白荣杰; 詹惠荔; 刘悦; 钱占华; 叶薇; 李亚雄; 张慧博

doi:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.25.002

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• 少儿运动损伤影像诊断 •

青少年膝关节局灶性骺板区水肿磁共振表现及临床意义

中华医学杂志, 2016,96(25) : 1965-1970. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.25.002

摘要

目的

研究青少年膝关节局灶性骺板区水肿的影像学特点及临床意义，为正确诊断和治疗提供影像学依据。

方法

选择2010年3月至2015年10月12例无外伤且膝关节疼痛的青少年患者(男9例，年龄12～16岁，平均年龄14岁；女3例，年龄12～15岁，平均年龄13岁)和16例外伤后膝关节疼痛的青少年患者(男12例，年龄10～15岁，平均年龄14岁；女4例，年龄11～13岁，平均年龄12岁)。所有患者均行膝关节磁共振(MR)检查，对照分析无外伤膝关节疼痛患者与外伤后膝关节疼痛患者局灶性骺板区水肿的MRI特点，并测量水肿最远处距骨骺板的平均距离。分别在质子压脂(PD-FS)序列冠状位、矢状位及T₁WI矢状位上，测量水肿区最远处距骺板的垂直距离，取三者平均值，即为水肿最远处距骨骺板的平均距离。将其影像学表现与手术或随访结果进行对照分析，并由双盲法分析确认。

结果

12例无外伤膝关节疼痛的青少年患者局灶性骺板区水肿的MR特点为以骺板为中心波及邻近骨骺和干骺端的局灶性斑片状或细线状T₁WI低信号，PD-FS高信号改变，水肿范围为(14.5±6.6)mm。16例青少年外伤后膝关节疼痛患者骨骺板区水肿的MR特点为骨骺板周围关节面下范围较大的T₁WI低信号、PD-FS高信号区，水肿范围为(26.2±8.8)mm。无外伤骺板区水肿范围与外伤引起的骺板区水肿范围差异有统计学意义(t＝4.346，P<0.05)。

结论

青少年膝关节局灶性骺板区水肿与青少年生长期疼痛和生理性骨骺板闭合有关，不要误诊为异常。而骨骺板周围较大范围的水肿与膝关节创伤有关。

引用本文: 白荣杰, 詹惠荔, 刘悦, 等. 青少年膝关节局灶性骺板区水肿磁共振表现及临床意义 [J] . 中华医学杂志, 2016, 96(25) : 1965-1970. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.25.002.

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青少年膝关节骺板区水肿较常见，主要原因是急性和慢性损伤所致，其中骨折是骺板区水肿的主要原因^[1]。磁共振(MR)是发现骺板区水肿的主要检查方法，表现为股骨远端、胫骨近端或者腓骨近端以骺板中心的局灶性骨骺板边缘骨髓水肿，并可延伸到邻近的干骺端和骨骺，故称为局灶性骺板区水肿(focal periphyseal edema, FOPE)^[2,3]。目前，关于外伤性骺板区水肿MR表现，国内外报道较多^[4,5,6,7]。而关于非外伤FOPE的报道，国内外报道尚不多见^[3]。本研究利用MR成像技术，前瞻性研究青少年膝关节非外伤性FOPE和膝关节疼痛的关系，并与外伤性骺板区水肿进行对照研究，旨在阐明两种FOPE的MR表现特点及其临床意义，为诊断和鉴别诊断提供有价值的影像学依据。

对象与方法

一、对象

1．一般资料：

选择2010年3月至2015年10月28例膝关节疼痛的青少年为研究对象，其中无外伤者12例，外伤患者16例，所有病例均行X线平片和MR检查。12例无外伤者，其中男9例，年龄范围12～16岁，平均年龄14岁；女3例，年龄范围12～15岁，平均年龄13岁。16例有明确的外伤史患者中，男12例，年龄范围10～15岁，平均年龄14岁；女4例，年龄范围11～13岁，平均年龄12岁。

