3.0T MRI 常规扫描与优化扫描在外踝韧带训练伤中的应用价值比较

裴守科 夏兆云 田忠祥 孟德伍 焦扬 洪雨

踝部扭伤是军事训练、体能运动中较常见的关节损伤之一，以外踝韧带的损伤最为常见[1-3]。普通 DR 和 CT 仅能发现有无骨性损伤，但对于关节软骨损伤、关节韧带损伤及软组织病变的诊断与术后疗效评估必须借助磁共振检查。尽管近年来高场强和静音磁共振在骨关节损伤领域的广泛应用，但临床诊疗中对外踝韧带损伤的漏诊病例屡见不鲜。另外，以往相关文献对外踝韧带的特殊检查方法介绍较少。为此，笔者通过对 76 例受检者采取 MRI 常规扫描与优化扫描(不同角度斜轴位)[4]的方式，着重比较两种方法对外踝韧带成像的显示效能，了解韧带影像解剖结构及损伤情况；通过采用解剖标记点的简易方法有效地完成距腓前韧带(anterior talofibular ligament，ATFL)、跟腓韧带(calcaneofibular ligament，CFL)、距腓后韧带(posterior talofibular ligament，PTFL) 的扫描，旨在提高对外踝韧带扫描技术水平和对韧带损伤的诊断符合率。

材料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1) 2016 年 1 月至 2019 年 6 月，我院收治的外踝韧带(ATFL、PTFL、CFL) 训练伤者；( 2) 既往无骨关节炎、免疫性及系统性病变者；( 3) 既往无关节损伤病史者；( 4) 既往无关节手术史者；( 5) 关节发育无异常者；( 6) 经手术及随访证实者；( 7) 签署知情同意书者。

2. 排除标准：( 1) 因患肢疼痛或合并有精神类疾病史，无法配合检查者；( 2) 体内有金属植入物禁忌证者；( 3) 患有幽闭恐惧症者；( 4) 合并踝关节周围感染者。

二、一般资料

本研究共纳入 76 例，男 60 例，女 16 例，平均年龄为 22 岁。有明确踝部训练伤史 46 例，10 例为踝部活动不适。体格检查中，36 例有外踝处明显肿胀、青紫及压痛，无关节脱位。

三、MRI 检查方法

1. 常规扫描：患者均取仰卧位，无约束(自然) 体位，无过度背屈、跖屈及背伸，以较舒适体位摆好后采用肢体软垫固定脚踝部，以防抖动。采用 GE 公司(signa HDxt 3.0T) MR 扫描仪，使用足踝 HD 线圈。视野(FOV) 24 cm×24 cm，矩阵 256×224，层厚 4 mm，扫描间隙 1 mm。横断面扫描(与踝关节面平行)：快速 SE(FSE) T1WI [(TR 840 ms，TE 15 ms) ]、抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 3400 ms，TE 60 ms) ](图 1a)；冠状面扫描：快速 SE(FSE) T1WI [(TR 700 ms，TE 8 ms) ]、抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 2600 ms，TE 52 ms) ]；斜矢状面扫描：常规 T2WI [(TR 2400 ms，TE 57 ms) ] 快速 SE(FSE) T1WI [(TR 840 ms，TE 15 ms) ]、抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 2600 ms，TE 52 ms) ]。

2. 优化扫描：患者体位同常规扫描。取 MRI 常规扫描的正中矢状面图，以踝关节面(胫距关节) 作水平和垂直基准线，行不同角度斜轴位(多方位) 的优化扫描。( 1) 向足侧倾斜(标记为负或 -) 8°、10°、12°、15°、18°、20° 行 ATFL 扫描(图 1b)；(2) 向头侧倾斜(标记为正或 +) 8°、10°、12°、15°、18°、20° 行 CFL 扫描(图 1c)；扫描序列及参数：抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 2600 ms，TE 52 ms) ]。

四、图像处理与诊断标准

1. MRI 检查与阅片：由 2 名经验丰富的主管技师负责上机扫描；由 2 名高年资医师负责诊断，如有异议，共同讨论决定。剔除扫描中因患足无故过度背屈、跖屈及背伸后的病例；剔除图像有伪影的病例。

2. 外踝韧带的显示与评分标准：采用 0～3 分的评分标准。0 分：韧带走向及结构不能分辨；1 分：2 个及 2 个以上层面只能见到部分韧带断面 ( 1 / 3)；2 分：2 个及 2 个以上层面显示大部分韧带断面(2 / 3)；3 分：1 个以上层面显示韧带起止点及全长结构。

