30°屈曲位膝關(guān)節(jié)MRI評(píng)價(jià)前交叉韌帶斷裂的價(jià)值

金 笑，王亞魁，郎 寧，袁慧書

(北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科，北京 100191)

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的重要結(jié)構(gòu)。MRI具有無(wú)創(chuàng)、高分辨率、多方位多參數(shù)成像等優(yōu)勢(shì)，已成為檢查ACL及其他合并結(jié)構(gòu)損傷的首選影像學(xué)方法。目前膝關(guān)節(jié)MR掃描使用的線圈大致分為兩類，一類為柔性表面線圈，以0°伸直位進(jìn)行掃描；另一類為膝關(guān)節(jié)專用線圈，由于線圈本身為硬材質(zhì)，膝關(guān)節(jié)放入線圈時(shí)腘窩被墊高，因此患者以膝關(guān)節(jié)微屈位(約17°)接受掃描[1]。既往研究[2-4]表明，多種角度屈曲位顯示正常及斷裂的ACL全長(zhǎng)、斷裂點(diǎn)及殘端(特別是股骨附著段)均優(yōu)于伸直位微屈。本研究在常規(guī)微屈位掃描基礎(chǔ)上增加了30°屈曲位掃描，并對(duì)比兩者描述和診斷ACL斷裂的優(yōu)劣，由此探討30°屈曲位MRI顯示ACL及評(píng)價(jià)其斷裂的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年1—6月我院臨床疑診膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷而擬行膝關(guān)節(jié)鏡檢查的64例患者，男41例，女23例，年齡(30.9±11.7)歲，均接受膝關(guān)節(jié)微屈位和30°屈曲位MR檢查及其后1周內(nèi)的關(guān)節(jié)鏡檢查；排除合并類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、化膿性關(guān)節(jié)炎、腫瘤、關(guān)節(jié)纖維化患者和既往有膝關(guān)節(jié)手術(shù)病史者，以及MRI禁忌證、妊娠期或幽閉恐懼癥患者。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)審核通過(guò)，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用聯(lián)影uMR770動(dòng)態(tài)多極3.0T MR成像儀，膝關(guān)節(jié)專用線圈，掃描擬行關(guān)節(jié)鏡檢查的患側(cè)膝關(guān)節(jié)，包括左膝34例、右膝30例。囑患者仰臥，首先將膝關(guān)節(jié)自然置于線圈內(nèi)行常規(guī)微屈位掃描，隨后行膝關(guān)節(jié)30°屈曲位掃描。30°屈曲位擺位方法：在線圈下放置非金屬支撐物，使線圈抬高、膝關(guān)節(jié)屈曲角度增大，并使用木制角度測(cè)量裝置，體外測(cè)量股骨與脛骨所成角度，使其達(dá)150°，即膝關(guān)節(jié)屈曲30°，并于MR定位圖像上進(jìn)行驗(yàn)證。2種體位掃描范圍均自髕上囊至脛骨粗隆，掃描序列及參數(shù)相同，均采集矢狀位T1WI，TR 405 ms，TE 12 ms；矢狀位脂肪抑制質(zhì)子密度加權(quán)像(fat-suppressed proton density weighted image，F(xiàn)S PDWI)，TR 2 661 ms，TE 37 ms；冠狀位FS PDWI，TR 2 418 ms，TE 35 ms；軸位FS PDWI，TR 2 919 ms，TE 35 ms。FOV均為160 mm×160 mm，層厚3.5 mm，層間隔0.5 mm，矩陣320×256～320×272。

1.3 圖像分析 采用GE Centricity RIS CE3.0 PACS系統(tǒng)，由2名有3年工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師分別評(píng)價(jià)ACL，在不知曉關(guān)節(jié)鏡結(jié)果的情況下觀察微屈位和30°屈曲位MRI，診斷ACL有無(wú)斷裂(部分/完全)。2名醫(yī)師分別獨(dú)立對(duì)2種體位下ACL全長(zhǎng)顯示狀況、斷裂點(diǎn)及殘端顯示狀況、前內(nèi)側(cè)束(anteromedial bundle,AMB)和后外側(cè)束(posterolateral bundle,PLB)構(gòu)成的雙束結(jié)構(gòu)顯示狀況進(jìn)行評(píng)分，其對(duì)微屈位與30°屈曲位MRI的閱片時(shí)間間隔不少于3周，且分別采用隨機(jī)病例順序。膝關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果由北京大學(xué)第三醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中心提供，并以此為金標(biāo)準(zhǔn)。

MRI評(píng)價(jià)ACL的標(biāo)準(zhǔn)：①正常ACL，韌帶纖維連續(xù)，張力良好，內(nèi)部可見“梳狀”高信號(hào)；②部分?jǐn)嗔?，韌帶連續(xù)性部分中斷，韌帶腫脹，信號(hào)增高；③完全斷裂，韌帶連續(xù)性完全中斷，信號(hào)增高，韌帶纖維走行異常。

