超聲檢查在兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷中的初步應(yīng)用

徐剛 郭穩(wěn) 程克斌 陳濤 周達(dá)飛 王丹丹 呂學(xué)敏

兒童膝關(guān)節(jié)骨折包括關(guān)節(jié)內(nèi)骨折(如脛骨髁間嵴骨折、髕骨骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折)和關(guān)節(jié)外骨折(如股骨遠(yuǎn)端骨折、脛骨近端骨折)。雖然兒童膝關(guān)節(jié)骨折發(fā)病率較低，但是如果不能得到及時(shí)正確的診斷和治療，往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的不良后果。膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且兒童膝關(guān)節(jié)周?chē)写罅寇浌谴嬖冢趦和リP(guān)節(jié)骨折的診斷中常用的影像學(xué)檢查方法如X線、CT和MRI等各有其局限性。X線檢查可發(fā)現(xiàn)其中絕大部分骨折，但是難以發(fā)現(xiàn)隱匿骨折、單純軟骨損傷和細(xì)小關(guān)節(jié)內(nèi)骨折等；CT在顯示隱匿骨折和關(guān)節(jié)內(nèi)骨折方面優(yōu)于MRI，但無(wú)法發(fā)現(xiàn)軟骨損傷且射線劑量較大；MRI具有無(wú)輻射和敏感性高等優(yōu)點(diǎn)，在顯示骨挫傷、軟骨損傷和軟組織損傷等方面優(yōu)于X線和CT，但檢查時(shí)間較長(zhǎng)，幼兒患者需使用鎮(zhèn)靜藥，不便于反復(fù)檢查，對(duì)設(shè)備和技術(shù)要求較高且價(jià)格昂貴。超聲檢查具有無(wú)輻射、可反復(fù)多次檢查、可在床旁進(jìn)行、可動(dòng)態(tài)檢查和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在兒童創(chuàng)傷領(lǐng)域逐漸得到廣泛應(yīng)用，目前較多用于顱面骨折、長(zhǎng)骨骨折、上肢關(guān)節(jié)損傷以及髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的檢查。關(guān)于超聲在兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷中的應(yīng)用，目前尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的臨床病例研究[1-4]。本研究對(duì)超聲檢查在兒童膝關(guān)節(jié)周?chē)擒浌菗p傷診斷中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了初步研究，以探索綜合應(yīng)用影像學(xué)檢查手段提高兒童膝關(guān)節(jié)骨折的診斷準(zhǔn)確率。

資料與方法

一、資料

1.一般臨床資料：納入2015年9月至2019年3月北京大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院北京積水潭醫(yī)院小兒骨科收治的膝關(guān)節(jié)骨折患兒27例。其中男18例，女9例；平均年齡7歲4個(gè)月(9個(gè)月～13歲5個(gè)月)。

2.病例納入與排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≤14周歲； ②單側(cè)膝關(guān)節(jié)外傷，外傷史明確；③診斷為膝關(guān)節(jié)骨折，包括股骨遠(yuǎn)端骨折(干骺端骨折和骺損傷)、脛骨近端骨折(干骺端骨折和骺損傷)、髕骨骨折、脛骨髁間嵴骨折以及膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折等。(2)病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①雙側(cè)膝關(guān)節(jié)外傷；②患側(cè)膝關(guān)節(jié)有既往異常。

3.儀器與設(shè)備：銳柯DR7500 X線機(jī)；Philips EPIQ5超聲診斷儀，12-5MHz探頭；Philips Ingenia 3.0T MRI掃描機(jī)，膝關(guān)節(jié)專(zhuān)用線圈。

二、方法

對(duì)所有患兒在傷后2周內(nèi)行患側(cè)膝關(guān)節(jié)X線和MRI檢查以及雙側(cè)膝關(guān)節(jié)超聲檢查。將MRI結(jié)果作為診斷標(biāo)準(zhǔn)，將X線和超聲檢查結(jié)果分別與MRI結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算X線、超聲以及二者聯(lián)合應(yīng)用的診斷準(zhǔn)確率；總結(jié)兒童膝關(guān)節(jié)骨折的超聲影像特點(diǎn)。

1.X線檢查：攝膝關(guān)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)正、側(cè)位像。對(duì)懷疑為膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折患兒加攝髕骨切線位像。

