斜冠状位MR成像对膝关节前交叉韧带损伤的诊断作用
梁军1 张蕾2 王予彬1
1上海同济大学附属东方医院运动医学关节外科（上海 200120）
2上海同济大学附属东方医院医学影像科（上海 200120）
摘要 目的：评价MR高分辨率斜冠状位成像在膝关节前交叉韧带（ACL）损伤诊断中的作用。方法：24例膝关节成像，男性15例，女性9例，年龄18-67岁。常规膝关节MR 成像技术包括斜矢状位T1W、T2W脂肪抑制成像、冠状位T2W脂肪抑制成像、横断位PD脂肪抑制成像，所有病例均行平行于ACL的高分辨率斜冠状位质子加权成像，成像结果与关节镜检查结果进行对比。结果：24例病例中的13例关节镜证实ACL部分损伤，其MR常规成像3例正确评价为部分撕裂（3/13，23.1%），3例过度评价为完全撕裂（3/13，23.1%），阴性评价漏诊7例（7/13，53.8%）；MR高分辨率斜冠状位正确评价为部分撕裂6例（6/13，46.2%），过度评价为完全撕裂3例（3/13，23.1%），阴性评价漏诊4例（4/13，30.8%）；24例病例中的11例关节镜证实为完全撕裂的MR评价完全正确，诊断符合率100%（11/11）。结论：平行于ACL的高分辨率斜冠状位质子加权成像是一种有效评价ACL部分损伤的方法。
关键词 前交叉韧带；磁共振成像；关节镜
Anterior cruciate ligament tear: value of high resolution proton density-weighted sequences with coronal oblique plane in 3.0T MRI of knee.
LIANG Jun1; ZHANG Lei2; WANG Yubin1. 1Sports medicine department of Shanghai East hospital,
Objective: To evaluates the accuracy of the high resolution proton density-weighted sequences with coronal oblique plane in patients with acute ACL injury. Methods: Retrospectively reviewed the medical records of 24 patients (male 15, female 9, age 18-67 years old) who underwent arthroscopic ACL reconstruction after MRI in 3.0T. The conventional MR planes were included the axial plane, the standard coronal plane, the sagittal oblique plane along the lateral femoral epicondyle at the level of the lateral collateral ligament origin. High resolution proton density-weighted fast spin-echo sequences were obtained in the coronal oblique plane along the long axis of the ACL. Results: The ACL partial tears was detected and reconstructed in 13 knees with arthroscopy, in which the right diagnoses of partial ACL tears were described in 3 cases (3/ 13, 23.1%) and the false-positive diagnoses of completely ACL tears in 3 cases (3/ 13, 23.1%) on the conventional MR planes. False-negative diagnoses on the conventional MR planes were in 7 (7/ 13, 53.8%) cases with partial ACL tears detected with arthroscopy. On the high resolution proton density-weighted sequences with coronal oblique plane, the right diagnoses of partial ACL tears were described in 6 cases (6/ 13, 46.2%), the false-positive diagnoses of completely ACL tears in 3 cases (3/ 13, 23.1%) and the false-negative diagnoses of normal ACL in 4 (4/13, 30.8%) cases. Complete torn of ACL was detected in 11 knees with arthroscopy. The coincidence rate of MRI and arthroscopy was 100% (11/11). Conclusion: High resolution proton density-weighted fast spin-echo sequences obtained in the coronal oblique plane along the long axis of the ACL could provide efficient diagnosis information for ACL partial tears.
