新战士胫骨近端生长板闭合程度MRI调查

夏兆云，颜朝晖，徐荣泰，蒋华平，杨宏美，杨钊林

新战士胫骨近端生长板闭合程度MRI调查

夏兆云1，颜朝晖2，徐荣泰1，蒋华平1，杨宏美1，杨钊林1

目的了解新战士长骨生长板闭合程度与MRI表现。方法采用Tanner二次骨化中心闭合分级标准，对武警某部新兵连230名战士胫骨近段X线照片进行胫骨近端生长板闭合情形观察与分析，对照和归纳胫骨近端干骺端生长板MRI表现。结果230名新兵胫骨近端X线照片显示干骺端生长板Tanner分级中未完全闭合生长板(即1～3级)129例(56.09%，129/230)，4级即生长完全闭合101例(43.91%，101/230)；对胫骨近端干骺端生长板闭合程度MRI评价，MRI判断完全闭合生长板67例(29.13%，67/230)；生长板含有A、B、C、D信号三种以上， 或只要含有C、D信号中的任何一种和(或)两种， MRI判断未完全闭合生长板163例(70.87%，163/230)，则X线片Tanner分级与MRI评价完全与未完全闭合闭合生长板两者有一定的差异(χ2=37.24，P=0.046，P<0.05)；如MRI参照Tanner分级骨化生长板覆盖干骺端小于或大于1/2标准，则Tanner分级X线2～3级120名， MRI判断级别显著低于X线分级(χ2=17.21，P=0.0018，P<0.01)。结论新战士胫骨近端干骺端生长板闭合程度不同，MRI能较好地显示正常生长板闭合程度、形态及其信号特征。

胫骨；生长板；磁共振成像；新战士

对干骺端生长板闭合程度的评价，既往均采用X线照片观察与分析。笔者随机选择了230名尚未接收规定科目训练武警某部新兵连战士，在X线数字摄影照片的基础上，对照MRI成像资料，了解和掌握新战士生长板的闭合程度，探讨正常生长板接近闭合或闭合MRI表现,便于指导部队科学训练。

1 对象与方法

1.1 对象 随机选择武警某部刚入伍尚未接受军事科目正式训练男战士230名，均通过服兵役健康检查和部队复检。影像调查对象选择条件：体格发育正常，无膝关节疼痛、弹响、绞锁及畸形等；膝关节活动正常；无系统性疾病和长期服用影响骨骼发育药物史；入伍前均无明确膝关节外伤。所调查纳入对象摄取双侧胫骨近段X线照片，MRI一律以左侧膝关节作检查，230名战士年龄17.5～20.5岁，平均(18.3±1.69)岁。

1.2 图像采集 MRI检查使用GE 3.0T HDxt磁共振成像仪，使用GPFLEX膝关节线圈， FOV16-18 cm，患者仰卧脚尖向前足先进位，线圈中心对准髌骨下缘。MR扫描序列采用：(1)自旋回波T1加权序列(SE T1WI，TR500 ms，TE14 ms，反转角度90°)；(2)快速自旋回波T2加权序列(FSE T2WI，TR 3000 ms，TE100 ms，矩阵256×224)；(3) 脂肪抑制质子密度序列(FS-PDWI，TR 2500 ms，TE 12 ms，矩阵256×224)及短时间翻转恢复序列(STIR，TR 3000 ms，TE 42 ms，矩阵256×192)；切面方向包括矢状位、冠状位、轴位； T2- mapping辅以软骨定性。X线摄片使用NE-1000 DR仪，影像板17寸×17寸，矩阵1024×1024，像素点小于130 μm，分辨率14 bits；曝光参数：56～62 kV，8～12 mAS，焦板距75 cm，中心线经髌骨下缘垂直射入影像板中心。

1.3 图像分析 胫骨近端干骺端生长板X线图像观察，采用Tanner分级[1]：1级，生长板边缘模糊，可见骨小梁少量通过；2级，生长板边缘模糊，变薄，骨小梁通过生长板范围小于1/2；3级，生长板骨化范围大于1/2，尚可见无骨小梁通过的生长板；4级，生长板完全骨化、变薄消失，或骨化致密线样表现。胫骨近端干骺端生长板MRI图像观察采用美国SUN公司ADW4.3图像工作站行图像后处理和PACS终端图像数据采集，将观察层面放大4倍，每个序列各图像光学分辨率尽量一致。

