25例初中生膝关节应力性骨折X线、MRI诊断

付振华 罗 春 陈婷婷 周飘华

长沙市中医医院放射科，湖南长沙 410100

应力性骨折本质上是一种过度使用造成的骨骼损伤，因此习惯上又被称为疲劳性骨折[1-2]。应力性骨折临床较少见，症状进展缓慢且无确切创伤史，开始为间歇性疼痛，故早期诊断非常困难。2020年初爆发新冠肺炎，疫情得到较大控制后长沙初中生于2020年4月7日开学，为应对5月中旬体育中考，学生入校后加强体育训练，但两个多月在家生活后突然加强体育训练导致应力性骨折频发。本研究回顾性分析25例确诊患者的临床及影像资料，以对应力性骨折进行早期诊断及治疗。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年4—8月长沙市中医医院明确诊断为膝关节应力骨折的25 例初三体育训练患者作为研究对象，1 例经手术证实，24 例经临床随访证实。其中男20 例，女5 例，年龄13～15 岁，平均（14.36±0.62）岁。纳入标准：①初三学生；②突然加强的持续训练史。排除标准：半年内有明确外伤史。

1.2 检查方法

23 例患者行MR 检查，15 例患者行DR 检查；MR 检查使用美国GE3.0T 高场MR 机，线圈采用8通道膝关节专用线圈，常规采用矢状位FS-PDWI、矢状位T1WI、冠状位FS-T2WI、横断位FS-T2WI；X 线采用美国GE 公司DR，行正侧位摄片。

1.3 影像评估

所有病例影像资料存档于PACS 系统，由两名工作经验丰富的放射科医师（10年以上X 线、MRI 诊断经验）单独对图像进行分析，意见不统一时按协商结果作为诊断标准。图像能诊断应力性骨折者为阳性，否则为阴性； 阳性者评估应力性骨折损伤最严重部位。将观测到骨折线者分成水平形与斜形骨折线两种形态，水平形为骨折线与骨骺线角度≤30°，斜形骨折线反之。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析，计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者的训练方式及临床表现

25 例患者训练方式主要为长跑（男、女）、引体向上或投掷实心球（男）、仰卧起坐或投掷实心球（女）、篮球或足球运球、排球垫球（男、女）；临床表现为开学训练2～6 d 开始出现膝关节疼痛，休息时症状减轻，早期轻微疼痛仅在训练时出现，随着训练时间延长，疼痛逐渐发展为疼痛加剧及持续疼痛。

2.2 X 线检查结果

15 例患者进行X 线检查，得到17 个膝关节正侧位片，阳性7 个，阴性10 个，阳性率41.2%。5 个可见骨折线，4 个位于胫骨内侧髁干骺端，1 个位于股骨外侧髁干骺端，表现为局部条片状致密带、骨小梁中断，伴或不伴骨皮质不连续、骨膜增生（图1A），2 个仅表现为骨小梁结构紊乱，局部密度稍增高，轻度骨膜增生，初诊时漏诊（图1B），未见骨髓水肿及骨膜水肿。

图1 两个患者的膝关节X 线正位片

2.3 MRI 检查

23 例患者进行MRI 检查，共28 个膝关节，全部阳性；18 个膝关节可见骨折线，骨折线表现为T1WI、FS-PDWI、FS-T2WI 均呈弯曲条状、锯齿条状低信号，周围见大面积骨髓水肿信号（图2）；骨折线均位于干骺端，未见位于骨骺者；骨折线位于股骨外侧髁者4个，股骨内侧髁者2 个，胫骨内侧髁10 个，胫骨外侧髁2 个。10 个仅见骨髓水肿，骨髓水肿者表现为股骨下端或胫骨上端斑片状T1WI 低信号，FS-T2WI 及FS-PDWI 高信号。所有膝关节未见明确积液，未见软组织肿块。

图2 同一患者的膝关节MBI 检查图

2.4 损伤最严重部位及骨折线形态

依次为胫骨内侧髁干骺端17 个（56.7%）、股骨外侧髁干骺端6 个（20.0%）、股骨内侧髁干骺端4 个（13.3%）、胫骨外侧髁干骺端3 个（10.0%）；共发现骨折线18 个，胫骨骨折线12 个全部为水平形（图3E），其中股骨骨折线水平形1 个，斜形5 个（图3F）。

图3 两个患者的膝关节冠状位FS-T2WI 图

2.5 膝关节应力性骨折MRI 与X 线比较

MRI 阳性率高于X 线，差异有统计学意义（P＜0.05）。MRI 显示骨折线阳性率大于X 线，差异有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

表1 膝关节应力性骨折MRI 与X 线比较[个，n（%）]

3 讨论

应力性骨折与常见的瞬间暴力造成的骨折不同，应力性骨折是一种因持续累积的损伤引起的慢性骨折，当膝关节周围肌肉组织长时间持续收缩使用疲劳后，不能完全吸收外界施加到骨组织的应力而引起细微的骨小梁断裂，损伤逐渐累积，最终发展为完全性骨折[3-4]。在应力性骨折早期阶段，如能及时降低或去除骨骼所受的应力负荷，骨损伤和修复将逐渐恢复平衡状态并最终愈合。因此早期发现及早期治疗尤为重要，可减少应力性骨折的致残率[5]，而早期诊断最重要的检查方法就是影像学检查。

