30°屈曲位膝關節MRI評價前交叉韌帶斷裂的價值

金 笑，王亞魁，郎 寧，袁慧書

(北京大學第三醫院放射科，北京 100191)

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是維持膝關節穩定性的重要結構。MRI具有無創、高分辨率、多方位多參數成像等優勢，已成為檢查ACL及其他合并結構損傷的首選影像學方法。目前膝關節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°伸直位進行掃描；另一類為膝關節專用線圈，由于線圈本身為硬材質，膝關節放入線圈時腘窩被墊高，因此患者以膝關節微屈位(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、斷裂點及殘端(特別是股骨附著段)均優于伸直位微屈。本研究在常規微屈位掃描基礎上增加了30°屈曲位掃描，并對比兩者描述和診斷ACL斷裂的優劣，由此探討30°屈曲位MRI顯示ACL及評價其斷裂的價值。

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節運動損傷而擬行膝關節鏡檢查的64例患者，男41例，女23例，年齡(30.9±11.7)歲，均接受膝關節微屈位和30°屈曲位MR檢查及其后1周內的關節鏡檢查；排除合并類風濕性關節炎、化膿性關節炎、腫瘤、關節纖維化患者和既往有膝關節手術病史者，以及MRI禁忌證、妊娠期或幽閉恐懼癥患者。本研究經我院倫理委員會審核通過，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用聯影uMR770動態多極3.0T MR成像儀，膝關節專用線圈，掃描擬行關節鏡檢查的患側膝關節，包括左膝34例、右膝30例。囑患者仰臥，首先將膝關節自然置于線圈內行常規微屈位掃描，隨后行膝關節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、膝關節屈曲角度增大，并使用木制角度測量裝置，體外測量股骨與脛骨所成角度，使其達150°，即膝關節屈曲30°，并于MR定位圖像上進行驗證。2種體位掃描范圍均自髕上囊至脛骨粗隆，掃描序列及參數相同，均采集矢狀位T1WI，TR 405 ms，TE 12 ms；矢狀位脂肪抑制質子密度加權像(fat-suppressed proton density weighted image，FS 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，由2名有3年工作經驗的放射科醫師分別評價ACL，在不知曉關節鏡結果的情況下觀察微屈位和30°屈曲位MRI，診斷ACL有無斷裂(部分/完全)。2名醫師分別獨立對2種體位下ACL全長顯示狀況、斷裂點及殘端顯示狀況、前內側束(anteromedial bundle,AMB)和后外側束(posterolateral bundle,PLB)構成的雙束結構顯示狀況進行評分，其對微屈位與30°屈曲位MRI的閱片時間間隔不少于3周，且分別采用隨機病例順序。膝關節鏡檢查結果由北京大學第三醫院運動醫學中心提供，并以此為金標準。

MRI評價ACL的標準：①正常ACL，韌帶纖維連續，張力良好，內部可見“梳狀”高信號；②部分斷裂，韌帶連續性部分中斷，韌帶腫脹，信號增高；③完全斷裂，韌帶連續性完全中斷，信號增高，韌帶纖維走行異常。

ACL全長顯示狀況評價標準：3分，ACL在多個層面連續顯示或在1個層面內顯示全長，無明顯偽影；2分，ACL全長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全長不能辨認或偽影影響觀察(圖1)。

ACL斷裂點及殘端顯示狀況評價標準：3分，ACL斷裂點及殘端均清晰顯示；2分，ACL斷裂點或殘端中有1個能清晰顯示，另1個不能清晰顯示；1分，ACL斷裂點及殘端均不能清晰顯示(圖2)。

ACL雙束結構顯示狀況評價標準：3分，雙束結構在多個層面連續顯示或在1個層面內清晰顯示；2分，雙束結構在部分層面可見，但不清晰；1分，雙束結構不可見(圖3)。

1.4 統計學分析 采用SPSS 20.0統計分析軟件。計量資料以±s表示。采用配對資料Wilcoxon秩和檢驗比較微屈位與30°屈曲位的ACL全長、雙束結構、斷裂點及殘端顯示評分。以關節鏡檢查結果為金標準，計算2種膝關節體位圖像診斷ACL斷裂的敏感度、特異度和準確率。采用Kappa檢驗評價診斷的一致性，Kappa>0.75為診斷一致性好，0.40

2 結果

2.1 30°屈曲位和微屈位MRI診斷ACL斷裂的價值 64例中，關節鏡檢查結果顯示25例ACL完好，39例ACL完全斷裂，無部分斷裂者。2種體位MRI診斷ACL斷裂的一致性好(Kappa=0.967)；2名醫師于30°屈曲位及微屈位診斷ACL斷裂的一致性好(Kappa=0.934、0.935)。對于診斷結果不一致的患者，2名醫師再次共同閱片并經協商后達成一致意見，以之作為最終數據。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、特異度及準確率均為100%。

