徐剛 郭穩(wěn) 程克斌 陳濤 周達(dá)飛 王丹丹 呂學(xué)敏

兒童膝關(guān)節(jié)骨折包括關(guān)節(jié)內(nèi)骨折(如脛骨髁間嵴骨折、髕骨骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折)和關(guān)節(jié)外骨折(如股骨遠(yuǎn)端骨折、脛骨近端骨折)。雖然兒童膝關(guān)節(jié)骨折發(fā)病率較低，但是如果不能得到及時正確的診斷和治療，往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的不良后果。膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且兒童膝關(guān)節(jié)周圍有大量軟骨存在，在兒童膝關(guān)節(jié)骨折的診斷中常用的影像學(xué)檢查方法如X線、CT和MRI等各有其局限性。X線檢查可發(fā)現(xiàn)其中絕大部分骨折，但是難以發(fā)現(xiàn)隱匿骨折、單純軟骨損傷和細(xì)小關(guān)節(jié)內(nèi)骨折等；CT在顯示隱匿骨折和關(guān)節(jié)內(nèi)骨折方面優(yōu)于MRI，但無法發(fā)現(xiàn)軟骨損傷且射線劑量較大；MRI具有無輻射和敏感性高等優(yōu)點，在顯示骨挫傷、軟骨損傷和軟組織損傷等方面優(yōu)于X線和CT，但檢查時間較長，幼兒患者需使用鎮(zhèn)靜藥，不便于反復(fù)檢查，對設(shè)備和技術(shù)要求較高且價格昂貴。超聲檢查具有無輻射、可反復(fù)多次檢查、可在床旁進(jìn)行、可動態(tài)檢查和價格低廉等優(yōu)點，近年來在兒童創(chuàng)傷領(lǐng)域逐漸得到廣泛應(yīng)用，目前較多用于顱面骨折、長骨骨折、上肢關(guān)節(jié)損傷以及髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的檢查。關(guān)于超聲在兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷中的應(yīng)用，目前尚無專門的臨床病例研究[1-4]。本研究對超聲檢查在兒童膝關(guān)節(jié)周圍骨軟骨損傷診斷中的應(yīng)用價值進(jìn)行了初步研究，以探索綜合應(yīng)用影像學(xué)檢查手段提高兒童膝關(guān)節(jié)骨折的診斷準(zhǔn)確率。

資料與方法

一、資料

1.一般臨床資料：納入2015年9月至2019年3月北京大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院北京積水潭醫(yī)院小兒骨科收治的膝關(guān)節(jié)骨折患兒27例。其中男18例，女9例；平均年齡7歲4個月(9個月～13歲5個月)。

2.病例納入與排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≤14周歲； ②單側(cè)膝關(guān)節(jié)外傷，外傷史明確；③診斷為膝關(guān)節(jié)骨折，包括股骨遠(yuǎn)端骨折(干骺端骨折和骺損傷)、脛骨近端骨折(干骺端骨折和骺損傷)、髕骨骨折、脛骨髁間嵴骨折以及膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折等。(2)病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①雙側(cè)膝關(guān)節(jié)外傷；②患側(cè)膝關(guān)節(jié)有既往異常。

3.儀器與設(shè)備：銳柯DR7500 X線機(jī)；Philips EPIQ5超聲診斷儀，12-5MHz探頭；Philips Ingenia 3.0T MRI掃描機(jī)，膝關(guān)節(jié)專用線圈。

二、方法

對所有患兒在傷后2周內(nèi)行患側(cè)膝關(guān)節(jié)X線和MRI檢查以及雙側(cè)膝關(guān)節(jié)超聲檢查。將MRI結(jié)果作為診斷標(biāo)準(zhǔn)，將X線和超聲檢查結(jié)果分別與MRI結(jié)果進(jìn)行比較，計算X線、超聲以及二者聯(lián)合應(yīng)用的診斷準(zhǔn)確率；總結(jié)兒童膝關(guān)節(jié)骨折的超聲影像特點。

1.X線檢查：攝膝關(guān)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)正、側(cè)位像。對懷疑為膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折患兒加攝髕骨切線位像。