ACL全長(zhǎng)顯示狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：3分，ACL在多個(gè)層面連續(xù)顯示或在1個(gè)層面內(nèi)顯示全長(zhǎng)，無(wú)明顯偽影；2分，ACL全長(zhǎng)不能完整顯示但能顯示斷面，或有偽影但不影響觀察；1分，ACL全長(zhǎng)不能辨認(rèn)或偽影影響觀察(圖1)。

ACL斷裂點(diǎn)及殘端顯示狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：3分，ACL斷裂點(diǎn)及殘端均清晰顯示；2分，ACL斷裂點(diǎn)或殘端中有1個(gè)能清晰顯示，另1個(gè)不能清晰顯示；1分，ACL斷裂點(diǎn)及殘端均不能清晰顯示(圖2)。

ACL雙束結(jié)構(gòu)顯示狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：3分，雙束結(jié)構(gòu)在多個(gè)層面連續(xù)顯示或在1個(gè)層面內(nèi)清晰顯示；2分，雙束結(jié)構(gòu)在部分層面可見，但不清晰；1分，雙束結(jié)構(gòu)不可見(圖3)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。采用配對(duì)資料Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較微屈位與30°屈曲位的ACL全長(zhǎng)、雙束結(jié)構(gòu)、斷裂點(diǎn)及殘端顯示評(píng)分。以關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算2種膝關(guān)節(jié)體位圖像診斷ACL斷裂的敏感度、特異度和準(zhǔn)確率。采用Kappa檢驗(yàn)評(píng)價(jià)診斷的一致性，Kappa>0.75為診斷一致性好，0.40

2 結(jié)果

2.1 30°屈曲位和微屈位MRI診斷ACL斷裂的價(jià)值 64例中，關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果顯示25例ACL完好，39例ACL完全斷裂，無(wú)部分?jǐn)嗔颜摺?種體位MRI診斷ACL斷裂的一致性好(Kappa=0.967)；2名醫(yī)師于30°屈曲位及微屈位診斷ACL斷裂的一致性好(Kappa=0.934、0.935)。對(duì)于診斷結(jié)果不一致的患者，2名醫(yī)師再次共同閱片并經(jīng)協(xié)商后達(dá)成一致意見，以之作為最終數(shù)據(jù)。微屈位MRI診斷為ACL完好26例，ACL完全斷裂38例；30°屈曲位MRI診斷為ACL完好25例，ACL完全斷裂39例。微屈位MRI診斷ACL斷裂的敏感度為97.44%(38/39)，特異度為100%(25/25)，準(zhǔn)確率為98.44%(63/64)；30°屈曲位MRI診斷ACL斷裂的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率均為100%。

圖1 ACL全長(zhǎng)顯示狀況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，矢狀位FS PDWI A.3分，在1個(gè)層面內(nèi)顯示ACL全長(zhǎng)，且無(wú)明顯偽影；B、C.2分，ACL全長(zhǎng)可在2個(gè)連續(xù)層面顯示，有偽影但不影響觀察；D～F.1分，斷裂的ACL全長(zhǎng)在3個(gè)連續(xù)層面均不能辨認(rèn)

圖2 ACL斷裂點(diǎn)及殘端顯示狀況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，矢狀位FS PDWI A.3分，ACL斷裂點(diǎn)(箭)及殘端(*)均可清晰顯示；B.2分，ACL股骨段殘端(*)尚可見，斷裂點(diǎn)不能清晰顯示；C.1分，ACL斷裂點(diǎn)及殘端均不能清晰顯示

2.2 30°屈曲位與微屈位MRI ACL評(píng)分的比較 2名醫(yī)師于30°屈曲位和微屈位MRI所得的ACL評(píng)分結(jié)果見表1，2名醫(yī)師間評(píng)分一致性好(Kappa均>0.75)。30°屈曲位MRI對(duì)ACL全長(zhǎng)顯示狀況、斷裂ACL的斷裂點(diǎn)及殘端狀況的顯示均優(yōu)于微屈位(Z=-6.375、-3.664，P均<0.001)，2種體位MRI顯示雙束結(jié)構(gòu)的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-1.219，P=0.223)。

3 討論

3.1 ACL的解剖與膝關(guān)節(jié)伸屈活動(dòng)的關(guān)系 ACL位于股骨髁間窩內(nèi)，起于股骨外側(cè)髁內(nèi)側(cè)面，向前、下、內(nèi)側(cè)走行，止于脛骨髁間棘前部。ACL解剖走行獨(dú)特，約5%～10%正常ACL常規(guī)伸直位或微屈位MR成像效果不佳，不能完整顯示[5]；而部分容積效應(yīng)也可造成假陽(yáng)性[6]。伸直位時(shí)股骨附著部顯示較寬、平，隨著屈曲角度增大，ACL纖維束扭曲，股骨段在矢狀位變窄，從而可清晰顯示為圓柱形的束狀結(jié)構(gòu)[2,7]。正常ACL在伸直位時(shí)拉緊，股骨附著區(qū)顯示不佳，而隨著屈曲角度增大，股骨段與髁間頂區(qū)分離，髁間窩容積變大；而屈曲位可減少部分容積偽影[4]。因此，ACL在屈曲位MRI上顯示效果更佳。

