磁共振在前交叉韌帶損傷中的應用

章學勤　徐林

【摘要】 隨著時代與科技的進步，前交叉韌帶損傷發(fā)生率越來越高，但其漏診與誤診率仍較高，臨床上對前交叉韌帶損傷的診斷主要檢查方式為磁共振成像。為提高其診斷準確性，人們不斷改進磁共振影像設備及其對前交叉韌帶損傷的診斷方法，使其對前交叉韌帶的顯影越來越清晰。因此其對于前交叉韌帶損傷的診斷準確度不斷提高，磁共振在前交叉韌帶損傷中的應用越來越廣泛。本研究通過查閱大量磁共振在前交叉韌帶損傷中應用的相關文獻，對近些年磁共振在前交叉韌帶中的診斷標準、診斷的新方法以及在前交叉韌帶損傷術(shù)后的應用進行綜述。

【關鍵詞】 前交叉韌帶損傷 磁共振 診斷標準

Application of Magnetic Resonance in Anterior Cruciate Ligament Injury/ZHANG Xueqin， XU Lin. //Medical Innovation of China， 2021， 18（36）： -174

[Abstract] With the era and the progress of science and technology， higher and higher incidence of anterior cruciate ligament injury， but the missed diagnosis and misdiagnosis rate is higher， magnetic resonance imaging is the main examination method for the diagnosis of anterior cruciate ligament injury. In order to improve its diagnostic accuracy， people continue to improve magnetic resonance imaging equipment and its diagnostic methods for anterior cruciate ligament injury， so that its development of anterior cruciate ligament is more and more clear. Therefore， its diagnostic accuracy for anterior cruciate ligament injury is continuously improved， and magnetic resonance is more and more widely used in anterior cruciate ligament injury. By consulting a large number of relevant literatures on the application of MRI in anterior cruciate ligament injury， this study reviewed the diagnostic criteria， new diagnostic methods and postoperative application of MRI in anterior cruciate ligament injury in recent years.

[Key words] Anterior cruciate ligament injury Magnetic resonance Diagnostic criteria

First-author’s address： Binzhou Medical College， Shandong Province， Yantai 264003， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.36.041

前交叉韌帶起點于股骨外側(cè)髁內(nèi)面后部，從髁間窩穿過，向前、下、內(nèi)斜行后終止于脛骨髁間隆起前方，其平均長度31～38 mm，平均相交表面面積在女性中為36 mm2，在男性中為44 mm2[1]。分成前內(nèi)側(cè)束、中間束和后外側(cè)束。前內(nèi)側(cè)束在屈曲時被拉伸，主要防止前后移位，后外側(cè)束在伸直時被拉伸，防止膝關節(jié)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，其在膝關節(jié)的運動中協(xié)同工作。中間束支持前內(nèi)側(cè)束和后外側(cè)束，在該協(xié)同運動中抵抗旋轉(zhuǎn)力[2]。前交叉韌帶損傷在日常生活中較為常見，主要由膝關節(jié)受到暴力外翻或外旋引起，如運動時中上肢帶動髖部及大腿過度旋轉(zhuǎn)、膝關節(jié)過伸等[3]。前交叉韌帶損傷的同時往往伴隨半月板、軟骨和其他韌帶的損傷，且損傷后膝關節(jié)不穩(wěn)定，活動功能受限，易繼發(fā)骨性關節(jié)炎。由于磁共振對軟組織有較高的分辨率，并具有無創(chuàng)、無輻射、多角度、多序列成像等特點已廣泛應用于膝關節(jié)損傷的檢查，可在關節(jié)鏡檢查及治療前使用，避免不必要的檢查引起的損傷[4]。研究表明，70%的前交叉韌帶損傷發(fā)生在體育運動中，尤其是在一些扭轉(zhuǎn)、急停等動作較多的運動，其發(fā)生率明顯高于一般人群[5]。敖英芳等[6]調(diào)查我國現(xiàn)役運動員6 810名（其中男3 983名，女2 827名）各種運動創(chuàng)傷的發(fā)病情況發(fā)現(xiàn)，前交叉韌帶損傷的發(fā)生率為47%。本研究從磁共振對前交叉韌帶損傷的診斷標準、磁共振診斷前交叉韌帶損傷的新方法以及磁共振在前交叉韌帶損傷術(shù)后的應用三方面對近些年磁共振在前交叉韌帶損傷中應用做出系統(tǒng)綜述。

