交叉韌帶撕裂合并膝關(guān)節(jié)后外側(cè)韌帶復(fù)合體損傷的磁共振評價

姜鈴霞， 姚偉武， 曹勵歐， 梁凱軼， 馮赟， 陳芙蓉

交叉韌帶/十字韌帶(cruciate ligament)在膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與功能發(fā)揮中具有重要作用，據(jù)報道，前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是人體膝關(guān)節(jié)重建率最高的一條韌帶[1]。膝關(guān)節(jié)后外側(cè)韌帶復(fù)合體 (posterolateal ligamentous complex，PLC)是維持膝關(guān)節(jié)后外側(cè)穩(wěn)定的一組重要解剖功能單元，其解剖組成繁雜，其中提供關(guān)節(jié)穩(wěn)定性最重要的三大功能結(jié)構(gòu)為：外側(cè)副韌帶(lateral collateral ligament,LCL)、腘肌腱(popliteal tendon，PT)、腘腓韌帶(poplitieofibular ligament,PFL)。近年來，人們對于PLC與交叉韌帶間關(guān)系的認識不斷加深，它們之間的相關(guān)損傷機制為近年來運動醫(yī)學(xué)研究熱點。學(xué)者Temponi等報道PLC損傷合并ACL撕裂約占所有類型膝關(guān)節(jié)損傷的20%[2]，F(xiàn)anelli等則報道了急性后交叉韌帶(posterior ligamentous complex,PCL)撕裂傷中約62%同時合并有后外側(cè)韌帶復(fù)合體(PLC)損傷[3]。國內(nèi)少見該類復(fù)合傷詳細報道。

磁共振成像(MRI)是非侵入評估韌帶損傷的影像“金標準”，關(guān)節(jié)鏡或開放手術(shù)結(jié)果公認是臨床“金標準”。本研究擬通過回顧性分析175例急性膝外傷者影像及臨床資料，以影像或臨床“金標準”為依據(jù)，評價ACL、PCL與LCL、PT、PFL復(fù)合損傷情況，分析統(tǒng)計交叉韌帶撕裂與PLC損傷、及PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷間是否存在顯著差異。

材料與方法

1.研究對象

回顧性搜集本院RIS系統(tǒng)中2020年6月-2021年6月因急性膝關(guān)節(jié)外傷入院且行膝關(guān)節(jié)MRI掃描成像者。納入標準：①急性膝關(guān)節(jié)外傷史(外傷后4周之內(nèi))；②年齡>18歲；③單側(cè)膝關(guān)節(jié)外傷。排除標準：①合并嚴重骨性關(guān)節(jié)炎(Kellegren-Lawrence達Ⅲ級及以上)；②合并全身系統(tǒng)性疾病(如類風濕性關(guān)節(jié)炎、痛風)；③膝關(guān)節(jié)手術(shù)史、感染史、腫瘤史。共納入研究對象175例，男78例，女97例，年齡范圍為19～80歲，平均年齡47歲，左膝80例，右膝95例。

2.檢查方法

所有入組對象MRI掃描均采用聯(lián)影uMR 780 3.0T MR掃描儀和12通道膝關(guān)節(jié)專用線圈。掃描時受檢者仰臥位足先進，膝關(guān)節(jié)屈曲約20°～30°。常規(guī)掃描序列及方位包括：矢狀面PDW-FS、冠狀面PDW-FS、橫軸面PDW-FS、矢狀面T1W。序列掃描幾何學(xué)參數(shù)包括：視野160 mm×160 mm，體素大小0.7 mm×0.5 mm×0.4 mm ，層厚3～4 mm?？倰呙钑r間約8 min 17 s。掃描完成后，所有圖像上傳至PACS系統(tǒng)。

3.MRI圖像評估

由兩名中高年資骨肌方向放射科醫(yī)師共同在PACS系統(tǒng)中閱片診斷，兩位醫(yī)生存在異議時應(yīng)商討后決定，若未達成一致意見時則請示上級醫(yī)師評估結(jié)果。參照2015年D.McKean等[4]在評估PFL損傷時采用的MRI分級描述：0級代表韌帶/肌腱完整，表現(xiàn)為清晰、連續(xù)的低信號；1級代表韌帶/肌腱撕裂，表現(xiàn)為水腫、形態(tài)扭曲甚至消失；N/V代表韌帶雖未清晰顯示但未見繼發(fā)性損傷征象(各條韌帶評價結(jié)果見表1)。

