MRI診斷膝關節(jié)前交叉韌帶損傷的研究進展

1、MRI診斷膝關節(jié)前交叉韌帶損傷的研究進展         07-08-07 16:32:00     作者：傅強，楊柳    編輯：studa20【摘要】  膝關節(jié)前交叉韌帶是膝關節(jié)的重要穩(wěn)定結構，其損傷是臨床較為常見而又嚴重影響膝關節(jié)穩(wěn)定性的運動性損傷，隨臨床穩(wěn)定學、影像學及關節(jié)鏡對前交叉韌帶損傷診斷方法的日趨完善，近年來研究較多的磁共振（MRI）因其具有良好的組織分辨率和較高的空間分辨率，已成為目前國內外較為常用的重要影像

2、學檢查手段，在前交叉韌帶（ACL）損傷的檢查中被認為是影像學檢查的金標準，同時也為骨關節(jié)疾病的診斷開創(chuàng)了新局面. 【關鍵詞】  膝關節(jié)；前交叉韌帶/損傷；磁共振成像前交叉韌帶（anterior cruciate ligament, ACL）損傷是臨床較為常見而又嚴重影響膝關節(jié)穩(wěn)定性的運動性損傷. 其發(fā)病率較高，美國人群的ACL損傷發(fā)病率估計為1/3000，而從事足球運動者中ACL損傷的發(fā)病率60/10萬，滑雪運動者70/10萬，明顯高于一般人群. 我國尚無整體人群發(fā)病率的報道，但有作者對我國現(xiàn)役集訓運動員進行的調查發(fā)現(xiàn)， ACL的總體發(fā)病率0.43. 運動員的ACL損傷多見于足球、籃

3、球、武術、體操、柔道、摔跤等項目，非運動員ACL損傷多見于一般性體育項目，如足球、籃球、跳躍性運動項目等. ACL損傷后早期、正確的診斷無論對臨床治療方案的選擇還是預后判斷都有重要的意義1-4. 目前，臨床常用來診斷前交叉韌帶損傷的方法主要包括臨床穩(wěn)定學檢查，影像學檢查以及關節(jié)鏡檢查. 近年，國內外在ACL的MRI診斷上進行了大量研究，積累了大量經(jīng)驗，現(xiàn)將ACL損傷的MRI診斷作一綜述.1ACL的解剖 ACL起于脛骨髁間隆突前方凹陷處及外側半月板前角，向后、上、外成約60°斜行止于股骨外髁內側面之后部. 韌帶長37 mm41 mm(平均39 mm)，寬10 mm12 mm(

4、平均11 mm).  ACL股骨附著區(qū)在內收肌結節(jié)水平下12 mm, 股骨干后側皮質延長線后方8 mm處1；近橢圓形，最長縱徑平均約(20.9±2.8) mm，橫徑約(11.2±1.3) mm；前緣較直近端稍前傾，后緣略呈弧形，與股骨外側髁后關節(jié)緣相距約4 mm. 脛骨附著區(qū)在脛骨平臺髁間區(qū)的前部，內側髁間棘表面及前外側，與外側髁間棘之間有少量脂肪組織相隔；外形似三角形，前端寬，后端窄，前端外側有外側半月板前角的部分纖維加入，后端附著于內側髁間棘上，且與外側半月板后角的部分纖維相聯(lián). 橫徑(11.0±1.6) mm，前后長徑(17.5±2.9)

5、 mm，前緣距脛骨平臺前緣為(11.2±2.4) mm. ACL實質部可分為前內束和后外束，其長度分別為(40.5±4.8) mm和(17.7±2.9) mm，寬度和厚度分別為(9.4±1.1) mm和(5.3±0.8) mm，在股骨附著部以下10 mm12 mm處開始呈扇形扭曲，并隨膝部活動而改變. 由于ACL在股骨附著面呈矢狀位，而脛骨附著面呈水平位，故韌帶從上端至下端以自身的中軸向外旋轉約90°. 其中部最狹窄寬度為(11.49±1.59) mm，厚(4.3±0.49) mm. 膝伸直時，它呈扁帶狀. ACL

