重视和提高老年患者半月板撕裂MRI诊断的合理性和准确性

丁晓毅

丁晓毅 教授

膝关节骨关节炎是老年患者最常见的关节疾患，严重影响老年患者的生活质量，而膝关节骨关节炎常合并半月板退变、退变基础上的撕裂和半月板的不稳定，其磁共振成像(MRI)表现特点和单纯性、外伤性的半月板撕裂有相同和不同之处，需要我们进一步认识，但国内的相关文献报道很少;越来越多的研究［1］显示，半月板的损伤程度和膝关节关节软骨损害密切相关，同时半月板的损伤与不稳定和关节疼痛密切相关。MRI可以很好地同时显示关节软骨、滑膜增厚、关节积液、韧带的损伤、半月板的损伤等膝关节骨关节炎原发和继发性改变，是老年性骨关节炎最佳的检查方法［2-3］。因此，运用 MRI对老年患者半月板损伤的准确诊断和合理评价，对老年患者的膝关节骨关节炎的治疗和避免其进一步进展有重要意义。本文就老年患者半月板损伤的MRI诊断合理性和准确性进行阐述。

1 半月板撕裂诊断方法和准确性

1.1 半月板的解剖和功能 半月板分为前角、体部、后角三个部分，三者间无明显分界。半月板内纤维呈有规律的环形和横向排列。环形纤维占大部分，维持着半月板的形状;横向纤维连接半月板的外缘和内缘，形成半月板的抗张强度(韧性)，半月板的抗张强度随着年龄的增长而增加。半月板外围1/3部分有血管供应和神经支配。血供来自于膝内、外侧动脉所形成的关节囊毛细血管丛，血管丛发出穿通支进入半月板，在半月板内形成血管环及辐射状分布的小分支。半月板内侧2/3部分无血液供应，其营养来自滑液，亦无神经支配，因此半月板撕裂引起的疼痛必定是由于损伤了半月板的外1/3或是其韧带附着处受到牵扯。半月板位于胫骨平台表面，半月板使关节面并不匹配的股骨下端与胫骨平台紧密配合，维持膝关节的稳定性并发挥其活动功能，增加股骨的接触面积而减少作用在负重面关节软骨上的压力。能有效缓冲来自股骨的载荷，减少和均匀向胫骨传递的压力，保护关节软骨、避免骨关节炎的发生。

1.2 半月板损伤的MRI诊断 正常半月板在MRI各个序列中均呈低信号。为了准确了解半月板内信号异常改变的程度，在MRI上有一个与病理模型相关的分级系统［4］，已经被广泛认可。分级是根据信号的形态及其与半月板关节面间的相对关系来确定的。0级:为正常的半月板，表现为均匀的低信号，且形态规则;Ⅰ级:表现为不与半月板关节面相接触的灶性的椭圆形或球形的信号增高影;Ⅱ级:表现为水平的、线性的半月板内信号增高，可延伸至半月板的关节囊缘，但未达到半月板的关节面缘。Ⅲ级:半月板内的高信号达到半月板的关节面，代表半月板的撕裂。