2．纳入标准：

(1)无外伤组：无膝关节外伤史，主诉膝关节疼痛。(2)外伤组：具有明确的膝关节外伤史，主诉外伤后膝关节疼痛。

3．排除标准：

患有膝关节骨关节病、骨骺炎、膝关节肿瘤、骨坏死、感染等病变者均不纳入本研究。

二、方法

1．影像学检查：

(1) X线平片检查：常规摄患侧正侧位片。(2)MR检查：采用Siemens 3.0 T超导MR扫描仪和膝关节线圈。患者取仰卧位，膝关节尽量伸直，线圈尽量裹紧关节。扫描定位时，定位线以髌骨上缘为中心，扫描范围应包括股骨远端和胫腓骨近端，行轴位、冠状位、矢状位三个方位的质子压脂(PD-FS)序列扫描和T₁WI序列扫描。扫描参数设置：扫描野(FOV)160～180 mm，层厚3～4 mm，激发次数(NEX) 1。扫描序列：自旋回波序列(SE)T₁WI序列，重复时间(TR)426 ms，回波时间(TE)14 ms，翻转角90°；PD-FS序列，矢状位重复时间(TR)3 200 ms，TE 45 ms；冠状位TR 3 200 ms，TE 41 ms；轴位TR 3 200 ms, TE 39 ms；翻转角150°。

2．图像分析方法：

由2名高年资骨骼肌肉影像诊断的医师采用双盲法分析、记录和评价无外伤患者与外伤患者MR图像，分析FOPE的部位和范围。参照Thein等^[8]的方法，分别在PD-FS冠状位、矢状位及T₁WI矢状位测量水肿区最远处距骺板的垂直距离，这三者的平均值为水肿区最远处距骺板的平均距离，即为骺板区水肿的范围。对照分析12例无外伤者与16例外伤患者的MR影像资料，并采用双盲法将影像学征象与随访结果进行对照分析。当2名医师意见不一致时，通过临床及放射医师多人会诊，取得一致诊断意见。

3．统计学方法：

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，所有数据采用±s表示，非外伤组和外伤组骺板区水肿范围的比较，采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1．无外伤者局限性骺板周围水肿的MR表现：

12例无外伤患者共有15个水肿区，9个位于股骨远端(图1)，4个位于胫骨近端(图2)，2个位于腓骨近端。MR表现为以骺板为中心的局限性线状或小斑片状T₁WI低信号，PD-FS高信号区，病变波及邻近的骨骺和干骺端，而骨骺板未见异常。其中2个水肿区表现为骺板边缘线状水肿区，其余水肿区均为不同程度斑片状水肿。水肿范围(14.5±6.6)mm，其中水肿区域的范围3.9～7.9 mm的有3个，7.9～21.1 mm有10个，21.1～28.8 mm有2个(表1)。本组MR检查均未发现可以解释膝关节疼痛的异常征象，所有病例均经随访证实患者未进行任何治疗，膝关节疼痛逐渐减轻，最终疼痛完全消失，骺板区水肿范围缩小或消失。

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表1

无外伤组患者临床及影像学特点

表1

无外伤组患者临床及影像学特点

患者编号	年龄(岁)	性别	患侧	部位	水肿区范围(距骺板的最大距离，mm)	临床病史(除膝关节疼痛外)	影像学表现(除局灶性骺板区水肿外)
1	15	男	右	股骨	18.4	无	无
2	14	男	左	股骨	17.9	无	无
2'	14	男	左	胫骨	7.0	无	无
3	12	女	右	股骨	8.1	无	无
4	12	男	右	胫骨	12.2	无	无
5	14	男	左	胫骨	14.6	无	无
6	15	女	左	股骨	10.2	无	无
6'	15	女	左	腓骨	3.9	无	无
7	16	男	左	股骨	28.8	无	无
7'	16	男	右	股骨	17.9	无	无
8	14	男	左	胫骨	13.6	无	无
9	15	男	左	股骨	22.5	无	无
10	15	男	左	腓骨	7.7	无	无
11	12	女	左	股骨	16.0	无	无
12	13	男	左	股骨	18.6	无	无

