11种常见代谢性骨病的影像学表现

7 4月

目的:

  • 确定最常见的代谢性骨病。
  • 描述与最常见的代谢性骨病有关的影像学检查。
  • 讨论这些代谢性骨病最常见的原因。 

    代谢性骨病包括多种疾病,可以影响骨骼的质量或结构。这些疾病有许多原因,从遗传疾病到营养缺乏,到获得性疾病。成像表现也各不相同,相同的疾病可以有广泛的骨骼改变。本文的目的是回顾许多代谢性骨疾病,包括骨质疏松症,佝偻病和骨软化症,低磷血症,甲状旁腺功能亢进,肾性骨营养不良,甲状旁腺功能减退,甲状腺功能减退,甲状腺功能亢进,肢端肥大症和坏血病的X线检查。

骨质疏松Osteoporosis:骨质疏松症是最常见的代谢性骨病,是多种原因引起的一组骨病,骨组织有正常的钙化,钙盐与基质呈正常比例,以单位体积内骨组织量减少为特点的代谢性骨病变。影响50岁以上女性13%-18%,50岁以上男性占1%-4%(2-5)。在骨质量可靠定量之前的几年中,只有当非创伤性骨折发生时,患者才被认为患有骨质疏松症。随着定量计算机断层扫描(CT),双能量光子吸收测量技术的发展,以及以后的双能量X射线吸收测量技术的发展,可靠的测量方法变得可用,导致了定义的变化。

骨质疏松导致大量的发病率和死亡率,主要原因是骨折。全球范围内,骨质疏松性骨折几乎每3秒发生一次,每年造成900万例骨折。50岁以上的人群中,超过三分之一将有骨质疏松性骨折(7-9)。三个最常见的骨折位置是前臂,髋关节和脊柱(图1)(10)。严重的骨质疏松症发生骨折后,可能因为没有错位而在x线检查中无法显示,如果患者有严重的疼痛和正常的X光片,CT或磁共振(MR)成像可能有助于诊断。

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图1a

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图1b

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图1c

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图1d

图1。81岁男性,患有前列腺癌,慢性肾功能不全,骨质疏松症等病史,多发骨折。(a,b)左腕的前后(a)和侧位(b)照片显示桡骨远端粉碎性骨折。(c,d)左股骨颈(c)和左侧近端肱骨(d)片显示骨折部位。

临床上,骨质疏松症是骨量减低和微结构恶化的状态,导致骨脆性增加。 1994年,世界卫生组织将骨质疏松症定义为,对于绝经后妇女和年龄大于50岁的男性,使用双能X射线吸收测定的骨矿物质密度比年轻健康成人(T值为-2.5或更低)低2.5或更多标准差(SD) (11,12)。在科学和医学方面,如果个人的结果与其年龄和性别匹配的规范的平均值相差2标准差,则通常被认为具有异常结果,这是通过z分数来衡量的。然而,为了预测骨折风险,在骨丢失发生之前将个体的骨矿物质密度与年轻健康个体的骨密度进行比较,比年龄和性别匹配规范更为有意义。因此,T分数将患者的骨矿物质密度与年轻健康参考人群的密度进行比较,因此是绝对数量,而不是相对的。这个定义导致了一些混乱,因为一个人可以有一个正常的T分数,但仍然可能有骨质疏松症。世界卫生组织也将骨质减少定义为轻度骨质疏松症。

原发性骨质疏松症在男性和女性中略有不同。绝经后,雌激素缺乏导致骨质疏松加速期,主要表现为松质骨(小梁),但皮质骨丢失也起重要作用(13)。男性经历更线性的骨丢失模式。通常,约80岁,两性相当(2,10,14)。

几种疾病可能干扰骨形成或促进骨吸收,导致继发性骨质疏松症。在包括高催乳素血症的病症中观察到性腺功能减退和骨吸收的加速。能量失衡的病症,例如神经性厌食症和女运动员三联体(饮食失调,骨质疏松症,和闭经); 原发性性腺衰竭,如在Turner综合征或克氏综合征; 和下丘脑或垂体功能障碍。甲状腺功能亢进和甲状旁腺功能亢进是加速骨吸收的另一个原因,而生长激素缺乏会干扰骨形成。高皮质醇,外源性糖皮质激素或库欣综合征是医源性的,是低骨矿物质密度的另一个重要原因(2,15)。局部骨质疏松症也可能因为炎性关节病,固定化,大关节短暂性骨质疏松症或复杂的局部疼痛综合征发生(2,16,17)。

在仅有约5%皮质骨和95%小梁骨组成的椎骨骨骼较小的骨折骨骼中,垂直负重小梁较厚,水平小梁更薄,最先骨折(图2)。

最近的工作表明,骨强度与结构和骨矿物质密度有关(18-21)。水平小梁的减少导致承载能力的损失大于水平小梁骨横截面积的损失,因为水平小梁在横向支撑垂直小梁上起重要作用。例如,水平骨小梁骨横截面积减少50%导致承载能力下降75%(18-21)。CT和MR成像数据的三维分析显示组成松质骨的小梁形状和连通性有显着变化(22)。

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图2a

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图2b

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图2c

图2。骨质疏松症小梁骨丢失模式。(a)放射照片和绘图显示17岁女孩的椎骨正常矿化。注意小梁骨的精细网格图案。(b)放射照片和绘图显示一名五十五岁男子的脊椎骨质疏松症。水平小梁骨优先损失,垂直小梁优先损失。(c)放射照片和绘图显示一名82岁女性的脊椎骨质疏松症。注意垂直和水平小梁骨的明显损失,导致垂直小梁之间的较大间隙。

佝偻病(Rickets):俗称缺钙,在婴儿期较为常见,主要发病原因是体内缺乏维生素D,这是一种骨基质钙化障碍疾病,会引起体内钙、磷代谢紊乱,而使骨骼钙化不良。紫外线照射不足、食物中钙磷含量不足或比例不当、生长发育过快维生素D的需要量不足、慢性呼吸道感染、慢性腹泻及肝、肾疾病等慢性疾病影响钙、磷吸收等因素也是婴幼儿发生佝偻病的原因。

