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急性前交叉韧带损伤MRI多征象与关节镜对照研究

向以四 陆志前 张敏

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急性前交叉韧带损伤MRI多征象与关节镜对照研究

    作者简介: 向以四(1981-), 男, 主治医师.
  • 中图分类号: R686.5

Comparative study on the MRI multi-imaging with arthroscopy in acute anterior cruciate ligament injury

  • CLC number: R686.5

  • 摘要: 目的探讨急性前交叉韧带(ACL)损伤的MRI多种征象的诊断价值。方法选择ACL损伤病人23例,在不告知关节镜诊断结果前提下,由2名MRI诊断医师共同对MRI多种征象进行分析,统计各种征象诊断的敏感度、特异度以及阳性预测值,明确多种MRI征象出现率。结果采用MRI检查在ACL连续中断、ACL走行异常、ACL消失、ACL吊桥征、胫骨前移、外侧半月板后角后移、“对吻性”骨挫伤及Notch征、空髁间窝征多种征象上具有较大的诊断价值(P < 0.05~P < 0.01)。ACL损伤的MRI直接征象中ACL消失敏感性最低(13.04%),而ACL局限或弥漫性信号增高或增粗特异性相对较低;其中韧带走行异常诊断价值最大,其诊断敏感度、特异度及阳性预测值分别为73.91%、100.00%及100.00%。ACL损伤的MRI间接征象中胫骨前移位、外侧半月板后角后移、“对吻性”骨挫伤及Notch征、空髁间窝征4种间接征象具有较高的特异度,但敏感度均较低,其中“对吻性”骨挫伤及Notch征诊断价值最大。结论MRI直接征象是急性ACL损伤诊断的主要依据,综合分析特异性较强的间接征象,可减少MRI假阴性诊断率,同时对诊断ACL完全撕裂较部分撕裂的可靠性大,尤其是直接征象表现不典型的急性ACL损伤者。
  • 图 1  ACL连续性中断或部分韧带纤维中断、不连续,ACL走行异常、与胫骨倾斜度减低;并可见PCL向后弓形改变,PCL近段部分与远段部分所形成的夹角减小(< 105°)

    图 2  多方位显示正常ACL走行区空虚无韧带组织显示,可见ACL断端挛缩附着在胫骨平台上(黑箭示)

    图 3  ACL局限或弥漫性信号增高,边缘模糊

    图 4  ACL下止点撕脱性骨折,呈“吊桥征”(黑箭示)

    图 5  胫骨前移约8mm(>7mm)及外侧半月板后角后移征阳性

    图 6  “对吻性”骨挫伤,具有股骨外侧裸骨挫伤和胫骨平台外后侧骨挫伤的表现(黑箭示)

    图 7  股骨外侧髁凹陷征(Notch征)(黑箭):股骨外侧髁凹陷深度加大伴骨挫伤

    图 8  ACL股骨端完全撕裂,MRI空髁间窝征,冠状面上,股骨外侧髁的内侧面ACL止点空虚、未见低信号附着(黑箭示)

    图 9  关节镜证实ACL股骨端完全撕裂

    表 1  关节镜与MRI多种征象对照结果(n)

    关节镜检查结果 ACL连续中断 ACL走行异常 ACL消失 ACL信号异常或增粗 ACL吊桥征 MRI检查结果胫骨前移 外侧半月板后角后移 PCL角阳性 韧带周围积液或积血 “对吻性”骨挫伤及Notch征 空髁间窝征
    + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计
    + 11 12 23 17 6 23 3 20 23 20 3 23 5 18 23 6 17 23 8 15 23 2 21 23 9 14 23 15 8 23 9 14 23
    - 0 25 25 0 25 25 0 25 25 5 20 25 0 25 25 2 23 25 1 24 25 1 24 25 5 20 25 0 25 25 1 24 25
    合计 11 37 48 17 31 48 3 45 48 25 23 48 5 43 48 8 40 48 9 39 48 3 45 48 14 34 48 15 33 48 10 38 48
    χ2 10.08 4.17 18.05 0.13 16.06 10.32 10.56 16.41 3.37 6.13 9.60
    P < 0.01 < 0.05 < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 >0.05 >0.05 < 0.05 < 0.01
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    表 2  ACL损伤的MRI直接征象评价结果

