MRI在青少年應(yīng)力性骨折中的診斷價值研究

周 鶯孫 燕郭 辰徐 琳李玉嬋

應(yīng)力性骨折（stress fracture，SF）又稱為隱匿性骨折，是一類通常發(fā)生在體育專業(yè)人士或有基礎(chǔ)性疾病如風濕病患者的損傷性改變，正常人群的發(fā)病率僅為1%左右。本病通常是由于外力反復(fù)牽拉及壓迫，人體正常骨骼的反復(fù)、過度的負荷增加導(dǎo)致微創(chuàng)傷，繼而發(fā)生非移位性骨質(zhì)斷裂［1］。SF通常發(fā)生在下肢，患者主訴通常是局部的疼痛，體檢偶爾可發(fā)現(xiàn)局部腫脹。實驗室檢查通常沒有陽性發(fā)現(xiàn)，早期的X線平片也很難發(fā)現(xiàn)骨折的存在，盡早進行MRI檢查對本病的診斷和指導(dǎo)治療非常重要。檢索近年來國內(nèi)外SF相關(guān)的影像學(xué)文獻，發(fā)現(xiàn)所報道的多以成人病例為主，因此筆者收集2016年1月至2020年7月我院收治的經(jīng)X線和MRI診斷的SF青少年患者共12例，回顧性分析其臨床資料、X線和MRI特征并加以分析，以期提高對本病的認識。

方 法

1.臨床資料

收集2016年1月—2020年7月在我院經(jīng)X線和MRI診斷的SF患者共12例，其中男9例，女3例，年齡6歲4個月至14歲3個月，平均12歲3個月。所有患者均無基礎(chǔ)性疾病，同時否認有外傷史及發(fā)熱，活動均無明顯受限。實驗室檢查血常規(guī)及血沉都顯示正常。臨床表現(xiàn)主要包括以膝關(guān)節(jié)周圍為主的疼痛或酸痛4天至3周不等（8例），小腿疼痛2~3周（2例），小腿腫脹半月余（1例），左足疼痛1周（1例）；體檢顯示12例均有輕壓痛，其中有2例病變部位腫脹或輕度腫脹。

2.影像學(xué)檢查

12例患者均先行X線攝片，然后2天內(nèi)行MRI平掃檢查。所有患者均經(jīng)治療后隨訪復(fù)查證實。

X線檢查包括3臺數(shù)字化X線診斷系統(tǒng)，分別是Koda VX3733?8Y、PHILIP IEC60601?1和PHILIP SRO33100。膝關(guān)節(jié)、雙側(cè)大腿下段、雙側(cè)小腿均為正側(cè)位攝片，且包括一個鄰近大關(guān)節(jié)，足部攝片為正斜位攝片。

MRI檢查包括1臺3.0 T磁共振設(shè)備（Discovery MR750 3.0 T；GE Medical Systems，USA）和1臺1.5 T磁共振設(shè)備（PHILIPS Medical Systems，Best，Netherlands），膝關(guān)節(jié)線圈或者腹部線圈。掃描序列包括平掃冠狀面、矢狀面、橫斷面的自旋回波T1W（450 ms/13 ms），T2W（3 225 ms/100 ms）序列。層厚3 mm；間隔1~2 mm或無間隔?；颊哐雠P位，采取腳先進方式。

3.影像學(xué)分析

12例患者影像學(xué)資料均由2名放射科醫(yī)生獨立評價。X線平片的評價內(nèi)容包括骨皮質(zhì)形態(tài)、骨折線、骨膜增生、骨髓腔改變、軟組織表現(xiàn)；MRI評價內(nèi)容包括病變部位、骨皮質(zhì)形態(tài)、骨折線形態(tài)及信號特點、骨髓腔信號變化、周圍軟組織的信號等；其他陽性發(fā)現(xiàn)等都逐一記錄。

4.治療后隨訪

所有患者經(jīng)石膏固定制動并休息1~3個月后復(fù)查隨訪，隨訪內(nèi)容包括臨床體檢及X線平片檢查，如必要可復(fù)查MRI。

結(jié) 果

1.發(fā)生部位

結(jié)合X線平片和MRI檢查，在12例患者下肢不同部位均發(fā)現(xiàn)SF，其病灶分布如下。①發(fā)生于脛骨共10例：按上、中、下三段劃分，其中左脛骨近段7例，右脛骨近段1例，雙側(cè)脛骨近段1例，右脛骨中段1例；按前、后分布劃分，其中脛骨內(nèi)后部9例，脛骨外后部1例。②發(fā)生于股骨1例：為右股骨下段外后部骨折。③發(fā)生于足骨1例：為左側(cè)第三跖骨近端。④發(fā)生于腓骨1例：為1例左脛骨近段骨折病例同時合并左側(cè)腓骨近段骨折。所有下肢SF病灶，以脛骨近端為主，占75%（9/12）。

