醫學影像學/骨關節正常X線表現

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醫學影像學

骨關節
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一、骨的結構與發育

（一）骨的結構　骨是由骨細胞、骨基質、礦物鹽和纖維構成。骨的細胞成分包括成骨細胞、骨細胞和破骨細胞。骨細胞埋置於骨基質中。骨基質為有機的膠原纖維，有礦物鹽沉積。因此，X線片上呈高密度影。

骨質按其結構分為密質骨和松質骨兩種。長骨的骨皮質和骨的內外板為密質骨，主要由多數哈氏系統組成。哈氏系統包括哈氏管和以哈氏管為中心的多層環形同心板層骨。密質骨由於骨結構密實，X線片顯影密度高而均勻。松質骨由多數骨小梁組成，骨小梁自骨皮質向骨髓腔延伸，互相連接形成海綿狀，骨小梁間充以骨髓。松質骨X線顯影密度低於密質骨，且可見多數骨小梁交叉排列。

（二）骨的發育　骨的發育包括骨化與生長。在胚胎期即開始進行。骨化有兩種形式，一種為膜化骨，包括顱蓋諸骨和面骨。膜化骨是間充質細胞演變為纖維母細胞，形成結締組織膜，在膜的一定部位開始化骨，成為骨化中心（ossification centre），再逐步擴大，完成骨的發育。另一種為軟骨內化骨，軀幹及四肢骨和顱底骨與篩骨均屬軟骨內化骨。軟骨內化骨是由間充質細胞演變為軟骨，已具有成年骨的形態，即軟骨雛型。為軟骨原基。在軟骨原基中心的軟骨細胞肥大，基質鈣化，軟骨膜血管侵入軟骨細胞囊中，由成骨細胞的成骨活動而成骨，形成原始骨化中心。以後，還出現繼發骨化中心。骨化中心不斷擴大，最後全部骨化，而完成骨骼的發育。鎖骨及下頜骨則兼有兩種形式的骨化。

骨骼在發育生長過程中不斷增大，根據生理功能的需要，通過破骨細胞的骨質吸收活動而改建塑型。骨質的吸收過程稱為破骨。骨髓腔的形成就是在骨發育過程中骨皮質內面骨吸收的所造成的。骨骼的發育、發展主要是以成骨和破骨的形式進行的。

（三）影響骨發育的因素　骨組織的生長必須具備兩個條件，即由成骨細胞的作用形成細胞外的有機質，骨細胞埋置於其中，形成骨樣組織（osteoid tissue）。二是礦物鹽在骨樣組織上的沉積。與此同時，還由破骨細胞作用進行骨吸收。如此，維持正常骨組織代謝的平衡。如果成骨細胞活動、礦物鹽沉積和破骨細胞發生變化。都將影響骨骼的發育。其中關係密切的有鈣磷代謝、內分泌和維生素等。

二、長骨

（一）小兒骨骼　長骨是軟骨雛型經骨化形成的，一般有3個以上的骨化中心，一個在骨幹，另外的在兩端。前者為原始或一次骨化中心，後者為繼發或二次骨化中心。原始骨化中心在胚胎第5周後在骨幹中央發生，骨化迅速進行。出生時，長骨骨幹已大部骨化，只兩端仍為軟骨，即骺軟骨（epiphyseal cartilage）。因此，小兒長骨的主要特點是骺軟骨，且未完全骨化。可分為骨幹（diaphysis）、干骺端（metaphysis）、骺（epiphysis）及骺板（epiphyseal plate）等部分（圖2-1-1、2）。

小兒長骨端示意圖

圖2-1-1　小兒長骨端示意圖

兒童正常膝關節

圖2-1-2　兒童正常膝關節

1.骨幹　管狀骨周圍由密質骨構成，為骨皮質，含鈣多，X線表現為密度均勻緻密影，外緣清楚，在骨幹中部最厚，越近兩端越薄。骨幹中央為骨髓腔，含造血組織和脂肪組織，X線表現為由骨幹皮質包繞的無結構的半透明區。骨皮質外面和裡面（除關節囊內部分以外）均覆有骨膜，前者為骨外膜，後者為骨內膜。骨膜為軟組織，X線上不能顯影。

