膝關節(jié)前交叉韌帶重建術后進行MRI-3D掃描的可行性

陳小玫　黃慶強

【摘要】 目的：分析膝關節(jié)前交叉韌帶（ACL）重建術后進行MRI-3D掃描的可行性。方法：回顧性分析2015年1-12月膝關節(jié)ACL損傷患者24例的臨床資料，均行ACL重建術。均于術后12個月，進行MRI-2D和MRI-3D檢查，比較患者手術前后的Lysholm評分、KT-1000測量的脛骨相對前移距離，比較患者MRI-2D和MRI-3D重建圖像上Blumensaat角。結果：術后12個月膝關節(jié)Lysholm評分高于術前，且KT-1000測量結果小于術前，比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;MRI-3D和MRI-2D測量的患側Blumensaat角比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），健側Blumensaat角比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），且MRI-3D患側與健側Blumensaat角比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），而MRI-2D患側與健側Blumensaat角比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。結論：MRI-3D較MRI-2D更有利于準確測量Blumensaat角，且ACL重建術后膝關節(jié)MRI-3D掃描可常規(guī)做術后復查的參考，有助于指導術中定位及術后評估。

【關鍵詞】 前交叉韌帶; 磁共振成像; 三維重建

【Abstract】 Objective：To analyze the feasibility of MRI-3D scan after anterior cruciate ligament（ACL）reconstruction of knee joint.Method：The clinical data of 24 patients with ACL injury of knee joint from January to December 2015 were retrospectively analyzed，all patients underwent ACL reconstruction.And all patients underwent MRI-2D and MRI-3D examinations 12 months after operation，the Lysholm score and the relative forward distance of tibia measured by KT-1000 before and after operation were compared，the Blumensaat angles on the reconstructed images of patients between MRI-2D and MRI-3D were compared.Result：The Lysholm score of knee joint after operation 12 months was higher than that of before operation，and the KT-1000 measurement results were lower than that of before operation，the differences were statistically significant（P<0.05）.The Blumensaat angles measured by MRI-3D and MRI-2D was compared，the difference was statistically significant（P<0.05），and the Blumensaat angle of the contralateral side was compared，the difference was not statistically significant（P>0.05）.The Blumensaat angle between the affected side and the healthy side in MRI-3D was compared，the difference was not statistically significant（P>0.05），the Blumensaat angle between the affected side and the healthy side in MRI-2D was compared，the difference was statistically significant（P<0.05）.Conclusion：Compared with MRI-2D，MRI-3D is more advantageous for accurate measurement of Blumensaat angle，and MRI-3D scan of knee joint after ACL reconstruction can be used as a routine reference for post-operative review，which is helpful for guiding intraoperative localization and post-operative evaluation.

【Key words】 Anterior cruciate ligament; Magnetic resonance imaging; Three-dimensional reconstruction

First-authors address：Guigang Peoples Hospital，Guigang 537100，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2019.03.003

