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距腓前韧带损伤影像学检查方法文献回顾

2019-07-23王之枫王旭马昕

中华骨与关节外科杂志 2019年4期
关键词:距骨关节镜踝关节

王之枫 王旭马昕

(复旦大学附属华山医院骨科,上海200040)

踝关节损伤属于最常见的运动损伤之一,且损伤多为内翻型,因此容易造成踝关节外侧副韧带损伤。在踝关节外侧副韧带中,距腓前韧带单独发生断裂占全部踝关节韧带断裂的80%,距腓前韧带和跟腓韧带联合断裂占20%,距腓后韧带很少受累[1]。距腓前韧带是踝关节损伤最易损伤的韧带,及时、准确地诊断可为患者的进一步诊治奠定良好的基础。临床工作中,急性踝关节扭伤以保守治疗为主,若损伤较重或者损伤迁延不愈,可进展为慢性踝关节韧带损伤,表现为踝关节长期疼痛不适或者不稳,影响患者的生活质量。诊断距腓前韧带损伤,仅通过体格检查常有较高的漏诊率,临床上大多通过体格检查结合影像学检查来诊断其损伤。根据时间顺序及技术发展,影像学检查方法先后以X线、核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)及超声为主。本文主要针对慢性距腓前韧带损伤人群,通过对既往慢性距腓前韧带损伤影像学检查研究文献的阅读及结果总结,来比较X线、MRI及超声3种常用影像学检查方法诊断慢性距腓前韧带损伤的优劣。

1 距腓前韧带的解剖结构及损伤分型

1.1 距腓前韧带的解剖结构

踝关节外侧副韧带包括距腓前韧带、跟腓韧带、距腓后韧带,距腓前韧带是其中最为薄弱、最易受损的韧带[2-6]。距腓前韧带起自外踝前缘,向前内侧走行,中间段跨越距骨体与距骨颈交界处隆起骨,止于距骨颈[7]。不同个体距腓前韧带会有所差异,据统计[8],距腓前韧带仅有1束的比例占22.9%,2束占56.3%,3束比例占20.8%。距腓前韧带长度从12.0~24.8 mm不等,其宽度为5.0~11.1 mm,厚度平均为1.01 mm[9-11]。距腓前韧带的功能是阻止距骨前移及内收,当足部内翻跖屈位着地时,距腓前韧带遭受张力最大,尤其是隆起骨嵴处,当超过它承受范围时就撕裂或断裂,因此足跖屈内翻位是最容易造成距腓前韧带损伤的体位[7]。

1.2 距腓前韧带的损伤分型

距腓前韧带损伤常可分为3型[12]:Ⅰ型损伤(挫伤)、Ⅱ型损伤(部分撕裂)、Ⅲ型损伤(完全撕裂)。而其中的Ⅱ型损伤,即部分撕裂又可以分为Ⅱ型轻损伤(撕裂韧带少于一半)和Ⅱ型重损伤(撕裂韧带大于一半)。挫伤以及Ⅱ型轻损伤属于稳定性损伤,可以进行保守治疗;Ⅱ型重损伤以及完全撕裂伤属于不稳定性损伤,保守治疗效果欠佳,常需要进行手术治疗[13]。

2 不同影像学检查方法对距腓前韧带损伤的诊断作用

2.1 X线检查

自1895年伦琴发现X射线以来,X线被广泛应用于医学领域。X线平片因其能直观具体地显示局部特征,常是骨科医师最初选择的影像学手段。对于运动相关损伤,20世纪前期一般以X线为主要影像学检查方法。一般通过普通X线片检查,大部分骨折脱位性病变都能进行诊断[14]。在早期的研究中,Marder等[15]认为体格检查结合应力位X线片是评估踝外侧韧带损伤的主要手段。Oae等[16]选择34例踝关节扭伤的患者,先后行应力位X线片和关节镜检查,以关节镜结果作为诊断金标准。结果显示:应力位X线片诊断距腓前韧带损伤的准确率为71%,灵敏度为67%,特异度为100%。van Dijk等[17]认为,在判断踝关节韧带是否受损时,应力位X线片的诊断灵敏度为68%,特异度为71%。有部分学者对应力位X线片持怀疑态度。Kanamoto等[18]选取39例有症状的慢性踝关节不稳患者,在手术前均行应力位X线片检查,通过测量距骨倾斜角,将所得结果进行逻辑回归分析,发现无法得出一个距骨倾斜角的分界值,以便在X线片上区别韧带是增厚还是变薄或缺如。肖岚等[13]认为X线检查仅能排除患者有无骨折,对于软组织损伤的诊断,X线的准确率较低,不宜作为常规筛查手段。覃品[14]选取78例踝关节创伤性病变患者,对所选患者的踝关节进行X线检查,结果发现X线对距腓前韧带损伤诊断敏感性为52.6%(41/78),对于距骨软骨损伤总的敏感性仅为17.6%(12/68)。