2.超聲檢查：對所有患兒均按照以下方法行雙側(cè)膝關(guān)節(jié)檢查：(1)屈膝30°位。從膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)掃查股脛關(guān)節(jié)冠狀面，截取股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端骺軟骨最接近且股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端二次骨化中心均可見的層面。(2)膝關(guān)節(jié)伸直位。從膝關(guān)節(jié)前方掃查膝關(guān)節(jié)矢狀面，沿正中線截取層面，觀察股骨遠(yuǎn)端、髕骨和脛骨近端軟骨。(3)膝關(guān)節(jié)屈曲90°位。探頭置于前方，于髕骨上緣水平掃查并測量股骨遠(yuǎn)端髁間窩的軟骨厚度?；純嚎赡芤蛲鈧麩o法屈膝至90°，根據(jù)患兒具體情況決定是否行此體位掃查。(4)膝關(guān)節(jié)動態(tài)掃查。觀察股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端和髕骨等骨性結(jié)構(gòu)以及肌和肌腱、滑囊滑膜、內(nèi)外側(cè)副韌帶、前后交叉韌帶與半月板等軟組織結(jié)構(gòu)[5-8]。骨折的超聲檢查特異性表現(xiàn)為皮質(zhì)骨連續(xù)性中斷，此外還可有皮質(zhì)骨表面不規(guī)則、皮質(zhì)骨表面“臺階形成”、“雙線征”和出現(xiàn)骨軟骨骨折塊等其他征象。對于撕脫骨折，超聲可探及相應(yīng)肌腱或韌帶回縮變形及其末端的撕脫骨片[9-11]。

3.MRI檢查：患者取仰臥位。膝關(guān)節(jié)自然伸直，行矢狀位T1加權(quán)像(T1 weighted image，T1WI)，橫斷位、冠狀位和矢狀位脂肪抑制質(zhì)子密度加權(quán)像(fat suppression proton density weighted image，F(xiàn)S-PDWI )以及矢狀位3D T1加權(quán)快速場回波(3D T1 weighting fast field echo，3D T1 FFE)序列掃描。矢狀位T1WI掃描參數(shù)：視場16.0 cm×16.0 cm，重復(fù)時間595 ms，回波時間20 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，激勵次數(shù)2次，矩陣384×306。矢狀位FS-PDWI掃描參數(shù)：視場16.0 cm×16.0 cm，重復(fù)時間3 600 ms，回波時間40 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，激勵次數(shù)2次，矩陣268×209。冠狀位FS-PDWI矩陣為292×230，橫斷位FS-PDWI矩陣為292×209，其余掃描參數(shù)與矢狀位FS-PDWI掃描參數(shù)相同。矢狀位3D T1 FFE掃描參數(shù)：視場15.0 cm×15.0 cm×10.4 cm，重復(fù)時間20 ms，回波時間4.4 ms，體素0.8 mm×0.8 mm×1.6 mm，矩陣188×188，層數(shù)130層，間隔0 mm，激勵次數(shù)1次。MRI閱片標(biāo)準(zhǔn)：正常關(guān)節(jié)軟骨在FS-PDWI序列和3D T1 FFE序列上表現(xiàn)為高信號，形態(tài)連續(xù)、完整；正常皮質(zhì)骨在T1WI和FS-PDWI序列上表現(xiàn)為低信號，形態(tài)連續(xù)、完整；正常松質(zhì)骨在T1WI上表現(xiàn)為高信號，在FS-PDWI序列上表現(xiàn)為低信號；關(guān)節(jié)軟骨損傷表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨的連續(xù)性中斷或不完整，伴或不伴移位；骨折表現(xiàn)為骨皮質(zhì)斷裂、褶皺；骨軟骨骨折表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨與骨質(zhì)連續(xù)性中斷或不完整，伴或不伴移位；骨髓挫傷在T1WI表現(xiàn)為低信號，在FS-PDWI序列上為高信號。由2位具有10年以上肌骨MRI閱片經(jīng)驗的放射科醫(yī)生共同閱片，當(dāng)存在異議時通過協(xié)商達(dá)成一致。

結(jié) 果

患兒接受超聲檢查距受傷時間平均為3.7(0～13)d，接受MRI檢查距受傷時間平均為7.8(0～13)d。

MRI診斷結(jié)果：關(guān)節(jié)內(nèi)骨折14例，包括脛骨髁間嵴骨折8例、髕骨骨折4例和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折2例；關(guān)節(jié)外骨折13例，包括股骨遠(yuǎn)端骺損傷6例、脛骨近端骺損傷6例和股骨遠(yuǎn)端骺損傷合并脛骨近端骨折1例。見表1。