2.干骺端　為骨幹兩端的較粗大部分，由松質骨形成，骨小梁彼此交叉呈海綿狀，周邊為薄的骨皮質。頂端為一橫行薄層緻密帶影，為干骺端的臨時鈣化帶，是骨骺板軟骨幹骺端未端軟骨基質鈣化，經軟骨內成骨即為骨組織代替，形成骨小梁，經改建塑型變為干骺端松質骨結構。此臨時鈣化帶隨著軟骨內成骨而不斷向骨骺側移動，骨即不斷增長。骨幹與干骺端間無清楚分界線。

3.骺　為長骨未完成發育的一端。在胎兒及兒童時期多為軟骨，即骺軟骨，X線片上不顯影。骺軟骨有化骨功能。在骨化初期於骺軟骨中出現一個或幾個二次骨化中心。X線表現為小點狀骨性緻密影。骺軟骨不斷增大，其中的二次骨化中心也不斷由於骨化而增大，形成松質骨，邊緣由不規則變為光整。

4.骺板（骺盤）　當骺與干骺端不斷骨化，二者之間的軟骨逐漸變薄而呈板狀時，則稱為骺板。因為骺板是軟骨，X線片上呈橫行半透明線，居骺與干骺端之間，稱之為骺線（epiphyseal line）。骺板不斷變薄，最後消失，即骺與骨幹結合，完成骨的發育。X線表現為骺線消失。

（二）骨齡　在骨的發育過程中，每一個骨骼的骺軟骨內二次骨化中心出現時的年齡和骺與干骺端完全結合，即骺線完全消失時的年齡，就是骨齡（bone age）。根據正常男女人體各骨骨化中心的出現和骺與干骺端結合時期的差別範圍可制定一個正常骨齡標準，用這個方法估計骨的發育情況骨齡標準，用這個方法估計骨的發育情況即骨齡判斷，雖不夠準確，但較簡便易行，為較多人採用。也有人根據兒童年齡增長而出現的骺有規律性X線變化來判斷骨齡，這個方法比較準確，但因程序比較複雜，較少應用。

測量骨齡是了解被檢查者實際骨發育的年齡，並與正常兒童骨齡標準相比。如骨齡與被檢查者實際年齡不符，且相差超出一定範圍，常提示骨發育過早或過晚，對診斷內分泌疾病有一定的價值。表2-1-1是天津地區國人的四肢骨齡正常標準，可供參考。

骨齡是判斷骨骼發育的參考資料之一。但因種族、地區及性加別而有所不同，正常標準還有一個範圍。所以有應用骨齡時，也須考慮到這些因素。

（三）成年骨骼　成年骨骼的外形與小兒骨骼相似，但骨發育完全。骼與干骺端結合，骺線消失。只有骨幹和由骨松質構成的骨端。骨端有一薄層殼狀骨板為骨性關節面。表層光滑。其外方覆蓋的一層軟骨，即關節軟骨，X線上不能顯示（圖2-1-3）。成年長骨骨皮質較厚，密度高。骨端各部位所承受重力、肌肉張力以及功能活動不同，其骨小梁分布的比例和排列方向也不同。此外，靠近關節附近，還常有光滑的子骨附於骨骼附近的肌腱中。位置與數目正常有所差異。以手及足部為多見。

正常成人小腿骨脛、腓骨

圖2-1-3　正常成人小腿骨脛、腓骨只有骨幹和骨端，沒有骺骺線和干骺端

三、四肢關節

四肢關節包括骨端、關節骨和關節囊。

關節有兩個或兩個以上的骨端。每個骨端的骨性關節上面覆蓋的關節軟骨為透明軟骨，表面光滑，具有強彈性，在功能範圍內滑動自如，並能承受重力，對骨性關節面的骨質有保護作用。但關節軟骨不能再生，一旦破壞或退行性變，活動時就產生磨擦，隨後為纖維組織所覆蓋，關節囊由外層緻密的結締組織和內層較薄的滑膜所組成。滑膜可分泌少量的關節滑液。