6、與冠狀面、矢狀面及橫斷面間的夾角分別為(33.3±8.1)度, (22.8±9.8)度和(53.6±9.6)度. ACL雖然解剖形態(tài)、空間走向均較復雜但是在斷層解剖上仍可得到較好的顯示。有作者報道ACL正中矢狀面全長的出現(xiàn)率為82%，顯示其全長的最好層面為正中矢狀面和正中旁1 cm層面. ACL的解剖走行是MRI成像的基礎. MRI檢查的掃描方法選擇，圖像分析與ACL的解剖形態(tài)的關系密不可分.2ACL損傷的病理和MRI成像的基礎2.1ACL損傷的病理在日?；顒又?ACL僅承受很小的負荷,很多數(shù)據(jù)提示,至多達到斷裂時負荷的20%. ACL損傷多發(fā)生在一些膝關節(jié)異常活

7、動的負荷中. 實驗發(fā)現(xiàn),在膝關節(jié)由屈曲40°主動伸至完全伸直時,脛骨過度內旋時以及過度的內翻及外翻應力作用于脛骨上時,ACL承受著最高的負荷和張力2. ACL多在非接觸運動中損傷,有人統(tǒng)計達78%3,常發(fā)生于落地時、斜切動作時及急停中等. De Marea等4按受傷的生物力學機制及合并的損傷將其分為以下5類:  單純ACL損傷, 多發(fā)生在強迫的伸膝力下伴股骨外髁前部與脛骨平臺外側相撞的損傷中,也有一部分發(fā)生在強迫的屈膝力下伴脛骨髁間棘的撕脫骨折中； ACL及內側結構的損傷, 多發(fā)生在強迫的屈曲外旋(外翻外旋)中,其中很典型的是ODonoghue三聯(lián)癥,而且外翻力及軸移現(xiàn)象可

8、同時損傷股脛前的關節(jié)面； ACL及外側結構的損傷, 由強迫的屈曲內旋力(內翻內旋)造成,可形成典型的Segond骨折； ACL及內外側結構的損傷, 由不同形式的內外翻及旋轉力造成； ACL及PCL的損傷, 多發(fā)生于脛骨向后移位和膝過伸中. 有人研究發(fā)現(xiàn)5,在斜切運動中膝關節(jié)旋轉的幅度和次數(shù)遠大于在跑步中,在一定程度上說明,為什么這些動作中更易損傷ACL. 單純性ACL損傷少見，絕大多數(shù)為復合性韌帶損傷. 損傷的部位以韌帶中段最多見約72%，股骨髁附著點損傷占18%，脛骨附著點損傷占4%. 一般來說，急性撕裂均引起不同程度的水腫和出血，韌帶增粗變形明顯；而較輕微的韌帶內撕裂其變形可不顯著.2.2

9、MRI成像的基礎正常ACL因其氫原子被固定在多肽形成的致密網(wǎng)架上不能參與MR成像，故其在任何序列上均為低信號. 交叉韌帶損傷后，多肽網(wǎng)架遭到破壞，氫原子及水腫液在MR成像上表現(xiàn)為韌帶內出現(xiàn)高信號. 由于出血、水腫，韌帶腫脹超過正常寬徑，MR成像上表現(xiàn)為韌帶形態(tài)改變. 因此，一旦獲得良好的MRI圖像后即可依據(jù)交叉韌帶內有無異常信號、異常信號的位置，交叉韌帶有無形狀改變，周圍結構有無異常改變等來判斷交叉韌帶的損傷及部位.  研究表明MRI診斷ACL完全損傷時，ACL撕裂原發(fā)征像如ACL形態(tài)信號異常，在矢狀面圖像上敏感度96%，特異度94%；在冠狀面圖像上兩者分別為92%和83%. MRI

