脂肪垫征、双弧征、肱骨前线,这三种肘部征象你了解吗?
脂肪垫征
The Fat Pad Sign
表现
脂肪垫征在肘关节X线侧位片显示,表现为肘关节囊前后方的透亮影,前脂肪垫(anterior fat pad,AFP)表现为邻近肱骨远端呈直角三角形的透亮影;后脂肪垫(posterior fat pad,PFP)表现为鹰嘴窝区域见新月形透亮影,正常情况下一般不可见。肘关节外伤或其他疾病时,关节囊内积液肿胀致脂肪垫征阳性(图1)。MRI矢状位显示肘关节囊内积液、软组织肿胀、骨挫伤和隐匿性骨折等。
图1 脂肪垫征
A. ①AFP的顶角角度(apical angle),AFP近端部分与肱骨前方形成的交角;②底边(base length),从肱骨最前方到AFP最远端、最前方的距离;③斜边(hypotenuse),AFP近端到最远端的距离;B.肘关节X线侧位可见脂肪垫征阳性,AFP和PFP皆阳性,AFP顶角角度约为33°,提示关节囊内骨折可能(箭头)
解释
肘关节囊上界为冠突和桡骨窝上方约5mm处的肱骨腹侧面,内、外上髁基底部,鹰嘴窝上缘;其下界为尺骨上端软骨缘和桡骨颈(约桡骨头和粗隆间距离的1/2)。关节囊前、后方较松弛薄弱,但其前方有肱肌纤维束,后方有肱三头肌腱束起加强关节囊作用,关节囊两侧纤维紧张增厚,参与形成侧副韧带。解剖学上,肱骨内、外上髁均位于关节囊外,脂肪垫位于关节囊内、滑膜囊外。正常肘关节X线侧位片上,PFP位于鹰嘴窝内,因骨质重叠遮挡而不可见。由于AFP位置较浅,故部分AFP可见。当肱骨远端骨折时,关节腔内积液或积血,滑膜囊肿胀推挤脂肪垫向后移位,致后脂肪垫可见(后脂肪垫征),前脂肪垫扭曲、位置抬高(帆船征)。
讨论
1954年Norell首次描述了脂肪垫征象,是指放射学检查中可见的、位于关节囊内/滑囊外的脂肪组织。在肘关节X线侧位片上位于肘关节囊前方和后方,呈三角形或新月形透亮影。当存在肘部骨折时,脂肪垫征阴性可能预示着骨折位于关节囊外,或是由于关节囊和滑囊破裂,液体渗透到周围软组织中,无滑膜囊膨胀。脂肪垫征阳性除与创伤因素密切相关外,文献报道还与其他因素相关,如感染性和风湿性关节炎渗出。
文献报道,阳性脂肪垫征与肘关节隐匿性骨折存在一定相关性,PFP较AFP能更好地预测关节内骨折,且具有更高特异性。
Aubaidia等收集26例年龄在6~12岁之间、具有肘部创伤病史的患者行肘部MRI检查,所有患者肘关节X线侧位片皆具有阳性AFP征象,AFP与PFP征象皆为阳性的有7例,但均未见确切骨折。MRI检查发现6例隐匿性骨折,占23%;肘关节X线侧位片AFP和PFP皆为阳性的患者MRI检查均发现骨质损伤;肘关节X线侧位片仅有AFP阳性的19例患者中,12例MRI发现骨质损伤;1例骨折伴关节囊破裂。13例MRI检查有肌肉损伤的患者中,8例肘关节X线侧位片AFP阳性,AFP和PFP皆为阳性的5例。Aubaidia等认为屈肘位时滑膜囊内积液首先聚集在前部并抬高AFP,随着囊内积液增多,囊内压力增高,PFP才会进一步显示,可能是由弯曲肘部放松前方肱肌而绷紧后方的肱三头肌所致。MRI检查可发现隐匿性骨折,提示X线片脂肪垫征阳性与隐匿性骨折的相关性可能被高估。此外,脂肪垫征阳性可能与关节囊内骨质挫伤、关节囊周围肌肉的撕裂和水肿相关。
有学者认为当AFP异常时,其正常类三角形消失,表现为“帆船状”改变或向上、向前移位,但目前对于AFP异常的特征性表现仍没有明确定义。
