磁共振成像对膝关节前交叉韧带撕裂的诊断分析

2015-03-04杨兵

中国医学装备 2015年12期

杨兵

杨兵①

目的：探讨膝关节前交叉韧带(ACL)撕裂的磁共振成像(MRI)诊断结果。方法：回顾性分析40例接受治疗的前交叉韧带撕裂患者资料，将其作为观察组；通过患者临床资料及图像，选择同期接受治疗的20例膝关节其他病变，但ACL正常的患者的MRI资料作为对照组进行比较，对ACL的形态特点、信号强度、是否有走行异常以及ACL撕裂伴随征象进行分析。结果：MRI诊断ACL完全撕裂的敏感性、特异性较高(为87.5%、90%)；诊断ACL部分性撕裂时和关节镜及手术结果相符的有8例，其余4例为完全性撕裂，4例为假阴性；ACL撕裂伴随征象包括骨挫伤、PCL曲度异常、半月板或者侧副韧带有明显损伤及胫骨前移等。ACL撕裂组与正常组的平均PCL角、PCL的L/H平均值有显著差异。结论：经分析，MRI临床诊断ACL完全性撕裂时，具有较高的准确性，但在ACL部分性撕裂或者慢性撕裂诊断方面准确率则比较低。

膝关节；前交叉韧带撕裂；磁共振成像

[First-author's address]MRI Room ,Anshan Central Hospital, Anshan 114001, China.

膝关节韧带对于关节的稳定性、维持关节的正常功能等方面具有重要意义，严重创伤或者过度运动均可以导致韧带受到损伤[1-2]。前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)作为膝关节中容易出现损伤的韧带之一，在急性期因肿胀、疼痛或者肌肉痉挛的影响，难以获得较为准确的诊断结果。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)在成像方面，分辨率较高，具有多切面成像、无创伤的特点，因此成为临床诊断膝关节韧带损伤或者其他软组织病变的主要手段之一[3]。本研究重点探讨膝关节ACL撕裂的MRI诊断影像结果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2010年9月至2011年9月在鞍山市中心医院接受治疗的40例ACL撕裂患者作为观察组，其中男性26例，女性14例；年龄20～60岁，平均为(45.62±5.44)岁；病程4～5个月，平均病程为(10.23±2.01)d；患者均经手术或者关节镜检查证实。此外，选择同期接受治疗的20例膝关节其他病变患者作为对照组，其中男性12例，女性8例；年龄19～52岁，平均为(39.52±7.52)岁；其中退行性关节病3例，骨软骨炎2例，半月板撕裂14例，滑膜炎1例。两组的基本资料相比无差异，具有可比性。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①不同程度膝关节肿胀与疼痛；②经手术或者关节镜检查证实，Mcmurray与Thessaly均为阳性。

(2)排除标准：①膝关节手术既往患者；②先天性骨骼畸形患者；③合并重要脏器损伤患者等。

1.3 检查方法与评判指标

(1)采用MRI机检查所有患者的膝关节，膝关节要伸直、外旋15o，确保在一个平面内可以显示ACL的具体情况，并将其用专用线圈固定。所有检查采用SE序列，做矢状面、冠状面质子密度加权像(protondensity weighted image，PDWI)和T2WI及矢状面短时间反转恢复(short time inversion recovery，STIR)成像，视野16 cm，层厚3 mm，间隔1 mm，矩阵为192×156，激励一次或者两次即可。

(2)所有患者的MRI成像均由骨关节反射专家采用盲法进行分阅片，对ACL的形态特点、信号强度、是否有走行异常或者ACL撕裂伴随征象进行分析。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0统计学软件对所得数据进行分析，计量资料以均数±标准差(x-±s)表示，组间比较用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组正常ACL的MRI成像特点

