3.0 T磁共振成像膝关节半月板后根部撕裂的诊断准确性分析

寇占辉，张建军，张志刚，刘冲，王淑梅

(1.保定市唐县中医医院放射科，河北 保定 072350；2.保定市第一中心医院影像科，河北 保定 071000)

0 引言

半月板根部是保持半月板正常位置及发挥正常功能的重要结构。半月板根部撕裂后，在上下应力的作用下半月板发生移位，减少关节接触面，从而加快关节骨软骨损伤退变[1]。半月板根部撕裂如果早期诊断，及时采取预防措施及治疗，对膝关节正常功能的保护及避免关节进一步损伤退变有重要意义[2-3]。但实际工作中临床医师仅凭病史及体格检查诊断半月板根部损伤是很困难的，一些体格检查方法，如McMurray测试和Thessaly测试，被报道敏感性较低，导致了后根部撕裂的漏诊[4-6]。MRI对半月板损伤的诊断价值已经得到公认，而且MRI是评估半月板根部的首选检查方法[7]。虽然有研究报道3.0 T MRI对半月板根部撕裂的诊断准确性，但结果和成像技术仍然不一致[8-9]。本研究分析3.0 T MRI对内、外侧半月板后根部撕裂的诊断准确性，包括敏感性、特异性、准确率，探讨MRI诊断半月板后根部撕裂的价值，为半月板后根部撕裂的诊断及治疗提供有价值的信息。

1 资料与方法

1.1 患者资料

搜集并回顾性分析2018年1月至2020年9月保定市第一中心医院行膝关节镜检查的患者，符合以下条件的患者纳入研究：(1)MRI检查前均无膝关节手术史，无结核、肿瘤病史；(2)具有完整的术前膝关节MRI资料，并随后在保定市第一中心医院接受关节镜检查的患者；(3)关节镜检查在MRI查完之后3个月之内进行。共计326例患者纳入研究 ，其中男205例、女121例；年龄16～77岁，平均(41.24±11.40)岁。其中右膝134例、左膝192例。骨科医生术前对MRI影像进行评估，进一步行关节镜以明确半月板后根部正常及撕裂情况。

1.2 MRI扫描参数

所有患者采用Philips Achieva 3.0 T TX多源发射MR仪，8通道膝关节Sense线圈行膝关节扫描，包括冠状面、矢状面及横断面脂肪抑制质子加权成像 (fat-suppression proton-density-weighted imaging，FS-PDWI)，矢状面T1WI成像。PDWI扫描参数：TR 2 753 ms，TE 30 ms，FOV 160 mm×160 mm，矩阵292×218，层厚3 mm，层间隔0.3 mm，采集次数矢状面及冠状面1次，横断面2次。T1WI参数：TR 581 ms，TE 20 ms，FOV 160 mm×160 mm，矩阵384×319，层厚3 mm，层间隔0.3 mm，采集2次。部分患者行脂肪抑制的矢状面各向同性T2加权容积成像(volumetric isotropic T2-weighted acquisition，VISTA)。扫描参数：矢状面 VISTA，TR 1 350 ms，TE 35 ms，FOV 140 mm×160 mm，矩阵280×266，体素0.5 mm×0.5 mm×0.35 mm，层数458层，采集2次。

1.3 图像分析

由影像科2名骨关节方向的医师共同评价上述图像。首先定义半月板后根部为半月板后角末端走行方向发生稍向下改变，至胫骨髁间区附着位置的最后一小段[10]。正常内侧半月板后根部矢状面呈高低相间的信号，冠状面呈条状略高信号，附着于胫骨髁间后区；正常外侧半月板后根部矢状面及冠状面均呈较扁的低信号，附着于胫骨髁间区(图1—2)。半月板后根部撕裂影像诊断标准为后根部形态失常、消失或出现异常高信号[11]。2名医师在未获得查体结果及关节镜结果的前提下在医学图像存储与通信系统(picture archiving and communication systems，PACS)工作站上同时评价MRI图像，意见不一致时协商取得一致结果。评价过程中结合3个不同扫描方向的图像，有3D-VISTA序列的亦参考该图像，共同评判半月板后根部损伤。

