周 鶯孫 燕郭 辰徐 琳李玉嬋
應(yīng)力性骨折(stress fracture,SF)又稱為隱匿性骨折,是一類通常發(fā)生在體育專業(yè)人士或有基礎(chǔ)性疾病如風(fēng)濕病患者的損傷性改變,正常人群的發(fā)病率僅為1%左右。本病通常是由于外力反復(fù)牽拉及壓迫,人體正常骨骼的反復(fù)、過度的負(fù)荷增加導(dǎo)致微創(chuàng)傷,繼而發(fā)生非移位性骨質(zhì)斷裂[1]。SF通常發(fā)生在下肢,患者主訴通常是局部的疼痛,體檢偶爾可發(fā)現(xiàn)局部腫脹。實(shí)驗(yàn)室檢查通常沒有陽(yáng)性發(fā)現(xiàn),早期的X線平片也很難發(fā)現(xiàn)骨折的存在,盡早進(jìn)行MRI檢查對(duì)本病的診斷和指導(dǎo)治療非常重要。檢索近年來國(guó)內(nèi)外SF相關(guān)的影像學(xué)文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)所報(bào)道的多以成人病例為主,因此筆者收集2016年1月至2020年7月我院收治的經(jīng)X線和MRI診斷的SF青少年患者共12例,回顧性分析其臨床資料、X線和MRI特征并加以分析,以期提高對(duì)本病的認(rèn)識(shí)。
收集2016年1月—2020年7月在我院經(jīng)X線和MRI診斷的SF患者共12例,其中男9例,女3例,年齡6歲4個(gè)月至14歲3個(gè)月,平均12歲3個(gè)月。所有患者均無基礎(chǔ)性疾病,同時(shí)否認(rèn)有外傷史及發(fā)熱,活動(dòng)均無明顯受限。實(shí)驗(yàn)室檢查血常規(guī)及血沉都顯示正常。臨床表現(xiàn)主要包括以膝關(guān)節(jié)周圍為主的疼痛或酸痛4天至3周不等(8例),小腿疼痛2~3周(2例),小腿腫脹半月余(1例),左足疼痛1周(1例);體檢顯示12例均有輕壓痛,其中有2例病變部位腫脹或輕度腫脹。
12例患者均先行X線攝片,然后2天內(nèi)行MRI平掃檢查。所有患者均經(jīng)治療后隨訪復(fù)查證實(shí)。
X線檢查包括3臺(tái)數(shù)字化X線診斷系統(tǒng),分別是Koda VX3733?8Y、PHILIP IEC60601?1和PHILIP SRO33100。膝關(guān)節(jié)、雙側(cè)大腿下段、雙側(cè)小腿均為正側(cè)位攝片,且包括一個(gè)鄰近大關(guān)節(jié),足部攝片為正斜位攝片。
MRI檢查包括1臺(tái)3.0 T磁共振設(shè)備(Discovery MR750 3.0 T;GE Medical Systems,USA)和1臺(tái)1.5 T磁共振設(shè)備(PHILIPS Medical Systems,Best,Netherlands),膝關(guān)節(jié)線圈或者腹部線圈。掃描序列包括平掃冠狀面、矢狀面、橫斷面的自旋回波T1W(450 ms/13 ms),T2W(3 225 ms/100 ms)序列。層厚3 mm;間隔1~2 mm或無間隔?;颊哐雠P位,采取腳先進(jìn)方式。
12例患者影像學(xué)資料均由2名放射科醫(yī)生獨(dú)立評(píng)價(jià)。X線平片的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括骨皮質(zhì)形態(tài)、骨折線、骨膜增生、骨髓腔改變、軟組織表現(xiàn);MRI評(píng)價(jià)內(nèi)容包括病變部位、骨皮質(zhì)形態(tài)、骨折線形態(tài)及信號(hào)特點(diǎn)、骨髓腔信號(hào)變化、周圍軟組織的信號(hào)等;其他陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)等都逐一記錄。
所有患者經(jīng)石膏固定制動(dòng)并休息1~3個(gè)月后復(fù)查隨訪,隨訪內(nèi)容包括臨床體檢及X線平片檢查,如必要可復(fù)查MRI。