1.4 统计学处理 采取SPSS 15.0统计学软件，计数资料采用秩和检验(Wilcoxon)及χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 X线表现 230名新战士胫骨近段X线照片均可见生长板开始闭合征象，两侧胫骨近端生长板闭合程度无明显差异，年龄与胫骨近段干骺端生长板闭合程度Tanner分级对应关系见表1，随着年龄的增长胫骨近段干骺端生长板闭合级别越高(χ2=19.31，P<0.05)。其中1级9名(3.91%)，2级35名(15.22%)，3级85名(36.96%)。1～3级即未完全闭合生长板129名(56.09%)，X线表现胫骨近段干骺端不同程度骨小梁通过，生长板宽厚不一，部分呈不均匀透光线，形态呈波浪状或驼峰样表现(图1)。4级即完全闭合生长板101名(43.91%)，X线表现为胫骨近段干骺端生长板显著变薄，与胫骨端骨质结构无法分辨、完全消失或呈致密线样表现。

表1 230名新战士年龄与生长板闭合程度X线照片Tanner分级对应关系 (n；%)

注：胫骨近段干骺端生长板随着年龄的增长闭合级别越高(χ2=19.31,P<0.05)

2.2 MRI表现 230名新战士胫骨近段干骺端生长板或生长板区域MRI矢状位、冠状位及横断位多序列成像，其生长板所包括的MRI信号可归纳为四种：A同骨皮质信号；B同干骺端松质骨信号；C同腓肠肌信号；D同关节软骨信号。其中，生长板显著变薄、完整等同骨皮质信号(A信号)呈均匀一致线样表现30例(13.04%，图2A)，完全等同干骺端松质骨信号(B信号)，生长板结构与干骺端不能辨认或消失16例(6.96%)；表现为同骨皮质与松质骨混合信号(A+B信号)21例(9.13%，图2B)；表现为上述四种中至少三种比例不等信号的生长板163例(70.87%，图2C)，X线照片显示生长板内不均匀透光线或半透光线，MRI表现相应的C、D两种信号；其形态表现为不全夹心式生长板，上下不完全覆盖皮质信号或松质骨信号，夹心为上述多种信号，点状、结节状及片絮状混杂信号；生长板边缘呈冠帽状覆盖于胫骨近段干骺端，生长板中央区或偏中央区显示锯齿状、波浪状及驼峰状多种轮廓，本组230名调查者中未见生长板内液体信号。MRI显示生长板内部结构特征优于X线片。

图1 胫骨近段X线

2.3 MRI与X线片对比 新战士胫骨近段干骺端生长板闭合程度X线照片Tanner分级与MRI信号对应关系比较显示，其生长板的基本形态相似，以含同骨皮质信号和(或)同干骺端松质骨信号为生长板完全闭合，即生长板单纯A信号、单纯B信号和A+B混合信号，以不含C、D信号中的任何一种：则MRI判断完全闭合生长板67例(29.13%)；生长板含有A、B、C、D信号三种以上信号， 或只要含有C、D信号中的任何一种和(或)两种信号，则MRI判断未完全闭合生长板163例(70.87%)。X线照片Tanner分级与MRI评价完全与未完全闭合闭合生长板两者有一定的差异(χ2=37.24，P=0.046)。如MRI参照Tanner分级骨化生长板覆盖干骺端小于或大于1/2标准，其中Tanner分级X线2-3级120名，则MRI判断级别显著低于X线分级(χ2=17.21，P=0.0018)。

3 讨 论

3.1 选择胫骨近段生长板MRI评价的临床意义 长骨二次骨化中心与干骺端之间的连接称为干骺端生长板或骺板，胫骨近段干骺端生长板是人体长骨中二次骨化中心闭合最晚的骺软骨[1-3]，中国人男性胫骨近段干骺端生长板完全闭合平均在17.5～2l.5岁[2,4]，正是新兵入伍年龄，也是长骨二次骨化中心开始闭合、接近闭合或完全闭合的时间段，更是青春期生长发育的最后阶段。新战士入伍后将进行规定科目的正规军事训练，其生长板软骨细胞的活动受多种生理和病理因素的影响，闭合过程所需时间个体差异较大，胫骨近段参与膝关节复杂和形式多样的运动，胫骨近段干骺端承载人体静止站立或直立运动最大的负荷和传导应力，受周围韧带和肌肉的保护相对较少。因此，在日常训练中受伤概率高，X线摄片较难发现异常征象，容易被忽视和漏诊，进而影响骨骼的正常生长与发育。本组资料选择开训前新战士生长板的闭合程度MRI调查，建立训练前生理指标档案，为开训后战士生理相关指标变化研究做对比提供资料，为指导和帮助基层部队开展军事训练，结合个体差异、年龄因素实施训练强度，对基层部队科学拟定训练计划有一定的指导意义。