10、是ACL損傷的重要的檢查手段.3ACL的MRI檢查技術3.1磁場強度ACL的MR掃描常規(guī)以矢狀面為主，研究表明矢狀面結合冠狀面和橫斷面可以提高ACL的診斷率. 近年為了更好的顯示ACL的解剖結構，斜矢狀面掃描，軸位掃描，動態(tài)MRI掃描、屈曲位掃描以及斜冠狀位掃描相繼出現(xiàn). 過去認為矢狀面ACL異常表現(xiàn)是敏感度和特異度最好的征像6. Sasaki等8報道矢狀面SET1WI, GET2WI掃描結合冠狀位SET1WI掃描ACL診斷準確度可達97%. 在目前常規(guī)MRI檢查中，矢狀面是掃描的常規(guī)序列. 同時也有作者報道認為軸位MR掃描圖像是診斷ACL損傷的重要序列. 軸位序列診斷ACL撕裂的標準：軸位T

11、2像ACL預期行程中看不見ACL或ACL行程中見有高信號. ACL撕裂的診斷敏感度達92%, 特異度可達82%100%. 同時軸位像對ACL的穩(wěn)定性判斷也有重要意義7-8. 為清晰顯示ACL的解剖結構動態(tài)MRI、屈曲位MRI分別用于臨床. 動態(tài)MRI矢狀面運動序列診斷的敏感度、特異度分別為96%和92%，優(yōu)于靜態(tài)3D（敏感度71%，特異度88%）診斷，在評價韌帶松弛及部分損傷意義較大9. 屈曲位MR較易識別斷裂ACL及殘端，對于伸直位顯示不佳患者可行屈曲位MR掃描. ACL殘端有2種明顯表現(xiàn)：結節(jié)狀和游離舌狀10. 常規(guī)MRI，加用斜冠狀掃描后其準確度、敏感度、特異度分別提高至97, 96和9

12、7%，附加斜冠狀掃描增加了對ACL進行損傷分級的診斷準確率11. 3.3掃描序列Mink等發(fā)現(xiàn)T2加權序列前交叉韌帶診斷的準確率高于T1加權序列. 關節(jié)鏡MRI100例回顧性對照分析表明3D GE序列診斷前交叉韌帶完全斷裂敏感度92%，特異度96%. 關節(jié)鏡MRI217例回顧性對照分析表明12FSE敏感度96，特異度98，準確度98，在常規(guī)SE報告范圍內，F(xiàn)SE是常規(guī)SE序列的選擇. T1 WI序列和3D GE序列50例對照發(fā)現(xiàn)：SE對韌帶損傷的敏感度82%，特異度95%；3D敏感度64%，特異度100%，兩者無差別. 對于ACL的MRI掃描，掃描序列的選擇較多樣化. ACL常規(guī)MR

13、I查檢多為旋轉中立位，層厚4 mm5 mm，常規(guī)的矢狀面、冠狀面和橫斷面的T1，T2成像. ACL在正中矢狀面附近的12個層面上可清楚顯示全程，MRI上整條ACL在所有序列上均呈粗1 cm左右?guī)畹托盘栍埃跔蠲鍭CL呈節(jié)段狀低信號影，ACL附著點顯示較清楚. 交叉韌帶的觀察以矢狀面為主同時應結合冠狀面及橫斷面. 由于ACL較細，其解剖走行與矢狀面有一定的角度，或掃描角度與韌帶走行不平行，常規(guī)掃描中部分病例不能良好的顯示ACL. 正確、恰當?shù)倪\用掃描技術是MRI能夠準確診斷的重要前提. 近年來國內外也有將斜矢狀位掃描列位常規(guī)掃描的. 具體的方法可通過15°傾斜定位或讓患者膝關節(jié)外展1

14、0°15°，減少掃描層厚（3 mm），從而大大提高ACL損傷的顯示率，并有助于ACL小撕裂的診斷. 目前文獻報道完全性ACL撕裂MRI診斷準確率達90100，而ACL部分損傷MRI診斷的準確率在4785. 總之，掃描技術是MRI檢查的重要方面. 只有準確、恰當?shù)倪\用各種掃描方法，才能有望得到良好的成像、正確的診斷.4ACL損傷的MRI表現(xiàn)完全性ACL撕裂MRI大多表現(xiàn)典型的ACL連續(xù)性中斷或ACL明顯增粗伴信號升高，韌帶周積液或出血，ACL松弛呈波浪狀改變，與脛骨平臺夾角<45°，與Blumensaat線夾角>15°，PCL彎曲指數(shù)<3