2.超聲檢查：對(duì)所有患兒均按照以下方法行雙側(cè)膝關(guān)節(jié)檢查：(1)屈膝30°位。從膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)掃查股脛關(guān)節(jié)冠狀面，截取股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端骺軟骨最接近且股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端二次骨化中心均可見(jiàn)的層面。(2)膝關(guān)節(jié)伸直位。從膝關(guān)節(jié)前方掃查膝關(guān)節(jié)矢狀面，沿正中線截取層面，觀察股骨遠(yuǎn)端、髕骨和脛骨近端軟骨。(3)膝關(guān)節(jié)屈曲90°位。探頭置于前方，于髕骨上緣水平掃查并測(cè)量股骨遠(yuǎn)端髁間窩的軟骨厚度。患兒可能因外傷無(wú)法屈膝至90°，根據(jù)患兒具體情況決定是否行此體位掃查。(4)膝關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)掃查。觀察股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端和髕骨等骨性結(jié)構(gòu)以及肌和肌腱、滑囊滑膜、內(nèi)外側(cè)副韌帶、前后交叉韌帶與半月板等軟組織結(jié)構(gòu)[5-8]。骨折的超聲檢查特異性表現(xiàn)為皮質(zhì)骨連續(xù)性中斷，此外還可有皮質(zhì)骨表面不規(guī)則、皮質(zhì)骨表面“臺(tái)階形成”、“雙線征”和出現(xiàn)骨軟骨骨折塊等其他征象。對(duì)于撕脫骨折，超聲可探及相應(yīng)肌腱或韌帶回縮變形及其末端的撕脫骨片[9-11]。

3.MRI檢查：患者取仰臥位。膝關(guān)節(jié)自然伸直，行矢狀位T1加權(quán)像(T1 weighted image，T1WI)，橫斷位、冠狀位和矢狀位脂肪抑制質(zhì)子密度加權(quán)像(fat suppression proton density weighted image，F(xiàn)S-PDWI )以及矢狀位3D T1加權(quán)快速場(chǎng)回波(3D T1 weighting fast field echo，3D T1 FFE)序列掃描。矢狀位T1WI掃描參數(shù)：視場(chǎng)16.0 cm×16.0 cm，重復(fù)時(shí)間595 ms，回波時(shí)間20 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，激勵(lì)次數(shù)2次，矩陣384×306。矢狀位FS-PDWI掃描參數(shù)：視場(chǎng)16.0 cm×16.0 cm，重復(fù)時(shí)間3 600 ms，回波時(shí)間40 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，激勵(lì)次數(shù)2次，矩陣268×209。冠狀位FS-PDWI矩陣為292×230，橫斷位FS-PDWI矩陣為292×209，其余掃描參數(shù)與矢狀位FS-PDWI掃描參數(shù)相同。矢狀位3D T1 FFE掃描參數(shù)：視場(chǎng)15.0 cm×15.0 cm×10.4 cm，重復(fù)時(shí)間20 ms，回波時(shí)間4.4 ms，體素0.8 mm×0.8 mm×1.6 mm，矩陣188×188，層數(shù)130層，間隔0 mm，激勵(lì)次數(shù)1次。MRI閱片標(biāo)準(zhǔn)：正常關(guān)節(jié)軟骨在FS-PDWI序列和3D T1 FFE序列上表現(xiàn)為高信號(hào)，形態(tài)連續(xù)、完整；正常皮質(zhì)骨在T1WI和FS-PDWI序列上表現(xiàn)為低信號(hào)，形態(tài)連續(xù)、完整；正常松質(zhì)骨在T1WI上表現(xiàn)為高信號(hào)，在FS-PDWI序列上表現(xiàn)為低信號(hào)；關(guān)節(jié)軟骨損傷表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨的連續(xù)性中斷或不完整，伴或不伴移位；骨折表現(xiàn)為骨皮質(zhì)斷裂、褶皺；骨軟骨骨折表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨與骨質(zhì)連續(xù)性中斷或不完整，伴或不伴移位；骨髓挫傷在T1WI表現(xiàn)為低信號(hào)，在FS-PDWI序列上為高信號(hào)。由2位具有10年以上肌骨MRI閱片經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生共同閱片，當(dāng)存在異議時(shí)通過(guò)協(xié)商達(dá)成一致。

結(jié) 果

患兒接受超聲檢查距受傷時(shí)間平均為3.7(0～13)d，接受MRI檢查距受傷時(shí)間平均為7.8(0～13)d。

MRI診斷結(jié)果：關(guān)節(jié)內(nèi)骨折14例，包括脛骨髁間嵴骨折8例、髕骨骨折4例和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折2例；關(guān)節(jié)外骨折13例，包括股骨遠(yuǎn)端骺損傷6例、脛骨近端骺損傷6例和股骨遠(yuǎn)端骺損傷合并脛骨近端骨折1例。見(jiàn)表1。