表1 膝關(guān)節(jié)交叉韌帶及后外側(cè)韌帶復(fù)合體總體損傷情況 (175例)

4.統(tǒng)計學(xué)評價

采用統(tǒng)計軟件SPSS 23.0分析，P<0.05表明差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。記錄各結(jié)構(gòu)損傷情況(0級、1級、N/V級)，計算占比率。采用Fisher's精確檢驗分析交叉韌帶撕裂與PLC損傷以及PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷間是否存在韌帶撕裂率的顯著差異。

結(jié) 果

1.交叉韌帶(ACL、PCL)損傷情況

175例傷者中，共檢出72例交叉韌帶撕裂，占比約41%。其中(表1)，ACL撕裂58例，占比約33%，PCL撕裂16例，占比約9%，2例為ACL、PCL同時撕裂。有26例經(jīng)手術(shù)證實(圖1a～b)。

2.PLC區(qū)三大功能結(jié)構(gòu)(LCL、PT、PFL)損傷情況

PLC功能結(jié)構(gòu)損傷29例，占比約17%。其中，LCL撕裂16例，PT損傷18例，PFL損傷0例，5例為LCL、PT同時損傷(表1、4)。10例經(jīng)手術(shù)證實。

3.交叉韌帶與PLC區(qū)三大結(jié)構(gòu)復(fù)合損傷情況

交叉韌帶撕裂合并PLC功能結(jié)構(gòu)撕裂共26例(約15%)。其中，14例為ACL伴LCL撕裂，12例為ACL伴PT撕裂，4例為ACL同時伴LCL、PT撕裂(表2)；4例為PCL伴PT撕裂，PCL伴LCL撕裂0例(表3)。11例經(jīng)手術(shù)證實(圖2a～c)。

表2 列聯(lián)表顯示ACL與LCL、PT復(fù)合損傷情況

表3 列聯(lián)表顯示PCL與LCL、PT復(fù)合損傷情況

圖1 兩例經(jīng)關(guān)節(jié)鏡手術(shù)證實交叉韌帶撕裂。 a) PDWI-FS冠狀面示前交叉韌帶(ACL)撕裂； b) PDWI-FS矢狀面示后交叉韌帶(PCL)脛骨止點撕裂。 圖2 交叉韌帶與PLC功能結(jié)構(gòu)復(fù)合撕裂。a) PDWI-FS冠狀面示ACL、LCL同時撕裂；b) PDWI-FS冠狀面示PCL、PT同時撕裂；c) PDWI-FS橫斷面示PT撕裂。 圖3 正常腘腓韌帶(PFL)。PDWI-FS冠狀面示完整、連續(xù)的PFL，其一端附著于P-PT結(jié)合部，一端附著于腓骨莖突。

表4 列聯(lián)表顯示LCL與PT復(fù)合損傷情況

4.交叉韌帶撕裂與PLC功能結(jié)構(gòu)、PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷之間的關(guān)聯(lián)性

175例研究對象中，關(guān)節(jié)鏡手術(shù)證實36例，占比約21%；其余韌帶損傷的判斷依據(jù)其MRI圖像表現(xiàn)。本組中，PFL均表現(xiàn)為0級(圖3)或N/V級(韌帶損傷陰性)，故未納入統(tǒng)計分析。經(jīng)Fisher's精確檢驗，ACL與LCL、PT撕裂率間差異顯著(P<0.01)，LCL與PT撕裂率間的差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.014<0.05)。PCL與LCL、PT撕裂率間未見統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.36、P=0.06)。

5.其它外傷后征象

除以上韌帶撕裂外，其它外傷后表現(xiàn)還涵蓋骨質(zhì)(B)、半月板(M)、內(nèi)側(cè)副韌帶(MCL)、股二頭肌及肌腱(BF)、髂脛束(ITB)、腓總神經(jīng)(PN)等，本文中未作例數(shù)統(tǒng)計。

