新戰(zhàn)士脛骨近端生長板閉合程度MRI調(diào)查

夏兆云，顏朝暉，徐榮泰，蔣華平，楊宏美，楊釗林

新戰(zhàn)士脛骨近端生長板閉合程度MRI調(diào)查

夏兆云1，顏朝暉2，徐榮泰1，蔣華平1，楊宏美1，楊釗林1

目的了解新戰(zhàn)士長骨生長板閉合程度與MRI表現(xiàn)。方法采用Tanner二次骨化中心閉合分級標(biāo)準(zhǔn)，對武警某部新兵連230名戰(zhàn)士脛骨近段X線照片進(jìn)行脛骨近端生長板閉合情形觀察與分析，對照和歸納脛骨近端干骺端生長板MRI表現(xiàn)。結(jié)果230名新兵脛骨近端X線照片顯示干骺端生長板Tanner分級中未完全閉合生長板(即1～3級)129例(56.09%，129/230)，4級即生長完全閉合101例(43.91%，101/230)；對脛骨近端干骺端生長板閉合程度MRI評價(jià)，MRI判斷完全閉合生長板67例(29.13%，67/230)；生長板含有A、B、C、D信號三種以上， 或只要含有C、D信號中的任何一種和(或)兩種， MRI判斷未完全閉合生長板163例(70.87%，163/230)，則X線片Tanner分級與MRI評價(jià)完全與未完全閉合閉合生長板兩者有一定的差異(χ2=37.24，P=0.046，P<0.05)；如MRI參照Tanner分級骨化生長板覆蓋干骺端小于或大于1/2標(biāo)準(zhǔn)，則Tanner分級X線2～3級120名， MRI判斷級別顯著低于X線分級(χ2=17.21，P=0.0018，P<0.01)。結(jié)論新戰(zhàn)士脛骨近端干骺端生長板閉合程度不同，MRI能較好地顯示正常生長板閉合程度、形態(tài)及其信號特征。

脛骨；生長板；磁共振成像；新戰(zhàn)士

對干骺端生長板閉合程度的評價(jià)，既往均采用X線照片觀察與分析。筆者隨機(jī)選擇了230名尚未接收規(guī)定科目訓(xùn)練武警某部新兵連戰(zhàn)士，在X線數(shù)字?jǐn)z影照片的基礎(chǔ)上，對照MRI成像資料，了解和掌握新戰(zhàn)士生長板的閉合程度，探討正常生長板接近閉合或閉合MRI表現(xiàn),便于指導(dǎo)部隊(duì)科學(xué)訓(xùn)練。

1 對象與方法

1.1 對象 隨機(jī)選擇武警某部剛?cè)胛樯形唇邮苘娛驴颇空接?xùn)練男戰(zhàn)士230名，均通過服兵役健康檢查和部隊(duì)復(fù)檢。影像調(diào)查對象選擇條件：體格發(fā)育正常，無膝關(guān)節(jié)疼痛、彈響、絞鎖及畸形等；膝關(guān)節(jié)活動(dòng)正常；無系統(tǒng)性疾病和長期服用影響骨骼發(fā)育藥物史；入伍前均無明確膝關(guān)節(jié)外傷。所調(diào)查納入對象攝取雙側(cè)脛骨近段X線照片，MRI一律以左側(cè)膝關(guān)節(jié)作檢查，230名戰(zhàn)士年齡17.5～20.5歲，平均(18.3±1.69)歲。

1.2 圖像采集 MRI檢查使用GE 3.0T HDxt磁共振成像儀，使用GPFLEX膝關(guān)節(jié)線圈， FOV16-18 cm，患者仰臥腳尖向前足先進(jìn)位，線圈中心對準(zhǔn)髕骨下緣。MR掃描序列采用：(1)自旋回波T1加權(quán)序列(SE T1WI，TR500 ms，TE14 ms，反轉(zhuǎn)角度90°)；(2)快速自旋回波T2加權(quán)序列(FSE T2WI，TR 3000 ms，TE100 ms，矩陣256×224)；(3) 脂肪抑制質(zhì)子密度序列(FS-PDWI，TR 2500 ms，TE 12 ms，矩陣256×224)及短時(shí)間翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(STIR，TR 3000 ms，TE 42 ms，矩陣256×192)；切面方向包括矢狀位、冠狀位、軸位； T2- mapping輔以軟骨定性。X線攝片使用NE-1000 DR儀，影像板17寸×17寸，矩陣1024×1024，像素點(diǎn)小于130 μm，分辨率14 bits；曝光參數(shù)：56～62 kV，8～12 mAS，焦板距75 cm，中心線經(jīng)髕骨下緣垂直射入影像板中心。