表1 27例膝關(guān)節(jié)骨折患兒MRI、X線和超聲診斷結(jié)果(例)

X線檢查結(jié)果:漏診1例膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折，其余26例與MRI結(jié)果相符。見(jiàn)表1。

超聲檢查結(jié)果：8例脛骨髁間嵴骨折病例中，4例超聲未見(jiàn)到骨折征象，1例誤診為脛骨近端骨折，3例觀察到前交叉韌帶結(jié)構(gòu)不清伴髁間嵴撕脫骨折骨片(圖1，2)。在6例股骨遠(yuǎn)端骺損傷和1例股骨遠(yuǎn)端骺損傷合并脛骨近端骨折病例均發(fā)現(xiàn)骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷征象；6例脛骨近端骺損傷病例中，5例發(fā)現(xiàn)骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷或骨皮質(zhì)局部隆起，1例未見(jiàn)骨折征象。在4例髕骨骨折病例均觀察到髕骨骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷征象，其中1例合并髕腱增厚。在2例膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折病例中均見(jiàn)關(guān)節(jié)內(nèi)大量積液(血)，其中1例未發(fā)現(xiàn)骨折征象。超聲檢查對(duì)7例病例未能獲得正確診斷，其中6例為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，包括5例脛骨髁間嵴骨折(5/8)和1例膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折(1/2)，另外1例為脛骨近端骺損傷。對(duì)關(guān)節(jié)內(nèi)骨折和關(guān)節(jié)外骨折的診斷準(zhǔn)確率分別為57%(8/14)和92%(12/13)。14例關(guān)節(jié)內(nèi)骨折均發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)積液(血)，而在13例關(guān)節(jié)外骨折中僅1例股骨遠(yuǎn)端骺損傷有少許髕上囊積液，其余病例均未見(jiàn)積液(血)。見(jiàn)表1。

在本研究組27例病例中，X線診斷準(zhǔn)確率為96%(26/27)，超聲診斷準(zhǔn)確率為74%(20/27)。1例X線檢查漏診病例(膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折)行超聲檢查發(fā)現(xiàn)骨軟骨骨折塊，超聲和X線聯(lián)合診斷準(zhǔn)確率為100%。

圖1 患兒男，7歲6個(gè)月。右脛骨髁間嵴骨折 A 膝關(guān)節(jié)側(cè)位X線示脛骨髁間嵴骨折(箭頭所示) B MRI矢狀位脂肪抑制質(zhì)子加權(quán)像示脛骨髁間嵴撕脫骨折(白箭頭所示)及軟骨斷裂(空心箭頭所示) C 右膝關(guān)節(jié)超聲矢狀位掃查示前交叉韌帶結(jié)構(gòu)不清，遠(yuǎn)端可見(jiàn)骨片強(qiáng)回聲(箭頭所示) D 左膝關(guān)節(jié)超聲矢狀位掃查示正常前交叉韌帶(箭頭所示) 圖2 患兒，女，6歲5個(gè)月。左脛骨髁間嵴骨折 A 膝關(guān)節(jié)側(cè)位X線示脛骨髁間嵴骨折(箭頭所示) B MRI矢狀位脂肪抑制質(zhì)子加權(quán)像示脛骨髁間嵴撕脫骨折(箭頭所示)及軟骨斷裂 C 左膝關(guān)節(jié)超聲矢狀位掃查示脛骨二次骨化中心遮擋(箭頭所示)，未能發(fā)現(xiàn)脛骨髁間嵴骨折

討 論

兒童骨折常見(jiàn)。在整個(gè)兒童和青少年期間(0～16歲)，男孩和女孩發(fā)生骨折的概率分別為42%和27%[12]。X線檢查是對(duì)兒童創(chuàng)傷病例首選的最常用的影像學(xué)檢查手段。但是，X線無(wú)法顯示軟骨，而且二次骨化中心的形態(tài)在發(fā)育期間呈現(xiàn)進(jìn)行性變化并存在大量變異，因此容易發(fā)生漏診和誤診。此外，X線亦無(wú)法直接顯示重要軟組織結(jié)構(gòu)的損傷。CT在顯示隱匿骨折方面優(yōu)于MRI，常用于關(guān)節(jié)內(nèi)骨折和解剖形態(tài)復(fù)雜部位骨折的檢查，但同樣無(wú)法顯示軟骨損傷且X線劑量較大。MRI可清晰顯示各種組織結(jié)構(gòu)，在顯示骨挫傷、軟骨損傷和軟組織損傷等方面優(yōu)于X線和CT，但檢查時(shí)間較長(zhǎng)，幼兒接受檢查時(shí)需使用鎮(zhèn)靜藥，不便于反復(fù)檢查，對(duì)設(shè)備和技術(shù)要求較高且價(jià)格昂貴。

