超声成像作为田径运动员应力性骨损伤初步检查工具的实验探究*

陆海英

(湖南工业大学,湖南 长沙　412000)



超声成像作为田径运动员应力性骨损伤初步检查工具的实验探究*

陆海英

(湖南工业大学,湖南 长沙412000)

摘要：研究背景：田径运动员中，应力性骨损伤是较为常见的一种骨损伤。但目前为止，超声成像作为一种检查手段来检查这类运动员损伤还知之甚少。研究方法： 113名田径运动员为研究对象，同时利用高频超声和核磁共振(MRI)成像，对运动员们的腿部和脚部进行应力性骨损伤检查。利用5级核磁共振(MRI)损伤分级系统作为参照，我们对比了高频超声与核磁共振(MRI)成像在灵敏度，准确性，以及阴性和阳性检查结果的差异。结果：113名运动员同时进行两种检查手段进行检查，核磁共振(MRI)检查组结果为：0级损伤3名(2.7%)，1级损伤12名(10.6%)，2级损伤15名(13.3%)，3级损伤77名(68.2%)，4级损伤6名(5.3%)。高频超声检查结果为：22名运动员没有检测到损伤：0级损伤2名，1级损伤8名，2级损伤8名，3级损伤4名，其余结果一致。统计结果表明，以核磁共振(MRI)为参照检测工具，超声成像检测手段表现出了81.8%的灵敏度，99%的阳性检测，13.4%的阴性检测以及81.4%的准确性。结论：作为一种较为方便的检查手段，高频超声是一种可靠的检查应力性骨损伤的手段。

关键词：运动员；应力性骨损伤；医学超声成像；可靠性

研究方向：体育教学与训练

*基金项目:湖南省教育厅科学研究项目(10C0640)

过劳损伤是田径运动员中一类常见的损伤，并且主要集中发生在长跑运动员身上[1]。而应力损伤作为最常见的导致运动员脚部慢性疼痛的诱因，其病征有很多，例如肌肉拉伤，内侧胫骨应力综合症，骨膜炎，滑液囊炎，慢性过度施力性腔室综合症等等[2]。

作为过劳损伤中的一类伤病，应力性骨损伤一般是由训练强度过大，器材过时，休息不足，营养不良或者运动员自身身体等等原因所导致。运动员一旦因为这些原因导致应力性骨损伤应立即停止训练，否者就会导致更加严重的经常性的肌肉拉伤，身体减震功能衰退等等严重后果[3-4]。因此，长期高负重运动训练会导致人体骨骼功能的衰退，从而给运动员的职业生涯留下隐患，而这些在职业运动员的身上又是常见的。但是，应力性骨损伤在我国还没有引起足够的重视，一般会当做肌肉或肌腱拉伤来处理，这样很容易使运动员的训练大打折扣。并且一些运动员也不会因为一些“轻伤”来停止训练。因此，如果能够用肉眼看见自身身体的损伤，是一种强有力说服运动员停止训练以恢复健康的手段[5]。

CT 和ECT 都能够发现应力性骨损伤[6-7]，但是由于放射性辐射具有一定的副作用，这对于运动员的身体和心理都有一定的伤害，并且，由于应力性骨损伤的早期即疲劳性骨膜炎阶段，这两种检查手段难以发现病变，而等到能够发现时病情已经较晚，失去了早期诊断、早期保护和治疗的时机[8]。所以，在早期检查过程中，一般不会推荐这两种检查手段。

核磁共振成像技术(MRI)一直以来都是诊断应力骨损伤的黄金标准[9-11]，但是由于价格昂贵，不是一种能够广泛普及的检查手段，并且有可能在运动员受伤部位造成二次损伤。高频超声诊断仪作为应力性骨损伤的早期监测手段，在我国已有较早研究[12-14]，并且具有成本效益好，安全无创等优点，是一种极有可能作为初级评估运动员应力骨损伤的工具。我们的实验目的就是检测高频超声与金标准核磁共振成像技术相比，是否能够作为一种初步诊断田径运动员应力骨损伤可靠的方法。

