青少年膝关节急性应力性骨折临床与MR表现

　【摘　要】 目的:探讨青少年膝关节急性应力性骨骨折临床和MRI特征, 提高对该病早期诊断准确性。方法: 搜集临床随访复查证实的青少年急性膝关节应力性骨折28例，出现症状1-7天行X线、MR检查，分析其身高、体重、病程、运动爱好等临床相关因素和X线、MR影像表现。结果：男18例，女10例，平均年龄14.5岁。男生平均身高161.4cm，平均体重56.7公斤，女生平均身高154.3cm，平均体重48.1公斤，26例平时不喜活动。X线均未发现病变，MR双膝共发现39个病灶，表现为髓质区片状长T1长T2信号，股骨下端20例（52.6%），胫骨上端18例（47.4%），累及骨骺板9例（24.6%），腓骨上段1例，骨膜水肿6例，关节积液6例，结论：青少年膝关节应力性骨折主要与内在体质有关，MR表现具有一定特征性，早期诊断价值较大。

【关键词】　应力性骨折；磁共振成像；青少年；膝关节；

Clinical and MR Manifestations of Adolescent Knee Joints with Acute Stress Fractures

  Qiu hua wei

  (Department of Medical Imaging, Affiliated Hospital of ru nan

Abstract Objective: To explore the clinical and imaging features of acute stress bone injury of knee joint in adolescents ,in order to improve the accuracy of early diagnosis. Methods: Twenty-eight cases of acute knee joint stress fractures confirmed by clinical follow-up review were collected. X-ray and MR examinations were employed 1-7 days after the symptoms appeared. Clinical factors such as height, weight, duration, and sport hobbies, and X-ray and MR imaging performance are analyzed. Results: There were 18 males and 10 females, with an average age of 14.5 years. The average height of male students is 161.4cm, the average weight is 56.7 kg, and the average height of girls is 154.3cm, with an average weight of 48.1 kg. 26 cases do not like activities. No lesions were found on the X-rays. A total of 39 lesions were found on the MR knees. Lesions that were in the medullary region signals were long T1 signals and long T2 signals. There were 20 cases (52.6%) in the lower femur, and 18 cases (47.4%) in the upper part of the tibia.9 cases (24.6%) involving the epiphyseal plate, 1 case of the upper tibia, 6 cases of periosteum edema, and 6 cases of joint effusion.

Conclusion: Adolescent knee stress fractures are mainly related to internal physical constitution. The MR manifestation has certain characteristics, and its early diagnosis value is relatively large.

KEY WORDS: stress fracture; Magnetic Resonance Imaging （MRI）; adolescent; knee joint;

应力性骨折（stress fracture, SF）是训练士兵和运动员常见骨损伤^［1］。近几年，临床发现非运动员的青少年膝关节SF发病率较高，且有逐年升高趋势，以往经验以X线诊断为主，随着MRI普及，发现SF的MR表现具有一定特征，且优于X线。临床和影像医师对这点认识不足，误诊率较高。笔者收集我院近2年青少年膝关节应力性骨折确诊病例28例，回顾性分析MRI表现和临床资料，总结MR特征，旨在提高对本病的认识，减少误诊。

资料与方法

一、临床资料

1. 临床资料

28 例来源于我院2016年1月-2017年10月间就诊病例。男18例，女生10例，年龄13-16岁，平均年龄14.5岁。男生平均身高161.4cm，平均体重56.7公斤，女生平均身高154.3cm，平均体重48.1公斤。贵州省14岁男生平均身高155.8cm，平均体重44.9kg。女生平均身高151.3cm，平均体重44kg^[2]。确诊标准：有明确跑步运动后膝关节疼痛史，休息后疼痛减轻或消失，无外伤史。 MR示膝关节组成骨骨髓水肿，2-5个月MR随诊病变缩小或消失。临床表现：28例均跑步活动后出现膝关节疼痛，26例跑步1000-3000米/日，3-7天后出现症状，2例每天跑步，突然跑步速度增加5-7天后出现膝关节疼痛。20例患者休息缓解，8例继续活动疼痛剧烈，活动受限。体格检查：28 例膝关节均有局部不同程度压痛和叩击痛，关节肿胀4例。28例青少年中26例不喜活动，近1年平均日行走约4000-7000步，约2.5-5公里，平均3.5公里，3000米长跑时间男生13-15分钟，平均13.8分钟，女生16-18分钟，平均17.4分钟。河南省初中生体育达标标准：青少年3000米跑步时间，男生约12分钟，女生约15分钟。

