的肩部需要手术治疗。疼痛的出现、痛级、和激素峰值剂量的使用时间是骨坏死进展的危险因素。激素的使用剂量目前仍有争议。早在1957年，研究者就使用糖皮质激素后出现骨坏死这一现象，怀疑是否与激素用量、阈值、峰值剂量有关，或是特殊现象。学者们认为初始几周内高剂量应用糖皮质激素似乎比总累积剂量更重要。此外，患者可能有骨坏死倾向，并可能具有骨坏死的遗传易感性。关于糖皮质激素和肩部骨坏死之间的关系，最普遍被接受的理论是骨髓中的脂肪堆积（图4），其导致了骨内压力增加和血流量减少。而这一概念被推断为“多重打击理论”，糖皮质激素改变易感患者的骨稳态、损伤骨细胞、损害血流、抑制骨细胞前体。糖皮质激素抑制血管生成并促进高凝状态，导致血管内血栓形成。图4 与糖皮质激素相关的骨坏死：脂肪堆积，箭头所示的软骨下骨折
镰状细胞病（Sickle cell disease，SCD）是一种常染色体隐性遗传疾病，也被称为镰状细胞性贫血（sickle cell anemia，SCA），因为溶血性贫血的特征是形状异常（镰状）的红细胞（RBC）从循环中移除并以更高的速率被破坏，导致贫血。更重要的是，镰状红细胞会导致血管阻塞，从而导致组织缺血和梗死。镰状细胞基因纯合的患者称为血红蛋白SS（hemoglobin shaped or sickled，Hb SS)或血红蛋白SS患者。至少有四个突变事件独立发生，其中三个发生在非洲，第四个发生在沙特阿拉伯或印度中部。这些事件发生在3000到6000代之前，大约在70000到150000年之前。Hb SS在世界上的分布（图5）表明了两个因素：在疟疾流行地区选择具有生存优势的携带者和随后的迁移。关于肱骨头坏死的首次描述由Chung和Millner 发表。镰状细胞基因纯合的患者由于微血管阻塞（图6）而具有与红细胞结构紊乱相关的骨坏死高风险。图6 镰状细胞病骨坏死的机制；血红蛋白S（缺氧状态）聚合（A和B）产生新月状或镰状（C和D），变形能力降低；变形能力的降低导致小血管凝血(E)的风险更大虽然没有精确的数据，但最近的一项评估表明，在撒哈拉以南的非洲，SCD影响了0.74%的出生率。相比之下，在美国和欧洲，只有0.15%的黑人人口受到SCD的影响。SCD也是印度次大陆、南美洲、波斯湾、地中海国家、加勒比国家和中美洲出现髋部骨坏死的重要病因。据估计，全世界每年有超过30万（每10年300万）患有这些严重疾病的婴儿出生，其中大多数在低收入和中等收入国家。大约5%的世界人口是SCD或地中海贫血基因的健康携带者。在高收入国家，SCD患者的存活率稳步上升，通常持续到成年。相比之下，非洲与SCD相关的婴儿死亡率仍在50%至90%之间，受影响儿童中只有不到一半能活到5岁。儿童期高死亡率的一个指标是观察到成人Hb SS的患病率比出生率低10倍（0.2%~0.3%：2%~3%）。全球近90%的SCD患者生活在三个国家：印度、尼日利亚和刚果民主共和国，其中2%的人口受到该疾病的影响，携带者（镰状细胞）的患病率达到10%至30%。仅尼日利亚一国每年就至少有15万新生儿。根据这些数据和一些推断，SCD影响着全世界数百万成年人。SCD及其后遗症的特殊骨科表现包括骨坏死、感染和骨髓增生。据报道，根据血红蛋白病的类型，高达50%的患者出现肱骨头（肩）骨坏死。由于这一频率（50%）以及该人群中最常出现的双侧骨坏死，SCD引起的肩部骨坏死数量在世界上可能有几百万，并且可能是肩部骨坏死的最常见原因。Hernigou和Poignard报道了82名SCD并肱骨头坏死成年患者的自然演变病史，有104个肩关节被MRI证实骨坏死。肩关节骨坏死通过MRI和X线片进行分期。MRI上从未观察到骨坏死灶减小或分期消退的部分或全部修复病例。