前交叉韧带前内侧束及后外侧束薄层斜矢状位质子密度加权像MRI研究

杨严伟，杜 君（通讯作者）

（苏州大学附属第一医院骨科磁共振室 江苏 苏州 215000）

膝关节前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）起自股骨外侧髁内侧缘，向前下斜行，止于胫骨髁间隆突前部，主要由前内侧束（anteromedial bundle，AMB）及后外侧束（posterolateral bundle，PLB）组成，是维持膝关节稳定的重要结构，也是最易损伤的韧带之一。临床上明确ACL两束的损伤情况对于制定治疗方案和判定预后具有重要价值[1]。ACL损伤诊断的金标准是关节镜检查，但关节镜属于有创检查，对机体有一定的损伤，且观察视野局限，存在一定盲区[2]。MRI因无创、无电离辐射，能够多方位、多角度、多参数成像，具有较高的软组织分辨率和相对较大的观察视野，已成为ACL损伤的首选影像学检查方法，但因ACL解剖结构的特殊性，很难在常规MRI图像上完整显示。本研究通过分析及对比ACL两束结构在常规MRI和薄层斜矢状位质子密度加权像（proton density weighted imaging，PDWI）图像的显示情况，旨在探寻能够更加清楚、完整显示AMB及PLB的MR成像扫描方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

搜集50例健康志愿者，其中男28例，女22例，年龄15～39岁，平均年龄（28.1±7.3）岁，中位年龄29.0岁，右膝23例，左膝27例，所有志愿者均身体健康，无ACL外伤史，前抽屉实验、Lachman实验及轴移实验阴性；所有志愿者均知情并同意。

表1 各序列扫描参数

1.2 检查方法

1.2.1 检查前准备 无需特殊准备。

1.2.2 扫描序列和方法 使用德国Siemens 1.5T超导型磁共振扫描仪及膝关节专用线圈进行图像扫描：仰卧位，足先进，腿伸直并固定，髌骨下缘置于线圈中心。先行膝关节标准轴位、矢状位及冠状位扫描，最后行以轴位及冠状位同时为扫描定位图的薄层斜矢状位PDWI扫描（AMB如图1；PLB如图2）。各扫描序列参数见表1。

图1、图2：男，24y，左膝关节。图1A、1B中间定位线分别为轴位、冠状位显示的ACL的AMB结构，图1C为薄层斜矢状位显示的ACL的AMB结构（后上斜向前下走形）；图2A、2B中间定位线分别为轴位、冠状位显示的ACL的PLB结构，图2C为薄层斜矢状位显示的ACL的PLB结构。

1.3 图像分析

由2名具有骨关节磁共振诊断经验的影像医师共同阅片，意见不一致时，由两者讨论后共同决定。图像分析内容：ACL的AMB及PLB两束在常规MRI轴位、冠状位、矢状位及薄层斜矢状位PDWI的显示情况，观察并记录各个序列能够较为清晰显示两束结构的层面及数量。

1.4 统计学方法

运用SPSS20.0软件对所得数据进行统计学分析。采用行×列χ2检验分析ACL双束结构在常规MRI轴位、冠状位、矢状位及薄层斜矢状位显示率的差异，P＜0.05为差异有统计学意义，两两比较采用行×列χ2检验分割法进行，P＜0.008为差异有统计学意义。

2 结果

ACL双束结构在常规MRI轴位、冠状位、矢状位及薄层斜矢状位的显示结果分析如表2。ACL双束结构在薄层斜矢状位的显示率（100%）最高，其次为常规冠状位（86%），常规矢状位的显示率（14%）最低，不同扫描成像序列对ACL双束结构显示率的差异有统计学意义，χ2=102.724，P＜0.001，进一步两两比较，轴位与冠状位ACL双束结构显示率差异无统计学意义，χ2=1.084，P=0.298，余两两比较差异均有统计学意义，轴位与矢状位、轴位与斜矢状位、冠状位与矢状位、冠状位与斜矢状位、矢状位与斜矢状位比较，χ2分别为41.224、12.360、51.840、7.527、75.439，P分别为＜0.001、＜0.001、＜0.001、0.006、＜0.001。

表2 ACL双束结构在各序列显示结果分析

3 讨论

ACL结构上由多条纤维分成两束，相对后交叉韧带较薄，与周围结构存在部分容积效应；ACL形态上呈斜行走形与正中矢状面成15°～20°夹角，很难在MRI常规标准矢状位的同一层面上完整、清楚显示[3]。AMB起自ACL前上部，呈扇形止于胫骨平台前内侧，主要防止胫骨前移；PLB起自ACL后下部，止于胫骨平台的后外侧，膝关节伸直时起稳定作用[4-5]。ACL因其在膝关节内的特殊解剖走向而易损伤[6]，是常见的运动损伤，严重影响患者的运动能力，并且可能会引发骨性关节炎

[7]，临床上ACL双束重建技术及选择性单束重建技术，更有利于恢复ACL的正常解剖和功能，减少及延缓韧带损伤后骨性关节炎的发生[8]。本研究以轴位及冠状位同时定位的薄层斜矢状位PDWI评价对ACL双束结构的显示情况，旨在为临床诊疗工作提供更为精准的影像学证据。

本研究中ACL双束结构在常规MRI轴位及矢状位序列上显示率分别为78%、14%，与刘霞等[4]的研究结果相仿，但在常规MRI冠状位上显示率较后者（69.1%）高，考虑可能的原因是：①本研究搜集的资料均为健康志愿者，中位年龄为29.0岁，小于后者资料的中位年龄45.0岁，ACL结构上相对清晰；②本研究资料样本量（n=50）较后者资料样本量（n=149）小。

MRI以往的研究中[2,9-12]多数以斜矢状位成像评价及分析MRI对ACL双束结构的显示及损伤的诊断情况，但是这些研究中斜矢状位扫描定位大部分都是在摆位时膝关节直接外旋15°，或者是在标准矢状位的基础上定位线向膝关节内侧倾斜10°～15°，均未提到在冠状位上的定位情况；杨献峰等[7]的研究将MR扩散张量成像及纤维束示踪成像应用于ACL的定量评价中，结果表明MR扩散张量成像不能完整显示正常ACL双束结构，也不能单独重建AMB及PLB。本研究结果显示薄层斜矢状位PDWI对ACL两束的显示率均为100%，高于常规矢状位及多数未进行双精准定位的斜矢状位扫描，分析可能的原因：①本研究中斜矢状位的扫描定位同时参考轴位及冠状位图像，并且以两者显示ACL最为完整的层面为定位像，较以往研究更为严格的按照ACL双束结构的走形进行扫描成像，显示的图像更为完整；②本研究中采用层厚为2.3mm，层间距为0的薄层扫描可以降低ACL双束结构因层厚原因而产生的部分容积效应[13]，显示出的图像更为清晰；③本研究中采用PDWI具有较高的组织对比及信噪比，能够很好地勾勒出ACL与周围组织的关系[11]；④本研究搜集的资料均为健康志愿者且平均年龄较年轻，一定程度上排除了年龄较大的关节退行性变及外伤等对观察结果的影响。

本研究的不足：①有研究[6]结果表明斜冠状位对ACL的显示率较高，本研究中由于扫描时间原因未进行斜冠状位扫描，无法进行准确对比；②本研究均为较为年轻的健康志愿者，未进行ACL损伤患者的扫描，将在今后的研究中进一步进行相关分析。

综上所述，本研究结果认为基于膝关节常规MRI轴位及冠状位同时精准定位的薄层斜矢状位PDWI能够较常规MRI更为清楚、完整的显示ACL的AMB及PLB双束结构。