1.3 圖像分析 脛骨近端干骺端生長板X線圖像觀察，采用Tanner分級[1]：1級，生長板邊緣模糊，可見骨小梁少量通過；2級，生長板邊緣模糊，變薄，骨小梁通過生長板范圍小于1/2；3級，生長板骨化范圍大于1/2，尚可見無骨小梁通過的生長板；4級，生長板完全骨化、變薄消失，或骨化致密線樣表現(xiàn)。脛骨近端干骺端生長板MRI圖像觀察采用美國SUN公司ADW4.3圖像工作站行圖像后處理和PACS終端圖像數(shù)據(jù)采集，將觀察層面放大4倍，每個(gè)序列各圖像光學(xué)分辨率盡量一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采取SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)數(shù)資料采用秩和檢驗(yàn)(Wilcoxon)及χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 X線表現(xiàn) 230名新戰(zhàn)士脛骨近段X線照片均可見生長板開始閉合征象，兩側(cè)脛骨近端生長板閉合程度無明顯差異，年齡與脛骨近段干骺端生長板閉合程度Tanner分級對應(yīng)關(guān)系見表1，隨著年齡的增長脛骨近段干骺端生長板閉合級別越高(χ2=19.31，P<0.05)。其中1級9名(3.91%)，2級35名(15.22%)，3級85名(36.96%)。1～3級即未完全閉合生長板129名(56.09%)，X線表現(xiàn)脛骨近段干骺端不同程度骨小梁通過，生長板寬厚不一，部分呈不均勻透光線，形態(tài)呈波浪狀或駝峰樣表現(xiàn)(圖1)。4級即完全閉合生長板101名(43.91%)，X線表現(xiàn)為脛骨近段干骺端生長板顯著變薄，與脛骨端骨質(zhì)結(jié)構(gòu)無法分辨、完全消失或呈致密線樣表現(xiàn)。

表1 230名新戰(zhàn)士年齡與生長板閉合程度X線照片Tanner分級對應(yīng)關(guān)系 (n；%)

注：脛骨近段干骺端生長板隨著年齡的增長閉合級別越高(χ2=19.31,P<0.05)

2.2 MRI表現(xiàn) 230名新戰(zhàn)士脛骨近段干骺端生長板或生長板區(qū)域MRI矢狀位、冠狀位及橫斷位多序列成像，其生長板所包括的MRI信號可歸納為四種：A同骨皮質(zhì)信號；B同干骺端松質(zhì)骨信號；C同腓腸肌信號；D同關(guān)節(jié)軟骨信號。其中，生長板顯著變薄、完整等同骨皮質(zhì)信號(A信號)呈均勻一致線樣表現(xiàn)30例(13.04%，圖2A)，完全等同干骺端松質(zhì)骨信號(B信號)，生長板結(jié)構(gòu)與干骺端不能辨認(rèn)或消失16例(6.96%)；表現(xiàn)為同骨皮質(zhì)與松質(zhì)骨混合信號(A+B信號)21例(9.13%，圖2B)；表現(xiàn)為上述四種中至少三種比例不等信號的生長板163例(70.87%，圖2C)，X線照片顯示生長板內(nèi)不均勻透光線或半透光線，MRI表現(xiàn)相應(yīng)的C、D兩種信號；其形態(tài)表現(xiàn)為不全夾心式生長板，上下不完全覆蓋皮質(zhì)信號或松質(zhì)骨信號，夾心為上述多種信號，點(diǎn)狀、結(jié)節(jié)狀及片絮狀混雜信號；生長板邊緣呈冠帽狀覆蓋于脛骨近段干骺端，生長板中央?yún)^(qū)或偏中央?yún)^(qū)顯示鋸齒狀、波浪狀及駝峰狀多種輪廓，本組230名調(diào)查者中未見生長板內(nèi)液體信號。MRI顯示生長板內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征優(yōu)于X線片。