因为佝偻病发病比较缓慢,一般难及时发现,不容易引起重视。佝偻病主要的特征是生长的长骨干骺端软骨板和骨组织钙化不全,维生素D不足,使成熟骨钙化不全。佝偻病不具有传染性,但是,如果是婴幼儿患有佝偻病,自身免疫力会降低,容易并发肺炎及腹泻等疾病,影响小儿生长发育。因此,积极防治佝偻病的重要性尤为突出。

骨软化症(osteomalacia):成人的佝偻病。主要表现为骨质软化,骨样组织增生,骨骼变形。病因多为维生素D和钙、磷缺乏,多见于寒冷贫困地区的经产妇,少数病例是肾小管病变或酶缺乏、肝病、抗惊厥药等所致。早期表现腰痠腿痛、行动不便、骨骼压痛,偶有抽搐或麻木,骨质疏松、骨骼变形,并可出现骨折或假性骨折或成人的青枝骨折、骨盆X射线片常呈三叶形上口。椎体受压而成楔形骨折或双凹形变形。营养因素引起者可改善饮食,补充维生素D及钙剂,增加活动。其他因素引起者治疗各异。

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图1.钙的吸收代谢途径图。钙离子在胃肠道中摄取;维生素D被吸收在胃肠道中,或通过暴露于紫外线(UVB)从7-脱氢胆固醇产生。维生素D在肝脏和肾脏中进一步加工,转化为完全活性的形式,促进肠内钙的吸收。甲状旁腺激素作用于骨骼和肾脏以增加血清钙水平,高血清钙水平又抑制甲状旁腺激素分泌。甲状旁腺激素,钙和磷也可调节肾脏中的维生素D代谢。25(OH)D = 25-羟基 – 维生素D,1,25-(OH)2D = 1,25-二羟基维生素D.

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表1.佝偻病和骨软化症的原因(部分名单)

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表2.佝偻病的X线表现

佝偻病在生长旺盛的地方表现比较明显,包括膝盖(股骨远端和胫骨近端),胫骨远端,肱骨近端,远端桡骨和尺骨,和中间肋的前肋端部最为突出。

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图2a。营养性佝偻病–3岁女孩,因家长疏忽造成股骨骨折。(a)颅骨正位X射线照片示出了颅骨额缝未闭合(箭头)。

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图2b。营养性佝偻病–3岁女孩,因家长疏忽造成股骨骨折。(b)胸部的前后X线照片显示宽而圆的前肋端(圆)。

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图2c。营养性佝偻病–3岁女孩,因家长疏忽造成股骨骨折。(c)双手正位X线片显示骨密度减低,提示骨量较少,部分掌骨(实线箭头)的骨折,时间不能确定;尺骨、桡骨远端的边缘毛糙和杯形凹陷;沿干骺端(虚线箭头)骨的外周缘骨膜的硬化。

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图2d。营养性佝偻病–3岁女孩,因家长疏忽造成股骨骨折。(d)膝关节X线片显示患者右侧股骨骨折(黑色箭头)以及右侧胫骨和两侧腓骨(虚线箭头)的骨折,时间不能确定。干骺端是碎片化,磨损和裂缝(实心白色箭头)。

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图2e。营养性佝偻病–3岁女孩,因家长疏忽造成股骨骨折。(e)两年后随访可以看到,两个下肢的弥漫性骨质减少,胫骨和腓骨的弯曲,干骺端的扩大。干骺端可见平行于骨骺生长板的线样骨质密度增高(箭头)影,即生长障碍线,反应了骨化的周期性变化。 (图片由Ok-Hwa Kim,MD,Ajou大学提供。)

在骨软化症中经常观察到骨密度下降;然而,它不是诊断的基本特征,因为新形成的骨不能钙化并不意味着骨量的减少;有时候观察到的大量的没有钙化的骨质里存在不清楚、不明确的小梁骨,是由于骨小梁间质的密度和骨髓腔的密度接近,造成了在X线片上看起来迷糊的印象。

松软区是骨软化症的另一特征。它们发生在整个疾病过程的晚期。较松散的区域是在压力部位或沿营养血管沉积未矿化的类骨质的结果。这些区域可以没有或最小的创伤发生,通常是双侧的和对称的,并且表现为与仅穿过骨直径的一部分的皮层成直角定向的横向透明带。虽然称为假骨折,但松散区是一种不全骨折,其位置和外观由异常修复机制修改,松动区通常是疼痛的。松弛区的一些常见位置与应力性骨折相似,如股骨颈或耻骨的内缘。然而,较松散的区域也发生在非承重骨骼中,这些骨骼是应力性骨折的非典型位置,例如在小转子,坐骨,髂骨翼和外侧肩胛骨水平的股骨轴的外侧。

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图3a。

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图3b。

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图3c。

图3。肿瘤诱发的骨软化症,一名41岁的男性,在楼梯跌倒后出现急性左侧髋关节疼痛,在过去的10年中有多处骨折史。胸椎的侧位X线片(a)、左前臂(b)、骨盆(c)的前后位X线片显示全身性骨质减少,椎体骨折(a上的箭头)和多个松散区(b,c上的箭头)。患者后来接受了左全髋关节置换术,并且在切除的标本中发现了分泌成纤维细胞生长因子23的间充质肿瘤,这一发现证实了肿瘤诱发的骨软化症的诊断。

低磷酸酶血症(hypophosphatasia)是一种罕见的代谢性骨病,发病率约1/10万。首次于1935年由Chown描述,1948年John Campbell Rathbum提出本病的命名。由于本病比较少见,所以先上图片,加深印象。

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图1a.刚出生的新生儿,没有没有Apgar评分是可用的,当其父母得知该患儿患有低磷酸酶血症时,放弃治疗,新生儿出生35分钟后死亡。碱性磷酸酶水平小于5IU / L(年龄正常范围,150-420IU / L),产前超声(US)短股骨(-5 SD在23周; 33周-7 SD)(未示出的图像)。(a)颅骨正位X光片显示严重的颅骨骨化障碍,额叶(虚线白色箭头)和顶叶(实心白色箭头)区域仅有小的残留岛状骨。颅底和面部骨骼(黑色箭头)仅部分硬化。