3. 解剖标记点：统计 CFL、ATFL 经优化扫描后各评分的例数；调取定位线；在胫骨、距骨、跟骨上依次作标记(图 1d)。

图1 踝关节不同扫描方法及解剖标记点辅助线示意图 a：踝关节横轴位基准线；b：ATFL 扫描(-12°) 基准线；c：CFL 扫描(+20°) 基准线；d：解剖标记点及辅助线 [ 备注：6 个解剖标记点：胫骨前关节面(A)、胫骨前关节面与距骨上切迹中点(B)、距骨上切迹(C) 距骨前 - 下缘中点(D)、距骨下缘(E)、跟骨结节上缘(F)；5 条辅助线：依次将点 A、B、C、D、E 与点 F 作连线 ] Fig.1 Scanning methods of the ankle joint and auxiliary lines of anatomical markers a: Transverse baseline of the ankle joint; b: Scanning baseline of ATFL at -12°; c: Scanning baseline of CFL at 20°; d: Anatomical landmarks and auxiliary lines [ Notice: Six anatomical landmarks included the articular surface of anticus tibialis(A), midpoint of the articular surface of anticus tibialis and the supratalar notch(B), supratalar notch(C), midpoint of the anterior and inferior talus(D), inferior talus(E), and superior tuder calcanei(F). Five auxiliary lines were depicted by connecting A, B, C, D, E to F, respectively ]

五、统计学处理

使用 SPSS 19.0 统计学软件进行数据处理：(1) 采用完全随机设计多组数据比较的 Kruskal-Wallis 秩和检验，按照 α = 0.05 的检验水准，P< 0.05 认为差异有统计学意义；( 2) 采用 Kappa 检验分析 MRI 优化扫描与解剖标记线对 ATFL、CFL 显示结果的一致性，K = 1 为完全一致；K ≥ 0.75 为一致性较好；0.75 > K ≥ 0.4 为一致性一般。

结 果

一、MRI 常规扫描

ATFL、CFL 在 FST2WI 像为圆点、短条形低信号影(图 2a)，横断面中评分为 2～3 分的分别占 35.6%(27 / 76) 和 43.4%(33 / 76)；冠状面评分为 2～3 分的分别占 38.2%(29 / 76)，48.7%(37 / 76)， 总体显示效果不佳。

二、MRI 优化扫描

1. ATFL 在向足侧倾斜 10°、12° 方位的 FST2WI 像为长条形低信号影，起始点明确，整体显示较好，尤其在 -12° 方位扫描的韧带走向及连续性最佳(图 2b)，评分为 2～3 分的分别占 88.2%(67 / 76) 和 93.4%(72 / 76)，病变位置显示较好(图 2c)；采用 Kruskal-Wallis 法进行多组数据比较的秩和检验 ATFL 显示效果不同，差异有统计学意义(χ2= 4.012，P< 0.05)。

2. CFL 在向头侧倾斜(正或 +) 18°、20° 的方位的 FST2WI 像显示较好，在正 20° 方位扫描的韧带走向及连续性最佳(图 2d)，评分为 2～3 分的分别占 88.2%(67 / 76) 和 89.5%(68 / 76)；但 CFL 在最佳方位中评分为 3 分的总体显示效果不如 ATFL。采用 Kruskal-Wallis 法进行多组数据比较的秩和检验 CFL 显示效果不同，差异有统计学意义(χ2= 8.919，P< 0.05)。

图2 ATFL、CFL、PTFL 在 MRI 常规扫描和优化扫描中的显示效果 a：MRI 常规扫描横轴位，ATFL 部分显示(箭头)；b：ATFL (-12°) 扫描，韧带起、止点及走向清晰可辨(箭头)；c：FST2WI 像显示 ATFL 撕裂，韧带回缩，关节囊内大量积液信号(粗箭头)，PTFL 连续性完好(箭头)；d：CFL(+20°) 扫描，韧带起、止点及走向清晰可辨，结构完整(箭头)Fig.2 ATFL, CFL and PTFL in conventional and optimized scanning a: The ATFL(arrow) scanned in the conventional MRI scanning at a transverse plane; b: Scanning of ATFL at -12°, in which the starting and ending points of the ligament and its direction of movement were clearly visualized(arrow); c: FST2WI scanning images showed ATFL laceration, ligament retraction, signals of large amounts of effusion in articular capsule(thick arrow), and a good continuity of PTFL(arrow); d: canning of CFL at 20°, in which the starting and ending points of the ligament and its direction of movement were clearly visualized(arrow)

3. PTFL 在 MRI 常规扫描的冠状面和横断面显示较好。

三、解剖标记点连线

以跟骨结节上缘与胫骨前关节面为解剖标记点的连线(AF 线) 与(正或 +) 20° 扫描方位的一致性较好，K 值为 0.862，即 ACL 的最佳扫描方位；以跟骨结节上缘与距骨前下缘为解剖标记点连线(EF 线) 的扫描方位与 -12° 扫描方位的一致性较好，K 值为 0.895，即 ATFL 的最佳扫描方位(表 1～3)。