    直接征象 敏感度/% 特异度/% 阳性预测值/%
    ACL连续性中断或部分中断 47.83 100.00 100.00
    ACL走行异常 73.91 100.00 100.00
    ACL消失 13.04 100.00 100.00
    ACL局限或弥漫性信号增高或增粗 86.96 80.00 80.00
    ACL吊桥征 21.70 100.00 100.00
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    表 3  ACL损伤的MRI间接征象评价结果

    间接征象 敏感度/% 特异度/% 阳性预测值/%
    胫骨前移位 26.09 92.00 75.00
    外侧半月板后角后移 34.78 96.00 88.90
    PCL角减小 8.70 96.00 66.67
    韧带周围积液或积血 39.13 80.00 64.29
    “对吻性”骨挫伤及Notch征 65.22 100.00 100.00
    空髁间窝征 39.13 96.00 90.00
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-30
  • 录用日期:  2019-03-01
  • 刊出日期:  2019-04-15

急性前交叉韧带损伤MRI多征象与关节镜对照研究

    作者简介: 向以四(1981-), 男, 主治医师
  • 安徽省宣城市人民医院 影像科, 242000

摘要: 目的探讨急性前交叉韧带(ACL)损伤的MRI多种征象的诊断价值。方法选择ACL损伤病人23例,在不告知关节镜诊断结果前提下,由2名MRI诊断医师共同对MRI多种征象进行分析,统计各种征象诊断的敏感度、特异度以及阳性预测值,明确多种MRI征象出现率。结果采用MRI检查在ACL连续中断、ACL走行异常、ACL消失、ACL吊桥征、胫骨前移、外侧半月板后角后移、“对吻性”骨挫伤及Notch征、空髁间窝征多种征象上具有较大的诊断价值(P < 0.05~P < 0.01)。ACL损伤的MRI直接征象中ACL消失敏感性最低(13.04%),而ACL局限或弥漫性信号增高或增粗特异性相对较低;其中韧带走行异常诊断价值最大,其诊断敏感度、特异度及阳性预测值分别为73.91%、100.00%及100.00%。ACL损伤的MRI间接征象中胫骨前移位、外侧半月板后角后移、“对吻性”骨挫伤及Notch征、空髁间窝征4种间接征象具有较高的特异度,但敏感度均较低,其中“对吻性”骨挫伤及Notch征诊断价值最大。结论MRI直接征象是急性ACL损伤诊断的主要依据,综合分析特异性较强的间接征象,可减少MRI假阴性诊断率,同时对诊断ACL完全撕裂较部分撕裂的可靠性大,尤其是直接征象表现不典型的急性ACL损伤者。

English Abstract

  • 膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤是常见的膝关节损伤之一,若诊治不及时,病人的生活质量会受到严重影响[1-2]。急性ACL是否断裂和断裂的程度是决定是否行关节镜下韧带重建的关键,由于关节内血肿、关节肿胀或剧烈疼痛等原因,前抽屉实验等常规物理检查易出现偏差[3]。国内单纯对急性ACL损伤MRI影像征象研究报道不多,本研究回顾性分析我院48例膝关节急性损伤行MRI和关节镜检查的资料,结合文献复习,旨在探讨急性ACL损伤的MRI多种征象的诊断价值。现作报道。

    • 收集2015年3月至2018年4月我院收治的48例膝关节急性损伤病例,纳入标准:就诊时膝关节创伤或扭伤疼痛时间 < 2周;均接受MRI及关节镜检查,且间隔时间少于2周。排除标准:合并X线明确的膝关节复杂骨折;合并恶性肿瘤、血液系统疾患、急性炎症、结核及类风湿关节炎等;有膝关节手术史者。经关节镜证实急性ACL损伤病例作为损伤组(23例),其中男15例,女8例,年龄17~76岁。非ACL损伤病例(ACL完好的其他韧带或半月板损伤的病例)作为对照组(25例),其中男16例,女9例,年龄15~70岁。临床表现为不同程度肿胀、无法稳定行走或活动受限。