X线检查具有便于观察、宏观特征清晰等优点,对于大多数的骨折脱位性病变具有较高的诊断灵敏度,然而,踝关节扭伤多为软组织损伤,尤其是距腓前韧带损伤多见,而骨性结构大都无明显异常,运用X线检查无法提供足够的诊断信息,并且容易将这些损伤忽略,因此,X线片对于诊断距腓前韧带损伤有较高的漏诊率,加之目前MRI、B超等检查方法可对软组织有较全面、综合的评估,所以,目前临床上一般不建议将X线片作为诊断慢性距腓前韧带损伤的主要检查手段。

2.2 MRI检查

MRI诞生于20世纪80年代初,MRI的出现使医学诊断技术有了更进一步的提升。MRI可应用于全身各系统的成像诊断,效果最佳的是颅脑、脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。

对于正常的距腓前韧带,由于韧带走行关系,一般选择MRI的横轴位进行观察,如图1,红色箭头处即为完整的距腓前韧带。当然,有时可能因为扫描角度及层距等原因,距腓前韧带不能很好地显示,所以有学者做了相关研究,寻找距腓前韧带于自然体位下MRI显示最佳的扫描方位。任彦玲等[19]在成人尸体足标本上进行研究,他们发现距腓前韧带在-20°斜断面显示效果最佳,评分最高;-15°和-25°斜断面显示效果次之;横断面和-30°斜断面显示效果不及上述断面;冠状面和矢状面显示效果最差。蒋拥军等[20]也提出了类似的观点,他们探讨了斜横轴位MRI扫描在距腓前韧带损伤诊断中的价值,共选取96例踝关节外伤患者,所有患者除踝关节行常规MRI检查序列外,增加沿距腓前韧带走行的斜横轴位检查,发现斜横轴位诊断距腓前韧带损伤71例,常规横轴位诊断距腓前韧带损伤52例,斜横轴位较常规横轴位增加19例。

Schneck等[21]认为MRI是一种非常有前景的无创性检查方法,对于急性损伤或是慢性踝关节不稳的患者,MRI都能准确识别损伤的位点,并且判断损伤的严重程度。Oae等[16]的临床研究结果显示,对于所有急性损伤病例,MRI诊断距腓前韧带损伤的准确率高达100%;对于慢性损伤病例,MRI诊断距腓前韧带损伤的准确率为93%。针对所有损伤病例,MRI的诊断准确率为97%,灵敏度为97%,特异度为100%;MRI识别损伤位点的准确率为93%。Kim等[22]比较MRI诊断结果与关节镜下的发现,MRI诊断结果由2名有经验的医师分别得出,结果显示:A医师与B医师所得结果的灵敏度分别为83.6%、76.4%;特异度分别为91.7%、83.3%;阴性预测值分别为71.0%、60.6%;阳性预测值分别为95.8%、91.3%;准确率分别为86.1%、78.5%。根据距腓前韧带损伤的位点,在腓骨附着点处,2名医师所得结果的灵敏度分别为72.7%、63.6%;在距骨附着点处,灵敏度分别为80.0%、66.7%;在中间段或是多发撕裂,灵敏度都为100%。Park等[23]比较MRI诊断结果与术中发现,结果显示:MRI识别距腓前韧带完全断裂的灵敏度与特异度分别为75%、86%;识别其部分撕裂的灵敏度与特异度分别为75%、78%;识别挫伤的灵敏度为44%,特异度为88%;对于距腓前韧带无损伤、挫伤、部分撕裂和完全撕裂,MRI诊断结果的准确率分别为88%、58%、77%、85%。Kanamoto等[18]选取39例有症状的慢性踝关节不稳患者,且都进行手术治疗。所有患者均行术前MRI,结果显示有10例距腓前韧带增厚,29例变薄或者缺如,与随后的术中发现相比,术前MRI诊断距腓前韧带增厚的10例患者全部得到验证。覃品[14]选择2013年5月至2015年5月所在医院诊治的78例踝关节创伤性病变患者,对所选患者的踝关节进行MRI扫描,发现MRI对距腓前韧带损伤具有非常高的诊断敏感性(91.0%,71/78)。Tan等[24]选取82例行韧带重建手术的患者,术前均行MRI,以术中诊断为金标准,比较MRI诊断结果与术中发现,结果显示MRI诊断距腓前韧带部分及全部撕裂的准确率分别为74%、79%。诊断部分撕裂的灵敏度为64%,特异度为86%;诊断全部断裂的灵敏度、特异度分别为78%、80%。

