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骨科

不同影像学方法诊断异位骨化诊疗的价值研究进展

作者:靳会宾 来源:临床和实验医学杂志 日期:2015-02-13
导读

异位骨化(HO)是指发生于骨组织以外的正常软组内的异位畸形成骨,是一个动态发展的过程。随着近年来影像新技术的不断发展,各种影像技术在异位骨化的早期诊断及对骨组织成熟度的判断中呈现出不同的特点:

异位骨化(HO)是指发生于骨组织以外的正常软组内的异位畸形成骨,是一个动态发展的过程。1918年,Dejerine和Cecillie首次报道了第一次世界大战中发生在脊髓受伤病人的软组织内的异位成骨,并称之为关节周围骨关节病,这也是最早期对异位骨化的命名。因异位骨化的早期临床表现与局部炎症相似并且多发生于肌肉组织内,故不少文献至今仍称之为骨化性肌炎(MO)。但Lima等学者认为,异位成骨并非仅发生于肌肉组织,如此命名并不确切,应将发生于骨组织以外的异常骨化统称为异位骨化。

  关于异位骨化的病因,近年来虽有学者进行了大量研究,但其具体原因及分子机制尚不明朗。临床上通常按异位骨化的成因将其分为两大类,即遗传性异位骨化和继发性异位骨化。遗传性异位骨化临床上相对少见,如进行性骨化性纤维发育不良,多在儿童时期早期发病。继发性异位骨化多发生于外伤(如肌肉损伤、烧伤、关节置换术后)或中枢神经系统损伤(如颅脑、脊髓损伤造成的偏瘫)。

  近年来,随着人工髋关节置换术的普及、车祸发生率的增加及神经系统疾病的高发,继发性异位骨化在临床上越来越常见,并逐渐受到重视。异位骨化的早期临床表现多不典型,表现为局部软组织红肿、发热及轻微疼痛,较难与蜂窝组织炎、骨髓炎、血栓性静脉炎、深静脉血栓形成、局部感染和脓肿等疾病鉴别。晚期多有成熟骨组织形成,可造成关节僵硬与活动受限,给生活带来极大不便。故而对异位骨化早期的诊断和干预尤为重要,然而临床上尚未出现较敏感且特异的化验指标,且其早期临床表现并不典型,所以影像学检查越来越突显出其重要的早期诊断的价值。目前研究认为,三相骨扫描仍然是发现早期异位骨化最敏感的影像学检查手段。

  关于异位骨化的治疗,临床上有较多的方法,如早期应用非甾体抗炎药、放射疗法、早期运动及基因疗法等,但均不能达到彻底治愈的目的,且部分方法的有效性尚存争议。目前研究认为根治异位骨化的最重要手段仍为手术治疗,但手术的时机十分重要,若切除的异位骨组织尚未成熟,则会有较高的复发风险。影像学检测对异位骨组织成熟度的分级是判断手术时机及预后的重要手段。

  随着近年来影像新技术的不断发展,各种影像技术在异位骨化的早期诊断及对骨组织成熟度的判断中呈现出不同的特点:

X线及CT

  X线为骨骼系统病变的传统检查方法,被广泛用于有临床症状的异位骨化高危患者的早期评估。有文献报道,X线最早发现异位成骨的时间多在损伤发生后3~6周。但是由于密度分辨率低,早期异位骨化X线大都仅表现为软组织肿胀,不具特异性,且不易与软骨肉瘤、局部感染、血肿等疾病相鉴别。

  随着钙质进一步积累,X线逐渐出现点状异常钙化影,软组织肿胀范围逐渐缩小,钙化影密度逐渐增高,钙化多由外周向中心发展,最终形成成熟的板层骨。这也是典型的异位骨化的X线征象,有助于明确诊断。CT在对于异位骨化的诊断方面与X线的表现多一致,在早期也仅表现为局部软组织的肿胀,不具特异性,但CT有较高的密度分辨率且定位更加明确。

  Nitek等学者认为,CT可以发现X线未能检出的早期细微的成骨病灶,并在相关文献中详细论述了CT新技术对于异位骨化诊断的新发展。文中提出,CT的容积再现技术和三维重建技术的应用,使得异位骨化的定位更加明确,可以立体地认识异位骨组织与大血管及周围重要脏器的解剖关系,这对手术的成功实施给予了指导性的建议。CT新技术的应用在指导早期治疗方面也有积极作用,有文献指出以CT为基础的三维定位放射治疗比普通的以临床经验定位的放射治疗具有更好的效果,此外还能对照射剂量给予一定的指导。

  CT新技术的应用使得异位骨化的定位更加明确,在一定程度上弥补了X线平片的不足,但无论X线或CT扫描均不易发现早期的异位成骨,且并没有文献报道X线及CT可以明确判断异位骨组织的成熟度,更不能对骨组织的成熟程度进行定量分析,不利于临床手术时机的判定。由此可见X线和CT在诊断异位骨化方面虽有新进展但在某些方面仍然存在自身的局限性。