    • MRI检查:采用SIEMENS Symphony-p型1.5T超导MRI仪,膝关节专用线圈,仰卧位、足先进,中心定位髌骨下缘。扫描相关参数:矢状位:SE-T1WI(TR 190 ms,TE 15 ms,FOV 28 cm×28 cm)、T2WI压脂(TR 3 400 ms,TE106 ms,FOV28 cm×28 cm)、T2WI-fl2d(TR 217 ms,TE 18 ms,FOV 28 cm×28 cm),冠状位:T2WI压脂(TR 4 760 ms,TE 11 ms,FOV 28 cm×28 cm),横断面:T2 WI(TR 2 880 ms,TE107 ms,FOV 32 cm×32 cm);所有序列层厚3 mm,层间距0.5 mm,矩阵240×256。关节镜检查:所有病人均采用美国史塞克公司全套关节镜系统。常规消毒及麻醉处理,依次观察关节软骨、半月板及韧带等。

    • 在不告知关节镜诊断结果前提下,由2名MRI诊断医师共同对ACL损伤相关的MRI多种征象进行分析,意见不一致时协商解决差异。参阅文献[4-5],MRI直接征象(ACL本身形态和信号的改变):(1)ACL连续性中断或部分韧带纤维中断;(2)ACL走行异常:矢状面上,ACL纤维不平行于Blumensaat线(即股骨髁间窝皮质线),倾斜角下降或走行迂曲或呈波浪状;(3)ACL消失:不管是矢状面、冠状面还是横断面,ACL纤维束完全断裂,断端挛缩附着在胫骨平台上或股骨外侧髁内侧,导致正常ACL走行区空虚无韧带组织显示;(4)ACL信号异常:即局限或弥漫性信号增高,边缘模糊; (5)ACL下止点撕脱性骨折,呈吊桥征,即使没有韧带严重损伤,仍需要在关节镜下做复位固定术,因此也归于完全撕裂[6]。MRI间接征象[4]:(1)胫骨前移(>7 mm);(2)外侧半月板后角后移;(3)后交叉韧带(PCL)角减小:矢状面上,PCL向后弓形改变,PCL近段部分与远段部分所形成的夹角 < 105°时,提示ACL损伤;(4)韧带周围积液或积血,如三角区积液,ACL与PCL相交以下区域液体积聚;(5)“对吻性”骨挫伤及Notch征:即具有股骨外侧髁和胫骨平台外后侧骨挫伤的表现;或具有股骨外侧髁凹陷征(Notch征),股骨外侧髁凹陷深度加大伴骨挫伤;(6)空髁间窝征:冠状面上,股骨外侧髁的内侧面ACL止点空虚、未见低信号附着。同时观察合并其他损伤情况。统计分析各种征象诊断的敏感度、特异度以及阳性预测值。

    • 采用χ2检验。

    • 关节镜证实ACL完全撕裂19例,部分撕裂4例。其中完全撕裂分实质部撕裂8例、股骨端撕裂6例及胫骨端撕裂5例。MRI直接征象:ACL连续性中断或部分韧带纤维中断、ACL走行异常(见图 1)、ACL消失(见图 2)、ACL局限性或弥漫性信号增高(见图 3)、下止点撕脱性骨折呈“吊桥征”(见图 4)分别为11例、17例、3例、20例、5例。MRI间接征象:胫骨前移(见图 5)、外侧半月板后角后移、PCL角减小、韧带周围积液或积血、“对吻性”骨挫伤(见图 6)及Notch征(见图 7)、空髁间窝征(见图 89)分别为6例、8例、2例、9例、15例及9例。除PCL角减小、韧带周围积液或积血2种征象出现在部分撕裂病例(共3例)外,其余所有4种间接征象仅出现在完全撕裂病例。采用MRI检查在ACL连续中断、ACL走行异常、ACL消失、ACL吊桥征、胫骨前移、外侧半月板后角后移、“对吻性”骨挫伤及Notch征、空髁间窝征多种征象上比关节镜检查具有更大的诊断价值(P < 0.05~P < 0.01)(见表 1)。

      图  1  ACL连续性中断或部分韧带纤维中断、不连续,ACL走行异常、与胫骨倾斜度减低;并可见PCL向后弓形改变,PCL近段部分与远段部分所形成的夹角减小(< 105°)