與其他影像學(xué)檢查方法相比，超聲檢查具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)射線、患兒無(wú)需鎮(zhèn)靜、可反復(fù)多次檢查、可在床旁進(jìn)行、可動(dòng)態(tài)檢查、可雙側(cè)對(duì)比和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。此外，兒童的軟組織較薄，無(wú)論是長(zhǎng)骨還是中軸骨均含有大量軟骨成分，超聲檢查對(duì)肌肉、肌腱、韌帶、關(guān)節(jié)囊以及軟骨等組織結(jié)構(gòu)均有良好的分辨率，可作為其他影像學(xué)檢查方式的有益補(bǔ)充，在某些疾病中甚至可替代其他影像學(xué)檢查方法成為首選。近年來(lái)，超聲檢查在兒童骨科已得到廣泛應(yīng)用，多用于髖關(guān)節(jié)疼痛性疾患(如髖關(guān)節(jié)一過(guò)性滑膜炎、髖關(guān)節(jié)化膿性關(guān)節(jié)炎和股骨頭骨骺骨軟骨病)、發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良、骨軟骨病、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎和幼年型類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等骨病以及顱面骨折、長(zhǎng)骨骨折、上肢關(guān)節(jié)及髖和踝關(guān)節(jié)損傷等創(chuàng)傷的檢查與診斷。Herren等[13]的研究結(jié)果顯示，對(duì)兒童骨科最常見(jiàn)的前臂遠(yuǎn)端骨折，超聲與標(biāo)準(zhǔn)的腕關(guān)節(jié)正側(cè)位X線相比，其敏感性和特異性均為99.5%。而對(duì)于兒童肘關(guān)節(jié)骨折，Rabiner等[14]的研究結(jié)果顯示超聲與標(biāo)準(zhǔn)X線相比敏感性為98%，特異性僅為70%。

兒童膝關(guān)節(jié)骨折少見(jiàn)。兒童下肢生長(zhǎng)潛力的絕大部分位于膝關(guān)節(jié)周?chē)?。膝關(guān)節(jié)骨折如果不能得到及時(shí)正確的診斷和治療，往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的不良后果。利用X線檢查可以準(zhǔn)確診斷膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)外骨折和髕骨骨折，但是對(duì)脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折等關(guān)節(jié)內(nèi)骨折則容易漏診或低估傷情[15]。近年來(lái)一些學(xué)者對(duì)超聲檢查在兒童和青少年膝關(guān)節(jié)損傷的診斷應(yīng)用進(jìn)行了研究，內(nèi)容主要集中在肌肉損傷、肌腱損傷(如髕腱腱圍炎)、韌帶(前后交叉韌帶和內(nèi)外側(cè)副韌帶)損傷、半月板損傷和滑囊滑膜損傷等疾患，而關(guān)于超聲在兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷中的應(yīng)用，目前尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的臨床病例研究[16-18]。

