不同MRI 序列對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的診斷價值

宋微

（佳木斯市中心醫(yī)院CT 室，黑龍江 佳木斯 154002）

膝關(guān)節(jié)交叉韌帶（cruciate ligaments）是維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的重要結(jié)構(gòu)，包括前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）與后交叉韌帶（posterior cruciate ligament，PCL），二者可限制膝關(guān)節(jié)過度運動，具有重要保護(hù)作用[1]。但其自愈能力低下，受損后若未及時干預(yù)，可造成關(guān)節(jié)內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的繼發(fā)性損傷，導(dǎo)致創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)病等不良后果[2]，因此其早期診斷尤為關(guān)鍵。目前，臨床多以磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）作為膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷的術(shù)前診斷方式，該技術(shù)具有較高的軟組織分辨率及空間分辨率[3]，其常規(guī)二維MRI（2D-MRI）序列已廣泛應(yīng)用于臨床檢查中，但其掃描層厚較厚，易導(dǎo)致部分容積效應(yīng)，進(jìn)而影響微病變的檢出[4]。三維MRI（3D-MRI）序列具有較高的空間分辨率，可實現(xiàn)薄層、無間隔掃描，在關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的檢查中具有更高診斷價值[5]。基于此，本研究結(jié)合2019 年3 月-2021年9 月經(jīng)佳木斯市中心醫(yī)院確診的40 例膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷患者臨床資料，以2D-MRI 與3DMRI 為例，觀察不同MRI 序列對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的診斷價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019 年3 月-2021 年9 月經(jīng)佳木斯市中心醫(yī)院確診的40 例膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷患者作為研究對象，其中男28 例，女12 例；年齡25～48 歲，平均年齡（31.75±5.60）歲；患側(cè)：左膝21 例，右膝19 例；損傷原因：交通事故17 例、重物砸傷11 例、高處跌落8 例、其他4 例；受損程度：完全撕裂23 例，部分撕裂17 例。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有受檢者均知情且簽署知情同意書。

1.2 納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn) ①經(jīng)關(guān)節(jié)鏡檢查確診為膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷；②單膝損傷；③病例資料完整；④抽屜試驗結(jié)果陽性。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn) ①存在膝關(guān)節(jié)手術(shù)史者；②伴有結(jié)核性、風(fēng)濕性、痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎疾病者；③關(guān)節(jié)畸形者；④配合度不佳者；⑤妊娠及哺乳期患者；⑥MRI 禁忌證者。

1.3 方法

1.3.1 MRI 檢查 所有病例均采用3.0T 磁共振成像系統(tǒng)（西門子MAGENETOM SKYRA）進(jìn)行檢查，應(yīng)用8 通道膝關(guān)節(jié)專用線圈，患者取仰臥位，腳先進(jìn)，伸膝位，檢查中保持膝關(guān)節(jié)外旋15°，依次給予2DMRI 與3D-MRI 掃描。2D-MRI 掃描：①橫軸面：采用T2WI 序列，TR：2798 ms，TE：85 ms，翻轉(zhuǎn)角：90°，F(xiàn)OV：160×160，像素大小：0.45×0.57，矩陣大?。?56×279，層厚：4 mm，激勵次數(shù)2 次，掃描時間：1 min 56 s；②矢狀面：采用T2SPAIR 序列，TR：2230 ms，TE：72 ms，翻轉(zhuǎn)角：90°，F(xiàn)OV：160×160，像素大?。?.55×0.75，矩陣大?。?92×214，層厚：3 mm，激勵次數(shù)2 次，掃描時間：2 min 12 s；③冠狀面：采用FFE 序列，TR：438 ms，TE：18 ms，翻轉(zhuǎn)角：20°，F(xiàn)OV：230×184，像素大?。?.60×0.74，矩陣大小：384×248，層厚：3 mm，輻射角10°，激勵次數(shù)1 次，掃描時間：2 min 6 s。3D-MRI 掃描：采用PDWISPAIR 序列進(jìn)行矢狀位掃描，TR：1400 ms，TE：36 ms，翻轉(zhuǎn)角：90°，F(xiàn)OV：180×180×135，像素大?。?.60×0.60×0.60，矩陣大小：360×299，激勵次數(shù)2 次，掃描時間：6 min 22 s。

