X线、CT、MRI在青少年下肢应力性骨折早期诊断中的应用价值分析

吴兴红

（湖北省钟祥市中医院影像科，湖北 钟祥 431900）

0 引言

应力性骨折（stress fracture，SF）又称为疲劳性骨折，常发生在体育运动员的损伤性改变，正常人群发病率低，仅为1%左右。通常是由于外力的反复牵拉及压迫，人体正常骨骼的反复、过度的负荷增加从而导致骨质的微创伤，继而发生非移位性骨质断裂[1]。SF通常发生在下肢，临床上无典型的外伤史，局部疼痛是主要临床症状，偶尔可见局部肿胀，早期 X 线平片及CT通常很难发现骨折的存在，实验室检查通常无异常，容易漏诊或误诊，如不及时加以制动休息等治疗极易发展为完全性骨折，早期MRI检查对本病的诊断、鉴别诊断及指导临床治疗均非常重要。

1 资料与方法

1.1 资料

搜集我院2011年9月至2021年7月经临床诊断或后期随诊复查证实的50例下肢应力性骨折病例，本组所有50例均于初诊后1-3天内均行有X线、CT、MRI检查。其中女性21例（42%），男性29例（58%），年龄8~16岁，平均年龄12岁。主要临床表现为下肢局部疼痛或胀痛，均否认有明确的外伤史，无明显活动受限，无发热，无其他基础性疾病，实验室血常规、血沉均无异常。

1.2 方法

检查设备：X线摄影为锐科Carestream DR成像系统，CT机型为西门子Emotion 16，MRI机型为SIEMENS MAGNETOM ESSENZA 1.5T超导型磁共振成像系统。

影像学分析评价：由2名高年资影像专业副主任医师独立阅片，影像学评价内容包括骨折部位、骨皮质形态、骨折线、骨内膜、骨外膜、骨髓腔改变、软组织表现。以下影像学表现评定为阳性征象：有骨皮质形态改变、骨折线显示、骨膜可见增生、骨髓腔密度或信号改变、软组织肿胀。早期诊断应力性骨折标准为：有骨折线或髓腔致密线，伴有或不伴有骨髓密度或信号改变、骨内膜或骨外膜增厚、周围软组织肿胀。

2 结果

本组50例下肢应力性骨折中，发生于骶骨1例，股骨颈3例，胫骨平台18例，胫骨中段10例，跖骨18例。在本组50例中，X线检查中显示髓腔内有横形致密线6例、骨皮质透亮影10例、层状骨膜增厚5例、软组织肿胀5例，X线检查判定为应力性骨折16例。CT检查中见骨质内横形或斜形透亮线25例、横形致密线8例、骨内膜及骨外膜增生19例、邻近软组织水肿11例，CT判定为应力性骨折33例。在MRI检查中有可见横形或斜形长T1短T2信号骨折线50例、不同程度长T1长T2信号骨髓水肿50例、不同程度层状长T2信号骨膜水肿32例、周围软组织水肿28例，MRI检查判定为应力性骨折50例。（图1-7）。X线、CT、MRI显示早期应力性骨折阳性征象比较，见表1。

表1 X线、CT、MRI显示早期应力性骨折阳性征象统计表

图1-4 为同一病例，男，15岁，左胫骨中段应力性骨折。图1（X线）：胫骨中段细线样骨折透亮线及骨外膜条状增厚；图2（CT）：MPR重建显示胫骨髓腔内横形致密影，骨外膜增厚；图3（T1WI）、图4（T2WI）：MRI清楚示胫骨横形长T1短T2信号骨折线，骨髓腔内片状长T1长T2信号骨髓水肿，骨外膜层状增厚，周围软组织肿胀。

3 讨论

图5-7 为同一病例，女，13岁，右胫骨干骺端应力性骨折。图5（X线）：右胫骨干骺端骨质内横形硬化带；图6（冠状位T2WI）：MR示胫骨干骺端横形短T2信号骨折线及大片状长T2信号骨髓水肿，胫骨周围软组织肿胀；图7（冠状位T2WI）：休息一月后复查MR示骨折线变模糊、消失，骨髓水肿明显吸收，周围软组织肿胀基本消失。