結(jié)合X線平片和MRI檢查,在12例患者下肢不同部位均發(fā)現(xiàn)SF,其病灶分布如下。①發(fā)生于脛骨共10例:按上、中、下三段劃分,其中左脛骨近段7例,右脛骨近段1例,雙側(cè)脛骨近段1例,右脛骨中段1例;按前、后分布劃分,其中脛骨內(nèi)后部9例,脛骨外后部1例。②發(fā)生于股骨1例:為右股骨下段外后部骨折。③發(fā)生于足骨1例:為左側(cè)第三跖骨近端。④發(fā)生于腓骨1例:為1例左脛骨近段骨折病例同時(shí)合并左側(cè)腓骨近段骨折。所有下肢SF病灶,以脛骨近端為主,占75%(9/12)。
12例患者中4例X線無明顯陽(yáng)性發(fā)現(xiàn),8例X線有異常征象,主要表現(xiàn)在以下幾方面。
(1)骨髓腔密度變化:3例于骨髓腔內(nèi)見橫行線狀致密線,致密線長(zhǎng)度從0.97 cm至3.86 cm不等;3例表現(xiàn)為橫行致密區(qū),致密區(qū)垂直長(zhǎng)度為0.55~1.33 cm,左右寬度為2.60~3.11 cm,致密線/區(qū)密度均勻,邊緣略模糊;1例左側(cè)跖骨骨折在骨髓腔內(nèi)有長(zhǎng)約0.48 cm透亮線。
(2)骨膜反應(yīng):6例于病變部位可見層狀骨膜反應(yīng),5例為單側(cè),1例為雙側(cè)。骨膜反應(yīng)的方向與骨皮質(zhì)方向一致,骨膜反應(yīng)垂直長(zhǎng)度為0.81~4.92 cm,水平寬度為0.13~0.38 cm。
(3)骨皮質(zhì)改變:1例患者在其骨皮質(zhì)中可見一條0.33 cm細(xì)透亮線;1例表現(xiàn)為骨皮質(zhì)增厚,厚度為0.67 cm,骨皮質(zhì)增厚的范圍約為6.90 cm,相應(yīng)骨髓腔略變窄,其余患者骨皮質(zhì)均無明顯變化。
所有患者骨折部位軟組織在X線片上密度均勻,均未發(fā)現(xiàn)有明顯腫脹改變。
12例患者的MRI有異常征象,主要表現(xiàn)在以下幾方面。
(1)骨折線:所有患者均在其病變骨的骨髓腔內(nèi)見橫行或輕度斜行骨折線,骨折線形態(tài)呈細(xì)線條狀或輕度波浪狀;骨折線信號(hào)呈T1W低信號(hào),T2W低信號(hào);骨折線長(zhǎng)度從0.73 cm至3.14 cm不等,其中3例X線表現(xiàn)為髓腔內(nèi)致密帶病例,其MRI仍表現(xiàn)為線狀骨折線。比較6例X線片上致密線/區(qū)和MRI上骨折線長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)X線致密線/區(qū)長(zhǎng)度均略長(zhǎng)于MRI上骨折線的長(zhǎng)度。
(2)骨膜反應(yīng):所有患者均可見范圍不等的層狀骨膜反應(yīng),5例為單側(cè),1例為雙側(cè)。影像學(xué)上表現(xiàn)為與骨皮質(zhì)平行的雙層異常信號(hào),貼近骨皮質(zhì)的為T1W等信號(hào),T2W稍高或者高信號(hào),外面一層為T1W低信號(hào),T2W低信號(hào)。骨膜反應(yīng)垂直范圍為1.96~6.97 cm,水平寬度為0.29~0.62 cm。
(3)骨髓腔內(nèi)表現(xiàn):所有患者均在其骨折線鄰近的骨髓腔內(nèi)見較廣泛的髓腔內(nèi)水腫,表現(xiàn)為T1W低信號(hào),T2W高信號(hào),邊緣模糊;6例(4例左脛骨上段,1例雙側(cè)脛骨上段,1例右股骨下段)除在骨折線附近的骨髓腔內(nèi)見水腫外,在鄰近膝關(guān)節(jié)組成骨也見到多處骨質(zhì)的水腫,包括左/右股骨遠(yuǎn)端干骺端及骨骺水腫5例,左/右脛骨近端干骺端水腫2例,雙/右腓骨近端水腫2例,髕骨下部水腫1例。
(4)周圍軟組織表現(xiàn):所有患者均在其骨折線周圍的軟組織中顯示明顯水腫改變,表現(xiàn)為肌肉組織明顯腫脹,呈T1W等信號(hào)和T2W高信號(hào),肌肉間隙模糊消失。
典型病例影像學(xué)資料見圖1、2。
圖1 典型病例2(男,14歲2個(gè)月,左側(cè)脛骨近段內(nèi)后部及左側(cè)腓骨近段應(yīng)力性骨折)X線和MRI影像
圖1 典型病例1(男,11歲9個(gè)月,左側(cè)脛骨近段外后部應(yīng)力性骨折)X線和MRI影像
