改良斜轴位磁共振成像扫描在距腓前韧带损伤中的应用价值

庄志雄，许新明，曹欣荔，欧忠耿，马光俊

（广州市正骨医院放射科，广东广州510045）

改良斜轴位磁共振成像扫描在距腓前韧带损伤中的应用价值

庄志雄，许新明，曹欣荔，欧忠耿，马光俊

（广州市正骨医院放射科，广东广州510045）

目的评估改良斜轴位磁共振成像（MRI）检查对慢性踝关节不稳患者距腓前韧带损伤诊断的可靠性及有效性。方法选取2013年1月-2015年11月从该院预行踝关节镜检查的住院患者中招募研究对象。所有研究对象行踝关节常规轴位及改良斜轴位MRI检查，利用MRI图像评估距腓前韧带损伤，对比上述检查对韧带全长的显示效果，利用ICC指数评估观察者间一致性，以踝关节镜检查结果作为金标准，评估上述检查的敏感性、特异性、阴性预测值，阳性预测值、准确性。结果招募91例研究对象。其中，男性49例，女性42例,平均（34.6±13.2）岁。常规轴位MRI显示，效果与改良斜轴位MRI的差异有统计学意义（观察者A：Z=-4.987，P =0.000；观察者B：Z=-4.084，P=0.000），斜轴位MRI检查观察者间ICC指数为0.943，95%CI：0.902，0.987。共有60例患者经关节镜检查确诊为距腓前韧带损伤。改良斜轴位MRI检查的敏感性、特异性、阴性预测值、阳性预测值及准确度：观察者A分别为92%、97%、86%、98%和95%；观察者B分别为95%、94%、91%、97%和95%。结论对于诊断距腓前韧带损伤，改良斜轴位MRI检查具有很好的观察者间一致性以及突出的诊断价值，可以较好地显示韧带全长，值得在临床推广应用。

慢性踝关节不稳；距腓前韧带损伤；改良斜轴位；核磁共振成像

踝关节扭伤是较为常见的运动损伤之一。尽管保守治疗手段效果较好，但是有较多患者出现慢性踝关节不稳，以反复关节扭伤及踝关节疼痛为主要症状，易继发创伤性关节炎，造成功能障碍，后者需要手术治疗，增加患者的身心痛苦以及经济负担[1-3]。慢性踝关节损伤多因外侧韧带群损伤导致，其中以距腓前韧带（anterior talofibular ligament，ATFL）损伤最为多发。作为踝关节外侧韧带群内最为薄弱的韧带，距腓前韧带是维持踝关节侧向稳定性的关键结构，距腓前韧带损伤是导致慢性踝关节不稳的重要原因[4-5]。距腓前韧带损伤的准确诊断对慢性踝关节不稳的诊治具有重要的意义。

距腓前韧带损伤的临床诊断多建立在临床症状、体征检查以及影像学表现的基础上。其中，临床症状特异性较差，体征检查以前抽屉试验以及距骨倾斜试验为主要手段。前抽屉试验中关于胫距关节正常角度及位移距离的定义有所争议[6]。既往研究结果提示，应力位X线片检查表现变异度较高。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）已被证明是评估韧带损伤与制定治疗策略的可靠手段[7]。近来研究表明应用常规轴位MRI扫描识别距腓前韧带形态欠佳，MRI检查的最佳扫描方位应与踝关节外侧韧带解剖走行角度基本一致。本研究团队在前期研究中发现ATFL在-15～-25°斜断面显示效果最佳，而对于慢性踝关节不稳患者，经过病理解剖复习发现，绝大多数患者具有足弓角度的改变，距腓前韧带偏离中轴角度增大。另一方面，踝关节镜检查，可以较为直观地观察关节内结构异常。距腓前韧带为关节囊延续的增厚组织，属于关节内结构，因此在关节镜下显示效果较佳，可以关节镜检查结果作为ATFL损伤诊断的金标准，相关多样本研究在国内尚未见报道[8-9]。