平均随访20年（15至24年），86%的肱骨头发生塌陷。从出现疼痛到塌陷的平均时间为6年。成人SCD患者肩关节骨坏死的主要伴见风险是髋关节骨坏死，以及Sβ或SC基因。饮酒与肩关节骨坏死之间的关系被认知已经将近一个世纪了，而且，与糖皮质激素一样，其确切的机制尚不清楚。动物研究表面用酒精处理骨髓后，其压力和脂肪生成增加，造血减少，这可能导致骨细胞损伤和肩部骨坏死，而且似乎存在剂量-反应关系；然而，目前还没有确定的风险阈值。鉴于所有饮酒人群中肩部骨坏死的患病率相对较低，肩部、遗传易感性、环境因素和医学共病之间可能存在多因素关系。减压疾病的风险与潜水深度、受压时间和上升速度直接相关。潜水表，如美国海军潜水表，提供了深度和潜水时间对减压病风险的一般指南。在人类中，减压病见于潜水员和压缩空气工人。如果没有遵循适当的减压程序，这些潜水员和工人（图7）将面临缺血性骨坏死的风险，这与死亡风险是两码事。尽管减压性骨坏死已为古生物学家所熟知，但由于潜水员使用潜水台，骨科医生对其知之甚少。图7.发生致命减压事故的潜水员肩关节骨坏死
肱骨头近端骨坏死（箭头）死后图像（x线片和解剖学）
然而，了解（通常是风湿病学家和整形外科医生不知道）即使是遵循减压计划和程序的潜水员在卵圆孔未闭的情况下也可能会经历减压疾病。人的心脏有四个腔，体循环和肺循环通常是完全分离的。在胎儿中，左心房和右心房通过卵圆孔相互沟通。这个开口在生命的最初几周关闭。在胎儿中，肺不起作用，胎儿血液在胎盘中被氧化。在心房，60%的血液从右侧分流到左侧（R CL分流）。在一些成人中，这种心内开口叫卵圆孔未闭（patent foramen ovale，PFO），在一定程度上持续存在。小型和中型开口通常无症状，可能出现在多达30%的正常受试者中。在人类中，卵圆孔未闭患者患减压病的风险高出5倍；这种情况允许血液从静脉回路分流到全身回路。有令人信服的证据表明PFO与潜水员的减压疾病有关；Torti等人发现，PFO与减压病主要事件风险增加了5倍相关，且风险随PFO大小而增加。相对于左心房，右心房任何压力升高的情况会增加向左分流的倾向，如屏气、咳嗽和Valsalva动作（在潜水时很常见）。Valsalva技术用于平衡中耳的压力，增加右心房的压力，从而增加PFO存在时的右向左分流。Valsalva是由意大利解剖学家Antonio Maria Valsalva于1704年提出而命名。由于它在操作上具有简便、实用及无创性等优点，在临床上沿用已久。Valsalva试验是令病人行强力闭呼动作，即深吸气后紧闭声门，再用力做呼气动作，呼气时对抗紧闭的会厌，通过增加胸内压来影响血液循环和自主神经功能状态,进而达到诊疗目的的一种临床生理试验。其他许多因素与肩关节坏死有关。Gaucher病是一种酶缺乏导致巨噬细胞中葡萄糖脑苷积累的疾病。结果是骨髓浸润、血管受损。一项对Gaucher病和肩部坏死患者的研究发现，该病在既往脾切除术患者中更为普遍。戈谢病(Gauchers disease，GD)是溶酶体贮积病(lysosomal storage disease，LSD)中最常见的一种，为常染色体隐性遗传。法国医生Phillipe Gaucher在1882年首先报道，50年后Aghion报道戈谢病是由于葡糖脑苷脂(glucocerebroside，G.C.)在肝、脾、骨骼和中枢神经系统的单核-巨噬细胞内蓄积所致。Brady等在1964年发现葡糖脑苷脂的贮积是由β-葡糖苷酶(β-glucosidase)-葡糖脑苷酯酶(glucerebrosidase，GBA)缺乏所致，为戈谢病的诊断和治疗提供了理论依据。（陈献韬 审校）
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