图1 FS-PDWI示正常内侧半月板后根部

图2 FS-PDWI示正常外侧半月板后根部

1.4 统计学方法

以膝关节镜检查结果为标准，计算MRI诊断膝关节内、外侧半月板后根部撕裂的敏感性、特异性、准确率和约登指数。通过卡方检验检测内、外侧半月板后根部撕裂的敏感性、特异性及准确率的差别，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

在纳入的326例患者中，经膝关节镜证实为半月板后根部撕裂的患者共计56例，年龄16～73岁，平均(42.64±14.41)岁；右膝21例，左膝35例；男34例，女22例。该组中内侧半月板后根部撕裂41例，图3为同一患者的质子加权抑脂图像，3个扫描方向均可见内侧半月板后根部走行不连续，呈高信号，图4为术中关节镜图片，示内侧半月板后根部离断。外侧半月板后根部撕裂15例，图5质子加权抑脂图像显示外侧半月板后根部形态失常，信号增高，图6为关节镜图片，示外侧半月板后根部离断。

图3 FS-PDWI示内侧半月板后根部撕裂

图4 关节镜下的内侧半月板后根部撕裂

图5 FS-PDWI示外侧半月板后根部撕裂

图6 关节镜下的外侧半月板后根部撕裂

在本组326例患者中，56例发生半月板后根部撕裂，撕裂发生率为17.18%(56/326)。以关节镜诊断结果为金标准，MRI的敏感性为91.07%(51/56)，特异性为80.74%(218/270)，准确率为82.52%[(51+218)/326]。见表1。

表1 以关节镜为金标准MRI诊断半月板后根部撕裂结果

对于内侧半月板后根部撕裂情况，关节镜诊断结果显示，共41例发生撕裂，撕裂发生率为12.58%(41/326)。以关节镜诊断结果为金标准，MRI对内侧半月板后根部撕裂诊断的敏感性为97.56%(40/41)，特异性为94.39%(269/285)，准确率为94.79%[(40+269)/326]，约登指数为0.92。见表2。

表2 以关节镜为金标准MRI诊断内侧半月板后根部撕裂结果

关节镜诊断结果显示，外侧半月板后根部撕裂者共15人，撕裂发生率为4.60%(15/326)。以关节镜诊断结果为金标准，MRI对外侧半月板后根部撕裂诊断的敏感性为73.33%(11/15)，特异性为88.42%(275/311)，准确率为87.73%[(11+275)/326]，约登指数为0.76。见表3。

表3 以关节镜为金标准MRI诊断外侧半月板后根部撕裂结果

将MRI对内、外侧半月板后根部撕裂的诊断敏感性、特异性及准确率进行比较，差异均有统计学意义(χ2和P值分别为χ2=5.228，P=0.022；χ2=6.636，P=0.010；χ2=10.170，P=0.001)，内侧均高于外侧。

3 讨论

半月板是维持膝关节正常功能的重要结构，半月板根部半月板前后角附着于胫骨髁间区的纤维结构，对半月板保持正常的形态及位置、发挥正常功能起着关键作用。半月板根部撕裂相对半月板主体部分撕裂少见，但半月板根部撕裂后，在应力的传导过程中由于缺乏根部的固定，半月板发生移位、半月板功能丧失，从而导致关节接触面积减少，胫骨与股骨间应力增加，从而加快关节骨软骨损伤退变[1]。

3.1 半月板后根部撕裂诊断敏感性、特异性

半月板根部撕裂的准确诊断有赖于术前检查及关节镜。由于MRI具有高的软组织分辨率及无创性，对半月板及半月板根部诊断有很大优势。正常内、外侧半月板后根部的形态、信号及附着点位置不同，在MRI上表现有较大的差异[12]，而且内、外侧半月板后根部损伤的机制亦不同，所以导致二者的诊断也存在差异。Laprade等[13]研究显示，3.0 T MRI检查对内外侧半月板后根部撕裂的敏感性和特异性分别为77%和72.9%，内侧半月板后根部撕裂的敏感性(82.4%)高于外侧半月板后根部撕裂(60.0%)，而内侧半月板后根部撕裂的诊断特异性(80.0%)低于外侧半月板(90.3%)。本研究所有半月板后根部撕裂3.0 T MRI显示，总的敏感性为91.07%，特异性为80.74%，准确率为82.52%；内侧半月板后根部撕裂的敏感性、特异性及准确率均高于外侧半月板后根部。