所有患者經(jīng)石膏固定制動(dòng)并休息1~3個(gè)月后復(fù)查,其疼痛癥狀均明顯好轉(zhuǎn),X線片顯示病變部位骨膜較前有不同程度的增厚,骨髓腔密度接近正常。1例左脛骨近端骨折患者于2年9個(gè)月后再次發(fā)生SF,為雙側(cè)股骨下段、右側(cè)脛骨近端骨折。其余患者在隨訪期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)再次骨折現(xiàn)象。
慢性下肢痛常由骨骼、軟組織及血管神經(jīng)三類主要原因引起,其中骨骼疾病包括脛骨內(nèi)側(cè)應(yīng)力綜合征(MTSS)、SF等[2]。SF分為疲勞性(fatigue fracture)和功能不全性骨折(insufficiency fracture)[3]:前者是反復(fù)的微創(chuàng)傷頻繁作用于正常骨骼,造成破骨細(xì)胞活性增加,導(dǎo)致骨質(zhì)吸收和再生的不平衡,從而引起SF,約占運(yùn)動(dòng)性損傷中的10%左右,通常發(fā)生在一些耐力性運(yùn)動(dòng)中(如長(zhǎng)距離跑步等);而后者是正常負(fù)荷作用于異常骨骼,這些骨骼均有基礎(chǔ)疾病,例如骨質(zhì)疏松、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、代謝性骨病等,從而導(dǎo)致SF。本文討論的是青少年期的疲勞性SF。
有研究[4]表明,SF患者血清中1型前膠原前肽(P1NP)明顯升高,胰島素樣生長(zhǎng)因子?I(IGF?I)的水平明顯低下,而后者是一種參與骨形成的生物學(xué)標(biāo)志物,與骨密度呈正相關(guān)。正常骨骼由于具有其彈性特性,運(yùn)動(dòng)時(shí)可以在彈性范圍內(nèi)變形,而運(yùn)動(dòng)停止即可恢復(fù)正常形態(tài)。但如果負(fù)荷超過了骨骼正常的彈性范圍,即導(dǎo)致骨骼的細(xì)微裂痕,裂痕的不斷增加,最后可導(dǎo)致SF[5]。
由于發(fā)生SF的骨骼形狀不同,根據(jù)肌肉附著于骨骼的拉伸一側(cè)或壓縮一側(cè),通??梢詫F分為壓縮型和牽拉型2種類型。壓縮型SF通常是指骨折線發(fā)生于骨骼的凹面,這種類型骨折,骨折線通常平行于骨干;牽拉型SF通常發(fā)生在骨骼的凸面,肌肉的牽拉運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致骨骼碎裂,其骨折線通常垂直于骨干[6]。有研究[6]報(bào)道,牽拉型SF比壓縮型的發(fā)生率高。在本組12例青少年型SF中,牽拉型為11例,占91.7%,與文獻(xiàn)報(bào)道相符。
全身所有的骨骼都可以發(fā)生SF,具體發(fā)生部位與運(yùn)動(dòng)類型有一定關(guān)系??傮w上,下肢是最常受累部位,占所有SF的40.3%左右,而脛骨又是下肢SF中最常見發(fā)生部位,約占下肢SF的1/3以上,其次是跗骨、跖骨、股骨、腓骨、骨盆等。脛骨SF通常發(fā)生在3個(gè)部位,分別是脛骨后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)、前皮質(zhì)和脛骨平臺(tái),其中后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)又是最常見的部位[7]。根據(jù)骨折愈合難易程度、是否容易導(dǎo)致長(zhǎng)期慢性疼痛等因素,可以將SF按解剖部位分為低危、中危、高危3組[8]。本組12例SF病例中,發(fā)生于第三跖骨近端的這1例為低危組,另外發(fā)生于腓骨的1例雖屬低危組,但因同時(shí)合并脛骨近段SF,因此歸于中危組,另有10例均位于脛骨近段和股骨干,故本組病例的91.7%(11/12)屬于中危組,因此及早診斷對(duì)SF的治療和減少后遺癥都有重要的意義。
引起SF的原因主要有外在和內(nèi)在兩類因素。外在因素與訓(xùn)練特點(diǎn)和球鞋有關(guān),訓(xùn)練強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和頻率的突然增加導(dǎo)致負(fù)荷增大,或者地面過硬,更換跑鞋后不適應(yīng)等均易導(dǎo)致SF;同時(shí),有SF病史,也是再發(fā)SF的一個(gè)重要的外在危險(xiǎn)因素。內(nèi)在因素主要包括激素水平的不平衡、營(yíng)養(yǎng)攝入不足、骨骼局部缺血、肌肉不協(xié)調(diào)等,女性內(nèi)分泌的紊亂,鈣質(zhì)、維生素、蛋白質(zhì)的攝入不足[8],或者扁平足、足內(nèi)翻或者外翻,都容易引起SF。