2.X線表現(xiàn)

12例患者中4例X線無明顯陽性發(fā)現(xiàn)，8例X線有異常征象，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

（1）骨髓腔密度變化：3例于骨髓腔內(nèi)見橫行線狀致密線，致密線長度從0.97 cm至3.86 cm不等；3例表現(xiàn)為橫行致密區(qū)，致密區(qū)垂直長度為0.55~1.33 cm，左右寬度為2.60~3.11 cm，致密線/區(qū)密度均勻，邊緣略模糊；1例左側(cè)跖骨骨折在骨髓腔內(nèi)有長約0.48 cm透亮線。

（2）骨膜反應(yīng)：6例于病變部位可見層狀骨膜反應(yīng)，5例為單側(cè)，1例為雙側(cè)。骨膜反應(yīng)的方向與骨皮質(zhì)方向一致，骨膜反應(yīng)垂直長度為0.81~4.92 cm，水平寬度為0.13~0.38 cm。

（3）骨皮質(zhì)改變：1例患者在其骨皮質(zhì)中可見一條0.33 cm細透亮線；1例表現(xiàn)為骨皮質(zhì)增厚，厚度為0.67 cm，骨皮質(zhì)增厚的范圍約為6.90 cm，相應(yīng)骨髓腔略變窄，其余患者骨皮質(zhì)均無明顯變化。

所有患者骨折部位軟組織在X線片上密度均勻，均未發(fā)現(xiàn)有明顯腫脹改變。

3.MRI表現(xiàn)

12例患者的MRI有異常征象，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

（1）骨折線：所有患者均在其病變骨的骨髓腔內(nèi)見橫行或輕度斜行骨折線，骨折線形態(tài)呈細線條狀或輕度波浪狀；骨折線信號呈T1W低信號，T2W低信號；骨折線長度從0.73 cm至3.14 cm不等，其中3例X線表現(xiàn)為髓腔內(nèi)致密帶病例，其MRI仍表現(xiàn)為線狀骨折線。比較6例X線片上致密線/區(qū)和MRI上骨折線長度，發(fā)現(xiàn)X線致密線/區(qū)長度均略長于MRI上骨折線的長度。

（2）骨膜反應(yīng)：所有患者均可見范圍不等的層狀骨膜反應(yīng)，5例為單側(cè)，1例為雙側(cè)。影像學(xué)上表現(xiàn)為與骨皮質(zhì)平行的雙層異常信號，貼近骨皮質(zhì)的為T1W等信號，T2W稍高或者高信號，外面一層為T1W低信號，T2W低信號。骨膜反應(yīng)垂直范圍為1.96~6.97 cm，水平寬度為0.29~0.62 cm。

（3）骨髓腔內(nèi)表現(xiàn)：所有患者均在其骨折線鄰近的骨髓腔內(nèi)見較廣泛的髓腔內(nèi)水腫，表現(xiàn)為T1W低信號，T2W高信號，邊緣模糊；6例（4例左脛骨上段，1例雙側(cè)脛骨上段，1例右股骨下段）除在骨折線附近的骨髓腔內(nèi)見水腫外，在鄰近膝關(guān)節(jié)組成骨也見到多處骨質(zhì)的水腫，包括左/右股骨遠端干骺端及骨骺水腫5例，左/右脛骨近端干骺端水腫2例，雙/右腓骨近端水腫2例，髕骨下部水腫1例。

（4）周圍軟組織表現(xiàn)：所有患者均在其骨折線周圍的軟組織中顯示明顯水腫改變，表現(xiàn)為肌肉組織明顯腫脹，呈T1W等信號和T2W高信號，肌肉間隙模糊消失。