1.3 半月板损伤的MRI检查方法

半月板出现退变、发生撕裂时可吸收关节内滑液，并且半月板内大分子和滑液相互作用使质子的旋转率降低，缩短了 T1、T2值，因此 T1加权和质子密度加权图像对于半月板病变的显示较为敏感，即短TE图像(T1加权，PD或梯度回波T2加权)比长TE图像(T2加权)能更敏感地显示半月板退变和撕裂。自旋回波序列(SE)和快速自旋回波序列(FSE)对于半月板撕裂诊断的准确率、敏感性和特异性有差异［5］，因此一般不推荐使用快速自旋回波序列诊断半月板的退变和撕裂。半月板病变的评估主要是在矢状面上，其主要有3种扫描技术。第一种技术是传统的SE T2加权序列，它有2个回波:第1个回波是质子密度加权成像，用以观察半月板内的改变;第2个回波是用以观察膝关节周围的软组织及骨的病变。第2种技术是SE T1加权技术，是用以显示半月板的退变和撕裂(表现为半月板内的高信号或中等信号影)。第三种技术是采用梯度回波的2DFT或3DFT技术来显示半月板内信号升高的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级信号改变。通过对3DFT图像进行3D重建可以直观地显示半月板撕裂的部位和形态，尤其是对于混合型的半月板撕裂的显示。对于某些特殊形式的半月板撕裂可以采用特殊的检查技术，如辐射状扫描技术(其扫描方向和半月板的长轴方向相垂直)，对于显示半月板和关节囊间的关系，确定半月板内模棱两可的Ⅱ、Ⅲ级信号改变很有意义。如果将矢状扫描和冠状面及横断面扫描互相结合可以提高半月板病变诊断的敏感性和特异性。另外，经静脉注射造影剂的间接膝关节关节造影和经皮关节腔内注射造影是对半月板移植术后受体和供体间界面的显示、半月板修补术后愈合情况的观察以及半月板修补术后或部分切除术后的再发损伤的最佳影像学检查方法，常规的 MRI平扫准确率很低［6-8］。

1.4 影响MRI诊断半月板损伤准确性的因素 MRI已经广泛地用于半月板撕裂的诊断，已经成为半月板撕裂治疗前必不可少的检查。大量的报道显示，其敏感性＞88%，特异 性 ＞ 94%［9］。Anderson［10］研究发现，内侧半月板撕裂MRI诊断的敏感性和特异性分别为93%和88%，外侧半月板撕裂MRI诊断的敏感性和特异性分别为79%和95%。Magee 等［11］研 究 认 为，3TMR的信噪比高，可以提高半月板撕裂诊断的敏感性和特异性，分别可达96%和97%。但是不少文献报道都认为，半月板撕裂可以发生在无症状的患者中，比例可以高达63%［12-13］。影响半月板诊断敏感性和特异性的因素主要有以下几点［13-15］:诊断者对Ⅲ级信号改变的认识，不同的窗宽、窗位的调节影响半月板内高信号影是否达关节面缘的判断;半月板撕裂的类型，如水平状撕裂和放射状撕裂容易漏诊;半月板撕裂的部位，如内侧半月板后角的边缘性撕裂很容易漏诊，并且关节镜检查时也难以发现;半月板撕裂后自行愈合，这以年轻患者多见;De Smet等［16］研究认为，外侧半月板后角的纵向撕裂、半月板上缘的撕裂、半月板关节囊撕裂及合并有关节其他结构损伤时容易产生MRI对半月板撕裂诊断的假阳性。Kaushik等［17］研究发现，老年人半月板内常出现钙化，半月板钙化以后使其在T1 WI，PD及STIR图像上均表现为高信号，增加了假阳性率，减低了MRI对半月板撕裂诊断的敏感性和特异性。MRI对钙化性外侧半月板撕裂诊断的敏感性、特异性和准确率分别只有78%、71%和78%，较对照组的 93%、100%和97%降低，对钙化性内侧半月板撕裂诊断的敏感性、特异性和准确率分别只有89%、72%和81%，明显低于对照组的100%。因此我们建议:MRI发现半月板内有Ⅲ级信号改变，按照下列原则诊断半月板撕裂:如果是年轻患者并且有明确的外伤史、交锁、专科的体征检查阳性诊断为半月板撕裂;如果是无症状和明确外伤史的患者，应诊断为退变建议随访;如果是年龄大的患者，首先诊断为退变，除非临床症状典型，可考虑为退变基础上的撕裂。

