MRI多征象及扫描序列分析在创伤性肩关节脱位并盂肱下韧带损伤中的临床价值

吴绍全,郎海燕，杨正彬，李 燕

(重庆市大足区人民医院放射科，重庆 大足 402360)

肩关节脱位为中老年人临床常见病之一，多数患者反复脱位致肩关节周围韧带损伤。既往韧带损伤误诊率极高，主要由于肩关节韧带细小不易辨认。近年来随着磁共振技术不断发展，其能够清晰显示肩关节周围韧带结构，大大提高了诊断创伤性肩关节脱位并盂肱韧带损伤的准确率。盂肱下韧带(inferior glenohumeral ligament，IGHL)是盂肱三条韧带中最厚、最强的韧带，其对稳定盂肱关节起重要作用[1]，因此对于肩关节脱位并IGHL损伤患者，如何快速、准确诊断IGHL损伤成为诸多学者研究的重点。本研究以肩关节镜表现作为金标准，回顾性分析肩关节脱位并IGHL损伤患者MRI扫描序列及多征象，旨在研究MRI多征象及扫描序列在创伤性肩关节脱位并IGHL损伤诊断中的临床应用价值，为后续制定治疗方案提供参考。

资料与方法

1 一般资料

纳入标准：肩关节反复性或单次脱位且伴有肩关节痛、活动受限的临床表现； 有明确创伤史； 有完整MRI影像资料及肩关节镜检查记录，且检查间隔时间保持于2周内。排除标准：合并肿瘤、血液系统疾病、骨髓炎、结核或类风湿性关节炎等引起的肩关节改变； 临床表现不明确或缺少肩关节MRI或肩关节镜检查资料； 有肩关节手术史。

回顾性查询影像归档和通信系统(picture archiving and communication systems，PACS)示2016年1月—2019年12月笔者医院收治的肩关节脱位患者448例，通过纳入及排除标准，以及肩关节镜检查结果最终确定患者200例。其中肩关节脱位并伴IGHL损伤105例，男性65例，女性40例； 年龄21～78岁，平均36.6岁。95例正常IGHL作为对照组，其中男性60例，女性35例； 年龄18～76岁，平均38.6岁。两组患者性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2 扫描设备及扫描序列参数

应用超导型磁共振成像仪(Signa1.5T，GE)配对GP-FLEX肩关节专用体表线圈对患者进行检查。检查前患者头位于进床侧、仰卧于扫描床，稍向对侧偏移以使患侧尽可能靠近扫描床中心，手臂放于体侧并轻度外旋，手掌向上，线圈中心对着肱骨头并用专业器材固定以防止患者在扫描时移动肩部，然后以线圈中心为定位点进床扫描。扫描序列及参数如下：T1WI TR/TE：450ms/13ms，T2WI TR/TE：4 000ms/78ms，PDWI-FS TR/TE：4 000ms/28ms； 所有扫描序列参数如下：视野(FOV)为24cm×24cm，矩阵为320×192，层厚/间距为3mm/1.5mm，激励次数(NEX)=2。扫描方式：以肱骨头为中心，定位线垂直于盂肱关节行轴位扫描，获得肩关节T1WI、T2WI、PDWI-FS序列横断位图像信息； 然后在轴位像上以盂肱关节为中心，平行于岗上肌长轴扫描获得斜冠状面PDWI-FS序列图像； 以喙突所在横断位为中心层面，垂直于岗上肌长轴扫描以获得斜矢状面PDWI-FS序列图像。

3 图像分析

由2名不了解患者临床病史且有10年临床经验的MRI诊断医师独立审阅从PACS获取的所有患者肩关节图像。隐藏患者基本信息，观察分析不同序列不同扫描方位上IGHL信号强度、形状、走行和韧带周围情况，按照以下标准诊断相关征象：韧带不连续伴周围积液或积血(图1)； 韧带萎缩变细(图1)； 韧带水肿增粗等情况(图2)； 韧带走行消失伴周围积液或积血(图3)； 韧带走行异常(图3)。当意见不统一时，协商取得最终评估结论，并按照扫描序列、体位、韧带征象方式做好记录。

4 统计学分析

图1 患者女性，49岁，右肩IGHL韧带不连续，局部萎缩变细。a～c.分别为PDWI-FS横断位、斜冠状位、斜矢状位影像，韧带走行不连续，边缘欠光整，内部信号稍增高(箭头)，周围伴有少量积液