圖1 脛骨近段X線

2.3 MRI與X線片對比 新戰(zhàn)士脛骨近段干骺端生長板閉合程度X線照片Tanner分級與MRI信號對應(yīng)關(guān)系比較顯示，其生長板的基本形態(tài)相似，以含同骨皮質(zhì)信號和(或)同干骺端松質(zhì)骨信號為生長板完全閉合，即生長板單純A信號、單純B信號和A+B混合信號，以不含C、D信號中的任何一種：則MRI判斷完全閉合生長板67例(29.13%)；生長板含有A、B、C、D信號三種以上信號， 或只要含有C、D信號中的任何一種和(或)兩種信號，則MRI判斷未完全閉合生長板163例(70.87%)。X線照片Tanner分級與MRI評價(jià)完全與未完全閉合閉合生長板兩者有一定的差異(χ2=37.24，P=0.046)。如MRI參照Tanner分級骨化生長板覆蓋干骺端小于或大于1/2標(biāo)準(zhǔn)，其中Tanner分級X線2-3級120名，則MRI判斷級別顯著低于X線分級(χ2=17.21，P=0.0018)。

3 討 論

3.1 選擇脛骨近段生長板MRI評價(jià)的臨床意義 長骨二次骨化中心與干骺端之間的連接稱為干骺端生長板或骺板，脛骨近段干骺端生長板是人體長骨中二次骨化中心閉合最晚的骺軟骨[1-3]，中國人男性脛骨近段干骺端生長板完全閉合平均在17.5～2l.5歲[2,4]，正是新兵入伍年齡，也是長骨二次骨化中心開始閉合、接近閉合或完全閉合的時(shí)間段，更是青春期生長發(fā)育的最后階段。新戰(zhàn)士入伍后將進(jìn)行規(guī)定科目的正規(guī)軍事訓(xùn)練，其生長板軟骨細(xì)胞的活動(dòng)受多種生理和病理因素的影響，閉合過程所需時(shí)間個(gè)體差異較大，脛骨近段參與膝關(guān)節(jié)復(fù)雜和形式多樣的運(yùn)動(dòng)，脛骨近段干骺端承載人體靜止站立或直立運(yùn)動(dòng)最大的負(fù)荷和傳導(dǎo)應(yīng)力，受周圍韌帶和肌肉的保護(hù)相對較少。因此，在日常訓(xùn)練中受傷概率高，X線攝片較難發(fā)現(xiàn)異常征象，容易被忽視和漏診，進(jìn)而影響骨骼的正常生長與發(fā)育。本組資料選擇開訓(xùn)前新戰(zhàn)士生長板的閉合程度MRI調(diào)查，建立訓(xùn)練前生理指標(biāo)檔案，為開訓(xùn)后戰(zhàn)士生理相關(guān)指標(biāo)變化研究做對比提供資料，為指導(dǎo)和幫助基層部隊(duì)開展軍事訓(xùn)練，結(jié)合個(gè)體差異、年齡因素實(shí)施訓(xùn)練強(qiáng)度，對基層部隊(duì)科學(xué)擬定訓(xùn)練計(jì)劃有一定的指導(dǎo)意義。

3.2 脛骨近段生長板MRI信號特點(diǎn)與生理基礎(chǔ) 本組MRI影像資料顯示生長板MR信號構(gòu)成包括了同骨皮質(zhì)、同干骺端松質(zhì)骨、同腓腸肌以及同關(guān)節(jié)軟骨四種不同比例的信號，其信號的形成符合生長板閉合的生理連續(xù)、動(dòng)態(tài)過程[5-7]，生長板在青少年發(fā)育的過程到發(fā)育的終止，包括了軟骨細(xì)胞分裂迅速增殖，數(shù)量減少，成軟骨(纖維)細(xì)胞的退變和先期鈣化帶，以及二次骨小梁形成系列生理閉合過程，隨著年齡的增長，X線和MRI顯示生長板結(jié)構(gòu)逐步為線樣皮質(zhì)密度和(或)松質(zhì)骨密度取代，最終生長板完全閉合。其MRI顯示生長板中A、B兩種信號是生長板發(fā)育的閉合后骨化階段，C、D兩種信號的構(gòu)成與生長板成纖維化軟骨、非成纖維化軟骨或生長板生理閉合過程殘存軟骨有關(guān)。因?yàn)閄線照片對軟骨、成軟骨(纖維)退變生理階段，以及先期鈣化帶骨化程度的顯示分辨率遠(yuǎn)低于MRI，因此MRI對生長板的閉合程度評價(jià)要優(yōu)于X線照片，所以在日常軍事訓(xùn)練后及外傷時(shí)，膝關(guān)節(jié)或脛骨上端疼痛，常規(guī)X線檢查不明確或不確定異常，排除膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)異常后，應(yīng)行MRI檢查，觀察是否有生長板損傷存在，及時(shí)處理，以防止加重?fù)p傷或下肢發(fā)育畸形。