注：无外伤组2'、6'和7'均代表同一患者不同部位

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图1

无外伤右膝关节疼痛患儿男，15岁，质子压脂(PD-FS)序列、T₁WI矢状位(1A、1B)、PD-FS冠状位(1C)示右股骨远侧以骺板为中心，干骺端及骨骺内小片状不规则水肿，表现为PD-FS点片状高信号，T₁WI低信号，边界清晰，位于骺板边缘；骺板未见明显异常改变，以PD-FS显示更佳(白箭头)

图2

无外伤左膝关节疼痛　患儿男，14岁，PD-FS、T₁WI矢状位(2A、2B)及PD-FS冠状位(2C)示左胫骨近端以骺板为中心，干骺端及骨骺点片状PD-FS高信号，T₁WI低信号区；MRI上未见其他可以解释患者疼痛症状的异常表现(白箭头)

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图1

图2

2．外伤性膝关节疼痛患者骺板区水肿的MR表现：

外伤组16例，共有20个水肿区域，股骨骺板区水肿14个，胫骨骺板区水肿6个。其中19个水肿区MR表现为骺板区大小不等的片状T₁WI低信号，PD-FS高信号，以PD-FS显示最佳(图3)，仅1例患者骺板区水肿表现为线状T₁WI低信号，PD-FS高信号。此外，4例患者MR显示骺板局部不规则变薄，PD-FS序列局部信号增高。水肿范围(26.2±8.8)mm，其中水肿区域的范围10.3～17.5 mm有2个，17.5～35.0 mm有15个，35.0～42.7 mm有3个。此外，16例外伤患者中，5例患者仅表现为片状骺板区水肿，范围较大，但有明确的外伤史。5例患者有明显的骨折征象，并经手术证实(图4)。5例骨骺板损伤。4例手术证实为半月板损伤。内侧副韧带损伤及交叉韧带各2例(表2)。

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表2

外伤组患者临床及影像学特点

表2

外伤组患者临床及影像学特点

患者编号	年龄(岁)	性别	患侧	部位	水肿区范围(距骺板的最大距离，mm)	临床病史(除膝关节疼痛外)	影像学表现(除局灶性骺板区水肿外)
1	13	男	右	股骨	26.7	打篮球扭伤	MRI：外侧盘状半月板损伤
2	12	女	左	股骨	24.6	登山时跌倒	无
2'	12	女	左	胫骨	20.8	跑步时跌倒	无
3	15	男	左	股骨	27.7	踢足球时受伤	MRI：内侧副韧带损伤，胫骨平台骨骺内斑片状水肿；X线：左股骨内侧髁及胫骨髁间嵴骨折
3'	15	男	左	胫骨	10.3	踢足球时受伤	MRI：内侧副韧带损伤，胫骨平台骨骺内片状水肿；X线：左股骨内侧髁及胫骨髁间嵴骨折
4	10	男	左	胫骨	13.2	走路不慎摔倒	无
5	11	女	右	股骨	24.0	打篮球时外伤	MRI：右股骨远端骨折，骺板局部不规则变薄，PD-FS序列局部信号增高
6	13	女	右	股骨	42.5	登山时扭伤	右股骨远端外侧骺板损伤
7	15	男	右	股骨	20.3	踢足球时外伤	右膝关节外侧半月板撕裂。骺板局部不规则变薄，PD-FS序列局部信号增高
8	14	男	右	胫骨	23.2	打羽毛球受伤	右膝外侧盘状半月板损伤
9	13	男	左	股骨	20.2	跳舞时外伤	无
10	11	女	左	股骨	42.7	登山时扭伤	左膝后交叉韧带附着区撕脱骨折。骺板局部不规则变薄，PD-FS序列局部信号增高
10'	11	女	左	胫骨	34.0	打篮球时受伤	左膝后交叉韧带附着区撕脱骨折
11	10	男	右	股骨	31.5	打篮球扭伤	右股骨内侧髁负重区骨软骨损伤。骺板局部不规则变薄，PD-FS序列局部信号增高
12	15	男	右	股骨	26.2	踢足球时跌倒	右膝关节及髌上囊内大量积液
13	14	男	左	股骨	27.6	踢足球时跌倒	内侧副韧带损伤
13'	14	男	左	胫骨	17.6	打篮球时跌倒	内侧副韧带损伤
14	15	男	右	股骨	23.4	踢足球时跌倒	膝关节及髌上囊内少量积液
15	15	男	右	股骨	40.4	打篮球时摔倒	右膝关节大量积液，外侧半月板前角损伤
16	14	男	左	股骨	27.6	跑步时跌倒	无