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）又稱前十字韌帶，位于膝關節(jié)內(nèi)，起自股骨外側髁的內(nèi)側面，斜向前下方，止于脛骨髁間隆起的前部和內(nèi)、外側半月板的前角，韌帶呈矢狀位附著于股骨和脛骨，分前內(nèi)側束與后外側束，主要作用是限制脛骨向前過度移位，來維持膝關節(jié)穩(wěn)定性[1]。由于ACL的特殊解剖位置，是膝關節(jié)中最脆弱的韌帶之一。由于ACL血液供應不良，中央韌帶和肌腱粘連區(qū)域缺乏供血區(qū)，受傷后很難醫(yī)治，容易引起膝關節(jié)的功能的不穩(wěn)定，不能滿足日常生活的需要，ACL斷裂后如果沒有及時治療、反復扭傷，易造成膝關節(jié)繼發(fā)性病變，如半月板、軟骨損傷、膝關節(jié)退化等。隨著我國對全民運動的重視，人們越來越積極地參與各類體育運動，運動損傷的患者隨之增多。膝關節(jié)是人體重要的大關節(jié)之一，運關節(jié)鏡技術的成熟，傳統(tǒng)的手術方式已被摒棄，關節(jié)鏡下行ACL重建已成治療的全新的標準。關節(jié)鏡下行ACL重建手術是將具有照明裝置的透鏡金屬管通過很小的切口插入關節(jié)腔內(nèi)，并在監(jiān)視器上將關節(jié)腔的內(nèi)部結構放大，觀察關節(jié)腔內(nèi)的病變情況及部位，同時通過全面的電視監(jiān)聽進行檢查和清理病損部位。關節(jié)鏡手術是一種具有診斷和治療功能的微創(chuàng)手術[2]。在當前的治療情況來說，ACL重建術是治療ACL損傷的唯一選擇。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）可多參數(shù)、多方位成像，其軟組織分辨率和空間分辨率極高，是診斷ACL損傷的重要檢查手段之一[3]。但由于ACL走行比較陡直，且韌帶自身的纖維束較薄弱，正常的MRI掃描序列有時不能完整的顯示ACL的外觀，部分病例ACL顯示不佳。ACL重建術后韌帶的形態(tài)、位置、張力、固定、骨隧道位置等都是影響臨床療效的因素，與常規(guī)MRI相比，MRI-3D可進行多平面重建任意結構，測量ACL在三維空間中形成的多角度，分辨率較高[4]。本文回顧性分析24例膝關節(jié)ACL損傷患者的MR資料，探討MRI-3D是否能作為評估術后復查的常規(guī)檢查，為后續(xù)臨床醫(yī)師選擇最佳的檢查方式提供參考?，F(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2015年1-12月膝關節(jié)ACL損傷患者24例的臨床資料。（1）納入標準：①無膝關節(jié)外傷史，無膝關節(jié)手術病史;②膝關節(jié)功能正常;③查體Lachman試驗、前抽屜試驗、軸移試驗陰性;④患者家屬及患者簽訂知情同意書，無其他外科疾病、內(nèi)科疾病。（2）排除標準：①膝關節(jié)受傷及膝關節(jié)術后患者;②意識不清不能進行正常的語言交流能力;③存在有藥物依賴及精神病史;④存在心肝腎等合并癥。其中男16例，女8例;年齡18～55歲，平均（44.8±2.1）歲;均為單側膝關節(jié)ACL及對側膝關節(jié)正常，術中關節(jié)鏡下證實單純ACL斷裂并采用單切口（經(jīng)關節(jié)鏡通路由關節(jié)內(nèi)向外鉆股骨隧道稱單切口）、股骨和脛骨單骨隧道（單束）進行重建;均在術后3周內(nèi)和12個月進行ACL重建術及ACL術后MRI-2D和MRI-3D重建圖像。本研究通過倫理學委員會批準，并提供相關證明。

1.2 方法

1.2.1 關節(jié)鏡手術方案 骨隧道定位：脛骨關節(jié)外口距離鵝足上緣近側1 cm和脛骨結節(jié)內(nèi)側1.5 cm。關節(jié)內(nèi)口參考點包括ACL殘端、外側半月板前角游離邊緣、脛骨內(nèi)側髁間嵴和后交叉韌帶（pssterior cruciate ligament，PCL）[5]。前后平面：在外側半月板前角后緣延長線上，外側半月板前角內(nèi)側髁間之間的中點，骨隧道直徑10 mm，ACL“足印”殘端中心的后部。內(nèi)外平面：內(nèi)側髁間嵴基底部、ACL止點中心或稍內(nèi)側、髁間窩開口的中心。定位器角度50°～60°，股骨隧道定位在ACL“足印”內(nèi)，采用時鐘定位法，以髁間窩后上頂點代表12點位置，左膝骨隧道方向定位于1點和右膝10點的位置，側位觀位于股骨后1/4的位置[6]。移植物為自體（4束半腱股薄肌腱、中1/3髕腱骨）或異體（髕腱骨）移植物。固定方式為Endobutton、Endopearl、可吸收界面擠壓螺釘、脛骨栓樁或混合固定。

1.2.2 術前準備 （1）了解患者的心理反應，加強護理，使其了解手術過程及意義，為患者樹立信心，以便配合手術。（2）詳細了解患者病史，注意有無藥物過敏史。（3）應在手術前停止使用抗凝藥。（4）手術前注意關節(jié)的皮膚清潔，避免手術關節(jié)區(qū)域的任何擦傷、灼傷、切傷、劃痕、感染以及其他損傷。（5）術前1 d進行關節(jié)的收縮運動。（6）術前0.5～2 h內(nèi)預防性使用抗生素[7]。

