磁共振检查对膝关节前外侧韧带与外侧稳定结构损伤的相关性分析

李佳岱，牛玉军

1.锦州医科大学辽阳市中心医院研究生培训基地(辽阳 111000)；2.锦州医科大学第一附属医院放射科(锦州 121000)

近年来，膝关节外侧稳定结构因其复杂的解剖结构和重要的临床意义而受到重视。虽然关节镜可以获得一些外侧结构损伤的间接证据，但是需要开放探查来分析和修复这些结构。同时，由于疼痛、肿胀，对急性损伤、非麻醉或多发伤患者进行体格检查可能比较困难，与膝关节外侧稳定结构有关的症状也可能在这些情况下被掩盖。磁共振成像在评估正常解剖、诊断膝关节外侧稳定结构损伤和提供基本术前信息方面是相当有价值的，但是若在一次诊断中漏诊其中任一结构的损伤，对患者预后的影响可能是深远的，可能导致已重建韧带的失败，未被识别的损伤也可能导致膝关节疼痛、不稳定和加速退行性改变[1-2]。为了提高膝关节急性非接触损伤患者的生活质量，利用磁共振对急性损伤膝关节各结构进行仔细及全面的诊断是目前临床上常用的方式。故本研究利用磁共振(Magnetic resonance，MR)检查对膝关节外侧稳定结构损伤进行研究，进一步推断前外侧韧带(Anterolateral ligament，ALL)在膝关节中的具体作用。

对象与方法

1 研究对象 搜集2018年1月至2019年12月因急性非接触性膝关节损伤于辽阳市中心医院进行膝关节MR检查的88例患者的图像。所有患者年龄范围为6～74岁，平均年龄为(35.9±16.8)岁。其中，男性54例，年龄范围为6～74岁，平均年龄为(33.7±15.2)岁；女性34例，年龄范围为15～72岁，平均年龄为(39.4±18.9)岁。病例纳入标准：①涉及旋转的运动，如足球、篮球、滑雪、跑步等；②涉及平移的运动，如散步或上下楼梯等；③伤后6周内行MR检查者。病例排除标准：①直接外力撞击膝关节；②受伤后6周以后进行MR检查；③有膝关节感染史、膝关节炎、膝关节手术史；④膝关节严重退变(Outerbridge 3或4级)；⑤严重的下肢畸形；⑥运动伪影较大，图像不全，不能观察及诊断者。

2 研究方法

2.1 MR扫描：采用飞利浦3.0 T MR扫描设备和膝关节专用线圈。患者常规仰卧位，膝关节自然伸展。线圈的中心对准髌骨下缘，扫描范围包括整个膝关节。

2.2 扫描序列及参数：矢状位(定位线平行于股骨外侧髁前缘)T1WI：TR/TE=556 ms/10 ms，矩阵356×286，FOV 160 mm×160mm，层厚3 mm，层间距0.3 mm。矢状位质子密度加权成像脂肪抑制序列(PDW-SPAIR)：TR/TE=4320 ms/30 ms，矩阵356×286，FOV 160 mm×160 mm，层厚3 mm，层间距0.3 mm。冠状位(定位线平行于股骨髁后缘)PDW-SPAIR序列：TR/TE=5098 ms/30 ms，矩阵356×286， FOV160 mm×160 mm，层厚3 mm，层间距0.3 mm。横断位PDW-SPAIR：TR/TE=7005 ms/25 ms，矩阵356×286，FOV 160 mm×160 mm，层厚3 mm，层间距0.3 mm。

2.3 图像分析：由两名具有10年以上磁共振诊断经验的医生进行。在正式分析所纳入研究的图像前，对两名医生进行了前外侧复合体(Anterolateral complex，ALC)及后外侧复合体(Posterolateral complex，PLC)相关培训，另对30例患者膝关节MR图像进行评估(这些图像没有包括在本研究中)。他们一起评价膝关节各韧带及肌腱的损伤情况，以提高诊断的一致性。在正式评价中若出现不一致情况，两人协商后达成一致。

3 评价标椎

3.1 韧带及肌腱MR图像正常表现

ALL：起源于股骨外上髁区域的低信号带向下走行过程中分成两束：一束附着于外侧半月板外缘，另一束附着于Gerdy’s结节与腓骨小头的中点[3-5]。

行髂胫束(Iliotibial band，ITB)[6]：①浅层：为膝关节前外侧一条宽带状低信号，向下走行呈扇形终止于Gerdy’s结节。它最前面的纤维以弯曲的方式向远处连接，终止于髌骨外侧缘和髌韧带，形成髌外侧支持带和髌骨股骨韧带，其后缘与股二头肌筋膜组织相延续。②中间层：与浅层紧密相贴，磁共振难以显示其具体结构，只能通过仔细解剖来进行观察。③深层：为起源于股骨外上髁ITB浅层和中间层后内侧屈曲的低信号，由近端向远端延伸约6 cm，与外侧肌间隔相延续。④骨关节囊层：为位于深层更靠后位置的低信号，一部分为与腓肠肌、跖肌的筋膜相连，另一部分附着于股二头肌短头。