注：外伤组2'、3'、10'和13'均代表同一患者不同部位

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图3

外伤后膝关节疼痛患儿女，12岁，因跳舞时意外跌倒就诊；质子压脂(PD-FS)序列及T₁WI矢状位(3A、3B)、PD-FS冠状位(3C)示股骨远端骺板区大片状PD-FS高信号、T₁WI低信号区，骨骺内水肿呈点片状，干骺端水肿呈大片状，水肿范围较大向髓腔内延伸，边界不清(白箭头)

图4

外伤后膝关节疼痛　患儿男，15岁，因踢足球跌倒，膝关节扭伤就诊。PD-FS、T₁WI矢状位(4A、4B)以及PD-FS冠状位(4C)示股骨内侧髁及胫骨平台骺板区斑片状、线状PD-FS高信号区；内侧副韧带近端附着点纤维不连续，考虑为内侧副韧带撕裂；股骨内侧髁局部撕脱骨折；胫骨平台骨骺内细小裂隙样PD-FS高信号改变，为骨骺板损伤所致(白箭头)

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图3

图4

3．无外伤组和外伤组骺板区水肿范围比较：

无外伤组骺板区水肿范围明显小于外伤组，分别为(14.5±6.6)mm和(26.2±8.8)mm(t＝4.346，P<0.05)。

讨论

青少年膝关节局灶性骨骺板区水肿的主要原因是急性和慢性损伤所致，其中骨骺板、骨骺及干骺端骨折是FOPE的主要发生机制^[1,2]。此外，生理性骺板闭合也可出现FOPE，在骨骼成熟的过程中，在骺板的骨骺侧可见新的软骨生成，随后以骨化生的形式矿化，形成骨骺和骨干之间的第1次融合。这些化生骨形成可能改变局部力学基础。在受压时，这些区域骨骼的相对活动度减低，从而导致局部损伤、出血和微创伤。因此，这种机制可导致膝关节疼痛，MR表现为FOPE^[3]。

一、无外伤骺板区水肿的MR特点及临床意义

本研究中12例无外伤膝关节疼痛患者均行MR检查，结果显示，以骺板为中心，波及邻近骨骺与干骺端的线状及斑片状质子压脂序列呈高信号改变，范围较局限，平均范围为(14.5±6.6)mm，且骨骺板仍处于未闭合状态。这与Zbojniewicz等^[3]报道的FOPE基本相符。Zbojniewicz等^[3]认为无外伤性膝关节疼痛的青少年患者，其膝关节MR检查可以见FOPE，并经8个月以上的随访证实，FOPE很可能和生理性骺板闭合有关。本组12例15个水肿区，患者均无外伤史，但临床表现为膝关节疼痛，这可能与FOPE有关。因此，对青少年膝关节疼痛且无外伤的患者，MR检查发现FOPE区特征性的表现时，可能与生长痛或生理性骺板闭合有关，建议不要被误诊为异常，不需要进行侵袭性的检查。

二、外伤性骺板区水肿的MR特点及临床意义

外伤性骺板区水肿主要由于创伤使病变区骨髓受损出血、水肿以及骨小梁的断裂所致^[9]。国内学者^[10]通过研究儿童肘关节骨骺损伤发现，骺板周围1 cm范围内出现的骨髓水肿提示该处存在隐匿性骨折或者骨挫伤；本研究16例有明确的外伤史患者，骺板周围水肿均表现为T₁WI序列呈片状低信号，PD-FS序列呈高信号改变，但水肿的范围较大，平均(26.2±8.8)mm。此外，外伤性骺板区水肿大多伴有骨折、肌腱韧带及半月板等结构损伤，如胫骨平台后外侧以及股骨外侧髁处的骨挫伤可以提示可能存在前交叉韧带的损伤^[11,12]。因此，对于有明确外伤史，且MR检查表现骺板区片状水肿的患者，应警惕可能存在骺板及其周围结构的隐匿性损伤，以减少漏诊。