1.2.3 術后注意事項及康復訓練 （1）傷口處理：及時更換手術輔料，適當加壓包扎，密切觀察病情，膝關節(jié)鏡手術的傷口大多是1 cm的小切口傷口，手術后進行縫針或是美容膠布粘合。傷口要保持清潔干燥，3 d左右進行消毒處理，2周左右進行拆線。因為切口位于活動的關節(jié)處，一般在醫(yī)務人員拆除縫線或取下美容膠布24～48 h后就可以進行正常的清潔。傷口剛拆線，不要以盆浴方式長時間浸泡，也不要用澡巾擦洗傷口或揭去傷口上的結痂，要等待其自然掉落。（2）注意休息：關節(jié)鏡術后的一段時間會處于炎癥水腫期，因為重建的韌帶尚為脆弱，所以過度的活動會延長傷口的水腫和愈合時間，應慢慢加強活動的練習，提高關節(jié)控制能力和穩(wěn)定性。術后2～3周內(nèi)建議不要過多的行走、慢跑，也不建議長時間站立或靜坐。日?；顒涌梢詽M足，休息時采取平臥位，將患部用毛巾或枕頭墊高一些，可以更好地促進膝關節(jié)的消腫。（3）注意觀察患肢遠端運動、感覺、血運情況：關節(jié)鏡手術后為了預防關節(jié)腔積血、積液和短時間內(nèi)關節(jié)腫脹，一般會在傷口處放置無菌棉墊加壓包扎，回病房后對背動脈波動和末梢血液循環(huán)、皮溫、感覺運動情況進行過嚴密的觀察，隨時更換被血液浸透變硬的輔料，防止出現(xiàn)固定物過緊的情況。如果傷口處包扎過緊會導致肢端顏色發(fā)紫、皮溫低、麻木、腫脹疼痛，一定要及時通知醫(yī)生進行松解。（4）術后康復訓練：手術麻醉后，患者進行踝部運動，踝關節(jié)最大限度趾屈背伸，如果在早期不進行活動，4 d左右就會出現(xiàn)關節(jié)活動受限，損傷關節(jié)固定，2周即有可能致結締組織纖維融合，進而出現(xiàn)關節(jié)喪失功能等病況。所以早期功能鍛煉可以使改善和增加血液循環(huán)，增加肌肉力量，恢復關節(jié)和肢體功能。術后3～5 d建議患者扶拐下床活動，但不鼓勵多走路，目的是為了減輕患部疼痛和腫脹，防止下肢深靜脈血栓，恢復正常關節(jié)活動，有計劃地指導患者采取主動鍛煉為主，被動鍛煉為輔的原則，逐漸增加鍛煉時間[8]。

1.2.4 術后預防 導致感染的因素主要分為術前和術后因素。術前因素主要表現(xiàn)為免疫力低下及抵抗力低下（高齡、貧血、糖尿病等因素）或者周身及局部有感染性病變。目前，有資料證實手術器械及術中移植物的污染已成為韌帶重建術后關節(jié)感染的主要原因。術后因素包括引流管的放置和切口換藥情況等方面，嚴格的無菌操作、先進的技術可有效降低術后感染的風險。有關研究證實，術后引流可有效排出關節(jié)腔內(nèi)的積血，減少感染的發(fā)生率。術后感染確診后，最有效的治療方法是在早期給予敏感的抗生素、及時行關節(jié)鏡下滑膜清理及持續(xù)灌注沖洗等。

1.2.5 ACL術后掃描儀器及參數(shù) 應用3.0T西門子Verio MRI和膝關節(jié)專用線圈?；颊呦リP節(jié)取舒適體位伸直、周圍固定掃描兩側膝關節(jié)。獲取患側膝，斜矢狀位T1WI、T2WI，正矢狀位T2WI-DIXON，冠狀位PDWI-FS及橫斷位PDWI-FS的2D掃描圖，及兩側膝關節(jié)正矢狀位T2WI-DE3D-WE-ISO掃描，得3D圖像后處理得斜矢狀面、斜冠狀位、斜橫斷位，全程掃描時間約20 min。2D圖像層厚4 mm，3D圖像層厚0.6 mm。

1.2.6 圖像分析內(nèi)容與測量方法 （1）內(nèi)容：觀察患者膝關節(jié)在常規(guī)MRI圖像和MRI-3D重建圖像上的ACL走行、止點分布特點和分束情況。（2）測量方法：Blumensaat角（即Blumensaat線-ACL角）是指最佳顯示ACL的矢狀面圖像上，過髁間窩頂?shù)木€（即Blumensaat線）與過ACL最前緣的線形成的夾角分別應用MRI檢查MRI-2D和MRI-3D重建圖像[1]，見圖1、2。采用三維重建術將獲得的薄層圖像傳輸?shù)?D工作站，進行多平面重建（MPR）、曲面重建（CPR）、三維容積成像（VR）及表面重建（SSD）[9]。多角度的MPR圖像可顯示股骨骨道及脛骨骨道、固定物、移植物的走形及形態(tài)等，特別是用于判斷術后韌帶有否與髁肩窩撞擊;CRP圖像同時顯示脛骨骨道、移植物和股骨骨道的情況，是觀察移植物全程的最佳重建方法;VR及SSD重建圖像非常直觀地描述了固定物的方位、形態(tài)位置、骨道外口及骨道內(nèi)口，是本文重點推介的重建方法。本文收集24例患者的SSD重建圖像，用于評價脛骨和股骨骨道的外口、內(nèi)口、大小及位置等關系。