討 論

1.交叉韌帶及后外側(cè)韌帶復(fù)合體的解剖及功能、MRI顯示情況

膝關(guān)節(jié)是人體最大、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的關(guān)節(jié)。交叉韌帶是維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性最重要的一組韌帶，它們呈鉸鏈式連接于股骨髁間窩及脛骨髁間隆起之間，可防止脛骨沿股骨向前、向后移位。后外側(cè)韌帶復(fù)合體(PLC)是維持膝關(guān)節(jié)后外側(cè)穩(wěn)定的重要解剖功能單元，它是限制關(guān)節(jié)內(nèi)翻旋轉(zhuǎn)及脛骨外旋的主要裝置，并且協(xié)同交叉韌帶在關(guān)節(jié)輕度屈曲(0～30°)時限制關(guān)節(jié)前后向移位，拮抗內(nèi)翻、旋轉(zhuǎn)暴力。PLC解剖結(jié)構(gòu)多而復(fù)雜，部分結(jié)構(gòu)間有相互融合，廣義上其支持結(jié)構(gòu)解剖學(xué)上被劃分為三層：表淺層由髂脛束及其前方擴展結(jié)構(gòu)、股二頭肌組成；中間層由髕骨外側(cè)支持帶、髕股韌帶、髕骨半月板韌帶組成；最深層為外側(cè)副韌帶、外側(cè)關(guān)節(jié)囊、冠狀韌帶/板脛韌帶、弓狀韌帶、腘肌-肌腱復(fù)合體、腘腓韌帶、豆腓韌帶。其中，維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定性最重要的三大功能結(jié)構(gòu)包括：外側(cè)副韌帶(LCL)、腘肌腱(PT)、腘腓韌帶(PFL)[5]。因此，臨床上最受關(guān)注的狹義PLC結(jié)構(gòu)，也就是指LCL、PT、PFL三大結(jié)構(gòu)。除了PFL之外，LCL、PT在MRI上的識別率基本接近100%。對于PFL的顯示，多數(shù)學(xué)者均推薦在標準方位的基礎(chǔ)上加掃“薄層斜冠狀位”的方式，可以提高韌帶顯示率。之前筆者也有嘗試，曾利用該特殊方位掃描了60例正常膝關(guān)節(jié)，研究發(fā)現(xiàn)PFL在薄層斜冠狀位上的完整顯示率約87%(MRI圖像評估為3分)[6]。

2.交叉韌帶撕裂與后外側(cè)韌帶復(fù)合體損傷

據(jù)報道，PLC損傷約占所有膝關(guān)節(jié)韌帶損傷的16%，通常與交叉韌帶損傷有關(guān)，只有28%的PLC損傷單獨發(fā)生[7]。前交叉韌帶(ACL)是成人膝關(guān)節(jié)損傷最多且重建率最高的韌帶，后交叉韌帶(PCL)撕裂則相對少見，約占韌帶損傷的5%～20%。膝關(guān)節(jié)所有類型的復(fù)合傷中，尤以交叉韌帶與PLC損傷間的關(guān)系最為密切，且損傷程度最重、對傷肢功能影響最大[5]。臨床上基于對ACL重建后的長期隨訪結(jié)果表明，術(shù)后最多可恢復(fù)80%～90%的損傷前功能，且重建后的ACL移植物有15%的再損傷風險[8]。學(xué)者Kanamori及其團隊[9]曾應(yīng)用移除了ACL的膝關(guān)節(jié)機械模型來分析針對PCL區(qū)結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)變化，結(jié)果顯示：關(guān)節(jié)完全伸展狀態(tài)下PLC結(jié)構(gòu)承受的壓力較移除ACL前增加到123%，關(guān)節(jié)15°屈曲狀態(tài)下則增加到413%。這一生物力學(xué)分析得到了Noyes等的臨床研究的支持，他們通過體檢一組ACL缺失及膝內(nèi)翻不穩(wěn)患者，發(fā)現(xiàn)其PLC區(qū)張力明顯增加[10]。他們還提出，在膝三重內(nèi)翻(關(guān)節(jié)/骨骼畸形、側(cè)向松弛、過度伸展/外旋)的情況下，慢性ACL缺失理論上會導(dǎo)致繼發(fā)性PLC損傷。這些研究證實了ACL與PLC結(jié)構(gòu)間的功能協(xié)同性。