为20例膝关节其他病变患者进行MRI检查，结果显示2例有韧带增粗不规则现象且伴有局限性信号增高，因此被确诊为部分性韧带撕裂，其余18例患者无异常现象。正常ACL矢状面、冠状面都有比较清楚的显示，且矢状面为细条状，宽度在2.8～4.7 mm，平均为(3.56±0.74)mm。ACL从股骨外侧髁后侧面开始，向前、内及下部走行，直到胫骨髁间隆起的前外侧面，ACL斜直走行的方向和髁间窝顶是一致的。此外，ACL信号强度在T2WI、PDWI方面，6例为均匀低信号，12例为不均匀混合信号，具体表现为低信号纤维束少部分较高信号，位于韧带中下段中后位置，且大多数患者ACL强度信号均高于后交叉韧带(posterior cruciate ligament，PCL)(如图1所示)。

图1 正常ACL的MRI图像

2.2 ACL撕裂患者的MRI成像特点

经手术或者关节镜检查的结果显示，ACL撕裂患者40例，有24例为ACL完全性撕裂，16例为部分性撕裂。

2.2.1 ACL完全性撕裂

在40例患者中有21例患者的MRI表现为韧带不连续、不规则增粗，边缘不规则、韧带内部有弥漫性或者局限性信号增高(如图2所示)。其中，3例患者的MRI资料显示，冠状面、矢状面难以看见正常的ACL，撕裂韧带的信号强度在T2WI上显示较高信号，在PDWI上显示为中等信号，而STIR上显示为明显高信号。

图2 ACL完全性撕裂MRI图像

在40例患者中有1例患者的MRI资料表现为韧带走行较异常，即ACL和髁间窝顶的走行线不一致，不过T2WI、PDWI及STIR等序列上均未显示信号增高异常的特点，经关节镜检查证实为ACL慢性撕裂(如图3所示)。

图3 ACL慢性撕裂矢状面图像

2例患者的ACL形态特点、走行、粗细以及信号等均无特别发现，经关节镜检查证实为ACL慢性撕裂。24例为ACL完全性撕裂患者中，MRI诊断结果和手术及关节镜检查结果完全符合的有21例，其中1例误诊为可疑撕裂，1例诊断为假阴性。MRI诊断ACL完全撕裂的敏感性、特异性比较高，为87.5%和90%。

2.2.2 ACL部分性撕裂

16例为部分性撕裂，其中8例MRI资料表现为部分韧带纤维受到中断，呈弯曲或者波浪状，且韧带内有效局限性信号增高(如图4所示)。4例为韧带完全性中断，韧带增粗，且信号有明显增高；4例无其他异常现象出现。诊断ACL部分性撕裂时，与关节镜及手术结果相符的有8例，其余4例为完全性撕裂，4例为假阴性。

图4 ACL部分性撕裂MRI图像

2.2.3 ACL撕裂伴随征象

在40例ACL撕裂患者中，2例合并胫骨撕脱骨折，6例合并外侧胫骨平台塌陷骨折，2例合并股骨外侧髁粉碎性骨折。此外，骨挫伤患者有15例，5例在股骨外侧髁，6例在胫骨后外侧平台，其余4例患者在股骨外侧髁与胫骨后侧平台都有不同的骨挫伤。半月板撕裂共有5例，其中内侧撕裂2例，外侧撕裂3例。内侧副韧带撕裂6例，PCL撕裂患者3例，外侧副韧带撕裂6例。且骨挫伤的T2WI、PDWI的强度表现均低于正常骨髓信号的异常信号，STIR为高信号表现。其余患者还存在合并交叉韧带弯曲异常、胫骨前移脱位等情况。其中40例患者中，30例伴有不同程度的关节腔积液或者关节囊积液。积液在T2WI、STIR上呈高信号，在PDWI上呈中等信号。

2.3 ACL观察组与对照组的PCL角与PCL指数的比较

两组平均PCL角、PCL的弯曲度指数平均比值(L/ H)相比较，差异有统计学意义(t=10.60，t=9.06；P＜0.05)，见表1。

表1 两组PCL角与PCL弯曲度指数比较(x-±s)

3 讨论

正常ACL起于股骨外侧髁的后内侧，然后向前、下及内等方向走行，并终结于胫骨髁间隆起的前外侧。ACL是斜直走向和股骨髁间窝顶比较一致[4-6]。正常的前交叉韧带有多条纤维组成，包括细长的前内束和较粗短的后外束，且ACL纤维主要以轻度螺旋或者线状的形式排列出来，ACL中后部分纤维束存在一些脂肪组织或者结缔组织，或许是因为正常ACL和MRI成像中表现为低信号的纤维束之间有少量高信号。除此之外，因为受到ACL组织、纤维排列特点的影响，导致ACL在T1WI、T2WI中的信号强度均明显高于后交叉韧带[7-8]。