損傷部位行走時(shí)疼痛、局限性壓痛及局部腫脹是SF的3種主要癥狀?;颊咄ǔV髟V無明顯外傷史的骨骼局限性疼痛,早期,反復(fù)運(yùn)動(dòng)可使疼痛加劇,休息后疼痛可以減輕,但隨著時(shí)間的推移,疼痛癥狀逐漸加重,休息后也得不到緩解,夜間也可以頻發(fā)。臨床上如患者因突然增加運(yùn)動(dòng)量或反復(fù)多次活動(dòng)而未得到足夠休息的情況下出現(xiàn)肢體局限性疼痛,應(yīng)懷疑SF可能。體格檢查時(shí)約60%~100%的病例可出現(xiàn)局部壓痛,疼痛處可出現(xiàn)腫脹。檢查時(shí)除發(fā)現(xiàn)壓痛或腫脹時(shí),應(yīng)盡可能發(fā)現(xiàn)一些可能的致病因素,如雙下肢的長(zhǎng)短不一致、足部畸形、一側(cè)肌肉萎縮等,這都容易導(dǎo)致健側(cè)下肢骨的應(yīng)力增加,從而發(fā)生SF。
X線平片通常是排除有無骨折的首選檢查方法。但X線平片在SF早期很難發(fā)現(xiàn)透亮骨折線[9],通常至骨折后的3周才能顯示異常[10]。最常見的X線異常表現(xiàn)包括淺淡的線性硬化癥(通常垂直于骨小梁)、骨膜增厚或硬化、骨皮質(zhì)改變和外側(cè)骨痂形成或骨內(nèi)膜增厚和骨髓腔變窄等。根據(jù)美國(guó)放射學(xué)協(xié)會(huì)(American College of Radiology,ACR)的推薦,懷疑SF的病例,當(dāng)X線表現(xiàn)為陰性時(shí),MRI是診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。MRI在隱匿性骨損傷病例的檢出中具有極高的靈敏度及特異度,其可以在T1W和T2W序列上顯示均為低信號(hào)的線樣骨折線,同時(shí)能在T2W上顯示鄰近骨髓和相鄰軟組織的高信號(hào),后者提示有骨骼和軟組織的水腫[11]。MRI的早期診斷可使患者盡早避免負(fù)重,以防止骨折區(qū)域的骨小梁因受力而被壓縮,使鄰近受損關(guān)節(jié)軟骨塌陷,從而導(dǎo)致持續(xù)疼痛或過早的骨關(guān)節(jié)炎[12]等后遺癥。
SF首先需要與功能不全性骨折即病理性骨折、MTSS、急慢性骨髓炎、無菌性缺血壞死等加以鑒別診斷。病理性骨折主要病因包括血液腫瘤局部的骨骼轉(zhuǎn)移、骨樣骨瘤、非骨化性纖維瘤等,有研究[13]顯示,在非骨化性纖維瘤患者中,當(dāng)腫瘤超過骨干直徑50%或直接大于33 mm極容易引起骨折,應(yīng)盡早手術(shù)進(jìn)行干預(yù)。MTSS主要出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)后脛骨內(nèi)側(cè)疼痛患者,表現(xiàn)為脛骨內(nèi)側(cè)或內(nèi)后側(cè)骨膜水腫(伴或不伴骨髓水腫)及周圍軟組織廣泛水腫,通過保守治療,疼痛通??裳杆倬徑猓?4]。兒童和青少年淺表軟組織感染或急、慢性骨髓炎的發(fā)病率并不低,也需要考慮,有無感染病史、實(shí)驗(yàn)室血常規(guī)及血沉檢查可以提示本病,而MRI對(duì)診斷本病也有很高的靈敏度[15]。無菌性缺血壞死可以通過MRI進(jìn)行診斷。其次,一些常見的情況,比如肌肉扭傷、拉傷或者肌腱炎等也需要加以鑒別。上述腫瘤、感染、缺血性壞死等在活動(dòng)和休息時(shí)均會(huì)發(fā)生疼痛,和SF在早期表現(xiàn)為活動(dòng)后疼痛,休息后緩解有所不同,因此詳細(xì)詢問病史對(duì)診斷相當(dāng)有幫助。
近年來青少年體育運(yùn)動(dòng)得到了廣泛開展,由此SF在青少年中的發(fā)生率也有所提高。X線平片在診斷本病時(shí)的作用有限,早期并不能提示SF。MRI在診斷本病中有舉足輕重的價(jià)值,可以明確本病并盡早干預(yù),以避免各種并發(fā)癥的出現(xiàn);同時(shí)MRI具有沒有射線的優(yōu)點(diǎn),容易為家長(zhǎng)接受,是本病診斷不可缺少的檢查方法。