1实验对象和方法

1.1　实验对象

从2009到2015年，疑似有应力性骨损伤的田径运动员113名，年龄18~23岁，平均年龄20.1岁。本实验所有参与运动员均为由少于一个月的腿疼并通过休息可以改善、且没有小腿创伤的疾病史的组成，并且所有的运动员在递交参与此次研究的书面知情同意书后，都会根据标准流程来检查。在他们开始有相应症状之后，同时进行MRI和超声成像检测。

1.2　超声成像

超声成像在高分辨率超声设备Sonopuls 434(Enraf-Nonius,，荷兰)上进行，标准化的1兆赫兹的频率，有效辐射面积是5cm2。室温下，超声波传导胶放置在运动员的下肢被检测区域，持续不断的高强度的2.00W/cm2检测标记区域，最突出的症状点持续30s，运动员有疼痛反应时时强度会降低0.10W/cm2。探头的移动速度是1cm/s。

1.3　核磁共振成像技术

使用Tesla系统(核磁共振成像，西门子，德国)及使用1.5-T 扫描仪(核磁共振成像扫描仪，西门子)。行矢状位和横断位的、及脂肪抑制成像，设置T1WI(TR/ TE，800/15 ms)，如果脂肪抑制成像不充足，则调为T1WI(TR/TE，3000/30 ms)；T2WI (TR/TE,3500/56 ms)。层面厚度为4mm,层面间隔厚度为0.4mm。矩阵是256 x 192。

1.4　MRI损伤等级及数据分析

5级MRI分级系统用来判定骨应力损伤的分类。无损伤是0级；1级：骨膜水肿,无骨髓腔异常；2级：骨膜较1级水肿更严重,骨髓腔仅在T2加权像下可见水肿；3级在T1和T2下都可见骨膜和骨髓水肿；4级在所有序列中都可以观察到见离散的骨折线,在T1和T2中都可见严重髓腔水肿。其中图1给出了1级，2级，3级的变化情况。对描述性统计进行计算，计算持续变量的平均值和标准差，绝对变量的频率和比例。用McNemar检测法[15]来评估高频超声成像和MRI结果之间的联系。用MRI作为评判标准来计算超声成像的敏感性，特异性，精确性及正反预测值。数据分析用SPSS10.0软件， P值小于0.05具有统计学差异。

2实验结果

在MRI测试结果中，113名被测运动员，0级是3名(2.7%)，1级12名(10.6%)，2级15名(13.3%)，3级77名(68.2%)，4级6名(5.3%)。关于损伤点的话，1个病人在股骨颈，8个人在股骨近端，10个人在胫骨中段，42个人在远端胫骨，9个人在腓骨，11个人在舟骨，4个人在骰骨，4个人在距骨，2个人在跟骨，25个人在跖骨，2个人在第一个脚趾的籽骨。在MRI测试中，5个运动员有多重骨应力损伤，2个运动员同时有远端胫骨和腓骨损伤，1个运动员有舟骨和骰骨损伤，1个运动员有第一节和第二节跖骨的损伤，1个运动员有第三跖骨和舟骨的损伤。

A　第三跖骨MRI 1级损伤　　B　第一跖骨MRI 2级损伤C　胫骨MRI 2级损伤　　　　D　舟骨MRI 3级损伤　　图1

超声成像测试结果中，113个病人中有22个人没有检测到损伤：2名运动员有0级MRI损伤，8名运动员有1级MRI损伤，8名运动员有2级MRI损伤，4名运动员有3级MRI损伤。其余检测结果均与MRI结果一致。

把MRI作为应力性损伤诊断的金标准的话，运用连续校正的McNemar检验方法，超声成像表现出81.8%灵敏性(高等级3和4占95.1%，低等级1和2占44%)，66.6%的特异性，99.0%的阳性预测值，13.4%的阴性预测值及81.4%的准确度。(表1)