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图1b.(b)全身前后X光片显示轴向和垂直骨骼异常骨化,包括薄锁骨(白色箭头)和肋骨(实心白色箭头); 颈椎,胸椎和腰椎体不显示(矩形); 小肩胛骨(虚白色箭头)和髂骨(黑色箭头),无性坐骨和耻骨(椭圆形); 长舌骨的骨骺端骨化缺陷(黑色箭头); 并且在手和脚中没有短管状骨骼的骨化。(图片由日本东京圣路加国际医院MD,Nishimura,MD提供)

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图2a。低磷酸酶血症—6岁的女孩,身材矮小(-4.72 SD)。(a)颅骨侧位X线照片显示颅缝过早闭合,导致颅盖(箭头)的“打铁样”外观的头颅(颅骨前后径变短)。

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图2b。胸部正位X线片显示肋骨骨小梁粗大,骨密度减低,前肋前缘(*),和右、左后肋骨中的假骨折(箭头)。

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图2c。右股骨正位X片可以看到不规则和干骺端生长板的增宽(实线箭头),股骨颈和股骨远端的中间部位的假骨折(虚线箭头)。

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图2d。两个小腿的正位X光片显示出宽的生长板(箭头)。注意胫骨和腓骨轻度弯曲和腓骨的愈合性骨折(圆圈)。(图片由日本东京圣路加国际医院MD,Nishimura,MD提供)

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图3a。新生儿低磷酸血症,低血清碱性磷酸酶水平(5IU / L),产前超声学检查提示股骨发育过短(图片未提供)。(a)前后位X线照片显示轴向和垂直骨骼异常骨化,很薄的颅盖,薄锁骨和肋骨,小椎体,小肩胛骨和髂骨,长骨发育不良,手指短管状骨骨质不良。

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图3c。6个月后获得的前后胸部X线照片,在重组酶替代治疗后,肋骨,锁骨,肩胛骨,椎骨和长骨的骨化显着增加。 肋骨和长骨的两端是不是正常的,因为骨质的患者磷酸酯酶的积累更广泛。(图片由日本东京圣路加国际医院MD,Nishimura,MD提供)

低磷酸酶血症(hypophosphatasia),是一种罕见的遗传性全身系统疾病,主要特征为骨骼 和牙齿 的矿化不全,血清 及骨组织 中碱性磷酸酶活性降低。目前已知ALPL基因发生突变将导致低磷酸酯酶症。ALPL基因用以提供制造碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)的密码,此酵素是一种组织非特异性异构酶(tissue- nonspecific isozyme, TNSALP),在骨骼及牙齿形成的过程中扮演必要角色。ALPL基因发生突变会导致碱性磷酸酶构型异常,而无法有效地参与骨骼矿物质化的过程,碱性磷酸酶的缺乏将导致。

低磷酸酯酶症的疾病特征及症状表现相当多样化,从出生到成年都有可能发病,严重者可能导致死亡 (因骨骼矿物质化不全),症状较轻者则可能以晚发型表现 (通常为下肢发生病理性骨折)。在临床上,根据患者的发病年龄及症状严重程度,将低磷酸酯酶症分为至少6种类型:
(1) 产期致死型低磷酸酯酶症 [perinatal (lethal) hypophosphatasia]:此型患者通常于产前可由胎儿超音波检查看出端倪,胎儿长骨弯曲合并软骨骨刺 (osteochondral spurs) 及胫骨前凹陷 (pretibial dimpling);新生儿可见胸腔狭小、身材矮小、四肢弯曲等症状,也可能有莲枷胸 (flail chest)。此型低磷酸酯酶症可能导致死亡,特征为肺功能不全、呼吸困难 (respiratory insufficiency) 及高血钙 (hypercalcemia),有时会并发窒息或癫痫 (seizure)。

(2) 产期良性低磷酸酯酶症 [perinatal (benign) hypophosphatasia]:此型患者于产前也可透过胎儿超音波检查看出端倪,出生后可见骨骼方面症状,可能慢慢进展为儿童期或成年期的症状。

(3) 婴儿型低磷酸酯酶症 [infantile hypophosphatasia]:出生时可能正常,而在六个月大前开始出现与婴儿型佝偻症(Infantile rickets) 类似的症状,且血清中碱性磷酸酶的活性持续低下。临床表现包括生长迟缓、颅骨软化(craniotabes)、颅缝早闭 (craniosynostosis)、蓝色巩膜 (blue sclerae)、脊柱侧弯 (scoliosis)、手腕与足踝变粗、长骨弯曲、韧带松弛 (lax ligaments)、肌肉张力减退,及肋骨与软骨连接处肿大突起 (costochondral enlargement) 等症状,肋骨与软骨连接处肿大突起由于看起来像串珠的样子,又称为佝偻症串珠 (rachitic rosary)。满周岁前有高血钙(hypercalcemia) 与高钙尿 (hypercalciuria) 的情况。此型症状的严重程度依肺功能不全及高血钙并发症 (过敏、喂食困难、生长迟缓、肌肉张力减退、维生素B6依赖型癫痫) 的发生程度而异,长大一点可能出现肾脏方面的问题。然而,若有婴儿型的临床表现,但血清碱性磷酸酶活性正常者,则归类为假性低磷酸酯酶症 (pseudohypophosphatasia)。

(4) 儿童型低磷酸酯酶症 [childhood hypophosphatasia]:此型的症状表现变异也很大,可能以低骨质密度 (bone mineral density, BMD) 或类似佝偻症的症状表现。5岁前可能出现乳牙过早脱落的症状,通常从门牙开始发生,也可能出现蛀牙及恒齿过早丧失等症状;症状较严重的患孩可能身材较矮,学步较晚,且步态摇摆 (waddling myopathic gait)。典型症状为骨痛、关节痛及骨干骨折 (diaphyseal fractures)、干骺端骨折 (metaphyseal fractures) 等病理性骨折 (pathologic fractures),骨干端骨折好发于发育中的患孩,骺部骨折 (epiphyseal fractures) 也可能发生。放射科检查虽可见囟门未合及头骨骨缝较宽的现象,但矿物质化不全的骨骼易造成其过早愈合,因此颅缝早闭 (craniosynostosis)及颅内高血压会是此型患者潜在的并发症。