1.3.2 MRI 圖像處理 將以上原始圖像傳至后處理工作站，隨后進(jìn)行斜冠狀面與橫斷面多平面重組，層厚0.6 mm，并對三維重建后的膝關(guān)節(jié)交叉韌帶及其周圍組織進(jìn)行觀察，分析后獲得相應(yīng)診斷意見。所有觀察及診斷過程均由2 位經(jīng)驗豐富的影像學(xué)醫(yī)師共同參與。

1.4 觀察指標(biāo) ①比較2D-MRI 與3D-MRI 的圖像質(zhì)量，包括信噪比、圖像質(zhì)量評分[6]（0～5 分，由影像學(xué)醫(yī)師依據(jù)圖像綜合質(zhì)量進(jìn)行評分，分?jǐn)?shù)越高表明圖像質(zhì)量越好）、膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶顯示完整度[7]（1 分：1 幅圖像即可顯示韌帶全長；2 分：連續(xù)2～3幅圖像可顯示韌帶全長；3 分：僅可顯示部分韌帶，無法滿足診斷需求）；②以關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，比較2D-MRI 與3D-MRI 對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的診斷效能，包括準(zhǔn)確性[準(zhǔn)確性＝（真陽性+真陰性）/總例數(shù)×100%]、敏感度[敏感度=真陽性/（真陽性+假陰性）×100%]、特異性[特異性＝真陰性/（真陰性＋假陽性）×100%]；③比較2D-MRI、3D-MRI與關(guān)節(jié)鏡診斷的一致性，關(guān)節(jié)鏡下前后交叉韌帶損傷分級[8]：0 級（韌帶完好、包膜完整、形態(tài)正常、無松弛感），1 級（形態(tài)及走行基本正常，韌帶輕度增粗、損傷，損傷區(qū)域＜1/2），2 級（形態(tài)不完整，韌帶增粗、松弛，損傷區(qū)域≥1/2，可見部分韌帶相連），3 級（形態(tài)呈團狀或扭曲狀，走行低平或呈波浪狀，韌帶松弛、基本無張力，股骨端、脛骨端或主體完全斷裂）。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 21.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計量資料以（）表示，組間行t檢驗；計數(shù)資料以[n（%）]表示，組間行χ2檢驗；應(yīng)用Kappa 檢驗分析2D-MRI、3D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷的一致性，Kappa 值≤0.4 表明一致性較差，0.4＜Kappa 值＜0.75說明一致性中等，Kappa 值≥0.75 認(rèn)為一致性較好，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2D-MRI 與3D-MRI 的圖像質(zhì)量比較 3D-MRI的信噪比、圖像質(zhì)量評分均高于2D-MRI，顯示完整度評分小于2D-MRI，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 2D-MRI 與3D-MRI 的圖像質(zhì)量比較（n=40，）

表1 2D-MRI 與3D-MRI 的圖像質(zhì)量比較（n=40，）

2.2 2D-MRI 與3D-MRI 的診斷效能比較 以關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，2D-MRI 對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的診斷準(zhǔn)確性為77.50%，敏感度為92.31%，特異性為50.00%，見表2；3D-MRI 對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的診斷準(zhǔn)確性為92.50%，敏感度為96.67%，特異性為80.00%，見表3；經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析，3D-MRI 的診斷準(zhǔn)確性、敏感度、特異性均高于2DMRI，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表4。

表2 2D-MRI 診斷效能分析（n）

表3 3D-MRI 診斷效能分析（n）

表4 2D-MRI 與3D-MRI 診斷效能比較（%）

2.3 2D-MRI、3D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷的一致性分析經(jīng)Kappa 檢驗，2D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷結(jié)果具有中等一致性（Kappa 值=0.587），見表5；3D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷結(jié)果具有較好一致性（Kappa 值=0.829），見表6。