髌外侧支持带：为由股四头肌腱外侧部分向下延伸至髌骨外侧，终止于胫骨上端的低信号[7]。

Kaplan纤维束：其为ITB深层，呈两束均匀低信号，分别附着于股骨外侧髁近端68 mm或48 mm处，远侧纤维束与膝上动脉分支接近[8]。

在饲养管理中，应按照猪的不同生长阶段，选择优质全价饲料，合理供应饲料喂量，给猪提供生长发育所必要的营养物质，确保蛋白质、能量、矿物质、维生素满足生猪生长、生产需要，严禁使用发霉、变质饲料和假冒、劣质、违禁兽药及添加剂，同时保证饮水质量安全。坚持每天及时清理猪舍卫生，保证猪舍干燥清洁，将粪便在指定地点堆积发酵或沼气处理，使病原菌没有滋生场所。控制好猪舍内小气候，如温度、湿度、密度、清洁度，并合理分群，搞好调教管理，以提高生猪福利待遇，为猪的生产和生长创造最佳环境。

腘肌腱(Popliteal tendon，PT)：为起自股骨外侧髁腘肌沟前方，腓侧副韧带股骨止点前下方，向内下方走行，与腘肌相连续的低信号[9]。

股二头肌肌腱(Biceps femoris tendon，BT)：为起自于股二头肌中下部外侧，垂直向下延伸，逐渐变窄，止于腓骨头的低信号[9]。

外侧副韧带(Lateral collateral ligament，LCL)：为起自于股骨外侧髁、腓肠肌外侧头股骨附着处前方，终止于腓骨头的条状低信号[9]。

弓状韧带(Arcuate ligament，AL)：为呈“Y”字形的低信号，分出内、外两个头。内侧头起于股骨外侧髁下方、腘腓韧带前外侧。外侧头起于腓骨头、外侧副韧带后方，主干部分与膝关节后外侧关节囊相融合[9]。

腘腓韧带(Popliteofibular ligament，PFL)：为起自腘肌腱的中部外侧，向下走行，止于腓骨头的低信号[9]。

3.2 韧带及肌腱MR图像损伤表现：①轻度韧带或(和)肌腱周围水肿，可见连续低信号的韧带或(和)肌腱结构；②韧带或(和)肌腱外形不规则或部分撕裂，并伴有韧带或(和)肌腱周围水肿；③韧带或(和)肌腱完全断裂；④韧带或(和)肌腱连续但是韧带或(肌腱)一端伴有撕脱性骨折[5-9]。

结 果

1 ALL及外侧稳定结构各组成部分在MR图像中的显示率 见表1。ALC及PLC中部分组成结构并不是恒定显示，存在个体差异，而且本研究利用常规扫描方式，未进行斜冠状位扫描，部分结构在扫描图像中难以清晰显示。

表1 前外侧韧带及膝关节外侧稳定结构各组成部分在MR图像中的显示率

2 ALL和外侧稳定结构中恒定显示韧带损伤的相关性 见表2(图1、2)。在88例患者图像中，ALL三部分均未显示者20例，一部分及一部分以上显示者共68例，损伤者43例，正常者25例，损伤发生率为63.2%；ITB 损伤者21例，正常者47例，损伤发生率为30.9%；Kaplan纤维束损伤者37例，正常者31例，损伤发生率为54.4%；髌外侧支持带损伤者37例，正常者31例，损伤发生率为54.4%；PT损伤者37例，正常者31例，损伤发生率为54.4%；BT损伤者20例，正常者48例，损伤发生率为29.4%；LCL损伤者32例，正常者36例，损伤发生率为47.1%。ALL损伤与ITB、Kaplan纤维束、髌外侧支持带、PT、BT及LCL损伤比较具有统计学差异(P<0.05)，即损伤具有相关性。

3 ALL与AL损伤的相关性 AL为膝关节PLC中非恒定出现的结构，在ALL一部分及一部分以上显示的68例MR图像中，有18例AL显示，损伤者8例，正常者10例，损伤发生率为44.4%。ALL损伤与AL损伤比较无统计学差异(χ2=2.457,P=0.117)，即损伤不具有相关性。