Hübner等[19]對(duì)163例兒童的224處懷疑存在骨折部位進(jìn)行了超聲檢查，并將結(jié)果與X線檢查進(jìn)行了比較。全部病例按照損傷部位被分為橈骨、尺骨、脛骨、肱骨、股骨和其他共6組，其他組包括手、足、肘關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)。結(jié)果顯示超聲檢查的診斷準(zhǔn)確率在四肢長(zhǎng)骨各組為84.2%～94.4%，而在其他組僅為67.8%。因此該研究者認(rèn)為超聲檢查對(duì)兒童四肢長(zhǎng)骨骨折的診斷可靠，對(duì)復(fù)合傷、關(guān)節(jié)周?chē)钦邸⑹肿愎钦?、無(wú)移位Salter-HarrisⅠ型骨折以及骨折線<1 mm的骨折的診斷欠可靠。本研究納入了27例兒童膝關(guān)節(jié)骨折，包括14例關(guān)節(jié)內(nèi)骨折和13例關(guān)節(jié)外骨折，超聲診斷的準(zhǔn)確率為74%，與Hübner 等的研究結(jié)果相符。超聲檢查未能獲得正確診斷的病例主要為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，其超聲診斷的準(zhǔn)確率(57%)顯著低于關(guān)節(jié)外骨折(92%)，且漏診的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折病例主要為脛骨髁間嵴骨折。Cho等[20]對(duì)25例兒童隱匿骨折病例進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)所有患兒均在傷后2周內(nèi)行超聲檢查。25例中7例(年齡0.4～14歲)為膝關(guān)節(jié)骨折，包括2例股骨遠(yuǎn)端骨折、2例髕骨骨折、1例脛骨外側(cè)平臺(tái)骨折和2例脛骨近端骨折。7例膝關(guān)節(jié)骨折中6例超聲檢查可見(jiàn)皮質(zhì)骨連續(xù)性中斷，1例為皮質(zhì)骨連續(xù)性可疑中斷。本研究結(jié)果與Cho等的研究結(jié)果相同，均提示通過(guò)超聲檢查可以直接觀察到股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端及髕骨皮質(zhì)骨連續(xù)性中斷的征象。超聲檢查對(duì)股骨遠(yuǎn)端骨折、脛骨近端骨折及髕骨骨折診斷的準(zhǔn)確率較高，對(duì)脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折的診斷準(zhǔn)確率較低。脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折均為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，脛骨髁間嵴位于關(guān)節(jié)面中央，而骨軟骨骨折塊則可位于關(guān)節(jié)內(nèi)任何位置。膝關(guān)節(jié)各骨性結(jié)構(gòu)的形態(tài)輪廓對(duì)聲波的遮擋導(dǎo)致超聲檢查觀察關(guān)節(jié)面和關(guān)節(jié)間隙的聲窗狹小，無(wú)法對(duì)膝關(guān)節(jié)內(nèi)部進(jìn)行完整掃查，這可能是超聲檢查對(duì)膝關(guān)節(jié)內(nèi)骨折不易獲得正確診斷的主要原因。對(duì)于移位較大的脛骨髁間嵴骨折，超聲檢查可以通過(guò)觀察前交叉韌帶的斷裂回縮與末端撕脫骨片做出撕脫骨折的診斷。該類(lèi)型骨折的超聲圖像特點(diǎn)有待進(jìn)一步研究。此外，熟練掌握兒童肌肉骨骼系統(tǒng)的超聲檢查方法需要反復(fù)多次的實(shí)踐。

本研究中X線檢查漏診1例，利用超聲檢查該病例發(fā)現(xiàn)了骨軟骨骨折塊，因此超聲和X線聯(lián)合診斷的準(zhǔn)確率為100%。Windschall等[21]對(duì)435例1～18歲健康兒童和青少年的雙側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行了超聲測(cè)量，發(fā)現(xiàn)4歲以上兒童和青少年中64%以上存在髕上隱窩積液。雖然關(guān)節(jié)積液(血)并非關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的特異性表現(xiàn)，但是本研究組有14例關(guān)節(jié)內(nèi)骨折超聲檢查見(jiàn)關(guān)節(jié)積液(血)，而13例關(guān)節(jié)外骨折中僅1例股骨遠(yuǎn)端骺損傷有少許髕上囊積液。關(guān)節(jié)積液(血)應(yīng)被視為膝關(guān)節(jié)內(nèi)骨折重要的間接征象。當(dāng)X線和超聲檢查均未發(fā)現(xiàn)骨折而超聲提示有關(guān)節(jié)積液(血)時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步行CT或MRI檢查，以避免漏診。

本研究存在不足之處：病例數(shù)較少；患兒年齡和病種分散；未設(shè)對(duì)照組，無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。相信未來(lái)隨著病例數(shù)量和經(jīng)驗(yàn)的增加，對(duì)超聲檢查在兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷的應(yīng)用價(jià)值將會(huì)有更為準(zhǔn)確客觀的評(píng)價(jià)。

綜上所述，超聲檢查可準(zhǔn)確診斷兒童股骨遠(yuǎn)端骨折、脛骨近端骨折和髕骨骨折，但是對(duì)于脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折等關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的診斷準(zhǔn)確率較低；超聲檢查可作為X線檢查的有益補(bǔ)充，提高對(duì)兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷的準(zhǔn)確率；當(dāng)X線和超聲檢查均未發(fā)現(xiàn)骨折而超聲提示存在關(guān)節(jié)積液(血)時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步行CT或MRI檢查，以免漏診兒童膝關(guān)節(jié)內(nèi)骨折。