典型病例影像學(xué)資料見圖1、2。

圖1 典型病例2（男，14歲2個月，左側(cè)脛骨近段內(nèi)后部及左側(cè)腓骨近段應(yīng)力性骨折）X線和MRI影像

圖1 典型病例1（男，11歲9個月，左側(cè)脛骨近段外后部應(yīng)力性骨折）X線和MRI影像

4.隨訪情況

所有患者經(jīng)石膏固定制動并休息1~3個月后復(fù)查，其疼痛癥狀均明顯好轉(zhuǎn)，X線片顯示病變部位骨膜較前有不同程度的增厚，骨髓腔密度接近正常。1例左脛骨近端骨折患者于2年9個月后再次發(fā)生SF，為雙側(cè)股骨下段、右側(cè)脛骨近端骨折。其余患者在隨訪期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)再次骨折現(xiàn)象。

討 論

慢性下肢痛常由骨骼、軟組織及血管神經(jīng)三類主要原因引起，其中骨骼疾病包括脛骨內(nèi)側(cè)應(yīng)力綜合征（MTSS）、SF等［2］。SF分為疲勞性（fatigue fracture）和功能不全性骨折（insufficiency fracture）［3］：前者是反復(fù)的微創(chuàng)傷頻繁作用于正常骨骼，造成破骨細胞活性增加，導(dǎo)致骨質(zhì)吸收和再生的不平衡，從而引起SF，約占運動性損傷中的10%左右，通常發(fā)生在一些耐力性運動中（如長距離跑步等）；而后者是正常負荷作用于異常骨骼，這些骨骼均有基礎(chǔ)疾病，例如骨質(zhì)疏松、類風濕性關(guān)節(jié)炎、代謝性骨病等，從而導(dǎo)致SF。本文討論的是青少年期的疲勞性SF。

有研究［4］表明，SF患者血清中1型前膠原前肽（P1NP）明顯升高，胰島素樣生長因子?I（IGF?I）的水平明顯低下，而后者是一種參與骨形成的生物學(xué)標志物，與骨密度呈正相關(guān)。正常骨骼由于具有其彈性特性，運動時可以在彈性范圍內(nèi)變形，而運動停止即可恢復(fù)正常形態(tài)。但如果負荷超過了骨骼正常的彈性范圍，即導(dǎo)致骨骼的細微裂痕，裂痕的不斷增加，最后可導(dǎo)致SF［5］。

由于發(fā)生SF的骨骼形狀不同，根據(jù)肌肉附著于骨骼的拉伸一側(cè)或壓縮一側(cè)，通常可以將SF分為壓縮型和牽拉型2種類型。壓縮型SF通常是指骨折線發(fā)生于骨骼的凹面，這種類型骨折，骨折線通常平行于骨干；牽拉型SF通常發(fā)生在骨骼的凸面，肌肉的牽拉運動導(dǎo)致骨骼碎裂，其骨折線通常垂直于骨干［6］。有研究［6］報道，牽拉型SF比壓縮型的發(fā)生率高。在本組12例青少年型SF中，牽拉型為11例，占91.7%，與文獻報道相符。

全身所有的骨骼都可以發(fā)生SF，具體發(fā)生部位與運動類型有一定關(guān)系?？傮w上，下肢是最常受累部位，占所有SF的40.3%左右，而脛骨又是下肢SF中最常見發(fā)生部位，約占下肢SF的1/3以上，其次是跗骨、跖骨、股骨、腓骨、骨盆等。脛骨SF通常發(fā)生在3個部位，分別是脛骨后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)、前皮質(zhì)和脛骨平臺，其中后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)又是最常見的部位［7］。根據(jù)骨折愈合難易程度、是否容易導(dǎo)致長期慢性疼痛等因素，可以將SF按解剖部位分為低危、中危、高危3組［8］。本組12例SF病例中，發(fā)生于第三跖骨近端的這1例為低危組，另外發(fā)生于腓骨的1例雖屬低危組，但因同時合并脛骨近段SF，因此歸于中危組，另有10例均位于脛骨近段和股骨干，故本組病例的91.7%（11/12）屬于中危組，因此及早診斷對SF的治療和減少后遺癥都有重要的意義。

引起SF的原因主要有外在和內(nèi)在兩類因素。外在因素與訓(xùn)練特點和球鞋有關(guān)，訓(xùn)練強度、持續(xù)時間和頻率的突然增加導(dǎo)致負荷增大，或者地面過硬，更換跑鞋后不適應(yīng)等均易導(dǎo)致SF；同時，有SF病史，也是再發(fā)SF的一個重要的外在危險因素。內(nèi)在因素主要包括激素水平的不平衡、營養(yǎng)攝入不足、骨骼局部缺血、肌肉不協(xié)調(diào)等，女性內(nèi)分泌的紊亂，鈣質(zhì)、維生素、蛋白質(zhì)的攝入不足［8］，或者扁平足、足內(nèi)翻或者外翻，都容易引起SF。

