25例初中生膝關節應力性骨折X線、MRI診斷

付振華 羅 春 陳婷婷 周飄華

長沙市中醫醫院放射科，湖南長沙 410100

應力性骨折本質上是一種過度使用造成的骨骼損傷，因此習慣上又被稱為疲勞性骨折[1-2]。應力性骨折臨床較少見，癥狀進展緩慢且無確切創傷史，開始為間歇性疼痛，故早期診斷非常困難。2020年初爆發新冠肺炎，疫情得到較大控制后長沙初中生于2020年4月7日開學，為應對5月中旬體育中考，學生入校后加強體育訓練，但兩個多月在家生活后突然加強體育訓練導致應力性骨折頻發。本研究回顧性分析25例確診患者的臨床及影像資料，以對應力性骨折進行早期診斷及治療。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年4—8月長沙市中醫醫院明確診斷為膝關節應力骨折的25 例初三體育訓練患者作為研究對象，1 例經手術證實，24 例經臨床隨訪證實。其中男20 例，女5 例，年齡13～15 歲，平均（14.36±0.62）歲。納入標準：①初三學生；②突然加強的持續訓練史。排除標準：半年內有明確外傷史。

1.2 檢查方法

23 例患者行MR 檢查，15 例患者行DR 檢查；MR 檢查使用美國GE3.0T 高場MR 機，線圈采用8通道膝關節專用線圈，常規采用矢狀位FS-PDWI、矢狀位T1WI、冠狀位FS-T2WI、橫斷位FS-T2WI；X 線采用美國GE 公司DR，行正側位攝片。

1.3 影像評估

所有病例影像資料存檔于PACS 系統，由兩名工作經驗豐富的放射科醫師（10年以上X 線、MRI 診斷經驗）單獨對圖像進行分析，意見不統一時按協商結果作為診斷標準。圖像能診斷應力性骨折者為陽性，否則為陰性； 陽性者評估應力性骨折損傷最嚴重部位。將觀測到骨折線者分成水平形與斜形骨折線兩種形態，水平形為骨折線與骨骺線角度≤30°，斜形骨折線反之。

1.4 統計學方法

采用SPSS 22.0 統計學軟件進行數據分析，計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者的訓練方式及臨床表現

25 例患者訓練方式主要為長跑（男、女）、引體向上或投擲實心球（男）、仰臥起坐或投擲實心球（女）、籃球或足球運球、排球墊球（男、女）；臨床表現為開學訓練2～6 d 開始出現膝關節疼痛，休息時癥狀減輕，早期輕微疼痛僅在訓練時出現，隨著訓練時間延長，疼痛逐漸發展為疼痛加劇及持續疼痛。

2.2 X 線檢查結果

15 例患者進行X 線檢查，得到17 個膝關節正側位片，陽性7 個，陰性10 個，陽性率41.2%。5 個可見骨折線，4 個位于脛骨內側髁干骺端，1 個位于股骨外側髁干骺端，表現為局部條片狀致密帶、骨小梁中斷，伴或不伴骨皮質不連續、骨膜增生（圖1A），2 個僅表現為骨小梁結構紊亂，局部密度稍增高，輕度骨膜增生，初診時漏診（圖1B），未見骨髓水腫及骨膜水腫。

圖1 兩個患者的膝關節X 線正位片

2.3 MRI 檢查

23 例患者進行MRI 檢查，共28 個膝關節，全部陽性；18 個膝關節可見骨折線，骨折線表現為T1WI、FS-PDWI、FS-T2WI 均呈彎曲條狀、鋸齒條狀低信號，周圍見大面積骨髓水腫信號（圖2）；骨折線均位于干骺端，未見位于骨骺者；骨折線位于股骨外側髁者4個，股骨內側髁者2 個，脛骨內側髁10 個，脛骨外側髁2 個。10 個僅見骨髓水腫，骨髓水腫者表現為股骨下端或脛骨上端斑片狀T1WI 低信號，FS-T2WI 及FS-PDWI 高信號。所有膝關節未見明確積液，未見軟組織腫塊。

圖2 同一患者的膝關節MBI 檢查圖

2.4 損傷最嚴重部位及骨折線形態

依次為脛骨內側髁干骺端17 個（56.7%）、股骨外側髁干骺端6 個（20.0%）、股骨內側髁干骺端4 個（13.3%）、脛骨外側髁干骺端3 個（10.0%）；共發現骨折線18 個，脛骨骨折線12 個全部為水平形（圖3E），其中股骨骨折線水平形1 個，斜形5 個（圖3F）。

圖3 兩個患者的膝關節冠狀位FS-T2WI 圖

2.5 膝關節應力性骨折MRI 與X 線比較

MRI 陽性率高于X 線，差異有統計學意義（P＜0.05）。MRI 顯示骨折線陽性率大于X 線，差異有統計學意義（P＜0.05）（表1）。

表1 膝關節應力性骨折MRI 與X 線比較[個，n（%）]

3 討論

應力性骨折與常見的瞬間暴力造成的骨折不同，應力性骨折是一種因持續累積的損傷引起的慢性骨折，當膝關節周圍肌肉組織長時間持續收縮使用疲勞后，不能完全吸收外界施加到骨組織的應力而引起細微的骨小梁斷裂，損傷逐漸累積，最終發展為完全性骨折[3-4]。在應力性骨折早期階段，如能及時降低或去除骨骼所受的應力負荷，骨損傷和修復將逐漸恢復平衡狀態并最終愈合。因此早期發現及早期治療尤為重要，可減少應力性骨折的致殘率[5]，而早期診斷最重要的檢查方法就是影像學檢查。