表1　MRI 检测结果与超声成像结果比较

3讨论

在本研究中，我们运用对比方法来评估超声成像在检测田径运动员应力性骨损伤的灵敏性和特异性。核磁共振成像技术因其在检测应力骨损伤上具有与ET和ECT相近的灵敏度而用作诊断的金标准。但是，一些难以克服的缺点，如仪器价格昂贵，难以实现普及以及难以移动等缺点，导致MRI检测手段不能方便快速地检测田径运动员的应力性骨损伤。此外，因为应力性骨折通常发生在早期，以往对应力性骨损伤的诊断主要依靠检查,结合患者的临床表现做出诊断。但由于应力性骨损伤出现ET与ECT能够发现的征象需要相当的时间,使该病变的诊断时间滞后，而等到能够发现时病情往往己经较为严重，甚至发生应力性骨折后才就诊，失去了早期诊断、早期保护和治疗的时机。而这期间运动员会经常抱怨下肢痛而有损其训练的积极性，甚至拒绝停止训练。研究新的监测方法是非常有必要的。

根据本实验结果，超声成像的灵敏度和特异性分别为81.9%和66.6%。McNemar测试中，在骨应力损伤的诊断上，超声成像与金标准技术MRI相比表现出了较好的灵敏度。因此，考虑到超声成像的实用性和经济性，超声成像可用做评估骨应力损伤的初步工具。

但是本研究也有一些局限性。尽管我们的样品量足够大，但是除了3级MRI，其他MRI等级的运动员数量相对来说比较小。数据不足以比较每一个MRI等级与超声成像检测结果的可能存在的关系。另外，如果考虑某些特定部位的检测结果比较的话，其数据只有较少的样品量，因此，我们没有比较超声成像在鉴定不同身体部位的应力性骨折的灵敏性。虽然在本次研究中胫骨占了最大比例(51%)，但是我们的数据不只有胫骨。

但是本研究数据却足以表明，虽然高频超声在监测应力性骨损伤方面存在一些不足，但由于MRI仪器价格昂贵，且不便携带，不宜作为初步筛查手段。而携式高频超声诊断仪具有携带方便、灵敏度高、对人体无副作用等优点，不仅可用于田径运动员训练早期病例的筛查,及时发现及时处置，防止病情加重导致应力性骨折,也可用于日常运动员脚部伤痛病因的排查，帮助运动员恢复训练的积极性，以确保田径运动员在高强度的训练环境下能够取得一个良好的成绩。

4结论

相比较于其他检测手段，如CT、ECT、MRI，超声成像表现出了高灵敏度，高准确性，以及方便易用等特点，是一种较为可靠的检测应力性骨损伤的手段。但是，运动员一旦发生较为严重的损伤，确诊手段还需要影像学检测。

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Ultrasound Imaging of Bone Damage, As the Initial Inspection Tool

to Explore Track and Field Athletics Bone Stress Injuries

LU Hai-ying

(Hunan University of Technology，Changsha 412000,China)

Abstract：Background: Among track and field athletes, bone stress injury is a common form of bone damage. But so far, ultrasound imaging as a screening tool to check the kind of athlete injury is still poorly understood. Methods: 113 Athletes took part in the study, at the same time, applied the use of high-frequency ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI) imaging, for athletes' leg and foot bone stress injury. With the use of five nuclear magnetic resonance (MRI) damage classification system as a reference, we compared the high-frequency ultrasound and magnetic resonance (MRI) imaging differences in sensitivity, accuracy, and positive and negative results. Results: 113 players simultaneously inspect two inspection methods, magnetic resonance imaging (MRI) examination Group results: Level 0 was 3 (2.7%), Level 1 was 12 (10.6%), Level 2 was 15 (13.3%), Level 3 was 77 (68.2 percent), Level 4 was 6 (5.3%). High frequency ultrasound results: 22 players did not detect damage: Level 0 got 2, Level 1 got 8, Level 2 got 8, Level 3 got 4, and the remaining results were consistent. Statistical results showed that compared with magnetic resonance (MRI), as a reference detection tools, ultrasound imaging detection methods showed 81.8% sensitivity, 99% of the positive test, 13.4 percent and 81.4 percent negative test accuracy. Conclusion: As a more convenient means of inspection, high-frequency ultrasound is a reliable means of checking the bone stress injuries.

Key words：athletes; bone stress injuries; therapeutic ultrasound; reliability

作者简介：陆海英(1978-)，女，湖南新田人，讲师

收稿日期：2015-09-20

中图分类号：G804.2

文献标识码：A

文章编号：1007-323X(2015)06-0094-03