综上,MRI对诊断距腓前韧带损伤有较高的灵敏度及特异度。作为一种无创检查,MRI可以清楚地判断韧带损伤情况,其结果已经非常接近术中诊断结果,即金标准。对医师判断患者病情,制定治疗方案及评估预后等方面都有极大的帮助。但有时,如前文所言,由于机器硬件条件限制,加上踝关节扫描时的位置问题,距腓前韧带不能很好地显示。而且,MRI相比超声及普通X线片检查价格偏贵,耗时较长,不如X线及超声检查方便。另外常规核磁扫描对韧带损伤检出率低,需要有经验的医师及时做出良好的重建图像以方便诊断。但有以下几种情况时,则为行MRI检查的指征:①患者合并有距骨软骨损伤时,需要行MRI来明确损伤部位、范围等;②患者合并有跗骨窦综合征时,需要行MRI来观察距骨及跟骨周围软组织;③患者有腓骨肌腱病变时,需行MRI来明确病变。

图1 MRI示距腓前韧带

2.3 超声检查

20世纪70年代左右超声技术逐渐普及,近40多年来,随着超声探头的不断改进,其在临床上的应用范围也越来越广。到了80年代末90年代初,高频超声开始活跃于骨科领域。因其无放射性、时间短、可行动态检查等优点,在诊断韧带损伤方面越来越凸显其优势[25]。

在较早的国外研究中,Singh等[26]发现,在外侧副韧带损伤时,单独超声诊断灵敏度达88.9%,而同时应用常规X线检查时灵敏度可达96.4%。van Dijk等[17]选取了连续的160例踝关节扭伤的患者,在判断踝关节韧带是否受损时,超声的诊断灵敏度为92%,特异度为64%。Milz等[27]采用频率为13 MHz的高频线阵探头,选取64例急性踝关节损伤的患者,先后行超声检查和MRI扫描,结果显示:在区别韧带完好无损或是受损方面,高频超声与MRI的诊断结果吻合度高达95.3%。Hua等[28]选择所在医院诊治的连续83例踝关节创伤性病变患者,先用超声评估,随后进行踝关节镜检,并以关节镜结果作为金标准,结果显示:关节镜下发现44例患者有距腓前韧带损伤,超声诊断距腓前韧带损伤的准确率为95.2%,灵敏度为97.7%,特异度为92.3%,阳性预测值为93.5%,阴性预测值为97.3%,阳性似然比为12.7,阴性似然比为0.025。Oae等[16]选择34例踝关节扭伤的患者,先后行超声和关节镜检查,以关节镜结果作为诊断“金标准”,结果显示:关节镜下发现30例患者伴有距腓前韧带损伤,超声诊断距腓前韧带损伤的准确率为91%,灵敏度为100%,特异度为33%,有3例假阳性结果。超声识别韧带损伤部位的准确率为63%(19/30)。Cem等[29]研究了急诊科床旁超声诊断距腓前韧带损伤的临床价值,选择2011年1月至12月所在医院急诊科就诊的可疑距腓前韧带损伤的患者,先后行超声和MRI检查,以MRI检查结果为标准,结果示:床旁超声诊断距腓前韧带损伤的灵敏度为93.8%,特异度为100%,阳性预测值为100%,阴性预测值为94.3%,阴性似然比为0.06%,且床旁超声的诊断准确率与MRI的准确率没有统计学意义上的差异(K=0.938,P=0.001)。Cheng等[30]研究了120例临床可疑慢性踝关节韧带损伤的患者,所有患者在手术前均行超声检查,比较超声诊断结果与术中发现(术中诊断为“金标准”),结果显示:超声诊断距腓前韧带损伤的灵敏度为98.9%,特异度为96.2%,准确率为84.2%。Patrick等[31]也通过一篇病例报告阐明超声能够帮助医师做出精确的诊断。傅仲带等[25]使用日立二郎神5~13 MHz线阵探头,对48例外踝损伤患者进行水平和垂直两个方向的高频超声检查,发现Ⅲ类损伤患者有13例,Ⅱ类损伤患者有18例,I类损伤患者有12例,无损伤患者有5例。再比较11例手术患者发现,手术结果与超声诊断结果相符合的情况有10例,高频超声诊断的误诊情况为1例。肖岚等[13]探讨了高频超声诊断急性踝内翻外侧副韧带损伤的临床价值,对临床诊断为踝关节扭伤的患者,采用高频线阵探头探查其踝关节,同时对所有患者均行X线检查,结果显示:在46例经超声诊断为距腓前韧带损伤的患者中,17例为Ⅰ型损伤,20例为Ⅱ型损伤,9例为Ⅲ型损伤,且与X线对骨折的诊断结果具有良好的一致性。高频超声能直接扫查显示韧带和肌腱的回声和走行,并能实时对韧带损伤类型进行分型,具有很高的实用价值。蔡叶华等[32]采用5~17 MHz线阵探头,对90例外踝损伤患者进行超声检查,观察距腓前韧带损伤的超声图像特征;对31例手术治疗患者的超声检查结果与手术结果进行比较,结果显示:90例患者中,距腓前韧带I类损伤(挫伤)32例,II类损伤(部分撕裂)15例,Ⅲ类损伤(完全撕裂)34例,总计81例(90%)超声发现有阳性表现。31例手术治疗患者中,28例超声诊断结果与手术结果一致。