ACL是膝关节中最容易受伤的韧带之一，通常是由于膝关节过于伸展、严重撞击或者膝内外翻引起的。有学者认为，ACL撕裂的主要阶段是中段，且90%是完全性撕裂[9]。ACL撕裂在急性期时，因为韧带被中断，出现水肿、出血等症状后，MRI图像便表现为多种韧带撕裂，在冠状面或者矢状面上根本看不到正常ACL的特点，韧带中断无连续性，韧带增粗呈团状，边缘不规则，韧带内有弥漫性高等信号等[10]。ACL撕裂若处于慢性期，其水肿、出血等症状已经明显消失，因为纤维瘢痕的连接，显示出的图像特点类似于正常韧带，也可以只表现为韧带轮廓、走行的异常，即韧带信号虽然无异常现象，但韧带增粗无规则。本组40例ACL撕裂患者中，有24例为ACL完全性撕裂，其中21例患者的MRI表现为韧带不连续、不规则增粗、边缘不规则、韧带内部有弥漫性或者局限性信号增高，1例MRI资料表现为韧带走行较异常，2例患者经关节镜检查证实为ACL慢性撕裂，因纤维瘢痕的连接，表现为和正常韧带比较相似的假阴性结果，提示可以将韧带及其周围组织是否存在水肿现象作为判断急性或者慢性的依据。本组MRI诊断ACL完全性撕裂的敏感度及特异性均比较高[11-12]。

MRI诊断部分性撕裂，结果不如完全性撕裂的准确度高。轻度部分撕裂无异常现象，而重度部分撕裂的MRI表现和完全性撕裂比较相似，因而易被误认为完全性撕裂。本组16例为部分性撕裂，而MRI诊断结果为8例，诊断ACL部分性撕裂时，与关节镜及手术结果相符的有8例，其余4例为完全性撕裂，4例为假阴性。此外，ACL撕裂容易出现多种韧带伴随征象或者间接征象。ACL损伤后，容易丧失胫骨向前移位的限制，并导致PCL走行改变。本研究结果表明，观察组的数值明显低于对照组，表明PCL的形状和PCL角有一定的关系，即角度越小，垂直距离越大，PCL指数越小，提示较低PCL指数或者较小PCL角可表明ACL受到损伤。

综上所述，经分析MRI临床诊断ACL完全性撕裂时，具有较高的准确性，但在ACL部分性撕裂或者慢性撕裂诊断方面，准确率则比较低，故应综合运用多种征象对ACL撕裂做出准确诊断。

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Diagnostic value of MRI in the knee anterior cruciate ligament tear/

YANG Bing//
China Medical Equipment,2015,12(12):140-143.

Objective:To investigate the diagnostic value of MRI in the knee anterior cruciate ligament tear.Methods:retrospective analysis for treatment of 40 patients with anterior cruciate ligament tear by observation group, by analyzing the clinical data and image, and selected the same period for treatment of 20 cases of patients with knee joint other lesions but ACL normal MRI data comparison by Control group, The form characteristics of ACL and abnormal signal strength, whether there is a line or an ACL tear with signs were analyzed.Results:The MRI diagnosis of ACL tear completely is higher for the sensitivity and specificity (87.5%, 90%; Diagnosis of ACL partial tear, and arthroscopy and surgery results in 8 cases, the rest 4 cases of complete tear, 4 cases of false negative; ACL tear with signs including abnormal curvature of bone contusion, photo, or meniscus has obvious lateral collateral ligament damage, tibia forward, etc. ACL tear group and normal group average photo Angle, PCLS L/H mean significant difference.Conclusion:through analysis of MRI diagnosis torn ACL completeness, has high accuracy, but the part in the ACL tear or chronic tear diagnosis, accurate rate is relatively low.

Knee joint; Anterior cruciate ligament tear; Magnetic resonance imaging

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.12.044

1672-8270(2015)12-0140-04

R445.2