3.3 生長板閉合程度分析方法尚需完善 本組脛骨上段干骺端生長板MRI調(diào)研調(diào)查研究，雖然說明新入伍戰(zhàn)士中存在脛骨近端干骺端未完全閉合生長板，MRI檢查優(yōu)于X線照片顯示生長板，但未對兵源地域、營養(yǎng)狀況、整體發(fā)育等因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，且其資料尚不能說明X線分級在每個(gè)年齡組中未完全閉合生長板的實(shí)際比例，需要進(jìn)一步擴(kuò)大每個(gè)年齡組內(nèi)樣本量和總體樣本量，在具備年齡組間方差齊性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步調(diào)查和分析不同年齡所占未完全閉合生長板的比例，以提供MRI正常生長板的閉合程度分級，并需要進(jìn)行科目訓(xùn)練前后生長板的觀察，更好地為指導(dǎo)基層科學(xué)訓(xùn)練提供幫助。

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(2013-07-29收稿 2013-10-14修回)

(責(zé)任編輯 郭 青)

MRIstudyofclosuredegreeofgrowthplateoftheproximaltibiainrecruits

XIA Zhaoyun, YAN Chaohui, XU Rongtai, JIANG Huaping, YANG Hongmei, and YANG Zhaolin.
1. Department of Radiology, 2. Department of Ultrasound， Jiangsu Provincial Corps Hospital, Chinese People’s Armed Police Forces, Yangzhou 225003, China

ObjectiveTo study MRI manifestations of long bone growth plate in recruits.MethodsImaging characteristics were studied through 230 male soldiers before the military exercise. Using X-ray imaging of growth plate of the proximal tibia of recruits before training and Tanner’s staging criteria of the growth plate cartilage of the secondary ossification center, the closure degree of growth plate of the proximal tibia was observed and analyzed. Imaging of X-rays and MRI on the closure degree of the epiphyseal line was concluded and compared.ResultsAccording to Tanner’s staging criteria of the closure degree displayed on X-ray picture in 230 recruits of growth plate of the proximal tibia, incomplete closed in 129 cases(56.09%)，complete closed in 101 cases(43.91%). MRI images showed that incomplete closed in 163 cases(70.87%)，complete closed in 67 cases(29.13%); the difference between the two were significant by comparing with the closure degree of growth plate of the proximal tibia(χ2=37.24，P=0.046). The morphologic appearances of long bone growth plate were also different. MRI signal intensity of the growth plate can be divided into four categories：(A)signal similar to the cortical bone; (B) signal similar to cancellous bone; (C) signal similar to the gastrocnemius muscle; (D) signal similar to articular cartilage. Containing A and(or) B signal was defined as complete closed growth plate，the others were incomplete closed ones. Referring to Tanner’s staging criteria, cartilage of growth plate overlies over or less than one half on the metaphyseal region. The number of the second degree and third degree in X-ray manifestations added to 120 cases, which far surpass that in MRI(χ2=17.21，P=0.0018).ConclusionsThe proximal tibial stem epiphyseal growth plate closure degrees in recruits are different. MRI has high spatial resolution and high SNR so that it can clearly reveal the growth plate, can display closing degree of normal growth plate of the proximal tibia , morphologic and signal characteristics.

tibia；growth plate；MR imaging；recruits

夏兆云，博士，主任醫(yī)師，E-mail：shinezy@163.com

225003揚(yáng)州，武警江蘇總隊(duì)醫(yī)院：1. 醫(yī)學(xué)影像科，2.超聲科

顏朝暉，E-mail：shinezy_wj@126.com

R322.7，R445.2