图2 患者女性，49岁，右肩IGHL韧带肿胀增粗、走行异常。a～c.分别为T2WI横断位、PDWI-FS斜冠状位、PDWI-FS斜矢状位影像,IGHL增粗，信号稍增高(箭头)

图3 患者女性，77岁，右肩IGHL韧带断裂。a～c.分别为PDWI-FS横断位、斜冠状位、斜矢状位影像，可见IGHL前支于前下唇盂处撕脱，断端回缩，局部高信号，稍增粗，关节囊内大量积液高信号影(箭头)

结 果

1 MRI肩关节成像各序列对IGHL损伤的显示情况

比较在T1WI、T2WI和PDWI-FS三种成像序列上诊断韧带损伤的情况，其中PDWI-FS敏感度最高，约为91.40%，T1WI特异度和阳性预测值最高，分别为92.63%与84.78%，PDWI-FS准确度最高，约83.50%，Kappa检验具有最高的一致性。见表1。

表1 MRI肩关节成像各序列对盂肱下韧带损伤的显示情况

2 MRI肩关节成像各断层方位对IGHL损伤的显示情况

对比可知在斜冠状位上诊断损伤例数最多，显著多于其他断层图像例数，具有最高的敏感度、阳性预测值、准确度和Kappa值一致性。见表2。

表2 MRI肩关节成像各断层方位方对盂肱下韧带损伤的显示情况

3 IGHL损伤各征象诊断情况

IGHL损伤组105例患者中，7例韧带走行消失,为降低误差，故而被排除于后4种征象的统计样本量。韧带走行异常敏感度和特异度均>80%，约登指数和阴性预测值最高，分别为0.80、0.74，Kappa值一致性良好，为0.74； 韧带走行消失伴周围积液或积血特异度和阳性预测值均高达100%。见表3。

表3 盂肱下韧带损伤各征象诊断情况

4 多序列、多方位、多征象对IGHL损伤预测情况

通过二元Logistic逐步后退回归法分别计算序列、方位和多征象对IGHL损伤的预测模型，在多征象预测中诊断征象可靠性由高到低依次为韧带走行异常、韧带走行消失伴周围积液或积血和韧带水肿增粗等情况； 在扫描方位预测中，斜冠状位为诊断最优征象； 在扫描序列预测中，PDWI-FS序列为最佳扫描序列(P<0.05)。见表4。典型病例见图1～3。

表4 多序列、多方位、多征象对IGHL损伤预测情况

续表4 多序列、多方位、多征象对IGHL损伤预测情况

讨 论

IGHL是维持盂肱关节前方静态稳定最重要的软组织结构，为关节囊增厚而形成的韧带，分为前束、后束和腋囊部，包绕关节盂下2/3[2]，使盂肱关节的两个关节面紧紧相贴，维持肩部外展外旋过程中关节稳定。IGHL复合体撕裂常并发于老年患者创伤性肩关节脱位，约占创伤性肩关节前向失稳的9.3%，占前向不稳但无盂唇损伤的35%[3]。不同病因、不同受力方式、不同生物剪切力机制导致了不同程度不同类型的韧带损伤。IGHL损伤在MRI上表现为多种征象，这与损伤类型以及严重程度密切相关，若损伤严重，则会出现盂肱韧带撕脱伤，IGHL可能会出现中断甚至消失，断裂处因出血、水肿、炎性渗出等原因呈现局限或弥漫性异常高信号影[4]。损伤程度稍轻情况下，IGHL张力消失、变松弛、走行异常或水肿，在影像上呈增迂曲增粗像。损伤数周后，纤维化增粗或关节失用逐渐萎缩。据文献IGHL损伤共分为三级：一级表现为韧带无断端走行大致正常稍扭曲状，仅可见轻微水肿高或稍高信号； 二级表现为局部撕裂，边缘欠光整，信号增高； 三级表现为韧带彻底断裂，断端回缩呈高信号，形态呈迂曲状“J”型征象，无法辨别正常的韧带结构[5-6]。尽早确诊IGHL的损伤程度和类型对于临床手术方式选择和治疗方案制定至关重要。相比于CT、超声、传统肩关节造影等技术，MRI技术以其高分辨率、多方位、多参数、无创无辐射等优点在肩关节脱位致IGHL损伤早期筛查中担当首选技术的角色，可高清显示IGHL的走行、形态及信号改变。MRI检查时间较长，为保证图像符合诊断，患者必须保持体位不变。肩部损伤患者往往因疼痛难以配合长时间检查，为提高肩关节MRI检查效率，需要研究以明确不同扫描序列、方位影像征象的诊断价值，为临床提供高诊断价值的图像，进一步提高确诊率[2]。