MR技术

  众所周知,MR对骨组织显示的效果并不如传统X线或CT,加之价格相对昂贵,故而既往临床上较少使用MR对异位骨化进行诊断。但近年来相关研究表明,因MR对软组织有较好的分辨力,早期应用有助于异位骨化的早期诊断。特别是当MR与CT检查相结合时,二者相互补充,更容易明确异位骨化的诊断。

  Leder-mann等学者在相关文献中对MR在异位骨化各个时期的不同表现进行了详细的描述,文中指出,在异位骨化早期,临床上多仅表现为局部软组织的肿胀,组织学上主要由大量的胶原和少量的点状钙化组成,早期T1加权序列表现为局部软组织呈混杂信号,随着时间的进展,局部的点片状低T1信号(相对于肌肉组织而言)呈稳定地持续减低,相似的,在T2加权相上,则表现为较高的T2信号呈逐步地稳定降低趋势,同时与肌肉组织信号相同的部分则逐渐增加。

  随着骨质的进一步成熟,脂肪信号及层状骨质信号进一步增多。当静脉注入钆造影剂后,大部分未成熟的异位骨化呈典型的边缘强化,但这种强化方式并不具有特异性,因为化脓性滑膜炎和软组织脓肿也可有相同的表现。文中还指出,大部分成熟的异位骨化强化并不明显,但也有20%的成熟的异位骨化出现强化,这不利于对骨质成熟度的判断和对其它疾病的鉴别诊断。

  最新研究表明,在髋关节置换术后有50%~60%的患者会出现异位骨化。MR的普通序列成像加上最新的金属伪影消除技术,为髋关节置换术后的异位骨化的影像诊断提供了新的选择。这种新技术的应用,更有利于髋关节置换术后对软组织状况的评估及对预后的判断。

  由此可见,虽然MR新技术有助于异位骨化的早期诊断,但敏感性不高,若不同时联合应用其它技术,很难与其它相关疾病相鉴别。尽管静脉注射钆造影剂增强扫描可以一定程度上判断骨质是否成熟,但该研究尚不成熟,也不能准确地定量分析骨质代谢状况。MR在异位骨化诊断方面的应用仍有较大的发展空间。

超声及近红外光谱新技术

  超声检查是一种无创且不会造成放射性损伤的检查技术,在临床上应用广泛,具有实时动态观察的特点,灰阶超声有利于钙化组织的检出,而多普勒彩色超声则可以判断组织内的血流情况,并可以半定量分析相应组织的血管状况。2011年的一篇个案报道了一则发生于双侧跟腱的异位骨化,早期超声表现为团状的含有异常血流的混杂信号,但并不具有特异性。

  Falsetti等学者详细论述了床旁超声在诊断各个部位异位骨化的影像学特点,认为超声对软组织的损伤及早期钙化的检出十分敏感,并有利于异位骨化的早期诊断及与其它疾病的鉴别,比如肌肉断裂、血肿、软组织肿瘤、深静脉血栓及感染。通过对6例异位骨化病人的分析,Falsetti等发现超声发现异位骨化的典型征象是在神经损伤后的平均13.8周,主要特征是典型的“环带现象”,即中心是低回声,而外周是高回声的环形钙化组织,钙化环外和肌肉之间又环绕低回声带。超声多普勒显示在矿化的组织和其外围可见血流信号,且血流阻力往往小于1。这种“环带现象”多出现在髋关节的异位骨化,在膝关节、肘关节等其它部位并不典型。

  近年来,学者们认为超声多普勒对于血流的显示提示了异位骨化的早期存在,但在早期未形成典型征象—“环带现象”前,这种表现并不具特异性,且“环带现象”并非可以出现在任何部位的异位骨化,这也使得超声的使用具有局限性。A-bate等学者认为,早期异位骨化和成熟的异位骨化在超声图像上的表现有所不同,但二者在时间上的差异并不具有统计学意义。

  近期有文献报道了近红外光谱可早期发现异位骨化的相关研究,文中使用了小鼠作为实验动物,人为破坏小鼠跟腱,随后定期做近红外扫描,以显示的荧光百分比为诊断指标,并同时加做微型动物CT作为对照。实验发现,跟腱损坏后5天即可有阳性发现,提示异位成骨活跃,而CT则需要5周才有阳性发现。近红外光谱的应用为早期检测异位骨化提供了新途径,但其尚处于临床试验阶段,理论尚不成熟,是否适用于人体还不可知,有待进一步更深层次的研究。

结语

  随着患病率的增高,异位骨化的早期诊断和及时治疗显得尤为重要,而影像检查新技术的应用使之成为可能。就目前影像技术新进展而言,无论是X线和CT、MR或是超声及红外线检查等新技术,都无法判断骨质的成熟度,核医学的检查仍然是唯一可以判断骨质成熟度的检查技术,并且是最早期检出异位成骨的影像技术,加之SPECT/CT的综合应用,使得定位更加明确,而PET/CT可以为评估病情提供更多信息。由此可见,核医学相关检查对异位骨化的诊断具有独特的优越性。

  来源:临床和实验医学杂志2014年12月第13卷第23期

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