損傷部位行走時疼痛、局限性壓痛及局部腫脹是SF的3種主要癥狀。患者通常主訴無明顯外傷史的骨骼局限性疼痛，早期，反復(fù)運動可使疼痛加劇，休息后疼痛可以減輕，但隨著時間的推移，疼痛癥狀逐漸加重，休息后也得不到緩解，夜間也可以頻發(fā)。臨床上如患者因突然增加運動量或反復(fù)多次活動而未得到足夠休息的情況下出現(xiàn)肢體局限性疼痛，應(yīng)懷疑SF可能。體格檢查時約60%~100%的病例可出現(xiàn)局部壓痛，疼痛處可出現(xiàn)腫脹。檢查時除發(fā)現(xiàn)壓痛或腫脹時，應(yīng)盡可能發(fā)現(xiàn)一些可能的致病因素，如雙下肢的長短不一致、足部畸形、一側(cè)肌肉萎縮等，這都容易導(dǎo)致健側(cè)下肢骨的應(yīng)力增加，從而發(fā)生SF。

X線平片通常是排除有無骨折的首選檢查方法。但X線平片在SF早期很難發(fā)現(xiàn)透亮骨折線［9］，通常至骨折后的3周才能顯示異常［10］。最常見的X線異常表現(xiàn)包括淺淡的線性硬化癥（通常垂直于骨小梁）、骨膜增厚或硬化、骨皮質(zhì)改變和外側(cè)骨痂形成或骨內(nèi)膜增厚和骨髓腔變窄等。根據(jù)美國放射學(xué)協(xié)會（American College of Radiology，ACR）的推薦，懷疑SF的病例，當X線表現(xiàn)為陰性時，MRI是診斷的金標準。MRI在隱匿性骨損傷病例的檢出中具有極高的靈敏度及特異度，其可以在T1W和T2W序列上顯示均為低信號的線樣骨折線，同時能在T2W上顯示鄰近骨髓和相鄰軟組織的高信號，后者提示有骨骼和軟組織的水腫［11］。MRI的早期診斷可使患者盡早避免負重，以防止骨折區(qū)域的骨小梁因受力而被壓縮，使鄰近受損關(guān)節(jié)軟骨塌陷，從而導(dǎo)致持續(xù)疼痛或過早的骨關(guān)節(jié)炎［12］等后遺癥。

SF首先需要與功能不全性骨折即病理性骨折、MTSS、急慢性骨髓炎、無菌性缺血壞死等加以鑒別診斷。病理性骨折主要病因包括血液腫瘤局部的骨骼轉(zhuǎn)移、骨樣骨瘤、非骨化性纖維瘤等，有研究［13］顯示，在非骨化性纖維瘤患者中，當腫瘤超過骨干直徑50%或直接大于33 mm極容易引起骨折，應(yīng)盡早手術(shù)進行干預(yù)。MTSS主要出現(xiàn)在運動后脛骨內(nèi)側(cè)疼痛患者，表現(xiàn)為脛骨內(nèi)側(cè)或內(nèi)后側(cè)骨膜水腫（伴或不伴骨髓水腫）及周圍軟組織廣泛水腫，通過保守治療，疼痛通?？裳杆倬徑猓?4］。兒童和青少年淺表軟組織感染或急、慢性骨髓炎的發(fā)病率并不低，也需要考慮，有無感染病史、實驗室血常規(guī)及血沉檢查可以提示本病，而MRI對診斷本病也有很高的靈敏度［15］。無菌性缺血壞死可以通過MRI進行診斷。其次，一些常見的情況，比如肌肉扭傷、拉傷或者肌腱炎等也需要加以鑒別。上述腫瘤、感染、缺血性壞死等在活動和休息時均會發(fā)生疼痛，和SF在早期表現(xiàn)為活動后疼痛，休息后緩解有所不同，因此詳細詢問病史對診斷相當有幫助。

近年來青少年體育運動得到了廣泛開展，由此SF在青少年中的發(fā)生率也有所提高。X線平片在診斷本病時的作用有限，早期并不能提示SF。MRI在診斷本病中有舉足輕重的價值，可以明確本病并盡早干預(yù)，以避免各種并發(fā)癥的出現(xiàn)；同時MRI具有沒有射線的優(yōu)點，容易為家長接受，是本病診斷不可缺少的檢查方法。