15、，脛骨前移>7 mm，脛股骨典型的骨挫傷等征象. 然而，不全性ACL撕裂MRI缺乏典型的直接征象和間接征象，診斷難度較大，國外文獻報道的準確率在4785. 國內有作者報道不全性ACL撕裂的診斷準確率為57.113. ACL撕裂的直接征象包括： 韌帶連續(xù)性中斷； 韌帶松弛、扭曲呈波浪狀改變； 韌帶增粗、邊緣毛糙、團塊和局部信號顯著升高，局部假瘤形成； 韌帶內彌漫性高信號等. ACL撕裂間接征象： ACL與脛骨平臺夾角<45°； ACL與Blumensaat線夾角>15°； 外側脛骨平臺和股骨外側髁的挫傷或骨軟骨骨折； PCL彎曲指數(shù)<3； 脛骨前移&g

16、t;7 mm； 外側半月板后移； 韌帶周圍積液或積血等14； 后交叉韌帶角105°； 外側半月板后角后移3 mm； 股骨外側溝1.5 mm 和陽性PCL線.4.1MRI征像對ACL損傷的判斷意義就ACL形態(tài)結構改變而言，不全撕裂的ACL內局部出血或水腫使韌帶增粗變圓，橫斷面像ACL寬徑的增大常比矢狀面像前后徑改變更為顯著，尤其在ACL輕微增粗病例中，在橫斷面像上觀察和測量ACL寬徑則更突顯其重要性. 不全撕裂ACL局部信號略微升高的同時伴有局限性韌帶增粗，信號升高和韌帶增粗多在同一部位. 然而矢狀面像上ACL與臨近脂肪組織的容積效應經(jīng)常出現(xiàn)信號升高并略有增粗的假象，原本信號升高的不全

17、撕裂ACL也可在與骨皮質的容積效應作用下而不表現(xiàn)出來. 采取3 mm薄層成像確能減少容積效應的影響，但也大幅降低了信/噪比. 橫斷面像同樣能有效地消除容積效應的影響15，結合矢狀面像則能更為可靠地判斷ACL的信號改變. ACL撕裂的間接征象包括PCL彎曲指數(shù)減小、脛骨前移度增加,ACL周圍積液,骨結構改變和其他韌帶半月板病變等. PCL較ACL粗大，在矢狀面MRI像上較少受到容積效應和位置的影響，測量PCL的彎曲指數(shù)比較容易和準確，對于ACL不全撕裂而言，PCL彎曲指數(shù)較脛骨前移度更具價值. 關節(jié)滑膜僅被覆ACL前緣，而后緣少有滑膜，特別是ACL上段的滑膜被覆比下段更少. 為此有作者16認為A

18、CL無滑膜被覆區(qū)域出現(xiàn)積液或水腫可作為診斷ACL撕裂的征象之一. 但也有作者13對此持反對意見. ACL撕裂后滑膜化易導致誤診，ACL行程內出現(xiàn)稍低信號逗號樣纖維束是診斷ACL撕裂的可靠征像16. 膝關節(jié)ACL撕裂合并脛股骨挫傷或骨折、半月板撕裂、內側副韌帶損傷以及繼發(fā)骨軟骨剝離等病變與損傷機制. 相關文獻報道特別指出MRI見外側脛股骨挫傷或骨折（特別是脛股骨對吻性挫傷）應強烈提示ACL撕裂. 間接征象特異度較高、但敏感度相對低，對證實診斷有較大幫助，但不能依賴其進行診斷；間接征象較可靠的有：骨挫傷、外側半月板后角后移，脛骨前移. 急性撕裂有特征性的水腫，慢性撕裂則因纖維瘢痕的橋接，MRI可見ACL纖維束完整、低信號、