Key words Anterior cruciate ligament; Magnetic resonance imaging; Arthroscopy
膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)是稳定膝关节的主要结构，因其特殊的解剖位置而易受损伤。随着物质生活的提高，交通意外、运动损伤越来越广泛，前交叉韧带损伤也逐年增多，前交叉韧带损伤后不可避免会导致骨性关节炎提前发生，治疗不当将会导致膝关节功能性不稳等一系列严重后遗病变，因此，早期准确诊断膝关节ACL损伤对及时正确地拟定治疗方案、提高其预后有重要的影响[1]。
本文对24例临床ACL损伤病例行高分辨率斜冠状位MR成像检查，与关节镜检查结果进行对比，探讨斜冠状位MRI对前交叉韧带损伤的诊断价值。
1材料和方法
1．1临床资料：2009年6月-12月来院行MR检查并进行关节镜手术的病例中24例手术证实前交叉韧带损伤，男性15例，女性9例，年龄18-67岁。
1．2 MR图像采集：
所有病例术前均在3.0T MR机（Gyroscan Intera Achieva，Philips）上行MR检查，8通道相阵控膝关节专用线圈。MR常规检查序列包括：横断位FSE 序列质子加权（PDW）脂肪抑制成像（TR /TE：1600-1800/30-40 ms; 层厚：4 mm；视野：16 cm；扫描矩阵：240×165）；冠状位 FSE序列T2W脂肪抑制成像（TR /TE：2500/100 ms; 层厚：4 mm；视野：15 cm；扫描矩阵：240×165，回波长度：7）；斜矢状位（扫描定位线平行于股骨外侧髁缘，见图1）FSE序列T1W成像（TR /TE：500/10 ms; 层厚：4 mm；视野：15 cm；扫描矩阵：240×192，回波长度：4）及T2W脂肪抑制成像（TR /TE：2500/100 ms; 层厚：4 mm；视野：15 cm；扫描矩阵：240×165，回波长度：20）。
所有病例均行平行于ACL的斜冠状位高分辨率FSE 序列质子加权(PDW)成像：（TR /TE：800/30 ms; 层厚：3 mm；视野：13 cm；扫描矩阵：648×424，回波长度：15），扫描设计见图2。
所有图像均由两名影像骨关节组的副主任医师阅片。
1．3关节镜检查：所有病例均由专业从事关节镜膝关节损伤修复的专科医生进行关节镜检查及手术。
2结 果
2．1 MR图像分析结果：
MR常规成像检查阳性率：关节镜证实ACL部分损伤13例中，MR常规成像，3例正确评价为部分撕裂（3/13，23.1%），3例过度评价为完全撕裂（3/13，23.1%），阴性评价漏诊7例（7/13，53.8%）；11例关节镜证实为完全撕裂的MR评价完全正确，诊断符合率100%（11/11）。
高分辨率MR斜冠状位成像检查阳性率：关节镜证实ACL部分损伤13例中，MR高分辨率斜冠状位正确评价6例（6/13，46.2%），过度评价为完全撕裂3例（3/13，23.1%），阴性评价漏诊4例（4/13，30.8%）；11例关节镜证实为完全撕裂的MR评价完全正确，诊断符合率100%（11/11）。
2．2关节镜检查结果：
ACL完全撕裂（见图3a、4a）11例，部分损伤（见图5a、6a）13例。
2．3 24例患者MRI和关节镜检查具体结果见表1。
3讨 论
前交叉韧带是膝关节的重要稳定结构。目前临床上对前交叉韧带部分纤维断裂不伴有关节失稳的病例可以采取保守治疗方案；而交叉韧带单束或双束断裂则必然导致关节不稳定，并可导致关节内半月板、软骨等结构的继发损伤，应该予以加强或重建手术。因此，早期准确诊断和全面评估膝关节ACI 损伤对及时正确治疗、重塑膝关节的稳定性和减少继发性损伤具有重要意义。
自从磁共振、关节镜检查用于膝关节疾病的诊断以来，前交叉韧带损伤的诊断率有了很大提高，特别是MRI具有无创、良好的软组织对比度和分辨力等优点，已成为膝关节损伤性病变的主要检查手段，对膝关节ACL的损伤具有较高的诊断价值，诊断ACL 损伤的直接征象(连续性中断及肿胀)的敏感性和特异性分别为92％～94％ 和95％～100％[2]，然而常规MRI诊断ACL的扫描层面为矢状面成像，具有一定的局限性，对部分性前交叉韧带损伤的诊断敏感性和特异性还有待提高。