PDWI序列为长TR、短TE序列，信噪比高，对关节盂唇以及肌腱韧带病变具有很高的价值，广泛应用于骨关节系统MRI检查中,再加上对脂肪高信号干扰的抑制，可很好地显现受损的韧带，以及周围炎性组织。此前有研究者在对粘连性肩关节囊炎IGHL损伤研究中发现PDWI-FS对IGHL损伤诊断有很高的敏感度，高达96%,为最佳扫描序列[7-9]。本研究通过比较不同序列对IGHL损伤的诊断发现，在T1WI、T2WI、PDWI-FS三种序列中PDWI-FS序列敏感度、阴性预测值、准确度、Kappa值均大于其他序列，分别为91.40%、91.84%、83.50%、0.67，与先前研究结果有很高的拟合性。本研究后续通过Logistic回归分析再次证实PDWI-FS为最佳扫描序列。据先前研究报道斜冠状位是显示盂肱下韧带最好的成像体位，其次是横轴位[10],但也有研究与此结论相反，认为横轴位为最佳方位。本研究经过比较不同断层方位对IGHL损失的显示效果，最后得出肩关节斜冠状位更能清楚观察IGHL，敏感度为76.20%，阳性预测值为76.93%，阴性预测值为76.96%，准确度为73.96%，均高于另外两种扫描方式。这可能是跟IGHL解剖走行相关，IGHL起于盂唇下方，止于肱骨近端在头颈交界处[11]。斜矢状位扫描方向大致平行于其走行方向,在斜冠状位上呈从下盂唇一直延伸至肱骨颈的低信号带，其次在IGHL三个部分中，前支最易受损伤，冠状位对前支诊断最佳，所以斜冠状位有很高的敏感性[12]。研究中后续二元Logistic回归分析也可以看出斜冠状位为最佳扫描体位。

正常IGHL组织在MRI上为厚度<4mm的低信号带，损伤后最直观的表现是信号改变及走行异常。本研究根据IGHL损伤分度，将IGHL损伤影像表现分为5种征象，在本研究中，“水肿增粗”有很高的敏感度和约登指数，但特异度相对较低。在实际临床工作中，大部分患者症状较轻，故韧带水肿增粗的情况最为常见，但多种病变均可存在水肿情况，导致其低特异度。研究中特异度最高的是韧带走行消失伴周围积液或积血，其特异度高达100%，是IGHL损伤的可靠征象，但在实际中这种征象的发生率并不高，敏感度极低。另外，本研究中韧带萎缩病例数较少，可能是因为回顾性研究，多数患者于存在症状后2周内行MRI检查，故此纳入韧带萎缩病例书存在差异，后续可能需要前瞻性研究多纳入恢复期患者数。韧带走行消失和萎缩敏感度均很低，明显低于其他征象，相关作者认为韧带消失和萎缩多见于慢性和陈旧性病例，原受损韧带组织瘢痕和肉芽组织慢慢取代,组织信号强度将减弱，给诊断带来很大的困难。在Logistic回归中综合“韧带消失伴周围积液或积血”、“韧带走行异常”、“韧带水肿增粗”参数模型对韧带损伤预测率可达90.5%[11]，其中韧带走行异常占比最重，“韧带走行异常”作为最主要的影像征象，再辅以其他征象，可提高损伤确诊率。

PDWI-FS序列、斜冠状位扫描方位和“韧带走行异常”征象对于IGHL损伤诊断最有临床价值，IGHL解剖结构及走行较复杂，在实际工作中应结合多方位多序列多征象方式进行影像诊断，如三维立体的定位观察三维稳态进动快速成像序列(3D-FIESTA)容积成像，结合CT增强、必要时可行MRI肩关节造影[13]，结合不同体位如外展外旋位等。

本研究系回顾性研究，无法控制因各技师扫描操作习惯不同带来的微妙差异，扫描定位线与韧带走行稍不平行、容积效应等不可控因素均可以导致假阳性； 不同影像医师对征象进行诊断时，存在一定的主观差异性，况且在评估不同扫描方位对诊断效能价值的研究中，于单一方位给诊断带来困难。

综上，本研究分析了MRI不同扫描序列和多征象对于创伤性肩关节脱位并IGHL损伤临床效能，最终得出PDWI-FS为最佳序列，斜冠状位为最佳扫描方位，“韧带走行异常”征象为最主要的影像征象，精准技术，精确诊断，以期为IGHL损伤的诊断带来高临床价值。