内侧半月板后根部撕裂3.0 T MRI诊断敏感性高于外侧的原因可能有以下因素：(1)解剖学上，内侧半月板后根部较粗较短，形态及信号在三个扫描方向均容易辨识，解剖位置比较清晰，而且在高场MRI更容易观察到；而外侧半月板后根部较长，呈斜行走行，并且外侧半月板后根部存在变异[14]；(2)外侧半月板后根部附着处前方为前交叉韧带下止点，周围还有板股韧带、弓状韧带和腘筋膜[7]，该区域各结构较小且较多，MRI诊断中需要鉴别，所以容易引起误诊漏诊；(3)MRI图像中腘血管的波动伪影位于与外侧半月板后根部重叠的中间区域，以及运动伪影，均可以影响外侧半月板后根部撕裂的诊断；(4)外侧半月板后根部撕裂常常合并前交叉韧带断裂[15]，造成该区域结构不清，信号混杂，导致诊断困难；(5)常规膝关节MRI检查存在局限性，本组病例中9例加扫了3D-VISTA序列，该序列分辨率高，层厚更薄，显示根部的细微结构更清晰，在诊断中更有优势；该9例患者5例常规图像显示外侧半月板后根部撕裂漏诊，但3D-VISTA序列可以观察到根部形态及信号异常。

特异性为正确诊断未发生半月板后根部撕裂的患者百分比。特异性方面外侧半月板后根部撕裂MRI诊断亦较低，说明本组病例中正常的外侧半月板后根部没有发生撕裂的患者误诊为根部撕裂的比例比内侧高。准确认识并掌握半月板根部的正常位置、形态及信号是正确诊断半月板根部损伤与否的前提。外侧半月板后根部自半月板后角向前内侧延伸，且走行角度自后角边缘发生改变，附着于前交叉韧带下止点的后方。外侧半月板后根部MRI信号与内侧半月板后根部不同，以低信号为主，由于外侧半月板后根部水平走行且较薄，故横断面常规扫描不易显示，矢状面及冠状面显示较好，矢状面呈略扁的三角形，冠状面可呈抬起的蛇头形或锥形[12]，尤其是3D-VISTA薄层图像显示清晰，所以对可疑撕裂的患者建议加扫3D薄层序列，以期提高诊断的敏感性和特异性。

3.0 T MRI临床工作中广泛应用，其相对1.5 T MRI在以下方面更有优势：(1)信噪比及空间分辨率相对于1.5 T MRI更高；(2)相同的时间内可以得到更优质的图像，行3D薄层序列扫描时，对设备的要求更高一些，尤其是多通道线圈的应用。有研究者[13]报道相对于高场MRI设备，低场MRI检查的敏感性与高场的敏感性一致，但是特异性较低。低场MRI特异性值较低表明低场设备将正常根部误诊为根部损伤的比例较高，其原因可能是低场设备显示的细节不佳或容积效应导致的稍高信号误认为异常信号。

3.2 本研究的局限性

(1)本组患者均为膝关节感觉异常来就诊，其后根部撕裂的发生率结果可能会发生偏倚风险，不是整体人群准确的发生率；(2)由于内侧半月板后根部的解剖特点，关节镜的探查存在一些困难[16]，外科医生如果不是有意识地观察该区域，也存在漏诊的可能性；(3)有些患者不能配合检查，导致部分图像移动伪影较明显，亦影响诊断的准确性。

4 结论

半月板后根部撕裂在临床中并不少见，临床病史及体格检查的检出率较低，所以MRI较高的诊断准确性对及时治疗及患者预后更有意义。本组研究结果提示，3.0 T MRI对半月板后根部撕裂具有较高的敏感性和特异性，尤其是内侧半月板后根部撕裂的诊断准确性几乎可以代替关节镜检查。另外，诊断外侧半月板后根部撕裂较低的敏感性提示还需要进一步提高检查技术及诊断水平，掌握正常及异常MRI表现，并建议临床医生在关节镜检查时关注半月板根部，以明确半月板后根部的完整性。