MRI findings of joint infection and adhesion after anterior cruciate ligament reconstruction

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(Department of Radiology， Peking University Third Hospital， Beijing 100191， China)

前交叉韧带(anterior cruciate ligament， ACL)断裂是最常见的膝关节损伤，常规治疗手段为关节镜下ACL重建术。随着ACL重建术的广泛开展，手术例数逐年增加，术后并发症也在逐渐增多。ACL重建术后多种并发症均可表现为滑膜增厚，而最常见并发症为术后感染及关节粘连。目前MRI是公认的ACL重建术后随访观察最好的影像学手段，可清晰显示关节内软组织改变。本研究回顾性分析25例经膝关节镜检查证实的ACL术后滑膜增厚患者的资料，观察术后感染和关节粘连的MRI表现，并分析二者的差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2011年7月—2016年9月25例ACL重建术后MRI显示膝关节滑膜增厚患者的临床及影像学资料，男19例，女6例，年龄17～43岁，中位年龄26岁；左侧膝关节10例，右侧膝关节15例，均经关节镜检查证实诊断。ACL重建术假体类型包括腘绳肌腱单束16例，双束2例；7例于外院接受手术。其中11例证实为关节感染(除关节镜检查外，还包括关节穿刺细菌培养、血液生化等检查)，14例为关节粘连；距首次关节镜下ACL重建术时间分别为0.3～2.5个月[平均(1.1±0.6)个月]和6.0～19.0个月[平均(11.0±4.9)个月]。

1.2 仪器与方法 采用GE 1.5T MR360或3.0T HDxT MR 扫描仪，常规应用膝关节表面线圈。嘱患者仰卧，膝伸直，扫描范围自髌上囊至胫骨粗隆。扫描序列及扫描参数：①1.5T MR，矢状位FSE T1W，TR 254 ms，TE 13 ms；矢状位脂肪饱和快速自旋回波序列PDW，TR 2 561 ms，TE 34 ms；冠状位脂肪饱和快速自旋回波PDW，TR 2 576 ms，TE 36 ms；轴位脂肪饱和快速自旋回波PDW，TR 3 503 ms，TE 34 ms；FOV 170 mm×170 mm，层厚3.5 mm，层间隔0.7 mm；②3.0T MR，矢状位自旋回波T1W，TR 460 ms，TE 3.5 ms；矢状位脂肪饱和快速自旋回波序列PDW，TR 2 700 ms，TE 36 ms；冠状位脂肪饱和快速自旋回波PDW，TR 2 280 ms，TE 33 ms；轴位脂肪饱和快速自旋回波PDW，TR 2 780 ms，TE 33 ms；FOV 180 mm×180 mm，层厚3.5 mm，层间隔 0.5 mm。

1.3 图像分析 由2名高年资放射科医师分析所有MRI图像，意见不一时协商达成共识。评估ACL假体本身、关节滑膜增厚程度、好发区域、关节积液、周围软组织及邻近骨质改变。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件，符合正态分布的计量资料以±s表示，不符合正态分布的计量资料以中位数表示，计数资料以百分率表示。采用精确概率法比较关节感染与关节粘连各种MRI征象出现的差异，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

ACL重建术后滑膜增厚病变包括关节感染和关节粘连。其中关节感染(图1～3)MRI表现为滑膜弥漫性明显增厚，关节腔可见中至大量积液，部分患者出现软组织不同程度肿胀；股骨远端及胫骨近端骨髓水肿；ACL 假体纤维连续，其中5例表现为信号增高；5例膝关节骨道内可见条带状高信号，呈骨道假性增宽。关节粘连(图4、5)MRI征象除滑膜增厚外，部分增厚滑膜内还可见条带状短T2信号，累及部位包括髌上囊(10/14，71.43%)、髌下脂肪垫(8/14，57.14%)、内外侧隐窝(8/14，57.14%)及髁间窝(3/14，21.43%)，关节腔内无或仅见少量积液，ACL假体均连续，其中3例表现为假体信号增高、边缘毛糙，未见明显骨道增宽。

图1 患者男，31岁，关节感染 MRI显示滑膜增厚、关节积液、周围软组织肿胀、胫骨近端骨髓水肿、ACL假体信号增高、略纡曲 图2 患者男，17岁，关节感染 MRI显示滑膜增厚、关节积液、周围软组织肿胀 图3 患者男，18岁，关节感染 MRI显示滑膜增厚、关节积液、周围软组织肿胀