1 磁共振對前交叉韌帶損傷的診斷標準

近些年隨著科技的發(fā)展，磁共振診斷前交叉韌帶損傷的方法也隨著時代的發(fā)展而不斷進步，嚴和強[7]分析48例可疑前交叉韌帶損傷患者，總結(jié)出前交叉韌帶損傷的MRI表現(xiàn)：前交叉韌帶部分撕裂顯示為韌帶增粗，局限性信號增高，但纖維束仍連續(xù)、完整;完全撕裂則出現(xiàn)不規(guī)則、波浪狀及攣縮的韌帶，彌漫性信號增高等表現(xiàn)。磁共振成像在急性前交叉韌帶破裂時直接征象為T2加權(quán)圖像上前交叉韌帶實質(zhì)內(nèi)的局灶性或彌漫性高信號，以及前交叉韌帶缺乏連續(xù)性[1，8]。前交叉韌帶損傷的間接征象為前交叉韌帶的定位、骨挫傷和骨軟骨骨折、后交叉韌帶線、后交叉韌帶角、后交叉韌帶彎曲和外側(cè)半月板的后移位[9-10]。XU等[4]通過評估377例經(jīng)關節(jié)鏡證實的前交叉韌帶撕裂患者的磁共振圖像，得出急性前交叉韌帶撕裂中T2加權(quán)圖像彌漫性高信號的發(fā)生率高于慢性前交叉韌帶撕裂。骨挫傷、水腫和切口綜合征在急性前交叉韌帶發(fā)生率較高，可作為急性前交叉韌帶撕裂的預測指標，而韌帶撕裂、軟骨損傷或骨關節(jié)炎、Notch綜合征和弓形后交叉韌帶在急性和慢性前交叉韌帶撕裂中均可出現(xiàn)[4]，彌漫性高信號對于鑒別急性和慢性前交叉韌帶撕裂具有一定價值。Robertson等[11]報道磁共振上的不連續(xù)和異常定位對診斷前交叉韌帶損傷具有較高的敏感性和特異性，提示這兩個征象可以用于前交叉韌帶的診斷。濮進華等[12]通過分析66例前交叉韌帶損傷患者，得出前交叉韌帶損傷的間接征象和直接征象如下：直接征象如韌帶變粗，不規(guī)則的邊緣，出現(xiàn)高信號;行走出現(xiàn)異常，出現(xiàn)假瘤及無完整的纖維束。間接征象如脛骨平臺的后、外側(cè)及骨面挫傷，外側(cè)半月板的后角后移，后交叉韌帶的曲率大于0.39，大于5 mm的脛骨前移，股骨外側(cè)髁切跡處凹陷大于1.5 mm。黃兆海等[13]通過分析100例前交叉韌帶損傷患者，得出前交叉韌帶損傷的急性期為T1WI低信號，T2WI高信號，慢性前交叉韌帶損傷中T1WI及T2WI均較長，韌帶出現(xiàn)局部變厚、變粗且韌帶邊界不清晰及斷痕。正常前交叉韌帶的磁共振表現(xiàn)為連續(xù)、比較均勻的帶狀低信號。前交叉韌帶發(fā)生急性損傷或撕裂后，磁共振顯影出現(xiàn)韌帶腫脹，大于正常徑，連續(xù)性破壞，出現(xiàn)異常高信號及韌帶斷裂、韌帶松弛，原因是韌帶中的氫原子多肽網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)被損壞、出現(xiàn)較多水腫液生成所致[11]。

2 磁共振診斷前交叉韌帶損傷的新方法

2.1 俯臥位膝關節(jié)最大屈曲時磁共振檢查 文獻[14]通過研究61例伴有半月板和軟骨病變、需要關節(jié)鏡膝關節(jié)手術(shù)的部分前交叉韌帶撕裂患者發(fā)現(xiàn)，在膝關節(jié)俯臥位并處于最大屈曲狀態(tài)時的磁共振檢查，敏感性和特異性較高，其使用有助于骨科醫(yī)生對部分撕裂患者的診斷和治療。

2.2 高精度磁共振 在文獻[15-16]中，高精度前交叉韌帶設備的診斷準確率并沒有顯著提高，當磁共振的磁場強度從0.2 T發(fā)展到3 T時，其準確率從93%增加到95%，其改善并不明顯。為了提高準確性，更多的放射科醫(yī)生要求斜冠狀面和矢狀面，以便在一個框架內(nèi)獲得前交叉韌帶的全長視圖。