表1 27例膝關(guān)節(jié)骨折患兒MRI、X線和超聲診斷結(jié)果(例)

X線檢查結(jié)果:漏診1例膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折，其余26例與MRI結(jié)果相符。見表1。

超聲檢查結(jié)果：8例脛骨髁間嵴骨折病例中，4例超聲未見到骨折征象，1例誤診為脛骨近端骨折，3例觀察到前交叉韌帶結(jié)構(gòu)不清伴髁間嵴撕脫骨折骨片(圖1，2)。在6例股骨遠(yuǎn)端骺損傷和1例股骨遠(yuǎn)端骺損傷合并脛骨近端骨折病例均發(fā)現(xiàn)骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷征象；6例脛骨近端骺損傷病例中，5例發(fā)現(xiàn)骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷或骨皮質(zhì)局部隆起，1例未見骨折征象。在4例髕骨骨折病例均觀察到髕骨骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷征象，其中1例合并髕腱增厚。在2例膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折病例中均見關(guān)節(jié)內(nèi)大量積液(血)，其中1例未發(fā)現(xiàn)骨折征象。超聲檢查對7例病例未能獲得正確診斷，其中6例為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，包括5例脛骨髁間嵴骨折(5/8)和1例膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折(1/2)，另外1例為脛骨近端骺損傷。對關(guān)節(jié)內(nèi)骨折和關(guān)節(jié)外骨折的診斷準(zhǔn)確率分別為57%(8/14)和92%(12/13)。14例關(guān)節(jié)內(nèi)骨折均發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)積液(血)，而在13例關(guān)節(jié)外骨折中僅1例股骨遠(yuǎn)端骺損傷有少許髕上囊積液，其余病例均未見積液(血)。見表1。

在本研究組27例病例中，X線診斷準(zhǔn)確率為96%(26/27)，超聲診斷準(zhǔn)確率為74%(20/27)。1例X線檢查漏診病例(膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折)行超聲檢查發(fā)現(xiàn)骨軟骨骨折塊，超聲和X線聯(lián)合診斷準(zhǔn)確率為100%。

圖1 患兒男，7歲6個月。右脛骨髁間嵴骨折 A 膝關(guān)節(jié)側(cè)位X線示脛骨髁間嵴骨折(箭頭所示) B MRI矢狀位脂肪抑制質(zhì)子加權(quán)像示脛骨髁間嵴撕脫骨折(白箭頭所示)及軟骨斷裂(空心箭頭所示) C 右膝關(guān)節(jié)超聲矢狀位掃查示前交叉韌帶結(jié)構(gòu)不清，遠(yuǎn)端可見骨片強(qiáng)回聲(箭頭所示) D 左膝關(guān)節(jié)超聲矢狀位掃查示正常前交叉韌帶(箭頭所示) 圖2 患兒，女，6歲5個月。左脛骨髁間嵴骨折 A 膝關(guān)節(jié)側(cè)位X線示脛骨髁間嵴骨折(箭頭所示) B MRI矢狀位脂肪抑制質(zhì)子加權(quán)像示脛骨髁間嵴撕脫骨折(箭頭所示)及軟骨斷裂 C 左膝關(guān)節(jié)超聲矢狀位掃查示脛骨二次骨化中心遮擋(箭頭所示)，未能發(fā)現(xiàn)脛骨髁間嵴骨折

討 論

兒童骨折常見。在整個兒童和青少年期間(0～16歲)，男孩和女孩發(fā)生骨折的概率分別為42%和27%[12]。X線檢查是對兒童創(chuàng)傷病例首選的最常用的影像學(xué)檢查手段。但是，X線無法顯示軟骨，而且二次骨化中心的形態(tài)在發(fā)育期間呈現(xiàn)進(jìn)行性變化并存在大量變異，因此容易發(fā)生漏診和誤診。此外，X線亦無法直接顯示重要軟組織結(jié)構(gòu)的損傷。CT在顯示隱匿骨折方面優(yōu)于MRI，常用于關(guān)節(jié)內(nèi)骨折和解剖形態(tài)復(fù)雜部位骨折的檢查，但同樣無法顯示軟骨損傷且X線劑量較大。MRI可清晰顯示各種組織結(jié)構(gòu)，在顯示骨挫傷、軟骨損傷和軟組織損傷等方面優(yōu)于X線和CT，但檢查時間較長，幼兒接受檢查時需使用鎮(zhèn)靜藥，不便于反復(fù)檢查，對設(shè)備和技術(shù)要求較高且價格昂貴。