应力性骨折是由于肌肉的反复异常应力作用于弹性抵抗力正常的骨骼，造成破骨细胞活性增加，导致骨质吸收和再生的不平衡，从而引起应力性骨折，约占运动性损伤的10%左右，通常发生于一些耐力性运动中，如长距离跑步等[2]。正常骨骼具有弹性，运动时可以在其弹性范围内变形，运动停止即可恢复其原有正常形态，但是如果负荷超过了其正常的弹性范围即可导致骨骼的细微裂痕，随着裂痕的不断进展，最终可导致应力性骨折。全身所有的骨骼都可以发生应力性骨折，具体发生的部位与运动类型有关，下肢最常受累，其中胫骨最常见，其次为跗骨、跖骨、股骨、腓骨、骨盆等。患者常因运动量的突然增加或反复多次活动而未得到足够的休息的情况下出现肢体的局部肿胀、局限性压痛、行走时疼痛，通常主诉无明显外伤史，早期反复运动可使疼痛加据，休息后可减轻，随着时间的推移疼痛可加重。

引起应力性骨折的因素：主要有内在和外在两类。内在因素主要有激素水平的不平衡、营养摄入不足、骨骼局部缺血、肌肉不协调、女性内分泌紊乱，蛋白质、维生素及钙质的摄入不足，扁平足、足外翻或内翻，都容易引起应力性骨折。外在因素与训练强度、持续时间、运动频率的突然增加导致负荷增大，或更换跑鞋后不适应、地面过硬均易引起应力性骨折[3]。

应力性骨折的分型：由于发生应力性骨折的骨骼形态各异，根据肌肉附着于骨骼的压缩侧或拉伸侧，可将应力性骨折分为牵拉型和压缩型。牵拉型通常发生在骨骼的凸面，肌肉牵拉导致骨骼碎裂，骨折线常垂直于骨干；压缩型通常发生在骨骼的凹面，骨折线常平行于骨干。有学者研究报道压缩型应力性骨折的发生率比牵拉型低。

应力性骨折的影像学检查方法：用于诊断应力性骨折的影像学方法主要有X线平片、CT、MRI。

早期X线片不能有效的显示病变[4]，往往在症状出现前的2-3周很少能在X线片上发现明显异常，经常会在症状出现后3周才开始出现骨骼修复标志的新增生骨膜，因此X线对早期应力性骨折诊断检出率低，有文献报道仅为15.0%-35.0%[5]。X线影像学改变主要有骨膜反应、斜形或水平线状的硬化线、内骨痂和骨折线。早期部分可见局部骨皮质变薄，边缘模糊，呈“灰色骨皮质征”，但临床上以薄层或扁平丘状骨膜增生常见，边缘光整或不光整，但无骨膜破坏征象。继续发展损伤则可见骨折线，骨折线多隐约可见或较清晰，多为不全性，边缘可硬化，3-4周后髓腔内可见片絮状致密影，并见线样骨折透亮影及板形增生骨膜。晚期则表现为部分或完全通过骨皮质的透亮线，骨松质中见与骨小梁垂直的透亮线。骨松质的愈合表现为灶性硬化，骨皮质的愈合表现为骨内膜和骨外膜骨皮质增厚，骨折线消失，典型者局部呈半球形隆起，形如纽扣，骨折处骨皮质一侧或双侧呈梭形增厚。在本组病例中，X线表现主要有以下几方面：（1）骨皮质透亮影：本组病例中显示骨皮质透亮影10例，长度约0.2cm~0.3cm。（2）髓腔内有横形致密线：本组病例中髓腔内有横形致密线6例，致密线长短不一，短者仅0.4cm，长者3.5cm。（3）骨膜反应：本组病例中显示层状骨膜反应仅5例，骨膜反应与骨皮质平行，长度0.6cm~3.3cm，厚度0.2cm~0.3cm。

CT扫描可提供骨骼的解剖细节，CT三维成像在解剖关系复杂的足跗骨、椎弓峡部、骶骨等部位更可以准确定位骨折线，这些部位由于各种组织相互重叠，在X线片上无法显示，而CT则克服了这些不足，在应力性骨折诊断及鉴别诊断中有独特的价值。应力性骨折CT早期可见骨质内横形或斜形透亮线，邻近软组织常伴有不同程度水肿，晚期可清晰显示骨内膜及骨外膜的增生，CT横断面可见“骨小梁断裂征”、“内骨痂征”、“双骨皮质征”[6-7]。在本组病例中，CT表现主要有以下几方面：（1）骨质内透亮线或髓腔致密线：本组病例中显示骨皮质透亮影33例，长度约0.2cm~0.4cm。（2）骨内膜及骨外膜增生：本组病例中显示骨内膜及骨外膜增生有19例，骨膜反应与骨皮质平行，长度0.6cm~3.5cm，厚度0.2cm~0.4cm。（3）邻近软组织水肿：本组病例中显示邻近软组织肿胀11例，表现为软组织增厚、结构模糊。