Blumberg等试图通过测量分析AFP三角的顶角角度、底边、斜边及AFP基底部到肱骨骨骺远端的距离来描述AFP。在肘关节X线侧位片上分析497位肘部外伤患儿AFP三角的四个测量值(①AFP的顶角角度,AFP近端部分与肱骨前方形成的交角大小;②底边,从肱骨的最前方到AFP最远端、最前方的距离;③斜边,AFP近端到最远端的距离。)与关节创伤的相关性,结果发现:AFP顶角角度大小与AFP正常与否相关,而其他的测量值受患儿年龄影响。Blumberg等认为AFP顶角小于19°,提示AFP正常、患儿关节囊内无隐匿性骨折,且有较高相关性,可以通过测量AFP顶角来预测患儿肘关节内有无渗出或是否存在骨折风险。
通常而言,脂肪垫征(帆船征、后脂肪垫征)阳性警示临床医生可能存在骨折或其他关节囊内疾病。
判读要点
● 脂肪垫征阳性对肘关节腔内积液、关节囊内骨折有一定提示作用;
● 在肘关节X线侧位片或MRI矢状位观察;
● 预测关节内骨折后脂肪垫征阳性具有较高特异性,前脂肪垫征阳性具有较高敏感性;
● 前脂肪垫顶角大于19°对隐匿性骨折具有一定提示作用;
● MRI注意观察伴发的软骨损伤,关节面下骨挫伤,肌肉损伤等表现。
双弧征
The Double-arc Sign
表现
双弧征在肘关节X线侧位片或CT三维重建中显示,表现为肱骨远端两个非同心圆的弧线形骨块影,提示肱骨小头和肱骨滑车骨折(图2)。
解释
正常成人肘关节X线侧位片上,肱骨远端为肱骨内外侧髁重叠投影,肱骨滑车与尺骨近端构成肱尺关节,关节间隙光整。当肱骨远端关节囊内出现骨折,即肱骨远端冠状面骨折时,骨折线若同时累及肱骨小头和肱骨滑车,肘关节X线侧位片就会显示特征性的双弧征,分别是游离的肱骨小头和肱骨滑车重叠形成两个弧形边缘。
肱骨远端冠状面骨折是一种非常少见的关节囊内骨折,其损伤机制为摔倒时肘关节伸直,手掌触地,前臂前旋,暴力经桡骨小头传导至肱骨小头,两端相互撞击,形成“剪切伤”,可造成肱骨小头骨折并累及大部分的肱骨滑车,即肱骨小头-滑车骨折,又称为肱骨小头冠状面剪切骨折。肘关节X线侧位片上显示典型的半月形骨折片及双弧征,是肱骨小头-滑车骨折的特异性影像学特征。肱骨小头-滑车骨折是囊内型骨折,因此X线摄片显示的碎骨片并不能完全反映骨折的严重程度。若出现漏诊则会继发严重并发症,骨折断端嵌于关节囊内,周围无明显软组织附着,保守治疗不能恢复肘关节的正常功能,因此准确诊断并及时切开复位内固定是该损伤首选的治疗方法。
图2 双弧征
A.正常肘关节侧位X线图;B.患者肘关节X线侧位片示肱骨远端可见两个弧形:一个弧提示肱骨小头游离(细箭头),另一个弧是肱骨滑车游离(粗箭头),双弧征提示肱骨远端冠状面DubberleyⅢ型骨折;C.同一患者肘关节X线正位片可见肱骨小头骨皮质不连续(细箭头),肱骨滑车可见线状透亮影(粗箭头);D. CT的VR图像可见肱骨远端肱骨小头-滑车骨折
讨论
双弧征是肱骨小头-滑车骨折的影像诊断的直接征象,在肘关节X线侧位片上观察,肱骨远端显示典型的半月形骨折片及双弧线影。
孤立的肱骨远端关节面下骨折和肱骨小头骨折是非常罕见的,约占肘关节骨折的1%和肱骨远端骨折的6%。肱骨小头骨折的创伤机制与桡骨小头对肱骨小头的剪切伤有关,骨折线不仅累及肱骨小头,还累及肱骨滑车的大部分,因此得名肱骨小头-滑车骨折。Mckee等通过观察6例肱骨小头骨折,提出肱骨小头骨折特征性X线征象-双弧征,即在肘关节X线侧位片观察到两个非同心圆的弧形影,一个为游离的肱骨小头,另一个为游离的肱骨滑车。X线摄片可以显示骨折的大致部位,CT多平面重建技术能显示肱骨远端冠状面的细微结构,帮助骨折分型,常用的分型有以下几种。