2、影像学检查

28例初诊均行X线摄影(DR)检查，DR设备SIEMENS AXIOM Aristos TX，检查方法为膝关节正侧位摄影，6例行CT检查，CT设备为SOMATOM  Definition  AS，FOV 512×512，层厚5mm。28例患者DR检查后1-3天内行膝关节MR检查，采用SIEMENS 1.5T Avanto，检查方法和序列：膝关节专用线圈,行冠状面、矢状面、横断面检查。 SIEMENS 1.5T Avanto检查序列参数：冠状面序列及参数: T2WI-FS: TR 2700ms，TE 41ms，层厚3mm，间隔3.6 mm。矢状位序列及参数为: T1WI-FS: TR 520ms，TE 12ms；T2WI-FS: TR 4000ms，TE 27ms，层厚3mm，间隔3.6mm。横断位序列及参数：T2WI-FS：TR 3200ms,TE 59ms，层厚4mm，间隔4.8mm。膝关节MR复查设备和检查方法与首次检查相同。     

3、结果

3.1  28例青少年身高和体重与河南省平均身高、体重标准比较无差异。28例青少年中26例不喜运动，3000米跑步成绩不及格。

3.2 影像学检查结果  28例膝关节DR摄影均未发现异常，6例行膝关节CT检查无阳性发现。28例MR共发现39个病灶。性别、发病部位情况见表1。SF病灶MRI信号表现：髓质区片状长T1长T2信号，边界模糊，T2WI脂肪抑制序列信号更高（图1-a~1-c）。股骨病灶分布情况：干骺端髓质区4例（图2-a~2-d），骨骺内、外侧髁髓质承重区分别5例和4例（图3-a~3-d），累及骨骺板4例（图4-a~4-b）。胫骨上端病灶分布情况：内侧平台下髓质区4例（图5-a~5-b），外侧3例，内、外侧受累11例，累及骨骺板5例。28例中关节少量积液6例，骨膜水肿6例伴有（图6，2）。5例合并关节周围软组织肿胀。

表1   28例患者性别、发病部位情况统计表

4、讨论

应力性骨折（stress fracture, SF）是低于骨骼承受阈值强度的应力反复作用于骨骼集中区域, 早期引起骨骼局部骨小梁微损伤，骨髓水肿和出血，损伤逐渐积累超过骨修复能力,发生不同程度骨折,亦称疲劳骨折。SF常见于持续、反复体能训练运动员和士兵，多发生在胫腓骨中段、趾骨骨折等。然而，近几年发现青少年膝关节SF并不少见，以14、15岁初三学生为主，症状为在突然跑步训练1-5次后3-5天出现膝关节疼痛症状，运动后加重，休息疼痛减轻，重者局部可有肿胀和压痛^[3]。青少年SF与体重、体形无关，本组病例体重、体型无差异性，而是与内在体质有关，本组92%青少年不喜欢运动。文献报道的女生多于男人不一致^［4］，本组资料示男生多于女生，与可能与女生运动强度和距离低于男生有关。临床上对 SF 的诊断主要依赖影像学，如果对 SF 未能及时诊断和治疗，随着病程进展和损伤程度的加重，会发展为完全骨折，对发育期青少年产生严重后果^[5]。