1.3 觀察指標 比較患者手術前后的Lysholm評分及膝關節(jié)屈膝30°、13.6 kg應力條件下KT-1000測量脛骨相對前移距離結果;比較患者患膝在MRI-2D和MRI-3D重建圖像上Blumensaat角的差異;比較同一患者兩側膝關節(jié)術后的Blumensaat角的差異。其中Lysholm膝關節(jié)評分系統(tǒng)由8項問題組成，分值為0～100分，95分以上為優(yōu)秀。

1.4 統(tǒng)計學處理 使用SPSS 17.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗;計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 手術前后Lysholm評分及KT-1000測量結果比較 術后12個月膝關節(jié)Lysholm評分高于術前，且KT-1000測量結果小于術前，比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表1。

2.2 MRI-2D和MRI-3D重建圖像上Blumensaat角的比較 正常膝關節(jié)ACL在MRI上的表現(xiàn)：ACL起自股骨外髁內(nèi)側面后部，向前、向內(nèi)、向遠端穿關節(jié)腔附著于脛骨平臺髁間棘前部，整個韌帶的纖維束從股骨向脛骨近似扇形散開。MRI-3D的MRP重建圖能在同一層面上較好顯示ACL全貌。MRI-3D和MRI-2D測量的患側Blumensaat角比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），健側Blumensaat角比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），且MRI-3D患側與健側Blumensaat角比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），而MRI-2D患側與健側Blumensaat角比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表2。

3 討論

3.1 ACL重建術后評估 臨床醫(yī)師評估ACL重建術的手術療效，主要從兩方面分析：一是患者自身的感覺，二是進行膝關節(jié)穩(wěn)定性測試?；颊叩淖陨砀杏X大部分是以疼痛、關節(jié)功能以及關節(jié)活動范圍等內(nèi)容進行評估，國內(nèi)目前使用較多的是Lysholm評分，是評價膝關節(jié)韌帶損傷的條件特異性評分，將膝關節(jié)穩(wěn)定性設為主要評分項目，其可靠性、有效性和敏感性已被國際文獻所求證，具有極高的權威性，值得進行臨床上廣泛的推廣和應用。

3.2 MRI-3D的發(fā)展前景 MRI-3D是繼CT之后在醫(yī)學影像技術領域的又一革命性飛躍，磁共振成像系統(tǒng)MRI以其多方位、多層面、多角度、多參數(shù)生物組織成像和無輻射損傷等優(yōu)勢受到廣泛的臨床應用。MRI-3D已是發(fā)展前景優(yōu)勢最大的醫(yī)學成像方法[10]。MRI檢查骨關節(jié)病變早期診斷方面具有獨特的優(yōu)勢，膝關節(jié)MRI效果接近有創(chuàng)關節(jié)鏡檢查，已遠遠淘汰傳統(tǒng)的膝關節(jié)造影，對髖部早期缺血性壞死的診斷MRI非常敏感，對骨轉移腫瘤，MRI比核素檢查更敏感且無假陽性。就如今的發(fā)展前景來看，MRI已滿足了臨床眾多醫(yī)院的骨傷科臨床研究及科研工作的需要，大力發(fā)展了醫(yī)學學科技術。

3.3 MRI的優(yōu)勢及局限性 （1）優(yōu)勢：①MRI無對人體的電離輻射損傷，不用使用造影劑，就可以觀察心臟和血管結構;②MRI可以取得任意方向的圖像方位的圖像，并且提供豐富的診斷信息，圖像層次豐富;③MRS可以洞察組織器官的能量代謝的情況;④多序列成像、多種圖像類型，為病變性質的確定提供更豐富的影像信息，可得出詳細的解剖學圖譜。（2）局限性：①MRI是影像診斷，成像速度慢，費用也比較昂貴，多數(shù)的病變性質單憑MRI仍難以診斷，相比之下內(nèi)窺鏡可同時獲得影像和病理兩方面的診斷;②對肺部的檢查不如X線或CT檢查，對肝臟、胰腺、腎上腺、前列腺的檢查沒有CT準確;③對胃腸道的病變性質的檢查不如內(nèi)窺鏡檢查;④顯示骨組織及鈣化的能力不如CT;⑤禁忌證多，顧慮比較多，很多患者不能進行檢查;⑥大部分MRI設備檢查空間采用封閉式，部分患者因恐懼不能配合完成檢查;⑦檢查所需時間較長，定量診斷比較困難。