(5) 成人型低磷酸酯酶症 [adult hypophosphatasia]:有些成人型低磷酸酯酶症患者可能在孩提时出现暂时性佝偻症(transient rickets) 或乳牙过早丧失,但通常是在中年时才被确诊。主要特征为恒齿过早丧失及下肢的应力性骨折 (stress fractures) 或假性骨折 (pseudofractures)。患者会经常感觉脚痛,愈合缓慢的跖骨应力性骨折 (metatarsal fractures)也很常见,大腿及臀部疼痛可能为股骨假性骨折 (femoral pseudofractures, or Looser zones) 的征兆。患者可能随年龄增长出现软骨钙化 (chondrocalcinosis) 及骨关节病变 (hypertrophic osteoarthropathy),而骨软化症则可用以区别成人型低磷酸酯酶症及牙齿型低磷酸酯酶症。虽然曾有患者发生珐琅质发育不全 (enamel hypoplasia) 及牙齿松动等症状,但此型患者在青少年及成年时期少有特定的疾病特征。

(6) 牙齿型低磷酸酯酶症 [odonto hypophosphatasia]:特征为乳齿过早剥落或严重的蛀牙,可独立发生或与前述几种类型的症状合并发生。

各类型低磷酸酯酶症可能为常染色体隐性或显性遗传,而显性遗传模式疾病的临床表现可能多变,同一家族中每位患者的症状程度和发病年龄可能不一致 (Variable Expressivity)。

表1、各型低磷酸酯脢症临床特征

疾病类型 遗传模式 主要特征 牙科特征 诊断方法
产期
致死型
常染色体隐性遗传 骨骼矿物质化不足、软骨骨刺 放射科检查、胎儿超声波检查
产期
良性
常染色体隐性 或 显性遗传 长骨弯曲、病程症状较轻微 ± 胎儿超声波检查、病程评估诊断
婴儿型 常染色体隐性遗传 颅骨缝早期愈合

、骨骼矿物质化不足、

佝偻症串珠、高钙尿

乳牙过早脱落 病程评估诊断、放射科检查、实验室生化检查 (少数血清ALP活性正常的个案被称为假性低磷酸酯脢症)
儿童型 常染色体隐性 或 显性遗传 身材矮小、骨骼变形、骨痛、骨折 乳牙过早脱落(门牙) 病程评估诊断、放射科检查、实验室生化检查
成人型 常染色体隐性 或 显性遗传 趾骨/胫骨压力性骨折、软骨钙化 ± 病程评估诊断、放射科检查、实验室生化检查
牙齿型 常染色体隐性 或 显性遗传 牙周齿槽骨丧失 (门牙) 脱落、蛀牙 病程评估诊断、牙科环口放射线影像检查(dental panorex)、实验室生化检查

组织学评估

骨骼组织在生长板处出现与佝偻症类似的异常症状,蚀骨细胞组织化学检测显示膜相关碱性磷酸酶 (membrane-associated ALP) 缺乏,但蚀骨细胞与成骨细胞形状正常。牙科组织学检查可发现牙骨质减少,减少的程度随疾病的严重程度而异。

放射线学表征
不同发病年龄及类型的低磷酸酯酶症患者,其放射科检查结果可能各异。产期致死型低磷酸酯酶症患者透过X光检查结果可清楚评估判断,但症状较轻微的个案由于X光检查结果所显现的表征,通常非特定出现于低磷酸酯酶症,故需配合其他临床表现、生化实验检测及其他放射科检查结果来进行诊断。以下分述透过放射科检查可见的表征:

* 利用双能量X光吸收骨质密度仪 (dual-energy X-ray absorptiometry, DEXA) 可检测骨质缺乏症 (osteopenia)、骨质疏松症 (osteoporosis) 及各年龄是否有低骨骼矿物质含量的问题。骨骼矿物质含量会随着年龄的增长而上升,青春期时可能好转,而于中年时可能复发。

* 婴儿型佝偻症:可检测到骨化不良 (undermineralized bones)、宽骨缝 (widened- appearing sutures)、头型宽短(brachycephaly)、佝偻症串珠 (rachitic costochondral rib changes)、骨骺骨化不良 (poorly ossified epiphyses)、外张型 (喇叭型) 骨干骺 (flared metaphyses,使手腕及足踝关节扩大) 及O型腿等症状。

* 牙周齿槽骨丧失 (alveolar bone loss),导致乳牙过早脱落。此症状通常发生于前牙区,由中间的门齿首先脱落,但其他牙齿也可能受到影响而脱落。

* 骨干骺病灶 (Focal bony defects of the metaphyses):放射线透射病灶影像如舌头样,此症状通常为儿童型低磷酸酯酶症所特有。

* 趾骨应力性骨折 (metatarsal stress fractures):可见于儿童型及成年型低磷酸酯酶症。

* 骨软化症合并侧向假性骨折 (疏松带),见于成年型低磷酸酯酶症。

生化检验
* 血清碱性磷酸酶 (ALP) 活性低 (所有类型的低磷酸酯酶症患者皆有此症状):
—检验的正常参考值依检验仪器、检验实验室以及检验方法不同而异,各实验室应根据年龄及性别设定检验参考值。
—测定TNSALP活性需要锌离子与镁离子,因此不可使用含EDTA的采血管。
—血清ALP活性在患者怀孕期间会暂时升高,罹患肝脏疾病、骨折急性期或手术期间,血清ALP活性也可能微幅上升,因此在诊断上有时需安排连续追踪式的检测。
—一般来说没有必要做血清碱性磷酸酶的骨骼异构脢活性的定量,但在患者合并肝脏疾病的情况下,检测血清碱性磷酸酶的活性可能得到伪阴性的结果。(骨骼异构酶为热不稳定性;肝脏异构酶为热稳定性)

* 尿液磷脂酰乙醇胺 (phosphoethanolamine, PEA) 浓度高:
—为低磷酸酯酶症患者第二常见的指标。
—由于其他代谢性骨疾也可能造成尿中PEA浓度升高,低磷酸酯酶症患者尿中的PEA浓度也可能正常,故此检验结果仅能用于支持低磷酸酯酶症的诊断。
—没有症状的低磷酸酯酶症带因者也可能测得血清ALP活性降低及尿中PEA浓度升高。