2.3 磁共振斜位圖像 文獻[17]通過回顧54例同時接受磁共振和關節(jié)鏡檢查的患者的病史，磁共振非斜位圖像的準確性為80%，磁共振斜位圖像的診斷準確性為91%，斜位圖像的使用使準確率從80%提高到91%，表明斜位磁共振圖像有助于診斷更較為輕微的前交叉韌帶損傷。

2.4 磁共振彌散加權(quán)成像（DWI） 前交叉韌帶撕裂的磁共振診斷主要基于形態(tài)學表現(xiàn)。DWI最初用于腦病理的評估，現(xiàn)在也應用于前交叉韌帶損傷的診斷[18]，DWI根據(jù)水分子運動的變化來進行顯影[19]，根據(jù)細胞內(nèi)水的流動性低于細胞外[20]，在擴散梯度存在的情況下，細胞內(nèi)信號衰減較慢[21]，相比之下，更流動的細胞外水的信號更強，同時由于前交叉韌帶富含膠原蛋白，不溶于水;因此，它們在圖像上表現(xiàn)為低信號[22]。b值反映水分子擴散運動的能力，越高表明水分子擴散越快，而撕裂韌帶在DWI的平均b值明顯高于正常韌帶[23]，表明可以根據(jù)DWI中的b值來診斷前交叉韌帶損傷。

2.5 前交叉韌帶損傷的磁共振半自動檢測 在放射科，醫(yī)生的職責是檢測人體各種組織及器官的異常，其過程枯燥、乏味、耗時且容易出錯。計算機輔助診斷是在診斷過程中引入自動化來減少這些因素。計算機通過對人類前交叉韌帶損傷建立決策支持模型，在矢狀面磁共振（MR）中檢測輕度前交叉韌帶損傷（不需要手術(shù)治療）和完全性前交叉韌帶損傷（需要手術(shù)治療）。它能夠為醫(yī)學專家的決策提供建議，在前交叉韌帶損傷的診斷中發(fā)揮著重要的作用。在過去，決策支持模型通常是通過組裝之前的專家知識來創(chuàng)建的，但現(xiàn)在更多的是從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中直接構(gòu)建或?qū)W習。根據(jù)建立的模型，在信息量很大及模糊圖像中識別物體。雖然僅通過觀察膝關節(jié)磁共振來進行半自動前交叉韌帶損傷診斷是一個困難的問題，但實驗結(jié)果表明，計算機輔助決策在臨床上有潛在的應用價值，無論是檢測輕微損傷還是檢測完全破裂[24-25]。

3 磁共振在前交叉韌帶損傷術(shù)后的應用

Anz[26]通過分析30名健康者得出，前交叉韌帶的T2松弛值和前交叉韌帶體積不隨年齡變化，因此可以作為評估前交叉韌帶移植成熟的量化、無創(chuàng)方法。磁共振是診斷撕裂的金標準成像方式。前交叉韌帶重建是目前治療這些損傷的首選方法。重建后，磁共振可被用作評估重建手術(shù)后前交叉韌帶移植物的成熟程度、管理術(shù)后恢復和/或研究手術(shù)技術(shù)時的無創(chuàng)工具[25]。然而，這些研究仍未充分解釋前交叉韌帶損傷術(shù)后移植物成熟度隨時間變化。需要進一步的發(fā)展為臨床醫(yī)生和研究人員提供更成熟的方法。在健康人群中的量化值將為臨床醫(yī)生提供預期的規(guī)范值。這些量化值將有助于評估移植物成熟，制訂康復協(xié)議，或評估前交叉韌帶重建手術(shù)技術(shù)[26]。

4 結(jié)語

由于時代及交通工具的發(fā)展，前交叉韌帶損傷發(fā)生概率不斷升高，而漏診及誤診的代價是極大的，將延誤患者的治療，可能造成骨關節(jié)炎等并發(fā)癥，嚴重影響患者的日常生活。因此隨著時代的發(fā)展與進步，磁共振在診斷前交叉韌帶損傷中的應用與研究越來越深入及廣泛，經(jīng)過多年的探索其有望成為前交叉韌帶損傷的金標準。

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（收稿日期：2021-11-09） （本文編輯：占匯娟）