3.2 胫骨近段生长板MRI信号特点与生理基础 本组MRI影像资料显示生长板MR信号构成包括了同骨皮质、同干骺端松质骨、同腓肠肌以及同关节软骨四种不同比例的信号，其信号的形成符合生长板闭合的生理连续、动态过程[5-7]，生长板在青少年发育的过程到发育的终止，包括了软骨细胞分裂迅速增殖，数量减少，成软骨(纤维)细胞的退变和先期钙化带，以及二次骨小梁形成系列生理闭合过程，随着年龄的增长，X线和MRI显示生长板结构逐步为线样皮质密度和(或)松质骨密度取代，最终生长板完全闭合。其MRI显示生长板中A、B两种信号是生长板发育的闭合后骨化阶段，C、D两种信号的构成与生长板成纤维化软骨、非成纤维化软骨或生长板生理闭合过程残存软骨有关。因为X线照片对软骨、成软骨(纤维)退变生理阶段，以及先期钙化带骨化程度的显示分辨率远低于MRI，因此MRI对生长板的闭合程度评价要优于X线照片，所以在日常军事训练后及外伤时，膝关节或胫骨上端疼痛，常规X线检查不明确或不确定异常，排除膝关节结构异常后，应行MRI检查，观察是否有生长板损伤存在，及时处理，以防止加重损伤或下肢发育畸形。

3.3 生长板闭合程度分析方法尚需完善 本组胫骨上段干骺端生长板MRI调研调查研究，虽然说明新入伍战士中存在胫骨近端干骺端未完全闭合生长板，MRI检查优于X线照片显示生长板，但未对兵源地域、营养状况、整体发育等因素进行统计，且其资料尚不能说明X线分级在每个年龄组中未完全闭合生长板的实际比例，需要进一步扩大每个年龄组内样本量和总体样本量，在具备年龄组间方差齐性的基础上，进一步调查和分析不同年龄所占未完全闭合生长板的比例，以提供MRI正常生长板的闭合程度分级，并需要进行科目训练前后生长板的观察，更好地为指导基层科学训练提供帮助。

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(2013-07-29收稿 2013-10-14修回)

(责任编辑 郭 青)

MRIstudyofclosuredegreeofgrowthplateoftheproximaltibiainrecruits

XIA Zhaoyun, YAN Chaohui, XU Rongtai, JIANG Huaping, YANG Hongmei, and YANG Zhaolin.
1. Department of Radiology, 2. Department of Ultrasound， Jiangsu Provincial Corps Hospital, Chinese People’s Armed Police Forces, Yangzhou 225003, China

ObjectiveTo study MRI manifestations of long bone growth plate in recruits.MethodsImaging characteristics were studied through 230 male soldiers before the military exercise. Using X-ray imaging of growth plate of the proximal tibia of recruits before training and Tanner’s staging criteria of the growth plate cartilage of the secondary ossification center, the closure degree of growth plate of the proximal tibia was observed and analyzed. Imaging of X-rays and MRI on the closure degree of the epiphyseal line was concluded and compared.ResultsAccording to Tanner’s staging criteria of the closure degree displayed on X-ray picture in 230 recruits of growth plate of the proximal tibia, incomplete closed in 129 cases(56.09%)，complete closed in 101 cases(43.91%). MRI images showed that incomplete closed in 163 cases(70.87%)，complete closed in 67 cases(29.13%); the difference between the two were significant by comparing with the closure degree of growth plate of the proximal tibia(χ2=37.24，P=0.046). The morphologic appearances of long bone growth plate were also different. MRI signal intensity of the growth plate can be divided into four categories：(A)signal similar to the cortical bone; (B) signal similar to cancellous bone; (C) signal similar to the gastrocnemius muscle; (D) signal similar to articular cartilage. Containing A and(or) B signal was defined as complete closed growth plate，the others were incomplete closed ones. Referring to Tanner’s staging criteria, cartilage of growth plate overlies over or less than one half on the metaphyseal region. The number of the second degree and third degree in X-ray manifestations added to 120 cases, which far surpass that in MRI(χ2=17.21，P=0.0018).ConclusionsThe proximal tibial stem epiphyseal growth plate closure degrees in recruits are different. MRI has high spatial resolution and high SNR so that it can clearly reveal the growth plate, can display closing degree of normal growth plate of the proximal tibia , morphologic and signal characteristics.

tibia；growth plate；MR imaging；recruits

夏兆云，博士，主任医师，E-mail：shinezy@163.com

225003扬州，武警江苏总队医院：1. 医学影像科，2.超声科

颜朝晖，E-mail：shinezy_wj@126.com

R322.7，R445.2