* 血清磷酸吡哆醛 (pyridoxal 5′-phosphate, PLP) 浓度高:
—此维生素B6的生物活性代谢物可能是低磷酸酯酶症最敏感的侦测指标。
—若在PLP血清浓度分析进行的一周内曾补充维他命,检验结果可能为伪阳性。

* 血清中钙、游离钙、无机磷浓度正常:
—可用以和其他类型的佝偻症做鉴别诊断。
—血钙浓度高或正常都有可能出现高钙尿。

—虽然血中或尿中的无机磷浓度通常为正常,但某些患者此数值仍有可能升高,因此这个指标对诊断而言变异性太大。

* 血清中维生素D (25-hydroxy and 1,25-dihydroxy) 及副甲状腺素 (nPTH) 浓度正常。

分子遗传检验

* 特定突变点位分析 (Targeted mutation analysis):检测常见的ALPL基因突变点位。
—c.1559delT和c.979T>C好发于日本,可能导致严重型或轻微型低磷酸酯酶症。
—c.571G>A好发于欧洲,突变侦测率约30%,导致轻微型低磷酸酯酶症。
—c.1001G>A好发于加拿大,导致严重型低磷酸酯酶症。
—c.1133A>T好发于北美及欧洲,导致轻微型低磷酸酯酶症。

* ALPL基因序列分析 (Sequence analysis of ALPL genomic DNA):可侦测无意义突变 (Nonsense mutations)、错误意义突变 (missense mutations)、基因接合处突变 (splice-site mutations)、小片段基因缺失或插入 (small deletions and insertions) 等。突变侦测率与种族、疾病类型 (严重程度) 及突变点位有关。

* 缺失∕重复分析 (Deletion/duplication analysis):侦测包括外显子 (exonic)、复合外显子 (multiexonic) 及全基因(whole-gene) 的缺失。

检验策略
* 确认诊断流程:
1.  根据疾病史、理学检查及放射科检查所得的结果做出怀疑与判断。
2.  检测血清碱性磷酸酶活性。
3.  以侦测特定物质 (如血清PLP、尿液PEA浓度) 或ALPL基因分析来辅助确认诊断。
* 如果家族中已找到致病的基因突变,可进行带因者检测、产前遗传诊断或胚胎着床前基因诊断 (preimplantation genetic diagnosis, PGD)。

低磷酸酯脢症是在血清及骨质中碱性磷酸酶活性低的情况下,骨骼和牙齿形成过程中矿物质化作用发生缺陷所导致的疾病。虽然目前尚未针对低磷酸酯酶症建立常规的诊断标准,但各类型患者都会有以下共通特征:
血清碱性磷酸酶活性低下 (假性低磷酸酯酶症患者的血清碱性磷酸酶活性则会是正常的)。
具有一或二个ALPL基因致病突变。

症状治疗
各型低磷酸酯酶症皆以症状治疗为主,尽可能降低疾病相关并发症的发生及其造成的伤害。

* 产期致死型低磷酸酯酶症:以密切观察追踪病情而不采药物和手术治疗的预期性处置 (expectant management) 及家庭支持较为适当;另以基因检测辅助确认诊断,说明疾病的再发风险,并可进一步应用于产前诊断。

* 婴儿型低磷酸酯酶症:此型患孩的死亡率高,有半数患孩可能死于因肋骨矿物质化不全所导致的呼吸衰竭,因此治疗上以呼吸治疗 (respiratory support) 及针对高血钙、高钙尿进行的治疗为主,治疗照护上也因高血钙及高钙尿症状而更加复杂。补充维生素B6 (pyridoxine) 可有效治疗此症所造成的癫痫,维生素B6的活化型式「磷酸吡哆醛 (Pyridoxal phosphate, PLP)」是人体内一种重要的辅酶,当中枢神经系统缺乏PLP,会减少神经传导物质GABA的合成,而降低癫痫的阈值。颅缝早闭并非每个婴儿型低磷酸酯酶症患者都会发生,若有此症可由神经外科对可能产生的并发症进行监控,继发的颅内高压通常是评估是否进行手术治疗的一项指标。

* 牙科照护:除非有特殊的医疗状况,所有的患孩应于一岁起开始定期进行牙科的追踪保健,来保护乳牙及恒齿,确保孩子能正常进食,维持营养的摄取。

* 非类固醇抗发炎药物 (nonsteroidal anti-inflammatory drugs, NSAIDs) 可有效治疗骨关节炎 (osteoarthritis)。
* 对骨质变异所造成的疼痛 (bone pain) 及骨软化症进行支持性的治疗:可使用非类固醇抗发炎药物,但为双磷酸盐类(bisphosphonates) 治疗的禁忌症。

* 假性骨折及压力性骨折在预防照护上较为困难,内固定手术 (internal fixation) 是治疗假性骨折及压力性骨折最理想的整型外科治疗方式;成年患者使用足部辅具可预防跗骨骨折及假性骨折。

甲状旁腺功能亢进症(hyperparathyroidism )简称甲旁亢。可分为原发性、继发性、三发性三种。原发性甲旁亢是由于甲状旁腺本身病变(肿瘤或增生)引起的甲状旁腺素(PTH)分泌过多,通过对骨和肾的作用,导致高钙血症和低磷血症。继发性甲旁亢由于甲状腺以外的各种其他原因导致的低血钙,继发引起甲状旁腺增生,分泌过多PTH。三发性甲旁亢在继发性甲旁亢的基础上,由于甲状旁腺受到持久性刺激,过度甲状旁腺增生转变成能自主分泌PTH的腺瘤这种情况称为三发性甲旁亢。临床上极为少见。