应力性骨折常见风险因素众多，包括训练模式、训练前的体能训练和本身的身体素质、性别、年龄、骨密度、钙和维生素D 摄入、遗传、解剖等[6-7]。多篇国内外文献表明集训期间女性应力性骨折发生的可能性远大于男性[8-11]。本研究患者中男性明显多于女性，男女比例为4∶1，与上述结果不符，与赵琳[5]的研究陆军新兵应力性骨折男性发病率高于女患者相符，其男女发病率1.9∶1，这可能与样本年龄段集中、训练方式及训练强度等有关。青少年多参加户外运动可增加骨质健康，长期的体育运动能增强骨骼在运动时承受应力变化的能力，运动量突然增强会增加应力性骨折的发生率[12-13]，本研究中因新冠肺炎流行导致群众普遍居家少外出、接受阳光照射及运动量明显减少，开学后突然加强运动，导致应力性骨折较往年明显增多。

应力性骨折易发生在骨骼应力集中的部位，在较大强度单一持续训练中比较常见[14]。本研究中的25例初中生应力性骨折均发生于膝关节，考虑其原因可能与这些学生体育锻炼以长跑为主，其应力作用主要产生于膝关节所致[15]。应力性骨折早期临床症状隐匿，发病早期仅在训练时出现轻微疼痛，当训练时间延长或强度加大疼痛逐渐加重，停止训练或休息时疼痛症状可明显减轻或无明显疼痛，当出现静息痛或运动中突然疼痛加剧，提示应力性骨折进展或导致完全性骨折。

膝关节胫骨中上段稍凸向内，中下段略凸向外，外侧有腓骨支持，小腿前外侧、后侧和外侧有肌肉附着并包绕胫骨，而胫骨中上段内凸部分正好位于小腿的“肌肉空白区”，胫骨骨骺线附近骨小梁纤细，故胫骨内侧髁骨骺线附近更易发生应力性骨折[16]。本研究结果显示，膝关节损伤的最严重部位出现概率最高为胫骨内侧髁（56.7%），与骨骼生物力学上的薄弱区具有高度一致性。本研究中12 个应力性骨折发生胫骨，均为水平形，6 个应力性骨折发生于股骨，仅1 个为水平形，5 个为斜形，以往文献未见报道，推测与骨结构形态及承重点相关，有待进一步研究。

X 线平片作为诊断骨折常用的方法，简便易行，价格低廉。但应力性骨折征象出现较晚，对早期应力性骨折缺乏敏感性，假阴性率较高[17-19]。本研究结果显示，X 线的阳性率为41.2%。X 线上根据骨折发生部位不同将应力骨折分为皮质骨型和松质骨型，膝关节属于松质骨型。疼痛初期X 线检查常表现为正常，一般情况下从患者出现症状到X 线平片出现阳性征象要2～3 周时间。出现骨折线时，松质骨内出现的并不是密度减低线而是致密线，这种致密线是断裂的骨小梁相互嵌入及小梁周围的骨痂和修复性骨硬化所形成，可伴有骨小梁中断，皮质不连续及不同程度骨膜的增厚。晚期主要表现为断裂皮质处可大量骨痂形成或骨皮质增厚。部分病例仅表现为局部骨小梁紊乱，骨质密度稍增高，易漏诊。

MRI 的优势在于早期即可显示骨髓水肿，骨髓水肿TIWI 为低信号，FS-T2WI 和FS-PDWI 呈高信号，代表骨小梁微骨折和骨髓内水肿，当其内形成骨折线时，骨髓水肿内可见到与骨皮质相连的TIWI、FS-T2WI、FS-PDWI 弯曲或锯齿条状极低信号带，代表骨小梁中断明显嵌顿并内骨痂形成，伴有骨膜水肿时，在皮质下沿皮质走形的条状FS-T2WI、FSPDWI 中高信号。对于应力性骨折的检查，MRI 有极高的敏感性，伴有特征性的弯曲、锯齿状骨折线时，具有特异性诊断价值，是诊断的重要依据[17]，本研究结果显示，MRI 诊断应力性骨折阳性率高于X 线，差异有统计学意义（P＜0.05）。提示MRI 发现骨折的能力强于X 线，部分文献提到MRI 可作为应力性骨折的金标准[5，20]。MRI 能显示X 线不能显示的骨膜水肿，当仅有骨髓水肿时特异性较差，其表现类似肿瘤性或炎性变化，可借助于周围软组织的变化、有无关节积液及临床表现加以鉴别，应力性骨折周围软组织只表现为水肿而不是软组织肿块，一般无关节积液[21-23]。

综上所述，青少年在长期缺乏运动突然加强体育训练时易发生膝关节应力性骨折，运动应循序渐进减少应力性骨折的发生；膝关节应力性骨折的发病部位及X 线、MRI 影像表现具有一定特征性，X 线阳性率低，早期确诊膝关节应力性骨折应首选MRI 检查；当X 线检查表现阴性时，应进一步MRI 检查避免漏诊以免延误治疗。