MRI具有很高的软组织分辨率和对水肿的敏感性[8]，对应力性骨折有很高的敏感性或特异性，显示早期损伤后的骨髓水肿有独到的优越性，是目前评价和诊断损伤后骨髓水肿的最佳手段，并可准确的进行鉴别诊断，且MRI具有无电离辐射优点，对青少年身体无损害。在本组22例MRI检查中均发现病变部位异常征象，MRI主要表现为抑脂T2WI或STIR高信号骨膜水肿、骨髓水肿、长T1短T2信号骨折线显示、周围软组织水肿[9-10]。（1）骨折线：本组50例中均在其病变部分骨髓腔内见横形或斜形走行骨折线，骨折线呈细线条状或轻度波浪状，骨折线MRI表现为T1WI低信号、T2WI低信号，骨折线长短不一，骨折线短者仅0.5cm，长者达3.2cm，平均为2.2cm。（2）骨膜反应：本组32例可见骨膜反应，表现为与骨皮质平行的双层异常信号，边缘较光滑，病变范围长度不等，短者仅1.5cm，长者达5.4cm，平均为3.3cm；骨膜病变厚薄不一，薄者仅0.2cm，厚者有0.6cm，平均厚度为0.4cm；贴近骨皮质的内层为T1WI低信号、T2WI高信号，外层则为T1WI低信号、T2WI低信号。（3）骨髓水肿：本组所有50例均见骨折线邻近的骨髓腔内范围不等的骨髓水肿，表现为T1WI低信号、T2WI高信号，边缘模糊。（4）周围软组织水肿：本组28例可见病变骨周围软组织水肿，表现为软组织肿胀，呈T1WI等低信号、T2WI高信号，边缘模糊。

有学者对应力性骨折MRI表现分为五级，0级：T1WI、T2WI及STIR像均正常；Ⅰ级：轻度到中度骨膜水肿，未见明显骨髓水肿；Ⅱ级：中度到重度骨膜水肿，可见骨髓水肿；Ⅲ级：中度到重度骨膜水肿，骨髓严重水肿；Ⅳ级：中度到重度骨膜水肿，严重的骨髓水肿，骨折线清晰可见[5]。

鉴别诊断：应力性骨折需与骨骼的病理性骨折、胫骨内侧应力综合征（MTSS）、骨髓炎、无菌性缺血坏死、肌肉扭伤拉伤或肌腱炎等鉴别。（1）病理性骨折主要病因包括肿瘤的局部骨骼转移、非骨化性纤维瘤、骨样骨瘤等。（2）MTSS主要出现在运动后胫骨内侧疼痛，可双侧发病，表现为胫骨内侧或内后侧骨膜水肿，可伴或不伴骨髓水肿、周围软组织广泛水肿，通过保守治疗疼痛通常可迅速缓解。（3）骨髓炎或浅表组织感染常有感染病史、血常规及血沉异常可以提示本病，常起病急，多伴有发热和中毒症状。（4）无菌性缺血坏死MRI可以明确诊断。应力性骨折早期活动后疼痛、休息后缓解，与上述肿瘤、感染、缺血性坏死等在活动和休息时均会发生疼痛有所不同，详细询问病史有助于诊断。

综上所述，近年来应力性骨折在青少年中的发生率随着青少年体育运动的广泛开展也有所提高，在本病的影像学检查中，X线早期显示的阳性征象有限，诊断符合率低，CT检查可进一步提供一些阳性征象提高诊断符合率，而MRI 具有较高的敏感性和特异性，如果临床怀疑有早期应力性骨折时，应选择MRI检查明确诊断。MRI的早期明确诊断可使患者尽早休息、避免负重，以防止骨折区域的骨小梁因受力而被压缩，使邻近关节软骨受损塌陷，从而导致持续疼痛或过早的骨关节炎等后遗症。