甲状旁腺是人体的不可缺少的重要器官之一,尽管绝大多数人并不了解它的存在。大部分人有4个甲状旁腺,位于甲状腺的后方,但也有少数情况,甲状腺会异位到颈部或胸部各种不同的部位。甲状旁腺的功能是调节全身血钙的平衡,主要通过分泌甲状旁腺激素,促进肾和肠道对钙的吸收,同时促进骨骼破坏,整体效应是升高血钙水平。甲状旁腺功能亢进是一类以甲状旁腺异常过量分泌甲状旁腺激素导致的临床综合征,血液中钙水平过高,将会导致骨骼脱钙、肾脏结石及血管硬化等一系列问题,其主要表现是全身多个关节疼痛、骨质疏松、骨折、骨骼畸形、泌尿系结石、肾功能损伤或肾功能衰竭等,严重时可能出现全身各系统功能衰竭或心律失常等等。在诊断过程中,主要的化验检查是血清的甲状旁腺激素(PTH)以及总钙,除此之外,还需要进行其他较多血液检查,以便进行分类和鉴别诊断。在进行手术之前,还需要进行超声和核医学检查,进行定位诊断,以便明确病变的位置。进行术前准确定位是此类疾病的难点问题之一。

在95%的甲状旁腺功能亢进患者中,骨骼上的改变是最容易被发现的。甲状旁腺功能亢进的病理性骨膜下骨吸收,开始于中指和食指的中间指骨的径向方面,表现为不规则蕾丝样改变,远端指骨骨表现为骨质疏松。在后期阶段,吸收可能类似于扇贝或“骨膜反应”。骨膜下吸收也可以在肋,硬骨板(围绕牙齿根部的骨组织),肱骨,股骨,和上胫骨内侧观察。

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图1.甲状旁腺功能亢进–15岁男孩,左手轻微创伤。他的钙含量为12.2 mmol / L(正常范围,8.5-10.2 mmol / L)。左手X线片显示轻度成角的第五掌骨骨折(圆圈)。远端指骨(实心箭头)吸收,与骨溶解一致。沿着食指和中指的中间指骨的远端径向方向(虚线箭头)显示了骨膜下吸收。

也可发生小梁,皮质内,内膜,软骨下和肌腱或韧带骨吸收。在颅骨中,骨吸收被描述为胡椒盐样的外观,并且可以导致颅骨的内板与外板之间的差异变小(图2a)。 小梁吸收会导致小梁异常的外观。皮质内吸收也被描述为皮质隧道(图2b),通常是甲状旁腺功能亢进的突出特征。骨内吸收可导致骨皮质变薄,可能掩盖了皮髓质交界处。

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图2a。一名65岁女性,慢性肾功能不全和继发性甲状旁腺功能亢进。(a)颅骨的侧面X光片显示无数点状透明和放射性焦点,发现符合胡椒盐的外观。

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图2b。(b)右食指的正位X线片显示沿着中指骨的径向方面的吸收(实心箭头)和近端指骨的皮质隧道(虚线箭头)。

软骨下吸收会影响任何关节,导致扩大和不规则的外观。在手中,软骨下吸收最经常沿着远端指间关节开始,并进展到掌指和近端指间关节。软骨下吸收也可沿肩锁关节发生,沿锁骨侧更明显。在骶髂关节中,软骨下吸收在髂骨侧更显着,可模拟炎性或感染性关节炎(图3a)。胸锁关节吸收往往同时影响关节双侧。肌腱或韧带吸收也可发生在任何地方,但大多数情况发生在跟骨,锁骨(图3c),肱骨更大和较小的结节,股骨大小和较小的转子,前髂下棘和坐骨结节(图3b)。

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图3a。

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图3b。

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图3c。

50岁男性,慢性肾功能不全和继发性甲状旁腺功能亢进。(a)骶髂关节的前后X光片显示软骨下吸收(箭头),其沿髂骨更明显。(b)骨盆前后位置显示右侧腿筋(实心箭头)和内收体起点(虚线箭头)对坐骨结节的副作用。(c)右锁骨的前后放射照片在锁骨韧带的锁骨附着处显示沿着远端锁骨的软骨下吸收(圆)和韧带下吸收(箭头)。

由于甲状旁腺激素驱动激活破骨细胞,形成溶骨性病变的(Brown tumors),也称为osteoclastomas。布朗肿瘤通常是孤立的, 但可以是多灶性的并且具有病理性骨折的风险。通常涉及面骨(图4),肋骨,骨盆和股骨,并且可以具有大的相关联的软组织成分。甲状旁腺功能亢进的治疗也可能导致棕色肿瘤的分解。布朗肿瘤最初描述为原发性甲状旁腺功能亢进,但现在在慢性肾功能不全和继发性甲状旁腺功能亢进患者中更常见(图5)。

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图4a。

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图4b。

一名43岁女性原发性甲状旁腺功能亢进,在拔除下颌肉芽肿1年后,出现急性和慢性下颌疼痛。(a)通过下颌骨的轴向CT图像显示具有大的软组织成分的溶解性病变(*),与棕色肿瘤一致。(b)在使用99m sestamibi后获得的甲状旁腺的放射性核素显示颈部(圆圈)的摄取增加,与甲状旁腺腺瘤一致。

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图5.正在接受透析治疗的28岁女性患者,肾病综合征和终末期肾病的肾性骨营养不良。两个膝盖的前后放射照片显示弥漫性骨硬化(*),这是在终末期肾脏疾病患者中经常观察到的发现,尽管骨骼硬化在轴向骨骼中通常更常见。两侧外侧股骨髁上都有溶骨性损伤(圆圈),与棕色肿瘤一致。

肾性骨营养不良Renal Osteodystrophy:由慢性肾功能衰竭导致的骨代谢病。简称肾性骨病。表现为钙磷代谢障碍,酸碱平衡失调,骨骼畸形并可引起继发性甲状旁腺功能亢进。骨骼方面表现为骨质 疏松、骨软化、纤维囊性骨炎、骨硬化及转移性钙化。幼年可能引起生长发育障碍。治疗目的是缓解症状,防治骨畸形及骨折、高血磷及维生素D缺乏;缓解甲状旁腺功能亢进,预防软组织转移性钙化,加强骨质矿化。尿毒症加剧者进行透析或肾移植。

在儿童或少年,疾病表现为发育不良、肌肉软弱;行走时呈鸭步态,有膝外翻或内翻;骨干骺端或肋骨软骨交接处肿大,股骨上端骨骺滑脱;严重者可引起股骨颈纤维性骨炎。成人表现为骨软化症状,在路塞(Looser)变性区有压痛。

