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三角纤维软骨复合体的MRI 应用进展

2019-11-20刘世同郝大鹏于腾波

国际医学放射学杂志 2019年6期
关键词:尺侧腕关节线圈

刘世同 郝大鹏* 于腾波

三角纤维软骨复合体(triangular fibrocartilage complex,TFCC)位于腕关节偏尺侧及远端桡尺关节,其内部构成复杂。TFCC 损伤是腕关节尺侧疼痛的重要原因。准确诊断损伤类型对于选择治疗方式具有重要的指导作用。MRI 可以多序列、多方位检查,对于TFCC 具有较好的显示能力, 故有利于TFCC损伤的诊断和及时治疗。

1 TFCC 解剖

TFCC 结构复杂,通常认为TFCC 由三角纤维软骨(triangular fibrocartilage,TFC)、类半月盘韧带、尺侧副韧带、尺侧腕伸肌腱鞘、桡尺远端掌侧韧带、桡尺远端背侧韧带、 尺三角韧带和尺月韧带组成[1](图1)。部分研究者认为尺舟韧带亦为TFCC 的组成成分[2]。

图1 TFCC 解剖模式图。a,TFC;b,尺月韧带;c,尺三角韧带;d,月骨;e,三角骨;f,尺侧腕伸肌腱鞘;g,类半月盘韧带;h,三角韧带;i,尺骨;j,桡骨。

1.1 TFC TFC 位于TFCC 中央, 是TFCC 最大的组成部分,由位于中央的关节盘和尺侧的三角韧带构成。关节盘呈中间薄、边缘厚的双凹状,覆盖整个茎突前隐窝的表面,双凹状的明显程度与尺骨变异的程度呈正相关[3]。关节盘桡侧附着于桡骨下关节面乙状突的关节软骨。三角韧带由2 个独立的细小韧带组成,分别附着于尺骨茎突根部陷凹和尺骨茎突远端。三角韧带间由纤维结缔组织填充,血供丰富,称为三角韧带间隙[4]。

1.2 类半月盘韧带 类半月盘韧带由Lewis 等[5]最早发现,是TFCC 尺侧的纤维性结构,起自尺骨茎突尖端,止于三角骨、钩骨的背侧,连接TFC 尺侧和尺侧腕关节囊。

1.3 尺侧副韧带 尺侧副韧带是否存在,目前尚存争议,多数研究者认为尺侧副韧带真实存在,起自尺骨茎突,紧贴于类半月盘韧带和尺侧腕伸肌腱鞘的表面[6]。

1.4 尺侧腕伸肌腱鞘 尺侧腕伸肌腱鞘相对粗大,起自肱骨外上髁及尺骨后缘, 止于第五掌骨基底部,与尺侧副韧带紧贴。

1.5 桡尺远端韧带 桡尺远端韧带分为桡尺远端掌侧韧带和桡尺远端背侧韧带,分别起自桡骨乙状切迹的掌侧和背侧,止于尺骨茎突基底部。有研究者[2]认为由于桡尺韧带与腕关节盘关系密切,腕关节盘边缘部分增厚,胶原纤维纵向排列,从而形成桡尺远端韧带。

1.6 尺月韧带和尺三角韧带 尺月韧带和尺三角韧带位于TFCC 掌侧面,起自桡尺远端掌侧韧带,分别止于月骨和三角骨掌侧[7]。于冠状面观察,2 个韧带呈薄片状扇形结构。

2 TFCC 的MRI 检查

2.1 线圈与受检者体位 受检者所采取的姿势与线圈类型有关。常见线圈可分为容积线圈和表面线圈。为了使磁场及梯度场达到最佳的一致性,使用容积线圈和表面线圈时均需要将手腕置于扫描野中央。

应用容积线圈检查时,由于线圈无法随腕关节弯曲变形,受检者通常取俯卧位,患侧手臂举过头顶、前伸,掌面向下,置于磁场中央。使用表面线圈(又称柔性线圈)检查时,将线圈紧贴腕关节放置,受检者可采取仰卧位,尽可能将患侧腕关节及线圈置于检查床中央。Bittersohl 等[8]通过分析发现,使用表面线圈时受检者姿势较为舒适,并且与容积线圈获得影像的信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)差别不大,而TFCC 组成结构的显示率较容积线圈高,认为表面线圈可以完全替代容积线圈。

显微线圈是一种只接收表面线圈,体积明显小于临床常用的线圈,可获得较好的SNR 和极高的空间分辨力,能够清晰显示体表组织[9]。然而,显微线圈对于内部深层组织的显示能力欠佳。此外,显微线圈在使用时需要准确置于病变处,否则所得影像不能包含整个TFCC[10]。

2.2 场强 总体而言,更高的场强能得到更好的影像质量。Lenk 等[11]通过分析10 名健康志愿者的腕关节MRI 影像,发现3.0 T MRI 较1.5 T MRI 扫描时间更短,具有更高的空间分辨力和SNR。7.0 T MRI等更高场强的设备,因特定吸收率、化学位移效应及主磁场的一致性等问题尚未得到完善处理,故还未普遍应用于临床。因此,推荐3.0 T MR 作为TFCC检查的首选[12]。