本研究将利用改良斜轴位MRI（与中轴夹角为-20°～-25°）和常规轴位MRI对慢性踝关节不稳患者ATFL损伤情况进行诊断，并以踝关节镜检查结果作为金标准，评估上述MRI检查的诊断价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

采用随机单盲临床试验设计，本研究相关方案通过本院伦理委员会审批，并获得患者及家属知情同意。选取2013年1月-2015年11月于广州市正骨医院因慢性踝关节不稳患者，180例因慢性踝关节不稳患者，其中招募符合排除纳入标准的91例研究对象。其中，男性49例，女性42例；平均（34.6± 13.2）岁，平均BMI指数为（24.2±4.9）kg/m2。踝关节不稳症状持续时间为（25.9±8.8）周。平均MRI检查及关节镜检查间隔时间为（19.4±7.1）d。

1.1.1 纳入标准①患者于MRI检查30 d内行踝关节镜检查；②年龄18～40岁；③患侧踝关节行斜轴位及常规MRI检查。

1.1.2 排除标准①急性踝关节扭伤及伴有严重骨折等多发损伤者；②严重的其他系统疾病，肿瘤及感染等；③行踝关节手术治疗，体内存有金属植入物者。

1.2 基线资料收集

利用门诊、住院病历及其他临床资料，统计分析入组研究对象年龄、性别及体重指数（body mass index，BMI）以及既往史等一般基线资料，对比实验组和对照组基线资料差异。

1.3 MRI检查

所有MRI检查使用1.5 T MRI扫描设备（德国SIEMENS公司）。所有研究对象均采用仰卧位，下肢自然伸直，踝关节中立体位（足部正中矢状面与扫描床垂直），用塑胶可调整角度外固定工具固定患者体位。常规轴位MRI检查，MRI线圈扫描线与踝关节横断面平行，放置于踝关节外侧检查区域，改良斜轴位MRI检查，检查线圈扫描线与踝关节横断面成-20°～-25°夹角，平行于距腓前韧带方向（起自外踝前缘止于距骨颈外侧，紧靠距骨外踝关节面），放置于踝关节外侧检查区域。使用以下参数获取轴位及斜轴位T2加权快速自旋回波图像：重复时间3000ms，回波时间90 ms；层厚3 mm以及1 mm层间距，视野22 cm，矩阵512×512。

1.4 MRI图像

由2位专科医师阅读，均具有多年骨骼肌肉系统影像学检查阅片经验，评估者观察时对摄片条件以及研究对象临床及影像学情况不知情。患者手术相关信息也未告知。采用以下标准诊断距腓前韧带损伤：韧带显影不明显，未出现在常见解剖位置；韧带不连续或者出现中断，出现波浪状或者弯曲轮廓等不规则形状，韧带信号增强等[10]。并按照以下标准评估MRI图像上韧带显示效果，记录距腓前韧带损伤情况以及韧带显示效果（见表1）。

1.5 踝关节镜检查

为术前评估检查手段，不作为主要治疗手段，患者仰卧位，使用2.7 mm直径关节镜，以标准前内侧及前外侧入路进行检查，按照以下标准诊断为胫腓前韧带损伤：镜下见韧带轮廓异常，韧带松弛，局部缺损，不连续，伴有结缔组织增生，以及腓骨、距骨止点撕裂[11]。记录距腓前韧带损伤情况以及发生的具体位置（腓骨侧，距骨侧，中部）。

表1 MRI检查韧带显示效果的5级评分标准

1.6 统计学方法

数据分析采用SPSS 19.0统计软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示，不符合正态分布则选择Mann-WhitneyU检验。P＜0.05为差异有统计学意义。利用ICC指数评估观察者间的观测一致性。以关节镜检查结果为金标准，计算不同MRI检查对距腓前韧带损伤的敏感性，特异性，阴性预测值、阳性预测值及诊断准确性。