表1 ATFL 在常规与优化扫描中的显示情况及评分结果(例) Tab.1 Conventional and optimized scanning images of ATFL and their scores(case)

讨 论

一、踝关节的临床特点与损伤机制

踝关节是运动伤频发的负重关节之一，其骨性关节结构、踝周肌肉以及周围韧带维持了人体站立、关节运动及其稳定性。另外，距舟关节和距下关节分别支配踝关节和足的内、外翻[5]。临床工作中常见的轻度损伤包括骨挫伤、软组织挫伤、关节囊损伤及其周围韧带损伤，严重损伤包括骨折、脱位、关节面软骨损伤。军事训练及体操运动中，因踝部发生瞬间内翻、跖屈，加之内、外侧肌力作用不对称，较为薄弱的外踝韧带出现不同程度损伤，影响训练和关节活动。另外，根据国内、外学者[1,6-7]报道，外踝韧带损伤中 ATFL 损伤约占 70% 以上，发生频次依次是：ATFL、CFL、PTFL，由此可见外踝韧带成为临床关注踝部训练伤的重点。

表2 CFL 在常规与优化扫描中的显示情况及评分结果(例) Tab.2 Conventional and optimized scanning images of CFL and their scores(case)

表3 ATFL、CFL 优化扫描与解剖标记点连线对照情况(例) Tab.3 Optimized scanning of ATFL and CFL, and their comparisons with the connection of anatomic landmarks(case)

二、外踝韧带(ATFL、CFL) 的 MRI 扫描方法比较及图像所见

1. 常规扫描：采用教科书或厂商制定的规范化扫描方案，扫描方位包括常规横断面、冠状面及矢状面，均以踝关节面为基准，扫描线平行或垂直于关节面[8-9]，较少介绍特殊扫描或优化扫描。常规扫描可观察关节端骨质、关节软骨、胫侧腓侧长、短肌腱、跟腱及周围软组织的情况，但对外踝韧带走向以及韧带损伤显示不满意，韧带显示不连续，甚至无法辨认，加之关节周围水肿或积液遮挡，容易遗漏病变。本组研究中，ATFL、CFL 在常规扫描中横断面、冠状面中显示率较低，评分为 2～3 分的横断面占 35.6%(27 / 76) 和 43.4%(33 / 76)；冠状面占 38.2%(29 / 76)，48.7%(37 / 76)，总体显示效果不佳。

2. 优化扫描：取常规正中矢状面图为基准的斜切位 ATFL、CFL，尤其是向足侧倾斜 12° 的斜轴位，较常规扫描的优势为：扫描角度接近 ATFL 的解剖走向，起止点和韧带分辨明确，评分为 3 分的占 86.9%(66 / 76)，最大程度地显示 ATFL 解剖结构和损伤情况；向头侧倾斜 20° 的斜轴位，较常规扫描的优势为：扫描角度近似 CFL 走向或一致方向，起止点和韧带分辨明确，评分为 3 分的占 81.6% (62 / 76)，较完整显示 ATFL 结构和损伤情况。并且，ATFL、CFL 在多角度扫描通过多组数据比较的秩和检验中差异有统计学意义。由此可见，上述两种扫描方式对于外踝韧带显像及损伤判断取得较好的效果，但倾斜角度与以往部分作者有所差 异[10-11]，其原因可能为不同实验者或操作者选用的参考线或基准线不同，也与扫描时受检者踝关节的屈曲角度有关，需要在具体操作中加以略微调整。

3. 解剖标记点：本研究机构提示：( 1) 以跟骨结节上缘、胫骨前关节面的连线(AF 线) 与优化扫描中(正或 +) 20° 的一致性较好，K 值为 0.862；以跟骨结节上缘、距骨前下缘的连线(EF 线) 与优化扫描中(负或 -) 12° 的一致性较好，K 值为 0.895；( 2) 上述方法可作为 ATFL、ACL 的最佳扫描方式，方便技师操作，韧带显示效果好，解剖位置容易辨认；对于韧带有无损伤、损伤程度分级均可明确判断。

总之，在踝关节训练伤中，因各部各区训练方式、训练强度和运动方式的不同，损伤程度各有差异。踝关节优化扫描无疑是在常规扫描的基础上，选择性的增加扫描序列，有目的性地分析外踝韧带有无损伤以及损伤分级的有力手段或方式，自然体位下的扫描不仅可以减轻患者的检查痛苦，而且避免了患者的躁动。解剖标记点的识别以及辅助线的应用为一线上机操作者提供了极大便利。