肾性骨病进行缓慢,出现症状时已经是其晚期了,临床上以骨痛,骨折,骨变形为主要特征。骨痛突发症状之一,常为全身性,好发于下半身持重部位(腰,背,髋,膝关节),运动或受压时加重,走路摇晃甚至不能起床。病理性骨折多发于肋骨,其他部位也能由于轻微外力而引起骨折。多见于低转运型和接受糖皮质激素治疗的肾移植患者,高运型少见。成人易出现椎骨,胸廓和骨盆变形,重症患者引起身高缩短和换气障碍,称为退缩人综合症,小儿可发生成长延迟。

肾性骨营养不良是指在慢性肾功能不全的情况下观察到的综合表现。这些包括骨软化(和儿童佝偻病)和继发性甲状旁腺功能亢进。在任何给定的患者中,一个或另一个的发现可能占主导地位。

在慢性肾功能不全的患者中,X线片可能显示骨密度增加,这在轴向骨骼中更常见,其骨小梁骨质比骨皮质更多(图1)。这种弥漫性骨硬化的病因尚不清楚,它可能反映甲状旁腺激素的合成代谢作用。尽管X线片显示骨密度增加变硬,骨骼在结构上却较弱,容易发生应力性骨折。脊柱通常表现出特征性的条纹外观(沿着终板的密度增加的交替条带和椎体中央部分的密度降低),也称为粗糙的针织脊椎(图2)。

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图1。60岁男性的肾性骨营养不良,在接受肾移植肾小球性肾炎后。腰椎的前后放射照片显示了腰椎的骨密度的弥散性的增高。

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图2。正在接受透析治疗的28岁的肾病综合征和终末期肾病的妇女的肾性骨营养不良。腰椎横侧X线片显示沿着终板(虚线箭头)和中央透明区域(实心箭头)的交替性硬化斑块。这种模式被称为粗糙的针织脊椎,这是以橄榄球运动员穿着的运动衫图案(右图所示)命名的。

除了肾性骨营养不良之外,肾功能不全可能导致各种软组织表现,特别是肾移植后或长时间的血液透析。当存在时,羟基磷灰石钙,焦磷酸钙二水合物和草酸钙的软组织沉积物通常发生在大关节周围(图3),但这种沉积物可发生在任何软组织中,并且可能在心脏,肺,胃和肾中危及生命。尿酸钠单晶也可以沉积在软组织中。所有晶体沉积可导致滑囊炎和滑膜炎,并与抗炎药物治疗作出反应。

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图3a。57岁的女性患有肾功能衰竭,继发性甲状旁腺功能亢进,甲状旁腺激素水平为1313 pg / mL。(a)左前臂侧位X线片在前臂背侧软组织中显示软组织钙化(箭头)。

 

图3b。(b)通过外耳道水平的轴向非增强CT图像显示两个耳廓的软组织钙化(箭头)。

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图3c。(c)右膝的前后X线片显示内侧和外侧半月板的软骨钙质沉着(箭头)。

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图3d。(d)通过耻骨联合水平的轴向非增强CT图像显示,耻骨联合内和周围的(箭头)的钙化,以及耻骨(圆圈)的侵蚀。

淀粉样沉积可发生在经历长期血液透析的患者中,并且是由于骨和软组织中的β2-微球蛋白沉积,包括软骨,关节囊,韧带,腱鞘,肌肉和椎间盘。这种沉积可导致多达31%的患者的腕管综合征。关节中淀粉样沉积导致破坏性关节病(图4)。肾移植可以阻止进展,但不会逆转透析相关的淀粉样蛋白性关节病。

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图4a。83岁的患有多囊肾病的男性患者,淀粉样关节病,经血液透析治疗18年。(a)左侧髋关节侧位射线照片显示沿外侧股骨头的溶骨性改变(箭头)。关节间隙仅有轻度变窄,极少量的骨质增生。

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图4b。(b)左侧轴向轴向造影剂增强CT图像显示沿着超外侧股骨头的侵蚀(箭头),只有轻微的关节间隙变窄,少量的骨质增生。侵蚀中存在矿化软组织,与淀粉样蛋白沉积一致。

甲状旁腺功能减退症(hypoparathyroidism,简称甲旁减)是指甲状旁腺激素(PTH)分泌减少和(或)功能障碍的一种临床综合征。甲状旁腺功能减退症在临床上常见的主要有特发性甲旁减、继发性甲旁减、低血镁性甲旁减和新生儿甲旁减,其他少见的包括假性甲旁减、假-假性甲旁减、假性特发性甲旁减等。

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PTH由甲状旁腺的主细胞和嗜酸性细胞合成和分泌, PTH的靶器官主要为骨和肾。PTH的生理作用是:①促进骨质吸收,促进骨的转换,动员骨钙入血,骨钙释出进入血循环,使血钙升高。②抑制近曲肾小管对磷和HCO3的重吸收,加快肾脏排出磷酸盐,尿磷排出增多,血磷下降;PTH还促进远曲肾小管钙的重吸收,使肾小管管腔中的钙浓度下降。③激活肾脏1a羟化酶的活性,促进1,25-(OH)2D3的生成,1,25-(OH)2D3促进肠钙磷吸收,减少尿钙排泄,进一步升高血钙。因此当甲旁减时由于PTH生成和分泌减少或作用缺陷会出现骨钙动员减少,肠钙吸收减少和肾小管对钙重吸收减少、对磷重吸收增多。典型生化表现为低血钙、高血磷和低尿钙、低尿磷。

甲状旁腺功能减退最常见的是甲状旁腺手术或甲状旁腺切除期间对甲状旁腺的医源性损伤引起的获得性疾病,更罕见的是头颈部癌症的广泛切除期间。甲状旁腺功能减退也可能由自身免疫性疾病或遗传原因引起(例如,DiGeorge综合征)。对甲状旁腺激素的末期器官不敏感性称为假甲状旁腺功能减退症,具有不同的放射学检查结果。由于遗传原因引起的甲状旁腺功能减退通常在儿童期出现,但临床表现差异很大,在某些情况下,甲状旁腺功能亢进可能直到成年后才能发现。

甲状旁腺功能减退症的射线照相结果反映在骨量,包括颅盖的普遍的或局部骨硬化和致密骨的总体增加,具有变窄的板障空间。在罕见的情况下,可发生在外观上在银屑病关节炎中观察到的附着点炎类似脊柱骨化。