2 结果

2.1 不同轴位MRI对韧带显示效果

将韧带显示效果按照5级评分标准进行分析。其中，对于观察者A，常规轴位MRI显示效果与改良斜轴位MRI显示效果比较，经χ2检验，差异有统计学意义；对于观察者B，常规轴位MRI显示效果与改良斜轴位MRI显示效果比较，经χ2检验，差异有统计学意义，上述结果提示改良斜轴位MRI对韧带的显示效果较好（见表2）。

表2 对象效果差异比较

2.2 观察者间一致性评估

利用同类相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）指数评估2位观察者一致性，ICC指数为1时，观察者一致性最好；ICC指数＜0.8，观察者一致性较差。参照关节镜检查结果，在利用常规轴位MRI检查中，观察者A共正确诊断53例ATFL损伤，2例假阳性诊断以及7例假阴性诊断；观察者B共正确诊断49例ATFL损伤，4例假阳性诊断以及11例假阴性诊断。利用改良斜轴位MRI检查中，观察者A共正确诊断56例ATFL损伤，1例假阳性诊断以及5例假阴性诊断；观察者B共正确诊断57例ATFL损伤，2例假阳性诊断以及3例假阴性诊断。本研究中常规轴位MRI检查观察者间ICC指数为[0.915，95%CI：（0.867，0.946），P=0.000]；改良斜轴位MRI检查观察者间ICC指数为[0.943，95%CI：（0.902，0.987），P=0.000]。

2.3 MRI诊断的有效性

改良斜轴位MRI检查的敏感性、特异性、阴性预测值、阳性预测值、准确性均优于常规MRI检查。见表3。

2.4距腓前韧带损伤部位分布

关节镜斜轴位检查中发现有22例踝关节损伤发生在腓骨侧，8例发生在中间侧，15例发生在距骨侧，10例为多发损伤。不同部位的距腓前韧带损伤的诊断敏感性不同，对于腓骨侧损伤，常规轴位MRI检查的敏感性为0.87和0.78，改良斜轴位MRI检查敏感性为0.91和0.96。对于中段损伤常规轴位MRI检查的敏感性为1.00和0.90，改良斜轴位MRI检查的敏感性为1.00。对于距骨侧损伤，常规轴位MRI检查的敏感性为0.75和0.69，改良斜轴位MRI检查敏感性为0.81和0.88。对于多发损伤，常规轴位和改良斜轴位MRI检查的敏感性均为1.00。经χ2检验，2位观察者对同一部位相同MRI检查结果的诊断敏感性差异无统计学意义（P＞0.05）（见表4和图1～4）。

表3 不同轴位MRI检查对距腓前韧带损伤的诊断价值

表4 距腓前韧带损伤的部位分布及相应MRI检查的敏感性

图1 腓骨侧距腓前韧带损伤的常规MRI、改良斜轴位MRI以及关节镜检查结果

图2 中段距腓前韧带损伤的常规MRI、改良斜轴位MRI以及关节镜检查结果

图3 距骨侧距腓前韧带损伤的常规MRI、改良斜轴位MRI以及关节镜检查结果

图4 多发性距腓前韧带损伤的常规MRI、改良斜轴位MRI以及关节镜检查结果

3 讨论

本研究结果提示，在距腓前韧带损伤的诊断中，改良斜轴位MRI与常规轴位MRI比较，可以更好地显示韧带全长。前者敏感性以及阴性预测值比后者有较大提升，同时具有较好的特异性及阳性预测值。上述检查观察者间一致性较高。值得注意的是，常规轴位MRI检查对不同部位的距腓前韧带损伤的敏感性有差异，对于距骨侧及腓骨侧的ATFL损伤，其诊断的敏感性较低。绝大部分假阴性诊断中距腓前韧带损伤的出现在腓骨或者距骨侧，改良斜轴位MRI检查减少上述假阴性诊断的发生。