2.3 检查序列

2.3.1 2D 序列 常用于肌骨系统中的2D MRI 序列包括自旋回波T1WI、T2WI、 质子密度加权成像(proton density weighted imaging,PDWI)、 梯度回波序列以及相应序列的脂肪抑制序列[1]。与3D 各向同性序列相比,2D 序列扫描层厚较厚, 难以避免部分容积效应,且只能采集各向异性的体素信息,不能进行多平面重组。尽管2D 序列有诸多不足,但由于2D PDWI 脂肪抑制序列的影像质量高于3D 序列,可得到更高的SNR 和CNR 及更少的影像伪影,同时能更好地显示舟月韧带的解剖结构,应作为常规序列使用[13]。王等[14]认为,短反转时间反转恢复序列对于TFC 损伤具有较高的诊断价值。

2.3.2 3D 各向同性序列 TFCC 包括多个解剖结构,走行方向复杂,常规扫描难以包括每个结构的长轴,不能很好地将每个结构都显示出来。3D 各向同性序列的优势是可以根据结构走行进行任意平面重组,有利于细小韧带的显示,且临床工作中可以只采集一次图像,而无需分别进行横断面、矢状面和冠状面采集,有利于节省时间。常用的3D 各向同性序列包括梯度回波 (gradient echo sequence,GRE)和快速自旋回波(fast spin echo sequence,FSE)序列。GRE 序列对于韧带显示较差,故GRE 序列一般不用于骨肌系统的检查。FSE 序列采集的软骨、肌腱、软骨下骨和关节液等组织的信号,具有中等程度的对比度,因此适用于检查骨肌系统。Yamabe等[15]通过分析11 例健康志愿者的2D MRI 高分辨影像和3D 影像,发现3D 序列在脂肪抑制效果及显示舟月韧带方面较差,影像伪影也较重,但对于TFCC其余结构的显示与2D 高分辨序列无明显差异,认为3D 序列及其重组影像具有一定的临床意义,有可能取代2D 序列而成为临床工作中的首选检查方法。

2.3.3 T2mapping 和T1ρmapping 常 用 于 评 估TFCC 的 定量技术包括T2mapping 和T1ρmapping。T2mapping 可以在关节软骨发生形态学变化之前,早期发现关节软骨的退行性变,并提供定量分析[16]。当关节软骨发生退行性变时, 胶原蛋白-蛋白多糖构成的网络结构发生破坏,水分增多,此时关节软骨形态可能未发生明显变化,而T2值增大[17]。因此,可以应用T2mapping 来早期诊断关节软骨的退行性变。然而,魔角效应、负载及体位等因素均会影响T2mapping 值的稳定性[18]。

T1ρ值为代表自旋-晶格弛豫的时间常数, 用于评估运动受限的水分子与周围大分子之间的低频流动信息。生理状态下,关节软骨细胞外基质中的大分子限制了水分子的运动。当细胞外基质发生病变时,如蛋白多糖丢失等,可以通过T1ρ探测出来。与T2mapping 相比,T1ρ更长, 与年龄的线性关系更为明显,可以得到更高的SNR,获得更好的软骨与邻近骨的对比度。Bae 等[19]使用包括T1ρ在内的多个序列对腕关节尸体标本进行形态学研究发现,当腕关节盘发生退变、钙化或撕裂时,其T1ρ值将显著增大,由此推断T1ρ能对TFCC 退变进行更准确的分期。

2.3.4 MR 关节造影 根据对比剂进入腕关节腔的途径, 可将腕关节MR 造影检查分为直接造影和间接造影。直接造影是将对比剂直接注入腕关节腔,依据注入位置的不同, 可进一步分为桡腕关节造影、桡尺远侧关节和腕中关节造影,其中桡腕关节造影最为常用。TFCC 是分隔桡腕关节和桡尺远侧关节的唯一软组织结构,当TFCC 损伤时,可见对比剂充盈尺骨茎突隐窝、尺侧副韧带外侧间隙或下尺桡关节间隙。陈等[20]进行14 例腕关节直接造影检查,发现腕关节直接造影与腕关节镜所得诊断结果相符合。间接造影是通过静脉将对比剂注入体内,5~10 min 后采集图像。Thomsen 等[21]通过对比53 例腕关节MRI 平扫及间接造影后的影像,发现腕关节MR 间接造影可提高舟月韧带损伤及Palmar 损伤分型中ⅠB 型损伤的显示率, 认为腕关节MR 间接造影对于诊断TFCC 损伤具有一定意义。