臨床評價交叉韌帶及PLC損傷首先依靠特殊的體格檢查，包括抽屜實驗、Lachman試驗、軸移試驗、內(nèi)翻壓力試驗和撥號試驗等[11]。但這些體格檢查的準確率僅為50%～60%，僅具部分參考意義。2019年Chahla等專家共識認為在評估疑似急性PLC損傷時必須進行1.5T以上場強的MRI檢查[12]。MRI是目前唯一、無創(chuàng)顯示關(guān)節(jié)韌帶及客觀評估韌帶損傷的影像學(xué)方法。既往臨床上急性ACL撕裂時PLC是否損傷往往被部分甚至完全忽略。2010年Geeslin等學(xué)者 研究得出MRI特定部位的骨挫傷(bone bruise)對于PLC損傷具有一定的臨床提示意義[13]，他們研究了一組PLC與ACL復(fù)合傷者，結(jié)果顯示其中50%合并股骨前內(nèi)側(cè)髁骨挫傷，39.5%有脛骨平臺后外側(cè)骨挫傷，28.9%有脛骨平臺后內(nèi)側(cè)骨挫傷，因此認為ACL撕裂的情況下，若MRI上發(fā)現(xiàn)股骨前內(nèi)側(cè)髁骨挫傷，應(yīng)高度懷疑PLC結(jié)構(gòu)損傷。本組研究中，部分PLC損傷者中觀察到脛骨平臺后外側(cè)骨挫傷，未作具體例數(shù)統(tǒng)計。筆者認為，骨挫傷/骨折、韌帶/肌腱損傷間的聯(lián)系反映了損傷機制間的關(guān)聯(lián)性，典型的例子如Segond骨折常常強烈提示ACL損傷(75%～100%)。

本研究將外傷后4周之內(nèi)(急性期)的膝關(guān)節(jié)傷者納入研究，將擬評價韌帶ACL、PCL、LCL、PT、PFL分為0級、1級、N/V級三類，其中，0級、N/V級定義為韌帶損傷陰性，1級為損傷陽性，統(tǒng)計175例傷者各條韌帶損傷情況，采用Fisher's檢驗分別分析兩組韌帶損傷率間的差異性。結(jié)果表明，175例傷者中約72例交叉韌帶撕裂，占比最高(約41%)；29例PLC功能結(jié)構(gòu)損傷(約17%)，26例為交叉韌帶撕裂伴PLC結(jié)構(gòu)復(fù)合傷(約15%)。PFL作為PLC區(qū)提供靜態(tài)穩(wěn)定性的三大功能結(jié)構(gòu)之一，MRI圖像評估38例為0級，其余137例為N/V級，均未見韌帶損傷陽性征象，故未納入統(tǒng)計分析。分析原因可能：①本研究為膝關(guān)節(jié)MR標準參數(shù)掃描，掃描層厚較厚(3～4mm)且定位線傾斜度不合適(未平行于腘肌腱)，故導(dǎo)致大多數(shù)PFL未能完整清晰顯示(N/V級137例)；②觀察者對PFL損傷的直接征象認識不充分。實際工作中，其實很少能觀察到PFL損傷的直接征象，主要依靠間接征象進行判斷，文獻報道PFL損傷的間接征象有兩個：①腓骨莖突的骨折或骨髓水腫；②腘肌-腘肌腱(P-PT)結(jié)合部的水腫。腓骨莖突及P-PT結(jié)合部分別對應(yīng)PFL的止點、起點。本組研究中，兩位醫(yī)師均未觀察到PFL損傷的明確間接征象。經(jīng)檢驗，PLC區(qū)另兩大功能結(jié)構(gòu)LCL、PT損傷均與ACL撕裂間存在顯著差異， LCL與PT損傷間也密切相關(guān)，這從影像學(xué)角度間接反映了PLC功能結(jié)構(gòu)間協(xié)同工作的內(nèi)部力學(xué)機制。本組中，PCL撕裂約占比9%(16例)，其中4例為PCL伴PT撕裂(圖2b～c)，PCL伴LCL撕裂0例，經(jīng)檢驗，PCL撕裂與LCL、PT損傷間均無統(tǒng)計學(xué)相關(guān)。有學(xué)者報道，急性PCL撕裂傷者中約62%同時合并有PLC損傷，本研究中PCL撕裂中約25%合并PLC功能結(jié)構(gòu)之一的PT損傷，這一比例遠低于國外研究，可能與以下兩個原因有關(guān)：①本組研究對象中PCL撕裂的發(fā)生率本身較低(16/175, 占比約9%)；②標準方位掃描參數(shù)下大多數(shù)PFL未能清晰顯示，可能存在一定的韌帶損傷假陰性率。175例中，只有2例同時發(fā)生ACL、PCL撕裂，而且這2例都是經(jīng)由手術(shù)證實，總體比重較低，反映了兩組交叉韌帶同時撕裂較少見，通常為高能量創(chuàng)傷所致，且手術(shù)重建是修復(fù)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的必選方式。