改良斜轴位MRI检查可以有效地解决距腓前韧带全长显示问题。解剖学文献提示距腓前韧带的自然走行，从外踝前缘向下延伸至距骨颈外侧，其基本功能为防止距骨相对胫腓骨的过度前移，其次是跖屈时维持踝关节侧向稳定性的关键结构[12]。生物力学研究结果提示，距腓前韧带是踝关节外侧韧带中最为薄弱的韧带，这也是部分患者经过治疗仍出现慢性踝关节不稳的原因[13]。慢性踝关节不稳需要手术治疗，完整准确的诊断及清晰的术前影像学图像是提高手术效果，改善预后的重要环节。

临床上诊断韧带损伤常用的影像学方法有应力X线片、关节造影、MRI、关节镜等[14]。其中MRI对软组织的显示能力较高，并且具有非侵袭性、评价快速、多平面显示及无射线损害等优点。但在临床实际工作中发现，常规轴位MRI平面观测斜向韧带三维结构较为困难。有研究结果提示，距腓前韧带在-20°斜断面显示效果较佳，-15°和-25°斜断面显示效果次之[15]。对于慢性踝关节不稳患者，存在足弓角度异常，踝关节自然体位变化等情况。因此结合临床实际，利用支具保持患者踝关节中立体位，将轴位MRI平面调整为-20°～-25°，符合病理状态下韧带走行的改变。本研究提示，改良斜轴位MRI检查图像中韧带全长显示显著优于常规轴位MRI检查，绝大多数图像在所有显示韧带的层面均可见韧带全长。

改良斜轴位MRI检查具有较高的诊断价值。近来有研究提示MRI检查可以很好地显示后踝韧带解剖位置，有助于相关疾病的诊断[16]。正常的距腓前韧带呈线性结构，表现为T2WIT图像上表现为低信号。以往研究提示，距腓前韧带损伤的MRI表现为：韧带显影不明显，未出现在常见解剖位置，韧带不连续或者出现中断，出现波浪状或者弯曲轮廓等不规则形状，韧带信号增强等。由于MRI检查存在容积效应，因此对于小范围的损伤显示程度有限。对于距腓前韧带损伤，本研究结果提示，改良斜轴位MRI检查的敏感性、特异性、阴性预测值、阳性预测值及准确性：观察者A分别为92%、97%、86%、98%和95%；观察者B分别为95%、94%、91%、97%和95%。KUMAR等报告常规轴位MRI检查的敏感性、特异性及准确性分别为87%、60%和71%[17]。还有研究发现，MRI对检测局部距腓前韧带撕裂的敏感性、特异性、阴性预测值、阳性预测值及准确性分别为75%、78%、94%、40%和77%；完全撕裂分别为75%、86%、98%、63%和85%[18]。常规轴位MRI具有较好的特异性和阳性预测值，但其敏感性较低，对于常规检查结果为阴性的患者需要谨慎对待。本研究中常规轴位MRI检查的敏感性、特异性、阴性预测值、阳性预测值及准确性：观察者A分别为88%、94%、81%，、96%和90%；观察者B分别为82%、87%、71%、82%和84%，与上述研究较为一致。另外，常规轴位MRI以及改良斜轴位MRI检查其观察者间一致性均较好，常规轴位MRI对于怀疑存在韧带损伤的患者所提供的综合诊断价值有限，但是改良斜轴位MRI检查提高损伤发现能力，有助于临床诊疗方案的制定。