3 TFCC 的正常MRI 表现

TFCC 结构复杂,需要多方位、多序列检查综合评价。冠状位检查可较好地显示TFC、 类半月盘韧带、尺侧腕伸肌腱鞘及尺侧副韧带。在冠状面MRI上TFC 关节盘呈中央薄、边缘厚的蝴蝶结样,在各序列均为低信号(图2)。三角韧带呈条带状,在各序列亦为低信号,但不如关节盘信号均匀。三角韧带间隙由于血管丰富,在各序列均为较高信号[22]。Buck等[23]描述类半月盘韧带呈脂肪信号。在T2WI 脂肪抑制序列或PDWI 脂肪抑制序列, 类半月盘韧带信号较茎突前隐窝低,而高于尺侧腕伸肌腱鞘、尺侧副韧带。尺侧副韧带纤细,与周围组织关系紧密,大多数情况下与尺侧腕伸肌腱鞘、类半月盘韧带无缝紧贴,在冠状面或斜冠状面显示较好。尺侧腕伸肌腱鞘较为粗大,随腕关节旋前、旋后而位置改变,中立位时走行于尺骨茎突背内侧。Zhan 等[4]指出,背侧桡尺韧带、尺月韧带、尺三角韧带有时也可在冠状面清晰显示。横断面检查对于显示掌侧、背侧桡尺韧带帮助较大。横断面影像可见掌侧、背侧桡尺韧带呈条带状,各序列均为低信号,与关节盘紧贴。尺月韧带、尺三角韧带纤细,在冠状面为薄片状,多数情况不能完整显示。而矢状面可清晰显示其走行,在各序列均为低信号(图3)。

图2 正常TFCC 冠状面T1WI。a,TFC;b,三角韧带;c,类半月盘韧带;d,尺侧腕伸肌腱鞘。

图3 正常TFCC 矢状面T1WI。a,TFC;b,尺三角韧带。

4 TFCC 损伤的MRI 表现

TFCC 损伤分类主要采用Palmar 分型标准,分为创伤性损伤(Ⅰ型)和退变性损伤(Ⅱ型)[24](表1)。Ⅰ型损伤多有明确外伤史,呈急性病程;Ⅱ型损伤为慢性、渐进性病变,多发生在中老年人。根据具体的损伤部位,Ⅰ型可分为4 个亚型;根据退变的位置和范围,Ⅱ型又可分5 型。

表1 三角纤维软骨损伤的Palmar 分型

Palmar 分型虽然是经典的TFCC 损伤分型,但随着研究的深入,其不足之处日渐显露。Ng 等[3]指出,Palmar 分型主要有以下不足: ①掌侧桡尺韧带损伤未包含在Palmar 分型中。②ⅠB 型撕裂分型太过笼统,TFCC 尺侧包含三角韧带、 类半月盘韧带、尺侧副韧带、尺侧腕伸肌腱鞘等结构,未按照具体的损伤部位进一步细分。③各种撕裂未区分全层撕裂和部分撕裂,亦未具体描述撕裂的形态,如放射状撕裂、水平撕裂。④多种损伤分型可合并发生于同一病人,且该情况并不少见,而Palmar 分型未对此加以描述。Zhan 等[4]通过分析86 例TFCC 损伤病人的MR 影像, 发现有17 例无法按现有Palmar 分型进行归类, 并进一步对Palmar 分型进行改良,将Ⅰ型扩展为9 个亚型,其中保留Palmar 分型的前4型,另增加5 型;Ⅱ型同Palmar 分型。详见表2。

5 MRI 诊断TFCC 损伤的价值

MR 检查无电离辐射, 具有较好的软组织分辨能力, 能够较为简便地获得准确的术前诊断结果。依据MR 表现不同,将TFCC 损伤进行准确分型,对于选择合适的治疗方式具有重要意义。例如,ⅠA 型损伤区域乏血供,损伤后腕关节仍较为稳定,可以直接将病损组织切除。而ⅠB 型损伤区域血供相对丰富,需尽快修复[25]。多数研究者认为MRI 诊断TFCC 损伤具有较高的准确性。Zlatkin 等[26]发现MRI诊断TFCC 损伤的敏感度、 特异度和准确度分别为92%、89%、91%。Boer 等[27]通过分析150 例腕关节MR 直接造影影像,得出敏感度、特异度和准确度分别为80%、100%、90%。尽管目前诊断TFCC 损伤的金标准是腕关节镜检查, 但由于其对病人创伤较大,无法作为常规检查项目,临床工作中仍以MR 为首选检查。

表2 三角纤维软骨损伤的Palmar 分型改良版

6 展望

TFCC 结构、走行复杂,损伤分型多样,常规MR平扫检查难以准确诊断。腕关节造影检查对于诊断TFCC 损伤具有一定帮助,但因其为有创性检查,在临床工作中难以广泛使用。3D 各向同性序列只需扫描一个方位, 应用后处理软件重建其他方位的影像,既可节省时间,又可进行任意方位的重组以满足实际需要。然而,3D 序列分辨力较差,影像质量有待提高。目前国内外应用3D 各向同性序列检查TFCC 尚不充分,3D 各向同性序列能否完全取代其他检查有待进一步研究。随着MR 设备的发展及影像质量的优化,3D 序列有望为TFCC 损伤提供更为准确的诊断。

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