使用最早的是Bryan-Morrey分型,分为3型。Ⅰ型(Hahn-Steinthal骨折),有较大的肱骨小头冠状面骨折碎骨片;Ⅱ型(Kocher-Lorenz骨折),肱骨小头软骨下骨游离;Ⅲ型(Broberg-Morrey、Grantham骨折),肱骨小头粉碎性骨折;其中以Ⅰ型最为常见。Mckee在Bryan-Morrey Ⅰ型的基础上增加了第Ⅳ型,即肱骨小头与肱骨滑车均受累,肱骨小头-滑车型骨折,此型也较常见。
创伤骨科协会提出的AO分型:肱骨远端冠状面的剪切型骨折统称为B3型,仅累及肱骨小头的骨折为B3.1型,仅累及肱骨滑车的骨折为B3.2型,肱骨小头与肱骨滑车均累及的为B3.3型。
Ring等基于术中所见,提出Ring分型,分为5型。Ⅰ型,单一骨折片来自肱骨小头和肱骨滑车侧方;Ⅱ型,在Ⅰ型的基础上累及肱骨外上髁;Ⅲ型,肱骨小头后方干骺部骨质嵌塞;Ⅳ型,累及肱骨滑车后方;Ⅴ型:累及肱骨内上髁。
目前应用最为广泛的是Dubberley分型,分为3型。Ⅰ型,单纯肱骨小头骨折,可累及小部分肱骨滑车;Ⅱ型,肱骨小头和肱骨滑车为一块骨折块;Ⅲ型,肱骨小头和肱骨滑车骨折块分离(粉碎性),其中根据肱骨远端后方骨质是否完整分为A、B两个亚型,A亚型骨折线不累及肱骨远端后方,B亚型骨折线累及肱骨远端后方。该分型能为临床制定手术方式和预后评估提供指导。
由此可见,Bryan-Morrey Ⅳ型、AO分型的B3.3分型、Ring分型的Ⅴ型以及Dubberley Ⅲ型骨折均可在肘关节X线侧位片观察到双弧征,都能准确的对肱骨远端冠状面剪切伤做出诊断。
通常而言,肱骨远端冠状面骨折都需要外科手术复位。Watts等对50例术中确认为肱骨小头-滑车骨折的病例进行分析,并与术前影像评估(X线和CT)进行比较,发现双弧征的阳性预测值高达100%,敏感度为66%,影像学的准确评估是选择手术方式的重要依据。
判读要点
● 肱骨远端冠状面骨折,即肱骨小头-滑车骨折的直接征象;
● 在肘关节侧位片或通过CT多平面重建观察;
● 诊断肱骨远端冠状面骨折阳性预测值较高,敏感度相对稍低;
● 肱骨小头-滑车骨折应做到手术解剖复位,否则影响预后。
肱骨前线
The Anterior Fumeral Line
表现
肱骨前线在肘关节X线侧位片显示,肱骨前线为沿肱骨干骨皮质前缘划一条直线,正常情况下肱骨前线应通过肱骨小头的中三分之一,若相交点位置发生偏移,即为肱骨前线征阳性,提示肱骨髁上骨折可能(图3)。
图3 肱骨前线
A.2岁正常儿童肱骨前线过肱骨小头前1/3(肱骨前线:肘关节X线侧位片上沿肱骨前缘骨皮质作直线延续至肘关节);B.9岁正常儿童肱骨前线通过肱骨小头中1/3;C.2岁患儿肱骨前线不与肱骨小头相交,肱骨远端骨皮质不连续,提示肱骨髁上骨折;D.7岁患儿肱骨前线未通过肱骨小头中1/3,肱骨远端骨质不连续,周围软组织肿胀,可见周围脂肪垫翘起,提示肱骨髁上骨折;E.8岁患儿肱骨前线通过肱骨小头骨骺的前1/3,肱骨远端后缘骨皮质不连续,提示肱骨髁上骨折
解释
正常情况下,肘关节侧位片上沿肱骨干骨皮质前缘划一直线为肱骨前线,人为地将肱骨小头分为3等份,肱骨前线应与肱骨小头的中三分之一相交,若相交点移位,即为肱骨前线征阳性,提示肱骨髁上骨折可能。
当肘关节受到轴向的暴力作用,桡骨头撞击肱骨小头,作用力传导至肱骨远端最狭窄、最薄弱的地方即肱骨髁上区域,致肱骨髁上骨折并移位,此时肱骨前线与肱骨小头的交点就会发生前移或后移(屈曲型或伸直型肱骨髁上骨折)。