本研究将60例韧带损伤按照分布部位分为腓骨侧损伤、距骨侧损伤、中段损伤及多发损伤。多发损伤的定义为距腓前韧带多处撕裂，而非多种韧带或者其他结缔组织损伤。研究结果发现，距腓前韧带诊断的敏感性因距腓前韧带损伤部位不同而有所变化，对于中段部位及多发撕裂的韧带损伤，MRI诊断敏感性较高，高于在腓骨侧以及距骨侧损伤。绝大多数假阴性诊断发生于腓骨侧及距骨侧损伤，考虑与距腓前韧带解剖特点有关。尸体解剖结果提示，距腓前韧带靠近踝关节囊，由1～3束韧带构成，损伤发生在腓骨侧或者距骨侧时，伤后组织修复，损伤的距腓前韧带表面被关节囊纤维结缔组织覆盖，易发生漏诊[19]。因此，发生在腓骨侧或者距骨侧的损伤容易出现假阴性的结果。在临床实际中，对于上述损伤，需要专科医师谨慎对待诊断结果。

本研究存在以下不足：①韧带损伤例数较少，影响数据的统计学意义，主要影响亚组分析结果；②研究存在一定的选择偏移，具有急性踝关节扭伤以及踝关节其他疾病的患者被排除；③关节镜诊断距腓前韧带损伤的标准是相对客观，对于韧带内的损伤在肉眼下观察较为主观；④关节镜检查均由1位医师完成，在进一步的研究中要增加关节镜检查的医师数量，评估关节镜检查的观察者间一致性。本研究主要评估形态学异常，形态学与功能异常的相关性未做进一步确认，更多研究需要进一步临床研究证实。

综上所述，改良斜轴位MRI检查具有很好的观察者间一致性以及突出的诊断价值，其敏感性与特异性均较高，可以较好地显示韧带全长，避免因损伤后体位的改变带来的诊断效率的降低。作为无创快速检查手段，值得在临床实际工作中推广应用。

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Reliability and validity of improved oblique-axial plane magnetic resonance imaging(MRI)for detection of anterior talofibular ligament(ATFL)injuries

Zhi-xiong Zhuang,Xin-ming Xu,Xin-li Cao,Zhong-geng Ou,Guang-jun Ma
(Department of Radiology,Guangzhou Orthopedic Hospital,Guangzhou, Guangdong 510045,China)

ObjectiveTo analyze the reliability and validity of improved oblique-axial plane magnetic resonance imaging(MRI)for the detection of anterior talofibular ligament(ATFL)injuries in chronic lateral ankle instability.MethodsPatients who underwent conventional and improved oblique-axial plane MRI followed by subsequent arthroscopy for their various ankle disorders between January 2013 to November 2015 were enrolled in this diagnostic study.The ATFL on MRI were assessed by two radiologists independently,and the results of MRI assessments were compared with the arthroscopic findings,which were used as the standard of reference.We compared The display effect of ligament length by the methods was compared,and the consistency between the observers with ICC index was evaluated.The sensitivity,specific,negative predictive value,positive predictive value,and accuracy were compared between two kinds of MRI.ResultsAll 91 cases were recruited in our research,including 49 males and 42 females.The average age was(34.6±13.2).The display effect of conventional MRI and improved oblique axis MRI had statistically significant differences(observer A:Z=-4.987,P=0.000;observer B:Z=-4.084,P=0.000).The ICC of conventional MRI was 0.915(0.867,0.946)while the ICC of improved oblique axis MRI was 0.943(0.902,0.987).The sensitivity and negative predictive value,positive predictive value and accuracy of improved oblique-axial plane MRI were 92%,97%,86%,98%,95%inobserver A and 95%,94%,91%,97%and 95%in the observer B.ConclusionsFor the diagnosis of anterior talofibular ligament lesion,the improved oblique axis MRI has better consistency between the observer and the higher diagnostic value of outstanding,which can display well ligament length.

chronic lateral ankle instability;anterior talofibular ligament lesion;improved oblique axis; MRI

R445.5

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.08.019

1005-8982（2017）08-0090-07

2016-10-11

广州市越秀区科技工业和信息化局教育卫生专项计划项目（No：2015-WS-029）

庄志雄，Tel：13682220957