與其他影像學(xué)檢查方法相比，超聲檢查具有無創(chuàng)、無射線、患兒無需鎮(zhèn)靜、可反復(fù)多次檢查、可在床旁進(jìn)行、可動態(tài)檢查、可雙側(cè)對比和價格低廉等優(yōu)點。此外，兒童的軟組織較薄，無論是長骨還是中軸骨均含有大量軟骨成分，超聲檢查對肌肉、肌腱、韌帶、關(guān)節(jié)囊以及軟骨等組織結(jié)構(gòu)均有良好的分辨率，可作為其他影像學(xué)檢查方式的有益補充，在某些疾病中甚至可替代其他影像學(xué)檢查方法成為首選。近年來，超聲檢查在兒童骨科已得到廣泛應(yīng)用，多用于髖關(guān)節(jié)疼痛性疾患(如髖關(guān)節(jié)一過性滑膜炎、髖關(guān)節(jié)化膿性關(guān)節(jié)炎和股骨頭骨骺骨軟骨病)、發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良、骨軟骨病、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎和幼年型類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等骨病以及顱面骨折、長骨骨折、上肢關(guān)節(jié)及髖和踝關(guān)節(jié)損傷等創(chuàng)傷的檢查與診斷。Herren等[13]的研究結(jié)果顯示，對兒童骨科最常見的前臂遠(yuǎn)端骨折，超聲與標(biāo)準(zhǔn)的腕關(guān)節(jié)正側(cè)位X線相比，其敏感性和特異性均為99.5%。而對于兒童肘關(guān)節(jié)骨折，Rabiner等[14]的研究結(jié)果顯示超聲與標(biāo)準(zhǔn)X線相比敏感性為98%，特異性僅為70%。

兒童膝關(guān)節(jié)骨折少見。兒童下肢生長潛力的絕大部分位于膝關(guān)節(jié)周圍。膝關(guān)節(jié)骨折如果不能得到及時正確的診斷和治療，往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的不良后果。利用X線檢查可以準(zhǔn)確診斷膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)外骨折和髕骨骨折，但是對脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折等關(guān)節(jié)內(nèi)骨折則容易漏診或低估傷情[15]。近年來一些學(xué)者對超聲檢查在兒童和青少年膝關(guān)節(jié)損傷的診斷應(yīng)用進(jìn)行了研究，內(nèi)容主要集中在肌肉損傷、肌腱損傷(如髕腱腱圍炎)、韌帶(前后交叉韌帶和內(nèi)外側(cè)副韌帶)損傷、半月板損傷和滑囊滑膜損傷等疾患，而關(guān)于超聲在兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷中的應(yīng)用，目前尚無專門的臨床病例研究[16-18]。