      图  2  多方位显示正常ACL走行区空虚无韧带组织显示,可见ACL断端挛缩附着在胫骨平台上(黑箭示)

      图  3  ACL局限或弥漫性信号增高,边缘模糊

      图  4  ACL下止点撕脱性骨折,呈“吊桥征”(黑箭示)

      图  5  胫骨前移约8mm(>7mm)及外侧半月板后角后移征阳性

      图  6  “对吻性”骨挫伤,具有股骨外侧裸骨挫伤和胫骨平台外后侧骨挫伤的表现(黑箭示)

      图  7  股骨外侧髁凹陷征(Notch征)(黑箭):股骨外侧髁凹陷深度加大伴骨挫伤

      图  8  ACL股骨端完全撕裂,MRI空髁间窝征,冠状面上,股骨外侧髁的内侧面ACL止点空虚、未见低信号附着(黑箭示)

      图  9  关节镜证实ACL股骨端完全撕裂

      关节镜检查结果 ACL连续中断 ACL走行异常 ACL消失 ACL信号异常或增粗 ACL吊桥征 MRI检查结果胫骨前移 外侧半月板后角后移 PCL角阳性 韧带周围积液或积血 “对吻性”骨挫伤及Notch征 空髁间窝征
      + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计 + - 合计
      + 11 12 23 17 6 23 3 20 23 20 3 23 5 18 23 6 17 23 8 15 23 2 21 23 9 14 23 15 8 23 9 14 23
      - 0 25 25 0 25 25 0 25 25 5 20 25 0 25 25 2 23 25 1 24 25 1 24 25 5 20 25 0 25 25 1 24 25
      合计 11 37 48 17 31 48 3 45 48 25 23 48 5 43 48 8 40 48 9 39 48 3 45 48 14 34 48 15 33 48 10 38 48
      χ2 10.08 4.17 18.05 0.13 16.06 10.32 10.56 16.41 3.37 6.13 9.60
      P < 0.01 < 0.05 < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 >0.05 >0.05 < 0.05 < 0.01

      表 1  关节镜与MRI多种征象对照结果(n)

    • ACL损伤的MRI直接征象中ACL消失敏感性最低(13.04%),而ACL局限或弥漫性信号增高或增粗特异性相对较低;其中韧带走行异常诊断价值最大,其诊断敏感度、特异度及阳性预测值分别为73.91%、100.00%及100.00%(见表 2)。MRI间接征象中胫骨前移位、外侧半月板后角后移、“对吻性”骨挫伤及Notch征、空髁间窝征4种间接征象具有较高的特异度,但敏感度均较低,其中“对吻性”骨挫伤及Notch征诊断价值最大(见表 3)。

      直接征象 敏感度/% 特异度/% 阳性预测值/%
      ACL连续性中断或部分中断 47.83 100.00 100.00
      ACL走行异常 73.91 100.00 100.00
      ACL消失 13.04 100.00 100.00
      ACL局限或弥漫性信号增高或增粗 86.96 80.00 80.00
      ACL吊桥征 21.70 100.00 100.00

      表 2  ACL损伤的MRI直接征象评价结果

      间接征象 敏感度/% 特异度/% 阳性预测值/%
      胫骨前移位 26.09 92.00 75.00
      外侧半月板后角后移 34.78 96.00 88.90
      PCL角减小 8.70 96.00 66.67
      韧带周围积液或积血 39.13 80.00 64.29
      “对吻性”骨挫伤及Notch征 65.22 100.00 100.00
      空髁间窝征 39.13 96.00 90.00

      表 3  ACL损伤的MRI间接征象评价结果

    • 关节镜检查是诊断急性ACL损伤金标准,但病人需要住院且检查费用高、有创、或并发关节感染等,并不能作为首选检查手段。MRI具有软组织分辨率高、无创性、扫描快速、无放射性和多方位及多参数成像等优点,可直接显示ACL的走行、形态及内部信号改变,对临床手术适应症选择及治疗方案的制定具有重要指导意义,目前是临床疑似ACL损伤病人的首选筛查技术。本文将急性ACL损伤MRI表现与关节镜对照发现,ACL断裂出血、松弛、断端扭曲及移位构成了ACL形态和信号改变的直接征象,不涉及ACL本身形态及信号的相关MRI表现构成间接征象。正确分析这些MRI征象对提高急性ACL损伤诊断的精确性意义重大。

