MRI在青少年應力性骨折中的診斷價值研究

周 鶯孫 燕郭 辰徐 琳李玉嬋

應力性骨折（stress fracture，SF）又稱為隱匿性骨折，是一類通常發生在體育專業人士或有基礎性疾病如風濕病患者的損傷性改變，正常人群的發病率僅為1%左右。本病通常是由于外力反復牽拉及壓迫，人體正常骨骼的反復、過度的負荷增加導致微創傷，繼而發生非移位性骨質斷裂［1］。SF通常發生在下肢，患者主訴通常是局部的疼痛，體檢偶爾可發現局部腫脹。實驗室檢查通常沒有陽性發現，早期的X線平片也很難發現骨折的存在，盡早進行MRI檢查對本病的診斷和指導治療非常重要。檢索近年來國內外SF相關的影像學文獻，發現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。所有患者均無基礎性疾病，同時否認有外傷史及發熱，活動均無明顯受限。實驗室檢查血常規及血沉都顯示正常。臨床表現主要包括以膝關節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.影像學檢查

12例患者均先行X線攝片，然后2天內行MRI平掃檢查。所有患者均經治療后隨訪復查證實。

X線檢查包括3臺數字化X線診斷系統，分別是Koda VX3733?8Y、PHILIP IEC60601?1和PHILIP SRO33100。膝關節、雙側大腿下段、雙側小腿均為正側位攝片，且包括一個鄰近大關節，足部攝片為正斜位攝片。

MRI檢查包括1臺3.0 T磁共振設備（Discovery MR750 3.0 T；GE Medical Systems，USA）和1臺1.5 T磁共振設備（PHILIPS Medical Systems，Best，Netherlands），膝關節線圈或者腹部線圈。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。患者仰臥位，采取腳先進方式。

3.影像學分析

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

4.治療后隨訪

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

結 果

1.發生部位

結合X線平片和MRI檢查，在12例患者下肢不同部位均發現SF，其病灶分布如下。①發生于脛骨共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，其中脛骨內后部9例，脛骨外后部1例。②發生于股骨1例：為右股骨下段外后部骨折。③發生于足骨1例：為左側第三跖骨近端。④發生于腓骨1例：為1例左脛骨近段骨折病例同時合并左側腓骨近段骨折。所有下肢SF病灶，以脛骨近端為主，占75%（9/12）。

2.X線表現

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

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

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

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

所有患者骨折部位軟組織在X線片上密度均勻，均未發現有明顯腫脹改變。

3.MRI表現

12例患者的MRI有異常征象，主要表現在以下幾方面。

（1）骨折線：所有患者均在其病變骨的骨髓腔內見橫行或輕度斜行骨折線，骨折線形態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線表現為髓腔內致密帶病例，其MRI仍表現為線狀骨折線。比較6例X線片上致密線/區和MRI上骨折線長度，發現X線致密線/區長度均略長于MRI上骨折線的長度。

（2）骨膜反應：所有患者均可見范圍不等的層狀骨膜反應，5例為單側，1例為雙側。影像學上表現為與骨皮質平行的雙層異常信號，貼近骨皮質的為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）骨髓腔內表現：所有患者均在其骨折線鄰近的骨髓腔內見較廣泛的髓腔內水腫，表現為T1W低信號，T2W高信號，邊緣模糊；6例（4例左脛骨上段，1例雙側脛骨上段，1例右股骨下段）除在骨折線附近的骨髓腔內見水腫外，在鄰近膝關節組成骨也見到多處骨質的水腫，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：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。

典型病例影像學資料見圖1、2。

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

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

4.隨訪情況

所有患者經石膏固定制動并休息1~3個月后復查，其疼痛癥狀均明顯好轉，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個月后再次發生SF，為雙側股骨下段、右側脛骨近端骨折。其余患者在隨訪期內未發現再次骨折現象。

討 論

慢性下肢痛常由骨骼、軟組織及血管神經三類主要原因引起，其中骨骼疾病包括脛骨內側應力綜合征（MTSS）、SF等［2］。SF分為疲勞性（fatigue fracture）和功能不全性骨折（insufficiency fracture）［3］：前者是反復的微創傷頻繁作用于正常骨骼，造成破骨細胞活性增加，導致骨質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，這些骨骼均有基礎疾病，例如骨質疏松、類風濕性關節炎、代謝性骨病等，從而導致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標志物，與骨密度呈正相關。正常骨骼由于具有其彈性特性，運動時可以在彈性范圍內變形，而運動停止即可恢復正常形態。但如果負荷超過了骨骼正常的彈性范圍，即導致骨骼的細微裂痕，裂痕的不斷增加，最后可導致SF［5］。

由于發生SF的骨骼形狀不同，根據肌肉附著于骨骼的拉伸一側或壓縮一側，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通常發生在骨骼的凸面，肌肉的牽拉運動導致骨骼碎裂，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生SF，具體發生部位與運動類型有一定關系。總體上，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通常發生在3個部位，分別是脛骨后內側皮質、前皮質和脛骨平臺，其中后內側皮質又是最常見的部位［7］。根據骨折愈合難易程度、是否容易導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，發生于第三跖骨近端的這1例為低危組，另外發生于腓骨的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在兩類因素。外在因素與訓練特點和球鞋有關，訓練強度、持續時間和頻率的突然增加導致負荷增大，或者地面過硬，更換跑鞋后不適應等均易導致SF；同時，有SF病史，也是再發SF的一個重要的外在危險因素。內在因素主要包括激素水平的不平衡、營養攝入不足、骨骼局部缺血、肌肉不協調等，女性內分泌的紊亂，鈣質、維生素、蛋白質的攝入不足［8］，或者扁平足、足內翻或者外翻，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。臨床上如患者因突然增加運動量或反復多次活動而未得到足夠休息的情況下出現肢體局限性疼痛，應懷疑SF可能。體格檢查時約60%~100%的病例可出現局部壓痛，疼痛處可出現腫脹。檢查時除發現壓痛或腫脹時，應盡可能發現一些可能的致病因素，如雙下肢的長短不一致、足部畸形、一側肌肉萎縮等，這都容易導致健側下肢骨的應力增加，從而發生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早期很難發現透亮骨折線［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、骨皮質改變和外側骨痂形成或骨內膜增厚和骨髓腔變窄等。根據美國放射學協會（American College of Radiology，ACR）的推薦，懷疑SF的病例，當X線表現為陰性時，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，以防止骨折區域的骨小梁因受力而被壓縮，使鄰近受損關節軟骨塌陷，從而導致持續疼痛或過早的骨關節炎［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，應盡早手術進行干預。MTSS主要出現在運動后脛骨內側疼痛患者，表現為脛骨內側或內后側骨膜水腫（伴或不伴骨髓水腫）及周圍軟組織廣泛水腫，通過保守治療，疼痛通常可迅速緩解［14］。兒童和青少年淺表軟組織感染或急、慢性骨髓炎的發病率并不低，也需要考慮，有無感染病史、實驗室血常規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生疼痛，和SF在早期表現為活動后疼痛，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，以避免各種并發癥的出現；同時MRI具有沒有射線的優點，容易為家長接受，是本病診斷不可缺少的檢查方法。