3.2 屈曲位對(duì)ACL評(píng)價(jià)的影響及角度選擇 既往研究[1,8-9]報(bào)道，在膝關(guān)節(jié)MR掃描中可采取17°、30°、45°、55°等角度的屈曲位，其顯示正常及斷裂的ACL全長(zhǎng)、斷裂點(diǎn)及殘端(特別是股骨附著段)均優(yōu)于伸直位。目前對(duì)于不同屈曲角度MRI顯示和診斷ACL損傷的比較研究較少。Muhle等[2]比較40例患者屈曲30°和55°膝關(guān)節(jié)MRI，發(fā)現(xiàn)27%脛骨段在55°時(shí)比30°時(shí)顯示更清晰，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.05)，二者顯示斷裂ACL及診斷繼發(fā)半月板損傷的效能亦無(wú)明顯差異。Lee等[5]采用在表面線圈下墊海綿墊的方式對(duì)13名志愿者進(jìn)行15°、30°及45°屈曲位MR掃描，發(fā)現(xiàn)屈曲30° MRI顯示ACL各段最佳。由于超過(guò)30°屈曲位掃描在顯示其他膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)如髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性時(shí)可能具有局限性[10-12]，本研究選擇屈曲30°體位進(jìn)行MR掃描，患者均無(wú)不適感；但對(duì)于身材高大、體型肥胖者，以及因損傷、疼痛等不能維持膝關(guān)節(jié)屈曲狀態(tài)的患者，增大屈曲角度可能導(dǎo)致其不適而不能完成檢查。針對(duì)采用30°屈曲位進(jìn)行MR掃描，尚需進(jìn)一步規(guī)范其適應(yīng)證和禁忌證等。

表1 2名醫(yī)師采用30°屈曲位和微屈位MRI 對(duì)ACL的評(píng)分(例)

圖3 ACL雙束結(jié)構(gòu)顯示狀況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，冠狀位FS PDWI A.3分，AMB(箭)、PLB(箭頭)可在1個(gè)層面內(nèi)清晰顯示；B.2分，斷裂ACL的PLB(箭頭)可見，但不清晰；C.1分，斷裂的ACL雙束結(jié)構(gòu)不可見

3.3 30°屈曲位與微屈位評(píng)價(jià)ACL全長(zhǎng)、斷裂及雙束結(jié)構(gòu) 目前國(guó)內(nèi)外在MR掃描時(shí)常規(guī)使用膝關(guān)節(jié)專用線圈，患者以膝關(guān)節(jié)微屈位(約17°)接受掃描。本研究選取30°屈曲位，與常規(guī)微屈位進(jìn)行對(duì)比，比較二者對(duì)完好及斷裂ACL的顯示狀況，結(jié)果表明2種體位所得圖像診斷ACL斷裂的一致性好，且敏感度、特異度及準(zhǔn)確率均較高，屈曲30°時(shí)ACL全長(zhǎng)和斷裂的ACL斷裂點(diǎn)與殘端的顯示優(yōu)于微屈位，提示30°屈曲位顯示ACL具有優(yōu)勢(shì)，其原因可能是膝關(guān)節(jié)微屈時(shí)ACL股骨附著區(qū)與髁間頂區(qū)分離的仍然未達(dá)足夠距離，導(dǎo)致ACL前緣模糊，而股骨附著段正是ACL斷裂的好發(fā)部位，屈曲30°體位掃描可更清晰地顯示斷裂處，有利于診斷。

ACL由兩大纖維束，即AMB及PLB組成。膝關(guān)節(jié)處于伸直位時(shí)，AMB松弛、PLB拉緊；隨著膝關(guān)節(jié)屈曲，AMB拉緊、PLB松弛，兩纖維束扭曲、漸呈螺旋狀[13]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用30°屈曲位掃描時(shí)，顯示ACL雙束結(jié)構(gòu)與微屈位無(wú)明顯差別，推測(cè)可能由于角度變化不大，雙束螺旋程度不高。

本研究的局限性：我院對(duì)于臨床擬診ACL部分?jǐn)嗔鸦颊呔扇”Ｊ刂委?，而不進(jìn)行關(guān)節(jié)鏡檢查和手術(shù)，入組接受關(guān)節(jié)鏡檢查的患者均為ACL完全斷裂而無(wú)部分?jǐn)嗔颜?；然而既往有研究[4]提示屈曲位掃描對(duì)診斷ACL部分?jǐn)嗔迅鼮槊舾校写罄m(xù)進(jìn)一步觀察。

總之，30°屈曲位與微屈位MRI診斷ACL斷裂的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率均較高，且二者診斷一致性好；同時(shí)，30°屈曲位掃描對(duì)顯示正常及斷裂ACL全長(zhǎng)、斷裂點(diǎn)及殘端均優(yōu)于微屈位，因此推薦在膝關(guān)節(jié)MR掃描時(shí)采用屈曲30°體位，可為臨床評(píng)價(jià)ACL提供更完善的影像學(xué)證據(jù)。