      急性ACL损伤MRI直接征象表现各异,其差异与损伤程度密切相关。完全撕裂可出现韧带不连续或消失,即“连续性中断”或“韧带消失”,断裂处因出血和水肿表现为局限或弥漫性信号异常即“信号异常”[7],出现韧带张力消失或松弛、韧带倾斜度减低时表现“走行异常”;出现ACL下止点撕脱性骨折时呈“吊桥征”。急性ACL损伤中,实质部最为常见,其次是股骨附着处,最后是胫骨附着处[8-9]。本组经关节镜证实的19例完全撕裂病人均具备上述1项或多项直接征象,撕裂部位发生概率与上述文献报道相似,我们认为应重点观察ACL实质部及股骨附着处情况以减少漏诊。ACL解剖结构及走行较复杂,下端起自胫骨髁间隆起前内侧,斜向后上方外侧、纤维束扇形分布股骨外侧髁内侧面,与关节镜直视下观察ACL相比,MRI单一切面很难完整显示ACL,需结合矢状位、冠状位及横断面多方位观察,建立全方位立体观。本组4种直接征象中,“韧带走行异常”诊断价值最大,我们认为与MRI多方位成像技术密不可分,其次本组数据因急性ACL完全撕裂病例所占比例较高(19/24, 79.17%),不难理解ACL因张力异常、断端扭曲移位等“韧带走行异常”征象出现率更高。

      本组ACL局限或弥漫性信号增高或增粗特异性相对较低。事实上,因急性损伤髁间窝区水肿、ACL的内部固有信号改变、结构伪影、矢状面股骨髁附着点的部分容积及ACL变性等因素干扰,相对关节镜下直观、完整显示ACL而言,该征象对于是否存在损伤以及损伤程度鉴别仍存在不足[10-11]。另外,本组ACL信号消失征敏感性较低,有部分学者[3]认为该征象更多见慢性或陈旧性ACL损伤病例,可能与多数慢性或陈旧性损伤ACL残端已完全或大部分吸收有关,本组样本数量有限,这一观点需进一步证实。

      急性ACL损伤MRI间接征象具有较高特异性,但敏感性较低,结合直接征象综合分析可以提高诊断ACL损伤的准确性[12]。李梅等[13]认为MRI间接征象可减少MRI假阴性诊断而避免发生漏诊。本组间接征象中“对吻性”骨挫伤及Notch征诊断最有价值,两者发生机制相同,即当ACL断裂时,胫骨前移、内旋,股骨外侧髁和胫骨平台后外侧面发生撞击,引起相应部位的骨挫伤或骨折, 王海波等[14]将两个征象归为一类,可进一步提高ACL完全撕裂的敏感性及特异性。值得一提的是,本组结果中间接征象胫骨前移、外侧半月板后角后移、“对吻性”骨挫伤及Notch征、空髁间窝征均仅只见于完全性撕裂病人,而部分性撕裂的病例,往往缺乏上述4种间接征象或出现的间接征象不具备特征性。MAIR等[15]较早对骨挫伤研究发现,ACL完全断裂的骨挫伤发生率(94%)远高于不完全断裂(17%)。于星鹏等[16]同样认为随着ACL损伤程度增加,伴随的间接征象亦逐渐增多,本研究与上述观点一致,出现“对吻性”骨挫伤及Notch征高度提示ACL完全撕裂。

      与关节镜检查相比,韧带周围积液或积血征象在本组中并不是特征性很强的间接征象。许建荣等[17]研究发现膝关节ACL正常的其他损伤也常见韧带周围积液或积血征象,并认为任何膝关节损伤合并滑膜增生及滑膜外积液水肿很常见,另ACL走行区髁间窝滑膜丰富,很容易导致该区域结构不清。

      除本文所列间接征象外,一些少见间接征象如Segond骨折、髌韧带迂曲及髌下脂肪垫切割损伤等[18]均未出现,可能因本组数据样本量少,其诊断价值有待收集大样本量进一步研究证实。

参考文献 (18)

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