2 无症状的半月板损伤与膝关节骨关节炎中的半月板损伤

Zanetti等［12］在 100 例临床诊断为一侧性膝关节半月板撕裂、另一侧膝关节无症状的病例进行双侧膝关节MRI检查中发现，有症状侧膝关节MRI发现有57例的半月板撕裂，MRI也发现对侧无症状膝关节中有36例半月板撕裂，其比例为63%(36/57);Boden 等［18］及 Kornick等［19］研究显示，其无症状半月板撕裂的比率为6% ～36%。Zanetti等［12］同时还发现半月板撕裂后症状的有无与半月板撕裂的类型有关，水平状撕裂和斜行撕裂可以无症状，而放射状撕裂、纵向撕裂、桶柄状撕裂和混合型撕裂出现症状的比率高，并且，他建议单纯性水平状和斜行半月板撕裂不应行关节镜手术治疗，因为关节镜也是有风险的。

年轻患者的半月板撕裂和外伤有关，中老年人随着关节退行性变，半月板也逐渐失水变薄、弹性降低、脆性增加、活动度变小，因此在关节活动时半月板弹性应变及分解缓冲应力作用减弱，加上中老年人的肌力下降、关节稳定性较差，较易发生撕裂或磨损，因此老年性患者的半月板撕裂多在退变的基础上发生［20］。老年性半月板损伤的临床特点:(1)多无明确的外伤史，在燕树义等［21］报道中，有外伤史只占42.31%(22/52)，刘凤岐等［22］报道更低，只占30.6%(15/49);(2)膝关节的症状明显、病史较长，股四头肌萎缩可有可无，但半月板损伤的弹响、关节绞锁、McMurray征及Apley征等不典型［23］;(3)大多数患者在走平路时症状不明显，而在上下楼梯、下蹲、坐下或起立时明显，在改变膝关节活动方向时症状加重。以磨损为主的半月板损伤多发生在与关节软骨损伤对应的部位，内侧半月板较外侧半月板更易发生退变性撕裂，内侧半月板常累及后内侧1/3，外侧半月板常发生在体部。半月板对软骨有缓冲保护作用，半月板损伤后关节软骨多数会发生该部位相应关节软骨的损伤。Bhattacharyya等［24］研究报道91%膝关节骨关节炎病例伴有半月板破损，Aaron 等［25］研 究 提 示 该 比 例 为76%。因此需要我们密切结合临床，慎重对待老年患者的半月板撕裂与退变的MRI诊断、鉴别诊断，为临床治疗方案的确定提供准确的依据。

3 半月板移位和骨关节炎的关系

半月板的基本病理变化包括退变、撕裂及位置变化，并且三者相互关联，前二者的病理及临床意义认识比较充分，而对于半月板位置的变化关注和认识不足，而半月板位置变化在老年患者中比较常见，并且和临床症状的有无、骨关节炎的进展有关。半月板位移又称半月板移位、周缘性移位、半脱位、周缘性脱位、膨出或突出等［26］，是指半月板关节面外周边缘部分或完全脱离其正常解剖位置的现象。Fairbank［27］最早提出半月板离心性位移(centrigular displacement)的概念。半月板具有一定生理性位置变化。Vedi等［28］研究发现在正常负重状态下，半月板周缘可能发生位移，但通常不超过3 mm，称之为半月板生理性突出。内侧半月板位移较外侧半月板常见且明显。Boxheimer等［29］及孙仁光等［30］发现，正常膝关节屈曲90°并外旋时内侧半月板前角移位较其他部位半月板明显。通常半月板矢状面或冠状面的生理性位移＜3 mm。因此，一般将≥3 mm的半月板位移称为病理性突出或半脱位。显示半月板位移的最佳方法为膝关节MRI冠状位成像，即在半月板体部的中央平面测量半月板外缘距胫骨平台关节面边缘(除外骨赘影响)的最大距离，此为普遍采用的方法［31］。为了反映半月板位移的程度，有研究者对半月板位移分度，半月板边缘超出关节面边缘＜1 mm为Ⅰ度、1～3 mm为Ⅱ度、＞3 mm为Ⅲ度。Ⅲ度以上的位移均为病理现象，称半月板突出或半脱位［32］。