表2-1-1　天津地區國人四肢骨齡正常標準

天津地區國人四肢骨齡正常標準

表內數字是骺最早出現年齡到最晚出現年齡的正常範圍；□內數字為骺間和骺與干骺端結合年齡的正常範圍；括號數字為女性材料。

X線上，由於軟骨、關節囊都是軟組織密度，不能顯示，所以，相對骨端之骨性關節面間呈半透明間隙，稱之為關節間隙（joint space）。因此，X線所見關節間隙包括了關節軟骨及其間的真正微小間隙和少量滑液。兩個相對骨端的骨性關節面光滑整齊，相距勻稱，間隙清晰，寬度均勻（圖2-1-4）。關節間隙的寬度因部位和年齡而異。

新生兒的關節間隙，由於骨端有骺軟骨，骨化中心尚未出現或很小，而顯得很寬，隨著年齡增長，骺逐漸增大，則間隙逐漸變窄，待骨骼發育完成，則成為成年的寬度。

正常成人膝關節

圖2-1-4　正常成人膝關節

股骨下端和脛骨上端的骨性關節整齊，間隙清晰，寬度均勻

四、脊柱

脊柱由脊椎（vertebra）和其間的椎間盤（intervertebral disc）所組成。

一般，頸椎7個，胸椎12個，腰椎5個，骶椎5個和尾椎4個。頸、胸、腰椎各脊椎間都可活動，而骶椎與尾椎則分別連成骶骨和尾骨。除頸椎1～2外，每個脊椎分椎體及椎弓兩部分。椎弓由椎弓根、椎弓板、棘突、橫突和關節突組成。同側上下兩個關節突組成脊椎小關節，有關節軟骨和關節囊。

脊椎順列曲度在嬰兒時只有一個後突的曲度。能站立時，脊柱即顯示四個彎曲，近於成年的曲度。成年時，頸椎段前突；胸椎段後突，以胸椎7明顯；腰椎段前突，以腰椎4明顯；骶骨及尾骨則明顯後突，尤以女性為甚。

成年脊椎椎體呈短的圓柱狀，上下面平直。椎弓由兩個椎弓根和兩側椎弓板構成，椎弓板生方聯合成棘突。在每側椎弓都附有一個橫突及上、下關節突。各個椎體與椎弓圍成椎管，容納脊髓。椎間盤居椎體之間，在椎體上下面附有一層纖維軟骨板，似長骨骨端的關節軟骨，椎間盤中心包含一個膠樣、富有彈性的髓核，似關節腔，其周圍為一纖維環包繞，似一關節囊。椎間盤彈性強，有緩衝壓力，保護椎體和支持脊椎活動的作用。

在正位片上，椎體呈長方形，從上向下依次增大，主要由松質骨構成，縱行骨小梁比橫行骨小梁明顯，周圍為一層緻密的骨皮質，密度均勻，輪廓光滑。椎體兩側有橫突影。在橫突內側可見橢圓形環狀緻密影，為椎弓根橫斷面影像，稱椎弓環。在椎弓根的上下方為上下關節突的影像。椎弓板由椎弓由椎弓向後內延續，於中線聯合成棘突，投影於椎體中央的偏下方，呈尖向上類三角形的線狀緻密影，大小與形狀不同（圖2-1-5、6）。

在側位片上，椎體也呈長方形，其上下緣與後緣成直角。椎弓居其後方。在椎體後方的椎管顯示為縱行的半透明區。椎弓板位於椎弓根與棘突之間。棘突在上胸段斜向後下方，不易觀察，於腰段則向後突，易於顯示。上下節突分別起於椎弓根與弓板連接之上、下方，下關節突在下個脊椎上關節突的後方，以保持脊椎的穩定，不向前滑。脊椎小關節間隙勻稱的半透明影。頸、胸椎小關節側位清楚，腰椎正位清楚。椎間盤的纖維軟骨板、髓核及周圍的纖維環系軟組織密度，故呈寬度勻稱的橫行半透明影，稱之為椎間隙（intervertebral space）。椎間孔居相鄰椎弓、椎體、關節突及椎間盤之間，呈半透明影，頸椎斜位顯示清楚，胸、腰椎側位清楚，呈類圓形（圖2-1-5、6）。

正常腰椎正側位