从以上几位学者的研究可以看出,超声用于韧带的诊断虽然起步时间稍晚,但近年来其在临床上的应用逐年上升。超声检查结果与磁共振结果相比,其灵敏度、特异度及准确率稍低,但二者的诊断结果有较高的一致性,最高甚至超过95%[30];超声诊断结果与术中发现也有较高的一致性,有文献[32]报道最高达90%。因此,超声完全可以作为一种常规检查手段。另外,近年来随着仪器设备更新及探头频率的不断增高,超声检查结果与MRI检查结果吻合度也越来越高。而且,超声检查有其独有的优点,其费用低廉耗时短,能实时动态扫查韧带,操作也较为方便。然而,超声检查也不免有其缺陷。目前国内很多医院无法开展踝关节韧带超声,超声诊断很大程度上依赖于医师的技术及经验,因此,准确而可靠的超声诊断结果必须有医师丰富的经验及技术做保障。

3 讨论

踝关节韧带损伤是最常见的运动系统损伤,急性踝关节扭伤中的20%~40%会进展为慢性踝关节不稳定(chronic ankle instability,CAI),出现踝关节持续疼痛、肿胀、打软腿、扭伤反复发作、本体感觉功能障碍等症状[33]。而长期的CAI,会导致骨关节炎的早期发作,高达16%~79%。由于CAI导致的踝关节骨关节炎,占踝关节骨关节炎的78%[34]。慢性踝关节不稳定可分为功能性不稳定与机械性不稳定两种,有时机械性不稳定并不一定存在功能性的不稳定,也无需积极治疗。CAI按外侧副韧带的损伤可分为3级:Ⅰ级,距腓前韧带拉长;Ⅱ级,距腓前韧带完全断裂合并跟腓韧带部分撕裂;Ⅲ级,距腓前韧带和跟腓韧带完全撕裂,伴有关节囊和距腓后韧带撕裂。目前关于CAI的诊断,尚缺乏统一的标准。

临床常通过病史、体格检查(双侧对比)、应力位影像学、超声检查、MRI和关节镜检查等方式来诊断CAI。体格检查通常是指进行前抽屉试验和距骨倾斜试验。唐康来[35]在研究中指出,当前普遍认为在进行前抽屉试验时,距骨向前移动的距离>9 mm或与健侧肢体比较,向前移动的距离>5 mm;在距骨倾斜试验中,距骨倾斜角度>10°或与健侧进行对比>3°。也有学者[36]认为内翻应力正位片距骨倾斜>15°,结合患者踝关节扭伤病史及踝外侧慢性疼痛,可诊断该患者为慢性踝关节外侧不稳。超声检查可对踝关节韧带损伤做出较为直接的诊断,临床需要有经验的医师通过双侧踝关节超声结果进行比较得出诊断结果,可明确CAI患者中有无距腓前韧带损伤。MRI检查作为更先进的医学检测工具,同时结合关节镜检查法,可对踝关节不稳进行明确诊断。有研究者指出,关节造影MRI检查法与关节镜检查法是诊断CAI的“金标准”[35]。