半月板移位的主要原因有:半月板撕裂和半月板稳定结构的损伤。半月板移位程度和撕裂的类型有关［33］，如桶柄状撕裂、鹦鹉嘴样撕裂、混合性撕裂等复杂撕裂移位程度明显，纵向撕裂及放射状撕裂次之，斜行和水平状撕裂移位较小。移位程度还和撕裂的部位有关，半月板后角根部的撕裂其移位程度明显，而且内侧半月板比外侧半月板更易发生移位。半月板稳定结构的损伤包括嵌插韧带撕裂、板股韧带撕裂、膝横韧带的撕裂或缺失、前后交叉韧带的撕裂。嵌插韧带是指半月板在胫骨平台的附着部分，分前角缘的前根、后角缘的后根，以后根多见，尤其是内侧半月板后根的嵌插韧带撕裂更容易引起半月板移位。膝横韧带是联系内外侧半月板前角的纤维，具有防止半月板前脱位和过度后移作用;板股韧带包括Wrishibergre韧带和Humphry韧带，它们的撕裂可以增加半月板移位的概率和程度。前后交叉韧带的撕裂均可以导致关节的不稳定，并可以使半月板出现病理性移位，尤其以内侧半月板明显。

半月板的移位和关节软骨的损伤和退变、骨关节炎的进展有关，Berthiaume 等［34］通过 MRI定量测定膝关节软骨的体积，发现内侧半月板移位程度与膝关节内侧间隙软骨体积有关，认为＞3 mm的半月板移位和半月板的损伤一样，造成膝关节骨关节炎发生和发展的重要原因之一。

4 半月板损伤与膝关节骨关节炎的进展及其疼痛的关系

半月板的损伤、退变和移位以后，降低了关节的吻合度，使胫股关节表面接触面积减少，而接触应力增加，从而导致关节软骨过度受力、损伤、缺损;半月板的损伤、退变和移位以后，关节的稳定性降低，使关节软骨间的摩擦和撞击增加，同样引起关节软骨的损伤，这些都可导致膝关节骨关节炎的发生和发展。在 Roemer等［35］的多中心研究中发现，体质量指数的增高、半月板的撕裂、半月板的移位和关节积液是关节软骨进行性丢失、骨关节炎进展的主要影响因素，但有这些因素存在时，应该及时治疗。Harada等［36］研究认为，外侧胫股关节的软骨量的大小和半月板撕裂有关，软骨的量越小，半月板撕裂的可能性越大，而内侧胫股关节的软骨量的大小和骨关节炎的严重程度有关，软骨的量越小，膝关节骨关节炎越严重。

目前权威的文章报道［37-38］，不少学者也认为关节镜治疗膝关节骨关节炎是无效的，但合并半月板撕裂的膝关节骨关节炎的治疗是有效的。美国骨科医师学会(AAOS)2008年底发布的骨关节炎治疗指南认为，对有症状的膝骨关节炎病例伴半月板撕裂，可选择关节镜治疗。至于疼痛症状究竟是由半月板破裂，还是膝骨关节炎所引起，目前还很难鉴别。Bhattacharyya等［24］就认为半月板损伤与膝关节症状之间的关系尚不能确定，而关节镜术前患者有机械性交锁症状则提示预后良好。Dervin等［39］总结出提示关节镜治疗膝骨关节炎预后良好的3个因素，即“不稳定性”撕裂、内侧关节间隙压痛、Steinmann试验阳性，而这3个因素均与半月板有关。Chang等［40］研究认为，关节镜术后膝骨关节炎症状总体上没有缓解，但在亚组分析中，伴有内、外侧半月板撕裂的病例则有明显好转。因此，比较一致的观点是:膝关节骨关节炎伴半月板损伤时，采用关节镜治疗是有效的。

总之，充分利用 MRI检查技术，密切结合临床，提高对老年患者半月板退变、损伤、移位、退变基础上的撕裂等MRI表现特点的认识，病变程度和类型的准确评价，充分认识半月板撕裂与膝关节骨关节炎发生、发展的相关性，有利于寻找膝关节疼痛的原因，有利于治疗方法的改进，使患者获得及时的诊断和有效的治疗，同时也避免不必要的治疗，对患者个体和卫生经济学都具有重要意义。

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