但肱骨前线位置与患者年龄相关,并存在一定变异。四岁以下的正常儿童肱骨前线与肱骨小头前或中三分之一相交。五岁以上的正常儿童肱骨前线则与肱骨小头中三分之一相交。
讨论
肘关节是儿童最常见的外伤部位。由于儿童肘关节解剖关系复杂,X线平片重叠较多,隐匿性骨折不容易被及时诊断,漏诊将严重影响预后。因此,通过间接征象判断肘关节损伤就显得非常重要。儿童肘关节创伤最常见的是肱骨髁上骨折,多发生于九岁以下儿童,男性多见。分析肘关节外伤后骨折的案例发现,肱骨前线征对肱骨髁上骨折的诊断和治疗有指导意义。
肱骨前线征由Rogers等在1978年首先提出,通过对35个不同年龄的儿童肘关节侧位片观察后发现94.3%(33/35)的肱骨前线穿肱骨小头的中三分之一,5.7%(2/35)的肱骨前线穿肱骨小头的前三分之一,这两名儿童的年龄均小于2.5岁。Herman等对60个正常儿童肱骨前线位置测量数据进行分析发现,肱骨前线通过肱骨小头前三分之一占30%,中三分之一占52%,后三分之一占18%。年龄小于4岁的儿童,肱骨前线穿过肱骨小头前或中三分之一,年龄大于4岁的儿童中有62%的肱骨前线通过肱骨小头中三分之一。Ryan等对124个正常儿童的肘关节侧位片观察发现,所有被检查者肱骨前线都通过肱骨小头,年龄大于5岁的儿童肱骨前线100%(52/52)穿过肱骨小头中三分之一。年龄小于5岁的儿童,尤其是小于2岁的儿童,有三分之一的肱骨前线穿过肱骨小头前三分之一。Herman和Ryan等对肱骨前线位置与年龄的相关性研究肯定了Rogers的观点,即肱骨前线在4岁以上的儿童中均通过肱骨小头中三分之一,4岁以下的儿童,肱骨前线均通过肱骨小头前或中三分之一。综上所述,正常儿童肱骨前线都应穿肱骨小头,特别是大于5岁的儿童,肱骨前线均穿过肱骨小头中三分之一。若交叉点移位,则提示肱骨髁上骨折可能。
肘关节外伤时,肱骨髁上是肱骨远端最薄弱的部分,最容易发生骨折、脱位。受伤机制不同,肱骨小头移位的方向不同,肱骨前线与肱骨小头的交点位移的方向亦随之不同。伸直型肱骨髁上骨折时,肱骨前线与肱骨小头交点后移或不相交,屈曲型肱骨髁上骨折,肱骨前线与肱骨小头交点前移或不相交。因儿童对外伤后疼痛难以耐受,摄片时很难配合技术员摆出肘关节标准侧位(后旋屈曲90°),因肱骨前线平行于肱骨骨干,因此肱骨前线不受肘关节屈曲程度的影响,可作为肘关节创伤时的判断依据。综上所述,肱骨前线征是肱骨髁上骨折的诊断依据,特别在患儿配合欠佳的情况下,也能依据此征象诊断骨折。
肱骨前线不仅是肱骨髁上骨折的X线诊断依据,同样也是临床医生对肱骨髁上骨折治疗后的复位标准。Kao等对101例儿童肱骨髁上骨折回顾分析发现,肱骨前线与肱骨小头的位置关系是一种非常简便、有效的骨折复位标准:如果复位后肱骨前线穿过肱骨小头中三分之一,那么患儿肘关节屈曲和整体活动度较好;如果复位后肱骨前线穿过肱骨小头前三分之一时,则会影响肘关节功能;如果复位后肱骨前线位于肱骨小头后方,属过度复位,应及时矫正。
肱骨前线是儿童肘关节外伤时重要的判读指标,在肘关节侧位X线片上观察,既能对骨折作出诊断又可提供复位标准。
判读要点
● 儿童肱骨髁上骨折重要诊断依据;
● 在肘关节侧位X线片观察;
● 4岁以下儿童肱骨前线均通过肱骨小头的前或中三分之一;4岁以上儿童肱骨前线均通过肱骨小头的中三分之一;
● 肱骨前线还是肱骨髁上骨折的复位标准,复位后肱骨前线应尽量通过肱骨小头的中三分之一。