组别滑膜增厚关节中至大量积液软组织肿胀骨髓水肿ACL假体信号增高骨道假性增宽关节感染(n=11)1195455关节粘连(n=14)1400030P值—<0.010.010.030.390.01

图4 患者男，21岁，关节粘连 MRI显示髌下脂肪垫滑膜内增生纤维带(箭) 图5 患者男，35岁，关节粘连 MRI显示髌上囊和髌下脂肪垫增生纤维带(箭)，ACL假体未见明显异常

关节感染与关节粘连的各种MRI征象见表1。其中关节积液、软组织肿胀、骨髓水肿和骨道假性增宽差异均有统计学意义(P均<0.05)，ACL假体情况差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

ACL重建术为膝关节ACL断裂的主要治疗手段，总体成功率高达97%[1]，但仍有少量患者术后出现并发症[2]。MRI具有良好的组织对比度，支持多方位成像，可直接显示关节内结构和韧带假体形态、信号强度等，目前已成为韧带重建术后复查的主要影像学检查手段[3-4]。ACL重建术后，部分患者MRI可见滑膜增厚。导致滑膜增厚的原因有多种，最常见的原因为术后关节感染和关节粘连，本研究25例均为上述两种病变。

ACL重建术后关节粘连是关节腔内纤维组织过度形成，如髌下脂肪垫化生、滑膜组织增殖等所致。ACL重建术后关节粘连分为原发性和继发性，主要原因为术式选择不当、术后康复不规范或继发于感染、出血等，临床表现为疼痛、肿胀，关节僵硬、活动受限等[1]。ACL重建术后关节感染发生率低(<1.7%)，但后果严重[5-6]。关节镜下清理术是治疗ACL重建术后关节感染最有效的手段[7]。

目前国内外研究多集中于ACL重建术后关节感染与粘连的临床诊断及治疗，少见关于其MRI征象的报道。本研究发现，关节感染和关节粘连MRI均表现为滑膜不同程度增厚。关节感染以滑膜弥漫性增厚多见，增厚的滑膜多边缘毛糙、不规则，与周围组织分界不清，且信号明显增高，部分增厚滑膜可伸入骨道内(多为胫骨骨道)，导致骨道信号增高，呈假性增宽。关节粘连病变中滑膜增厚多局限，且有其好发部位，增厚滑膜边缘多较清晰，本研究中粘连纤维带多见于关节前方，以髌上囊最为多见(71.43%)，其次为髌下脂肪垫和内外侧隐窝(均为57.14%)。除滑膜增厚外，关节感染可见中至大量液性信号，关节腔呈弥漫性高信号，关节粘连仅可见少量积液或无明显积液，关节腔呈等或中高信号。本组5例关节感染出现周围软组织不同程度肿胀，4例骨髓水肿，考虑为周围组织对炎症的反应性改变，而关节粘连无此征象。

本组MRI征象如关节积液、软组织肿胀、骨髓水肿、骨道假性增宽在关节感染与关节粘连间差异均有统计学意义，提示这些MRI征象可用以区分二者。本组ACL假体信号增高在二者间差异无统计学意义。尽管增厚的滑膜可以包绕ACL假体，但本组假体均走行连续，关节镜下未见不连续征象，仅有部分出现信号增高，但不能确定其为滑膜增厚后的反应性改变还是假体术后重塑所致。ACL重建术后，正常ACL假体均会依次经历坏死、再血管化、细胞增殖、胶原沉积及塑型等阶段，术后2年内，正常假体可出现不同程度的MRI信号增高[8-10]。关节感染主要发生于术后早期(0.3～2.5个月)，粘连主要发生在术后中晚期 (6.0～19.0个月)；原因可能在于感染多由术中未严格遵循无菌操作流程及术后伤口愈合不良所致，故多于术后早期出现，而粘连多由于术后康复期间制动、活动减少或活动不当所致，故多发生于术后中晚期。导致关节粘连的病因包括关节感染[1]，但对于二者之间的关联性未见明确报道。本研究中所有关节粘连患者均无感染病史，且所有感染患者术后恢复良好，截至目前无新发病变，对此有待进一步研究。

总之，ACL重建术后关节感染主要发生于术后早期，关节粘连主要发生于术后中晚期。关节感染和关节粘连MRI均表现为滑膜增厚，前者多呈弥漫性、关节腔呈高信号，后者多为局限性、关节腔呈等或高信号。二者临床表现表现存在部分重叠，治疗方式各异，MRI有助于鉴别诊断。

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