表2 外侧稳定结构中恒定显示韧带与ALL损伤的相关性(例)

注：上箭头处显示Kaplan纤维束(ITB深层)屈曲及断裂；下箭头处显示浅层胫骨附着端断裂，膝关节外侧部软组织肿胀，信号增高

图1 MRI PDW-SPAIR序列显示膝关节ITB损伤

注：箭头处显示ALL股骨部、半月板部及部分胫骨部

图2 MRI PDW-SPAIR序列显示膝关节ALL

4 ALL与PFL损伤的相关性 见图3。PFL为膝关节PLC中非恒定出现的结构，在ALL一部分及一部分以上显示的68例MR图像中，有24例PFL显示，其中损伤者13例，正常者11例，损伤发生率为54.1%。ALL损伤与PFL损伤比较具有统计学差异(χ2=4.039,P=0.044,φ=0.497)，即损伤具有相关性。

注：上箭头处显示LCL周围有片状高信号；中箭头处显示PT，下箭头处显示PFL，两者连接部有点状高信号

图3 MRI PDW-SPAIR序列显示膝关节PLC中部结构

讨 论

膝关节ALC是由Seebacher等[10-11]参照Warren和Marshall对膝关节内侧结构的描述，将外侧膝的解剖结构从浅到深分为三层，即ITB和髌外侧支持带、ITB深层(包括卡普兰纤维束和骨关节囊层)、前外侧关节囊和ALL。除ALL外，其余结构均恒定显示，损伤易于识别。PLC是结构和功能复杂的复合体，国际上认为其包含LCL、PFL、AL、BT、PT及豆腓韧带(Fabellofibular ligament，FFL)[9]，但是这些结构并非恒定显示。宋艳等[12]在基于中国数字化人体的膝关节PLC的断层解剖与三维可视化研究中未发现FFL；Song等[9]在基于未变形的膝关节PLC高分辨率断层解剖图像和三维可视化研究中仅发现1例膝关节可见FFL；Munshi等[13]研究表明，无论MR图像是否有腓肠豆显示，FFL均不可在MR图像中显示；Raheem等[14]研究表明，只有腓肠豆为骨性时才有FFL显示，故在本研究中未纳入FFL。本研究结果显示，ALL显示率为77.3%，AL显示率为26.1%，PFL显示率为29.5%，主要是由于AL、PFL[14]及ALL[15]在人类膝关节存在变异，这一研究结果与其他学者研究结果相近，而构成ALC与PLC的其他结构则恒定显示于MR图像中。Yu等[16]建议使用斜冠状位进行扫描，这一扫描定位是冠状位与PT方向平行，这样能够很好地显示AL、FFL及PFL。本研究使用常规扫描，可能是造成AL及PFL显示率较低的原因。

ALC及PLC损伤有一特点，即一个结构损伤往往伴随着其他多个邻近结构损伤，本研究在回顾分析样本时发现存在此现象。大量研究表明ALC损伤常发生于膝关节内旋，PLC损伤最常发生于内翻压力，尤其是膝关节过度伸展时[17]。膝关节后外侧稳定的维持需要三种结构，即LCL、PT和PFL。LCL是抗内翻应力的主要稳定器，PT和PFL在膝关节外旋时维持稳定，如果LCL撕裂，PLC则可作为抗内翻应力的二级稳定器。在ACL断裂时，PLC结构在前平移和内旋转时也保持稳定[18]。本研究证明了ALL损伤与BT、PT、LCL及PFL损伤具有相关性，而与AL损伤不具有相关性。本研究中，ALL损伤发生率与ALC中各组成结构损伤发生率相关性大小不同，ALL与Kaplan纤维束损伤相关性明显高于ITB及髌外侧支持带损伤的相关性(φKaplan纤维束=0.772，φITB=0.510，φ髌外侧支持带=0.343)，主要是因为Kaplan纤维束作为ITB的一部分，相对ITB及髌外侧支持带主体部分较纤细，抵抗外力作用没有其他两种结构强。在PLC中ALL与LCL损伤相关性大于ALL与PT、BT及PFL损伤的相关性(φLCL=0.597，φPT=0.558，φPFL=0.407，φBT=0.358)，主要是由于ALL股骨部起点与LCL及PT相近，所以当同一外力作用于膝关节时会造成联合损伤。进一步推论，ALL具有限制膝关节内旋、外旋、内翻及胫骨前平移的作用。

综上，ALL参与膝关节多种运动形式，不仅是限制膝关节内旋的次级稳定器，同时参与膝关节外旋、胫骨前移及抵抗膝关节的内翻应力。