Hübner等[19]對163例兒童的224處懷疑存在骨折部位進(jìn)行了超聲檢查，并將結(jié)果與X線檢查進(jìn)行了比較。全部病例按照損傷部位被分為橈骨、尺骨、脛骨、肱骨、股骨和其他共6組，其他組包括手、足、肘關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)。結(jié)果顯示超聲檢查的診斷準(zhǔn)確率在四肢長骨各組為84.2%～94.4%，而在其他組僅為67.8%。因此該研究者認(rèn)為超聲檢查對兒童四肢長骨骨折的診斷可靠，對復(fù)合傷、關(guān)節(jié)周圍骨折、手足骨折、無移位Salter-HarrisⅠ型骨折以及骨折線<1 mm的骨折的診斷欠可靠。本研究納入了27例兒童膝關(guān)節(jié)骨折，包括14例關(guān)節(jié)內(nèi)骨折和13例關(guān)節(jié)外骨折，超聲診斷的準(zhǔn)確率為74%，與Hübner 等的研究結(jié)果相符。超聲檢查未能獲得正確診斷的病例主要為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，其超聲診斷的準(zhǔn)確率(57%)顯著低于關(guān)節(jié)外骨折(92%)，且漏診的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折病例主要為脛骨髁間嵴骨折。Cho等[20]對25例兒童隱匿骨折病例進(jìn)行了總結(jié)，對所有患兒均在傷后2周內(nèi)行超聲檢查。25例中7例(年齡0.4～14歲)為膝關(guān)節(jié)骨折，包括2例股骨遠(yuǎn)端骨折、2例髕骨骨折、1例脛骨外側(cè)平臺骨折和2例脛骨近端骨折。7例膝關(guān)節(jié)骨折中6例超聲檢查可見皮質(zhì)骨連續(xù)性中斷，1例為皮質(zhì)骨連續(xù)性可疑中斷。本研究結(jié)果與Cho等的研究結(jié)果相同，均提示通過超聲檢查可以直接觀察到股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端及髕骨皮質(zhì)骨連續(xù)性中斷的征象。超聲檢查對股骨遠(yuǎn)端骨折、脛骨近端骨折及髕骨骨折診斷的準(zhǔn)確率較高，對脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折的診斷準(zhǔn)確率較低。脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折均為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，脛骨髁間嵴位于關(guān)節(jié)面中央，而骨軟骨骨折塊則可位于關(guān)節(jié)內(nèi)任何位置。膝關(guān)節(jié)各骨性結(jié)構(gòu)的形態(tài)輪廓對聲波的遮擋導(dǎo)致超聲檢查觀察關(guān)節(jié)面和關(guān)節(jié)間隙的聲窗狹小，無法對膝關(guān)節(jié)內(nèi)部進(jìn)行完整掃查，這可能是超聲檢查對膝關(guān)節(jié)內(nèi)骨折不易獲得正確診斷的主要原因。對于移位較大的脛骨髁間嵴骨折，超聲檢查可以通過觀察前交叉韌帶的斷裂回縮與末端撕脫骨片做出撕脫骨折的診斷。該類型骨折的超聲圖像特點有待進(jìn)一步研究。此外，熟練掌握兒童肌肉骨骼系統(tǒng)的超聲檢查方法需要反復(fù)多次的實踐。

本研究中X線檢查漏診1例，利用超聲檢查該病例發(fā)現(xiàn)了骨軟骨骨折塊，因此超聲和X線聯(lián)合診斷的準(zhǔn)確率為100%。Windschall等[21]對435例1～18歲健康兒童和青少年的雙側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行了超聲測量，發(fā)現(xiàn)4歲以上兒童和青少年中64%以上存在髕上隱窩積液。雖然關(guān)節(jié)積液(血)并非關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的特異性表現(xiàn)，但是本研究組有14例關(guān)節(jié)內(nèi)骨折超聲檢查見關(guān)節(jié)積液(血)，而13例關(guān)節(jié)外骨折中僅1例股骨遠(yuǎn)端骺損傷有少許髕上囊積液。關(guān)節(jié)積液(血)應(yīng)被視為膝關(guān)節(jié)內(nèi)骨折重要的間接征象。當(dāng)X線和超聲檢查均未發(fā)現(xiàn)骨折而超聲提示有關(guān)節(jié)積液(血)時，應(yīng)進(jìn)一步行CT或MRI檢查，以避免漏診。

本研究存在不足之處：病例數(shù)較少；患兒年齡和病種分散；未設(shè)對照組，無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。相信未來隨著病例數(shù)量和經(jīng)驗的增加，對超聲檢查在兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷的應(yīng)用價值將會有更為準(zhǔn)確客觀的評價。

綜上所述，超聲檢查可準(zhǔn)確診斷兒童股骨遠(yuǎn)端骨折、脛骨近端骨折和髕骨骨折，但是對于脛骨髁間嵴骨折和膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折等關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的診斷準(zhǔn)確率較低；超聲檢查可作為X線檢查的有益補充，提高對兒童膝關(guān)節(jié)骨折診斷的準(zhǔn)確率；當(dāng)X線和超聲檢查均未發(fā)現(xiàn)骨折而超聲提示存在關(guān)節(jié)積液(血)時，應(yīng)進(jìn)一步行CT或MRI檢查，以免漏診兒童膝關(guān)節(jié)內(nèi)骨折。