應力性骨折常見風險因素眾多，包括訓練模式、訓練前的體能訓練和本身的身體素質、性別、年齡、骨密度、鈣和維生素D 攝入、遺傳、解剖等[6-7]。多篇國內外文獻表明集訓期間女性應力性骨折發生的可能性遠大于男性[8-11]。本研究患者中男性明顯多于女性，男女比例為4∶1，與上述結果不符，與趙琳[5]的研究陸軍新兵應力性骨折男性發病率高于女患者相符，其男女發病率1.9∶1，這可能與樣本年齡段集中、訓練方式及訓練強度等有關。青少年多參加戶外運動可增加骨質健康，長期的體育運動能增強骨骼在運動時承受應力變化的能力，運動量突然增強會增加應力性骨折的發生率[12-13]，本研究中因新冠肺炎流行導致群眾普遍居家少外出、接受陽光照射及運動量明顯減少，開學后突然加強運動，導致應力性骨折較往年明顯增多。

應力性骨折易發生在骨骼應力集中的部位，在較大強度單一持續訓練中比較常見[14]。本研究中的25例初中生應力性骨折均發生于膝關節，考慮其原因可能與這些學生體育鍛煉以長跑為主，其應力作用主要產生于膝關節所致[15]。應力性骨折早期臨床癥狀隱匿，發病早期僅在訓練時出現輕微疼痛，當訓練時間延長或強度加大疼痛逐漸加重，停止訓練或休息時疼痛癥狀可明顯減輕或無明顯疼痛，當出現靜息痛或運動中突然疼痛加劇，提示應力性骨折進展或導致完全性骨折。

膝關節脛骨中上段稍凸向內，中下段略凸向外，外側有腓骨支持，小腿前外側、后側和外側有肌肉附著并包繞脛骨，而脛骨中上段內凸部分正好位于小腿的“肌肉空白區”，脛骨骨骺線附近骨小梁纖細，故脛骨內側髁骨骺線附近更易發生應力性骨折[16]。本研究結果顯示，膝關節損傷的最嚴重部位出現概率最高為脛骨內側髁（56.7%），與骨骼生物力學上的薄弱區具有高度一致性。本研究中12 個應力性骨折發生脛骨，均為水平形，6 個應力性骨折發生于股骨，僅1 個為水平形，5 個為斜形，以往文獻未見報道，推測與骨結構形態及承重點相關，有待進一步研究。

X 線平片作為診斷骨折常用的方法，簡便易行，價格低廉。但應力性骨折征象出現較晚，對早期應力性骨折缺乏敏感性，假陰性率較高[17-19]。本研究結果顯示，X 線的陽性率為41.2%。X 線上根據骨折發生部位不同將應力骨折分為皮質骨型和松質骨型，膝關節屬于松質骨型。疼痛初期X 線檢查常表現為正常，一般情況下從患者出現癥狀到X 線平片出現陽性征象要2～3 周時間。出現骨折線時，松質骨內出現的并不是密度減低線而是致密線，這種致密線是斷裂的骨小梁相互嵌入及小梁周圍的骨痂和修復性骨硬化所形成，可伴有骨小梁中斷，皮質不連續及不同程度骨膜的增厚。晚期主要表現為斷裂皮質處可大量骨痂形成或骨皮質增厚。部分病例僅表現為局部骨小梁紊亂，骨質密度稍增高，易漏診。

MRI 的優勢在于早期即可顯示骨髓水腫，骨髓水腫TIWI 為低信號，FS-T2WI 和FS-PDWI 呈高信號，代表骨小梁微骨折和骨髓內水腫，當其內形成骨折線時，骨髓水腫內可見到與骨皮質相連的TIWI、FS-T2WI、FS-PDWI 彎曲或鋸齒條狀極低信號帶，代表骨小梁中斷明顯嵌頓并內骨痂形成，伴有骨膜水腫時，在皮質下沿皮質走形的條狀FS-T2WI、FSPDWI 中高信號。對于應力性骨折的檢查，MRI 有極高的敏感性，伴有特征性的彎曲、鋸齒狀骨折線時，具有特異性診斷價值，是診斷的重要依據[17]，本研究結果顯示，MRI 診斷應力性骨折陽性率高于X 線，差異有統計學意義（P＜0.05）。提示MRI 發現骨折的能力強于X 線，部分文獻提到MRI 可作為應力性骨折的金標準[5，20]。MRI 能顯示X 線不能顯示的骨膜水腫，當僅有骨髓水腫時特異性較差，其表現類似腫瘤性或炎性變化，可借助于周圍軟組織的變化、有無關節積液及臨床表現加以鑒別，應力性骨折周圍軟組織只表現為水腫而不是軟組織腫塊，一般無關節積液[21-23]。

綜上所述，青少年在長期缺乏運動突然加強體育訓練時易發生膝關節應力性骨折，運動應循序漸進減少應力性骨折的發生；膝關節應力性骨折的發病部位及X 線、MRI 影像表現具有一定特征性，X 線陽性率低，早期確診膝關節應力性骨折應首選MRI 檢查；當X 線檢查表現陰性時，應進一步MRI 檢查避免漏診以免延誤治療。