前交叉韧带是位于关节内、滑囊外的致密结缔组织，起自胫骨髁间棘的前侧,向后、上、外斜行止于外髁的内侧面,由两束纤维组成，根据其股骨外侧髁附着处的位置的不同，分为前内侧束和后外侧束，两束在维持膝关节的稳定性方面具有不同的作用，前内侧束作用主要是阻止前移，后外侧束作用主要是阻止关节过度旋转[3-5]。虽然各束负责的角度不同，但都有限制胫骨向前移位的功能。
前交叉韧带损伤断裂的临床诊断主要依靠临床和MRI检查。临床症状主要是关节不稳、体征主要有Lachman试验、前抽屉试验、垂腿位前抽屉试验和Pivot shift试验阳性等，但是由于急性创伤后早期膝关节肿胀、疼痛、肌肉痉挛，临床检查假阳性率较高。
前交叉韧带损伤的辅助检查主要依靠MRI。目前常规膝关节斜矢状面检查要求患者膝关节外旋大约15度或平行于股骨外侧髁缘扫描(符合ACL斜向后上方外侧的解剖走行)，以保证前交叉韧带整个韧带能够在单一层面显示。但由于患者损伤后的不配合和部分患者的变异，5%～19%的患者ACL整个韧带不能够在单一斜矢状层面显示[6]。
ACL损伤的MRI的直接征象是前交叉韧带形态和连续性改变（见图3b、4b）。ACL低信号的一致性最常见于胫骨附着处，有时在前交叉韧带邻近胫骨附着处因末梢纤维的脂肪插入产生不均一增高信号。前交叉韧带撕裂在中间部位和邻近股骨附着处最常见(占95%，尤其是中间部位撕裂多见)，少见于胫骨附着处[7]。本研究应用3.0T MR诊断ACL完全撕裂与关节镜完全符合率高达100%，与国内外作者[7-8]应用3.0T MR诊断ACL完全断裂具有高准确率的研究结果一致。
临床及MRI对ACL部分损伤诊断的准确率比较低，参照Rubin等[9-10]的分级法可以提高ACL撕裂的敏感度和特异度，即轻度损伤或小于50%的纤维撕裂仍诊断为完整的韧带；纤维撕裂大于50%的重度损伤或接近完全撕裂者则归为完全撕裂。本研究ACL部分撕裂的MRI常规成像诊断与关节镜诊断阴性评价漏诊率达53.8%（7/13）。ACL假阴性诊断可能由于瘢痕组织和前交叉韧带与后交叉韧带的粘连形成的信号与前交叉韧带正常走行的正常信号类似。Hong等[11]研究了斜冠状位在ACL损伤分级中的价值，认为ACL斜冠状位能够提高对ACL损伤分级的准确性。本研究中MR高分辨率斜冠状位成像对ACL阴性评价漏诊率减低到30.8%，这与文献报道相符。ACL高分辨率斜冠状位可以全面显示前交叉韧带纤维走行（图5b、6b），避开周围容积效应影响，提高诊断率。但本研究中ACL部分损伤过度评价为完全撕裂3例（23.1%），ACL过度评价可能由于前交叉韧带内局灶性粘液变信号(部分容积效应)以及外侧髁、韧带周围、韧带内的脂肪信号[12]。
ACL损伤后的关节不稳征象，以及损伤机制与ACL撕裂相关的伴随损伤称为间接征象。外旋时外翻受力是最常见的前交叉韧带损伤机制，常伴有内侧副韧带中断和半月板撕裂(O′Donoghue奥多诺霍三联征)，本组病例中7例ACL部分撕裂患者均伴有外侧半月板撕裂，3例伴有内侧副韧带撕裂。当前交叉韧带松弛或断裂后，胫骨向前方移位，使后交叉韧带的张力减小，向后的弧度增加，导致后交叉韧带起止点的直线距离减小。Mink等[13]报告在MRI图像上，前交叉韧带断裂后，后交叉韧带向后的弧度增大，称之为后交叉韧带的屈曲。
为提高ACL部分损伤撕裂MRI诊断率，需注意以下几点：1、重视结合前、后抽屉实验等基本临床体征检查，应亲自检查患者，提高诊断率；2、多平面图像与多序列检查结合进行诊断，以斜矢状位为主，结合冠状位、横断位扫描，观察韧带的形态和连续性，但需注意一幅图像只能反应ACL一个节段的局限性，应连续观察上下各个ACL平面，以消除体位、关节积液伪影、前交叉韧带不能完全显示等不足，提高对ACL评估的准确性；3、对常规图像上显示胫骨近端前移(>5mm)、后交叉韧带过度弯曲、股骨髁间窝外侧切迹变深、骨挫伤以及外侧半月板暴露和内侧副韧带损伤等高度提示ACL撕裂的间接征象，进行高分辨率斜冠状位质子加权成像扫描，完整显示ACL全貌及纤维走行，准确判定ACL部分撕裂或完全撕裂，进一步提高ACL诊断精确性。
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