圖1 ACL全長顯示狀況的評價標準，矢狀位FS PDWI A.3分，在1個層面內顯示ACL全長，且無明顯偽影；B、C.2分，ACL全長可在2個連續層面顯示，有偽影但不影響觀察；D～F.1分，斷裂的ACL全長在3個連續層面均不能辨認

圖2 ACL斷裂點及殘端顯示狀況的評價標準，矢狀位FS PDWI A.3分，ACL斷裂點(箭)及殘端(*)均可清晰顯示；B.2分，ACL股骨段殘端(*)尚可見，斷裂點不能清晰顯示；C.1分，ACL斷裂點及殘端均不能清晰顯示

2.2 30°屈曲位與微屈位MRI ACL評分的比較 2名醫師于30°屈曲位和微屈位MRI所得的ACL評分結果見表1，2名醫師間評分一致性好(Kappa均>0.75)。30°屈曲位MRI對ACL全長顯示狀況、斷裂ACL的斷裂點及殘端狀況的顯示均優于微屈位(Z=-6.375、-3.664，P均<0.001)，2種體位MRI顯示雙束結構的差異無統計學意義(Z=-1.219，P=0.223)。

3 討論

3.1 ACL的解剖與膝關節伸屈活動的關系 ACL位于股骨髁間窩內，起于股骨外側髁內側面，向前、下、內側走行，止于脛骨髁間棘前部。ACL解剖走行獨特，約5%～10%正常ACL常規伸直位或微屈位MR成像效果不佳，不能完整顯示[5]；而部分容積效應也可造成假陽性[6]。伸直位時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構[2,7]。正常ACL在伸直位時拉緊，股骨附著區顯示不佳，而隨著屈曲角度增大，股骨段與髁間頂區分離，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ACL評價的影響及角度選擇 既往研究[1,8-9]報道，在膝關節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、斷裂點及殘端(特別是股骨附著段)均優于伸直位。目前對于不同屈曲角度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°膝關節MRI，發現27%脛骨段在55°時比30°時顯示更清晰，但差異無統計學意義(P=0.05)，二者顯示斷裂ACL及診斷繼發半月板損傷的效能亦無明顯差異。Lee等[5]采用在表面線圈下墊海綿墊的方式對13名志愿者進行15°、30°及45°屈曲位MR掃描，發現屈曲30° MRI顯示ACL各段最佳。由于超過30°屈曲位掃描在顯示其他膝關節結構如髕股關節穩定性時可能具有局限性[10-12]，本研究選擇屈曲30°體位進行MR掃描，患者均無不適感；但對于身材高大、體型肥胖者，以及因損傷、疼痛等不能維持膝關節屈曲狀態的患者，增大屈曲角度可能導致其不適而不能完成檢查。針對采用30°屈曲位進行MR掃描，尚需進一步規范其適應證和禁忌證等。

表1 2名醫師采用30°屈曲位和微屈位MRI 對ACL的評分(例)

圖3 ACL雙束結構顯示狀況的評價標準，冠狀位FS PDWI A.3分，AMB(箭)、PLB(箭頭)可在1個層面內清晰顯示；B.2分，斷裂ACL的PLB(箭頭)可見，但不清晰；C.1分，斷裂的ACL雙束結構不可見

3.3 30°屈曲位與微屈位評價ACL全長、斷裂及雙束結構 目前國內外在MR掃描時常規使用膝關節專用線圈，患者以膝關節微屈位(約17°)接受掃描。本研究選取30°屈曲位，與常規微屈位進行對比，比較二者對完好及斷裂ACL的顯示狀況，結果表明2種體位所得圖像診斷ACL斷裂的一致性好，且敏感度、特異度及準確率均較高，屈曲30°時ACL全長和斷裂的ACL斷裂點與殘端的顯示優于微屈位，提示30°屈曲位顯示ACL具有優勢，其原因可能是膝關節微屈時ACL股骨附著區與髁間頂區分離的仍然未達足夠距離，導致ACL前緣模糊，而股骨附著段正是ACL斷裂的好發部位，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。膝關節處于伸直位時，AMB松弛、PLB拉緊；隨著膝關節屈曲，AMB拉緊、PLB松弛，兩纖維束扭曲、漸呈螺旋狀[13]。本研究結果發現，采用30°屈曲位掃描時，顯示ACL雙束結構與微屈位無明顯差別，推測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：我院對于臨床擬診ACL部分斷裂患者均采取保守治療，而不進行關節鏡檢查和手術，入組接受關節鏡檢查的患者均為ACL完全斷裂而無部分斷裂者；然而既往有研究[4]提示屈曲位掃描對診斷ACL部分斷裂更為敏感，有待后續進一步觀察。

總之，30°屈曲位與微屈位MRI診斷ACL斷裂的敏感度、特異度及準確率均較高，且二者診斷一致性好；同時，30°屈曲位掃描對顯示正常及斷裂ACL全長、斷裂點及殘端均優于微屈位，因此推薦在膝關節MR掃描時采用屈曲30°體位，可為臨床評價ACL提供更完善的影像學證據。