以往PLC被稱為“膝關(guān)節(jié)盲區(qū)”，不僅因為其局部解剖的復(fù)雜，還包括對其損傷后主觀的臨床檢查結(jié)果、無法驗證的影像結(jié)果以及缺乏循證依據(jù)的重建手術(shù)方式理解認識不足。越來越多的生物力學(xué)研究數(shù)據(jù)證明了ACL移植物的穩(wěn)定依賴于PLC結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因而，ACL重建結(jié)果的進一步改善首先取決于對伴隨韌帶損傷、特別是PLC是否損傷以及損傷程度如何的正確綜合評估。據(jù)文獻報道，ACL合并PLC復(fù)合傷發(fā)生后應(yīng)在3周的時間窗內(nèi)進行手術(shù)[14]，原因有二：①若不修復(fù)/重建PLC結(jié)構(gòu)，會大大增加ACL移植物的壓力；②該時間窗內(nèi)的自體解剖標志較容易在重建手術(shù)中確認。學(xué)術(shù)界目前推薦急性ACL/PLC損傷后行“同期解剖重建術(shù)”(singe-stage reconstruction technique)為最佳術(shù)式，理想情況下，使用跟腱同種異體移植物或自體半腱肌移植物效果最好。術(shù)后傷者可早期行康復(fù)鍛煉以更好地恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，并且可防止發(fā)生關(guān)節(jié)纖維化。

總體而言，膝關(guān)節(jié)因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，以及外傷因素的多變性，較少發(fā)生單一韌帶或肌腱損傷，而交叉韌帶損傷在急性膝外傷者中最常見(本組研究中約占41%)，也相對易于術(shù)前評估；本研究顯示ACL撕裂的發(fā)生率在急性外傷中最高(約33%)，PCL、LCL、PT撕裂或損傷的發(fā)生率相差不大(約9%～10%)。交叉韌帶撕裂合并PLC功能結(jié)構(gòu)損傷的發(fā)生率(約15%)高于PCL或LCL、PT單獨損傷。對于PFL的評價需調(diào)整常規(guī)掃描參數(shù)及方位[6,15-16]。交叉韌帶撕裂合并PLC結(jié)構(gòu)復(fù)合損傷是一個嚴重的膝關(guān)節(jié)外傷事件，術(shù)前評估應(yīng)將它們視為維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定的整體聯(lián)動結(jié)構(gòu)來綜合評價以獲得更好的臨床結(jié)局，尤其目前學(xué)術(shù)界公認同期解剖重建急性損傷后的交叉韌帶及PLC結(jié)構(gòu)會有效降低交叉韌帶重建失敗的概率，并且遠期關(guān)節(jié)穩(wěn)定性較理想。

3.不足與展望

本研究存在一些不足：①雖樣本量較大，但手術(shù)證實者比例不高(36/175)，故大部分結(jié)果的判讀是基于觀察者對于MRI圖像的主觀經(jīng)驗，可能存在一定的觀察者偏倚(Observer bias)；②本研究為回顧性研究，MRI標準掃描條件下對于PFL這一PLC區(qū)功能性韌帶的顯示率不高，約22%(38/175)，影響了PFL與交叉韌帶撕裂率差異性的分析。對于PFL的有效識別，目前推薦“薄層斜冠狀位”(與PT平行定位，層厚約2mm，F(xiàn)OV包括腓骨小頭及莖突)這一特定掃描方式，或者經(jīng)關(guān)節(jié)鏡手術(shù)證實。筆者今后將在上述研究的基礎(chǔ)上，進一步改進研究設(shè)計，深挖PLC損傷力學(xué)機制，及其與影像表現(xiàn)間的結(jié)構(gòu)及功能相關(guān)性。

綜上，交叉韌帶撕裂在急性膝關(guān)節(jié)外傷中最常見。PLC損傷較少單發(fā)，多伴發(fā)于能引起關(guān)節(jié)內(nèi)部嚴重失穩(wěn)的ACL撕裂，PLC功能結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷間也有一定相關(guān)性。研究結(jié)果印證了這些重要韌帶、肌腱在維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定方面的功能協(xié)同性。臨床上只有全面評估并修復(fù)這些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，才能更好地降低交叉韌帶重建失敗率、并維持遠期關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，進而減緩關(guān)節(jié)失穩(wěn)及退行性變進程[17-18]。