肢端肥大症(Acromegaly)是垂体腺瘤的临床分类之一。根据内分泌学分类为生长激素(GH)腺瘤。在神经外科领域被归为“鞍区肿瘤”,肿瘤的性质属于“内分泌肿瘤”。

发病率6 /100万~18 /100万(引自中国实用内科杂志2006年11月第26卷第22 中国肢端肥大症诊治规范(草案)——中华医学会内分泌学分会中华医学会神经外科学分会)

肢端肥大症是一种起病隐匿的慢性进展性内分泌疾病, 患者就诊时病程可能已达数年甚至10年以上。该病的主要特征是体内产生过量生长激素( growth hormone, GH) 。95%以上的肢大患者是由于分泌和释放GH的垂体腺瘤所致。长期过度分泌的GH可导致全身软组织、骨和软骨过度增生, 引起面容改变、(鼻大唇厚、下颚前突、有齿疏和反咬合)手足等末端肥大、皮肤粗厚、内脏增大、桶状胸和驼背、骨关节病变以及睡眠呼吸暂停综合征等。此外, 垂体肿瘤压迫症状包括垂体瘤压迫视神经引起视力障碍、糖尿病、高血压、心脑血管疾病、呼吸系统疾病以及结肠癌等恶性肿瘤发生率也会相应增加, 这些代谢紊乱性疾病和并发症严重影响患者健康和生存质量,缩短寿命。临床上, 诊断和治疗的延误会使这些并发症发生率明显增加。许多患者是在症状出现7~8年后才到医院就诊。肢端肥大症患者如未及时接受治疗会过早死亡,死因大多为心血管疾病。

由于大部分病人无法经由手术一次根治,术后必須长期乃至终生随诊。

治疗方面

1、手术:手术切除肿瘤是大部分垂体GH腺瘤的首选治疗方法。不易全切,因此术后生长激素较难恢复正常,需要进一步治疗。有许多病人经过多次手术。

2、放射性治疗:部分患者可得到控制,但起效时间过长,一般需数年以后。因为血清GH水平下降缓慢及垂体功能低下等并发症产生,限制了它的应用。

3、药物:目前应用于GH型垂体瘤的药物不多。需要长期应用,有效率不很令人满意, 也有许多副作用。

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表1.肢端肥大症的放射学表现

影像PPT - 11种常见代谢性骨病的影像学表现-45图1a.肢体肥大症,一名30岁男子,身高2.01cm,有复视史多年,后来发现有分泌生长激素的垂体腺瘤。(a)在中线附近获得的头部的矢状CT图像显示厚的额骨(实心箭头)和扩大的垂体窝(虚线箭头)。

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图1b。(b)该患者右手的后前片显示远端指骨呈铲形(圆圈)。

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图1c。(c)跟骨的侧位X线照片显示一个增厚的脚跟垫(双头箭头)和厚厚的足底皮肤(箭头)。

甲状腺功能减退症Hypothyroidism:简称甲减,是由于甲状腺激素的合成,分泌或生物效应不足而引起的一种综合征。病因较复杂,以原发性者多见,其次为垂体性者,其他均属少见。患者可能会出现四肢无力、内分泌功能减退、低血压、眩晕、肌性肌无力、体型异常、呼吸异常等症状。

甲状腺功能减退症可能是先天性的,这会导致严重的骨骼畸形和发育迟缓,也可能后天获得,这将导致相对温和的骨骼异常。获得性甲状腺功能减退可能发生在手术后或治疗后(放射性碘治疗)或可能是由于腺性萎缩,急性或慢性(桥本)甲状腺炎,浸润性疾病如淀粉样变性或淋巴瘤,某些药物治疗,碘缺乏症或垂体紊乱导致甲状腺激素激素缺乏。在儿童患者中,骨骼发育迟缓,往往伴有缺血性、不规则或碎片性远端股骨和近端胫骨骨骺(图1),类似于多发性骨骺发育不良。牙齿发育也可能延迟。

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图1a。12岁的男孩,先天性甲状腺功能减退症,身材矮小,发育迟缓。(a)右侧腕关节X线片显示只有头状骨(箭头),钩状骨(箭头)和桡骨(圆)的骨化中心。骨龄估计为1.5年。

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图1b。(b)腰椎横断面显示出发育不全的椎体。L1具有子弹状椎体(箭头)。

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图1c。(c)骨盆前后位置X线照片显示髋关节髋臼变浅(实心箭头),边缘不光整。股骨头骨骺(虚线箭头)小而分散。

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图1d。(d)右膝的前后X线照片显示小而不规则的远端股骨和近端胫骨骨骺(箭头)。

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图1e。(e)经过2年甲状腺激素替代治疗后获得的左手X线片显示所有腕骨骨化中心的间歇性骨化。骨龄仍然延迟,但进展到约9年(患者年龄,14岁)。

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图1f。(f)2年甲状腺激素替代治疗后,获得的右膝前后X光片显示骨骺的成熟,但胫骨和股骨可见残留不规则的改变(箭头)。(图片由Ok-Hwa Kim,MD,Ajou大学,韩国首尔)提供。

甲状腺功能亢进(Hyperthyroidism)最常见的原因是甲状腺激素分泌过度甲状腺扩散(格雷夫斯病)或局灶性(单个或多个腺瘤)。甲状腺机能亢进最常见的骨骼表现是骨质疏松症。多达1%的格雷夫斯病患者可能有甲状腺癌,这通常发生在治疗后,当病人的病情变为甲状腺功能低下或甲状腺功能减退。

甲状腺手术的最佳观察结果见于手足,可见杆状结节,骨膜炎和软组织肿胀。骨膜炎是沿着掌骨,跖骨和中间和近端指骨骨干的径向增生最大。软组织肿胀也可见于前囟区。眼刺激是刺激激光受体刺激的激光受体刺激抗体的结果,可以在颅骨X光照片或头部CT图像上描绘出眶后成纤维细胞增殖的Graves病。

甲状腺功能亢进症现在由于生活环境的变化,饮食结构的改变,呈上升趋势,为了更好的了解这儿疾病,下面用一个课件系统的说明这个病变的发生发展转归治疗,及影像学改变。

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