表5 2D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷的一致性分析（n）

表6 3D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷的一致性分析（n）

3 討論

膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷的準(zhǔn)確診斷有助于后續(xù)治療方案的選擇與應(yīng)用，MRI 作為臨床常用的無創(chuàng)影像學(xué)檢查技術(shù)，具有多參數(shù)、多序列、多方位成像等應(yīng)用特點，現(xiàn)已成為膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷的首選檢測方式[9，10]。既往多采用2D-MRI 序列進(jìn)行診斷，據(jù)研究證實[11，12]，2D-MRI 診斷膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷的敏感性及準(zhǔn)確性均較高，但對于受損嚴(yán)重程度的鑒別卻存在一定誤差。研究認(rèn)為[13，14]，2D-MRI 的橫斷面、矢狀面及冠狀面圖像難以在同一層面顯示出完整的交叉韌帶結(jié)構(gòu)，且2D-MRI 序列多為厚層掃描，由此引起的容積效應(yīng)可影響診斷結(jié)果，導(dǎo)致假陽性及假陰性的出現(xiàn)。3D-MRI 序列是近年來廣泛推行的新型檢測方案，該序列為薄層掃描，可消除容積效應(yīng)對MRI 掃描的影響，實現(xiàn)無間隔容積成像[15-17]。同時，其后處理圖像可行任意角度旋轉(zhuǎn)，大大提升了韌帶的顯示完整度，可于同一層面顯示膝關(guān)節(jié)交叉韌帶的完整形態(tài)與損傷情況，有助于細(xì)微病變的發(fā)現(xiàn)與診斷，在顯示關(guān)節(jié)軟骨與關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)方面具有較強優(yōu)勢[18，19]。

本研究結(jié)果顯示，3D-MRI 的信噪比、圖像質(zhì)量評分均高于2D-MRI，且顯示完整度評分小于2DMRI（P＜0.05），提示3D-MRI 的圖像顯示質(zhì)量明顯優(yōu)于2D-MRI，其背景噪聲更低、圖像主觀評分更佳、顯示完整度更高。分析認(rèn)為，2D-MRI 序列通常無法在同一層面完整顯示前后交叉韌帶，且掃描層厚較厚，其容積效應(yīng)可影響其影像質(zhì)量[20]。而3DMRI 檢查可實現(xiàn)各向同性三維數(shù)據(jù)采集，結(jié)合脂肪抑制、薄層掃描等特點，一次激發(fā)即可采集多個回放，完成無間隔容積成像的同時，可保證較高的影像分辨率，且可利用優(yōu)化改變翻轉(zhuǎn)角，獲得高信噪比，對細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)及損傷程度的顯示更為清晰，圖像質(zhì)量更佳[21-23]。此外，以關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，3D-MRI 對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的診斷準(zhǔn)確性、敏感度、特異性均高于2D-MRI（P＜0.05），可見3D-MRI 序列對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的診斷效能高于2D-MRI 序列，與王梅[24]研究結(jié)果一致。研究認(rèn)為[25，26]，3D-MRI 序列可構(gòu)建三維立體結(jié)構(gòu)影像，其檢查可多方位開展，不僅可獲取交叉韌帶的相關(guān)信息，還可對其半月板、軟骨及關(guān)節(jié)囊等結(jié)構(gòu)進(jìn)行探查，具有較高的多平面成像優(yōu)勢，可提供更為全面的關(guān)節(jié)損傷信息。同時，3D-MRI 序列的影像分辨率高，其運動偽影少、韌帶邊緣銳利度高，在膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的檢查中更具優(yōu)勢[27]。經(jīng)Kappa 檢驗，2D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷結(jié)果具有中等一致性（Kappa 值=0.587），3D-MRI 與關(guān)節(jié)鏡診斷結(jié)果具有較好一致性（Kappa 值=0.829），表明3D-MRI 序列的診斷結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡診斷更為相近，相較于2DMRI，其金標(biāo)準(zhǔn)符合率明顯更高。

綜上所述，3D-MRI 序列對膝關(guān)節(jié)前后交叉韌帶損傷的圖像檢查質(zhì)量優(yōu)于2D-MRI 序列，其診斷效能更為理想，與關(guān)節(jié)鏡診斷具有較高一致性。