本研究结果表明，外伤性骨骺板区水肿范围明显大于非外伤性水肿，且以片状信号为主，水肿区最远端距离骺板较远，而非外伤性骺板周围区水肿范围小，水肿范围距离骺板较近。这一研究结果为两种骺板区水肿的鉴别诊断提供了新的影像学证据。

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贡献者信息

白荣杰

100035　北京积水潭医院放射科　北京市创伤骨科研究所

詹惠荔

100035　北京积水潭医院放射科　北京市创伤骨科研究所

刘悦

100035　北京积水潭医院放射科　北京市创伤骨科研究所

钱占华

100035　北京积水潭医院放射科　北京市创伤骨科研究所

叶薇

100035　北京积水潭医院放射科　北京市创伤骨科研究所

李亚雄

100035　北京积水潭医院放射科　北京市创伤骨科研究所

张慧博

首都医科大学附属北京朝阳医院放射科

通信作者

张慧博

首都医科大学附属北京朝阳医院放射科

Email：zhanghuibo1972@aliyun.com

关键词

磁共振成像; 膝; 骨骺; 青少年;

基金项目

国家自然科学基金面上项目（81371515）

北京市自然科学基金面上项目（7142075）

首都卫生发展科研专项项目（首发2016-2-1122）

历史

出版日期：2016-07-05

收稿日期：2016-03-28

本文编辑

刘雪松

Focal periphyseal edema zone on MRI and clinical significance of the adolescent knee

Rongjie Bai, Huili Zhan, Yue Liu, Zhanhua Qian, Wei Ye, Yaxiong Li, Huibo Zhang

Published 2016-07-05

Cite as Natl Med J China, 2016, 96(25): 1965-1970. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.25.002

Abstract

Objective

To investigate the MR image characteristics and clinical significance of focal periphyseal edema (FOPE) zone of the adolescent knee which was with or without trauma history, and provide the basis for the correct diagnosis and treatment.

Method

A total of 12 patients (9 boys, age range 12-16 years, average age 14 years old, 3 girls, age range 12-15 years, average age 13 years )who had pain of the knee without the traumatic history and 16 patients (12 boys, age range 10-15 years, average age 14 years; 4 girls, age range 11-13 years, average age 12 years) who were painful in the knee after trauma were included in this study. The knee MR examinations were performed in all the patients. The characteristics of MRI between painful knee without trauma and painful knee after trauma were compared and analyzed, and the average vertical distances from the farthest of the edema area to the epiphyseal plate were measured. The vertical distances were measured respectively in sagittal view and coronal view in PD-FS and in sagittal view in T₁WI, and the average for the three were calculated. At last, the images with the results of operation or follow-up examinations were compared and confirmed by double blind method.

Results

The MRI characteristics of FOPE zone in the 12 adolescent who complained painful knee but had no trauma showed low signal intensity in T₁WI and high signal intensity in PD-FS. The edema centered at the physis and extended into both the adjacent epiphysis and metaphysic.In addition, it shaped like patches and thread, and edema range(14.5±6.6)mm.The MRI findings of the 16 adolescent had pain of the knee after injury characterized by a wide range of low T₁WI signal intensity and increased PD-FS signal intensity involving the articular surface of the epiphysis.The range of edema was (26.2±8.8)mm.There was statistically significant difference between non-traumatic edema and the edema caused by trauma (t=4.346, P<0.05).

Conclusion

A FOPE zone of the adolescent knee is likely to be related to pain in the adolescent growth period and physiologic physeal fusion, and should not be mistaken for an abnormality, while the larger range of edema surrounding the epiphyseal plate may be associated with the trauma of the knee.

Key words:

Magnetic resonance imaging; Knee; Epiphyses; Adolescent

Contributor Information

Rongjie Bai

Department of Radiology, Beijing Jishuitan Hospital, Beijing Trauma Department of Orthopedics Research Institute, Beijing 100035, China

Huili Zhan

Yue Liu

Zhanhua Qian

Wei Ye

Yaxiong Li

Huibo Zhang

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