对于慢性距腓前韧带损伤患者,准确地诊断对于后续治疗至关重要。有时体格检查并没有明显的阳性发现,诊断不是很明确,需要借助影像学检查来进一步明确有无韧带损伤。影像学检查是无创检查,常能提供很大的价值。目前,根据文献报道,诊断踝关节距腓前韧带损伤的方法主要有:X线、MRI、超声、关节造影、关节镜、手术下直视等。而无创影像学检查方法主要为X线、MRI、超声,大多数学者将踝关节镜检或手术切开直视作为诊断距腓前韧带损伤的“金标准”[37]。

通过既往文献发现,X线诊断距腓前韧带损伤的灵敏度67%~80%,特异度71%~100%;MRI诊断距腓前韧带损伤的灵敏度75%~97%,特异度78~100%;超声的灵敏度范围88.9%~98.9%,特异度90%~100%。

应力位X线检查是3种检查方法中应用时间最久的,能直观清楚地显示踝关节的大体结构,并进一步判断有无脱位、撕脱骨折等。其价格低廉且省时,可以起到很好的初筛作用,同时,内翻应力正位片距骨倾斜>15°作为CAI的诊断标准之一,其也是目前是否进行手术干预的指征之一。但根据既往文献报道看来,X线还是有不小的漏诊率,其灵敏度及特异度不及MRI和超声,诊断准确率有待进一步提升。在X线之后,MRI成为了诊断韧带损伤的主要检查方法,而且,MRI也有其独特的优势。对于CAI患者,MRI对于关节内病变,包括距骨软骨损伤、下胫腓联合损伤及撞击综合征等都能够准确地做出诊断[38,39]。有文献[40]报道,约86.7%的专家建议CAI患者在手术前行MRI检查。MRI在评估距腓前韧带损伤方面是不可替代的,因其能很好的判断有无伴行损伤,对于制定手术方案也有很好的参考价值。然而,根据文献报道,有时由于机器条件限制,加上踝关节扫描时的位置问题,距腓前韧带不能很好地在MRI中得以显示。而且,MRI相比超声及普通X线片价格偏贵,耗时较长,对阅片人的依赖性较大,导致MRI常不如X线片及超声检查方便。

超声用于诊断韧带损伤方面稍晚于MRI,但随着仪器设备更新及探头频率的不断增高,超声的应用率逐年升高。我们通过文献结果发现,超声诊断距腓前韧带损伤的灵敏度及特异度都很高,大都超过了90%。有文献比较了超声及MRI诊断慢性距腓前韧带损伤的结果[16,41],结果发现二者并没有明显差异。我们不难发现,二者诊断结果的吻合度很高。而且,超声诊断有其独有的优点,其费用低廉耗时短,对软组织有良好的分辨率,并能动态扫查韧带,实时对韧带损伤类型进行分型,操作也较为简便,具有很高的实用价值。超声诊断不仅可评估距腓前韧带,也能清楚地观察跟腓韧带以及距腓后韧带的情况,后两者有时难以在MRI诊断上进行观察。因此,超声检查可对3条踝关节外侧副韧带进行全面综合的评估,也能相应地指导临床决策,即目前临床上对于CAIⅠ级踝关节韧带损伤大多主张保守治疗,而对于Ⅱ、Ⅲ级踝关节韧带损伤或保守治疗无效的I级损伤则行手术治疗。另外,目前越来越多的学者建议距腓前韧带损伤患者需进行早期康复训练,由于超声检查可以动态、实时观察损伤部位韧带纹理的连续性、厚度以及其周边有无积液、出血等情况,对手术重建或修补术后的患者,可以对比术前的图像进行患者的术后康复情况评估,此外,当韧带损伤疼痛难忍需要局部注射治疗,或韧带撕裂出血需要抽液治疗时,超声诊断还是很好的引导工具。虽然目前超声诊断很大程度上依赖于医师的技术及经验,但随着硬件的改善及医师学术交流,超声诊断展示了其相当广阔的应用前景,并会在未来几年得到更为广泛的发展及应用。

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