青少年应力性骨折MRI特点：文献报道成人跑步运动造成SF常见胫骨中上段三分之一处和股骨下段^[6，7]。青少年SF发病部位与成年人发病部位不同，具有一定规律，主要发生在股骨下端和胫骨上端干骺端和骨骺，本组股骨干骺端和骨骺52.6%,胫骨干骺端和骨骺47.4%。病灶位于股骨和胫骨干骺端、骨骺承重轴上髓质区，正是跑步运动状态下应压力集中区，这不但与局部解剖、运动力学有关，还与青少年骨发育特点、内在体质因素有关，干骺端是皮质厚硬度强圆形骨干和皮质薄硬度低圆椭形膨大端移行区^[8]，青少年处于身高急速增长阶段，骨小梁、骨皮质结构发育不健全，下肢骨的强度和刚度不够。再者运动量减少引起骨骼钙沉积减少，承重区骨小梁应压力强度阈值降低，采用不科学训练强度易引起应力性骨折，本组病例92%青少年运动量少，所以认为内在体质因素是造成应力骨折的主要原因。双侧股骨和右侧胫骨三者受累概率无差异，可单独受累，也可同时受累，左侧胫骨上端受累较少见是右侧的50%,本组资料右手利病例多（82%），原因可能为右手利者跑步时右膝关节运动较对侧主动，右侧胫骨承受力量较左侧大有关。青少年SF另一个特点是易累及骺板，以骺板为中心上下分布，本组病例累及骺板35%，可能与骺板区骨小梁发育完善有关。SF病灶MR信号特征： 髓质区片状长T1长T2信号，边界不清，T2WI-FLAIR信号更高，显示更清楚，DWI扩散受限。病理为骨小梁细微断裂或扭曲，伴有骨髓水肿和少量出血^[9]，MR能够反应病变进展过程，损伤早期首先出现在髓质靠中央区（应力承重区），病灶较小，T2WI信号偏淡，不累及骨皮质，骨膜和软组织也不受累，重者骨髓损伤区范围较大，边缘可达骨皮质，且伴有多骨损伤，这与刘志^[6]报道不一致，进一步发展形成骨折线。SF约1/4伴有骨膜水肿、关节积液和周围软组织肿胀，均为多骨受累，提示软组织肿胀、关节积液是应力性骨损伤较重表现。

总之, 青少年膝关节SF临床上较常见，MRI对SF早期诊断的敏感性和特异性高，可在X线、CT检查未出骨质改变发现病灶前清楚病变部位、严重程度等，为临床早期诊断提供可靠的影像学依据^[10]。临床和影像科医师应给予足够的重视,临床如怀疑应力性骨折，应首选MR检查，提高早期诊断率。

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插图

图1-a            图1-b             图1-c

图1，右股骨下端骨骺SF，男，14岁，跑步后右膝疼痛3天。图1为膝关节MR平扫，图a为T1WI矢状位，图b、c分别为T2WI脂肪抑制序列的冠状位和矢状位。病灶位于右股骨外侧髁骨骺髓质区，呈片状长T1长T2信号，边界模糊。

图2-a                    图2-b

      图2-c            图2-d

图2，股骨、胫骨干骺端SF，男，16岁，跑步2个月伴膝关节反复疼痛。图2为膝关节MR平扫，图a、b为T2WI脂肪抑制序列冠位和矢位，图c、d为T1WI矢位和T2WI横位，病灶位于股骨和胫骨干骺端髓质区，片状长T1长T2信号，边界模糊，股骨下段后份见低信号断裂带，图d示骨膜水肿。

图3-a              图3-b                

图3  胫骨、股骨骨骺SF，女，14岁，跑步活动5天后膝关节疼痛3天，图3膝关节MR平扫，图a、b为T2WI脂肪抑制序列冠位和矢位，病灶位于股骨和胫骨骨骺内外侧髁髓质承重区，片状长T1长T2信号，边界模糊，胫骨股骨骨骺同时受累，无骨膜水肿。

图4-a               图4-b

图4 股骨下端SF累及骺板，女，14岁，跑步3天后膝关节疼痛2天。图4ab为磁共振T2WI脂肪抑制序列冠位和矢位。右股骨下端跨骨骺板小片长T2信号。

        图5-a                图5-b

图5 胫骨下端SF累及骺板，男，14岁，跑步5天后膝关节疼痛3天。图5ab为磁共振T2WI脂肪抑制序列冠位和矢位。左胫骨上端跨骨骺板小片长T2信号，累及骺板。

图 6-a              图6-b

图6，股骨、胫腓骨SF，男，15岁，剧烈跑步活动半月，膝关节反复疼痛。图6ab为磁共振T2WI脂肪抑制序列冠位和矢位。股骨下端和胫腓骨上端的干骺端、骨骺均见片状长T2信号，合并关节积液，周围软组织肿胀。