3.0T MRI 常規掃描與優化掃描在外踝韌帶訓練傷中的應用價值比較

裴守科 夏兆云 田忠祥 孟德伍 焦揚 洪雨

踝部扭傷是軍事訓練、體能運動中較常見的關節損傷之一，以外踝韌帶的損傷最為常見[1-3]。普通 DR 和 CT 僅能發現有無骨性損傷，但對于關節軟骨損傷、關節韌帶損傷及軟組織病變的診斷與術后療效評估必須借助磁共振檢查。盡管近年來高場強和靜音磁共振在骨關節損傷領域的廣泛應用，但臨床診療中對外踝韌帶損傷的漏診病例屢見不鮮。另外，以往相關文獻對外踝韌帶的特殊檢查方法介紹較少。為此，筆者通過對 76 例受檢者采取 MRI 常規掃描與優化掃描(不同角度斜軸位)[4]的方式，著重比較兩種方法對外踝韌帶成像的顯示效能，了解韌帶影像解剖結構及損傷情況；通過采用解剖標記點的簡易方法有效地完成距腓前韌帶(anterior talofibular ligament，ATFL)、跟腓韌帶(calcaneofibular ligament，CFL)、距腓后韌帶(posterior talofibular ligament，PTFL) 的掃描，旨在提高對外踝韌帶掃描技術水平和對韌帶損傷的診斷符合率。

材料與方法

一、納入標準與排除標準

1. 納入標準：( 1) 2016 年 1 月至 2019 年 6 月，我院收治的外踝韌帶(ATFL、PTFL、CFL) 訓練傷者；( 2) 既往無骨關節炎、免疫性及系統性病變者；( 3) 既往無關節損傷病史者；( 4) 既往無關節手術史者；( 5) 關節發育無異常者；( 6) 經手術及隨訪證實者；( 7) 簽署知情同意書者。

2. 排除標準：( 1) 因患肢疼痛或合并有精神類疾病史，無法配合檢查者；( 2) 體內有金屬植入物禁忌證者；( 3) 患有幽閉恐懼癥者；( 4) 合并踝關節周圍感染者。

二、一般資料

本研究共納入 76 例，男 60 例，女 16 例，平均年齡為 22 歲。有明確踝部訓練傷史 46 例，10 例為踝部活動不適。體格檢查中，36 例有外踝處明顯腫脹、青紫及壓痛，無關節脫位。

三、MRI 檢查方法

1. 常規掃描：患者均取仰臥位，無約束(自然) 體位，無過度背屈、跖屈及背伸，以較舒適體位擺好后采用肢體軟墊固定腳踝部，以防抖動。采用 GE 公司(signa HDxt 3.0T) MR 掃描儀，使用足踝 HD 線圈。視野(FOV) 24 cm×24 cm，矩陣 256×224，層厚 4 mm，掃描間隙 1 mm。橫斷面掃描(與踝關節面平行)：快速 SE(FSE) T1WI [(TR 840 ms，TE 15 ms) ]、抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 3400 ms，TE 60 ms) ](圖 1a)；冠狀面掃描：快速 SE(FSE) T1WI [(TR 700 ms，TE 8 ms) ]、抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 2600 ms，TE 52 ms) ]；斜矢狀面掃描：常規 T2WI [(TR 2400 ms，TE 57 ms) ] 快速 SE(FSE) T1WI [(TR 840 ms，TE 15 ms) ]、抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 2600 ms，TE 52 ms) ]。

2. 優化掃描：患者體位同常規掃描。取 MRI 常規掃描的正中矢狀面圖，以踝關節面(脛距關節) 作水平和垂直基準線，行不同角度斜軸位(多方位) 的優化掃描。( 1) 向足側傾斜(標記為負或 -) 8°、10°、12°、15°、18°、20° 行 ATFL 掃描(圖 1b)；(2) 向頭側傾斜(標記為正或 +) 8°、10°、12°、15°、18°、20° 行 CFL 掃描(圖 1c)；掃描序列及參數：抑脂 T2WI(FST2WI) [(TR 2600 ms，TE 52 ms) ]。

四、圖像處理與診斷標準

1. MRI 檢查與閱片：由 2 名經驗豐富的主管技師負責上機掃描；由 2 名高年資醫師負責診斷，如有異議，共同討論決定。剔除掃描中因患足無故過度背屈、跖屈及背伸后的病例；剔除圖像有偽影的病例。

2. 外踝韌帶的顯示與評分標準：采用 0～3 分的評分標準。0 分：韌帶走向及結構不能分辨；1 分：2 個及 2 個以上層面只能見到部分韌帶斷面 ( 1 / 3)；2 分：2 個及 2 個以上層面顯示大部分韌帶斷面(2 / 3)；3 分：1 個以上層面顯示韌帶起止點及全長結構。

3. 解剖標記點：統計 CFL、ATFL 經優化掃描后各評分的例數；調取定位線；在脛骨、距骨、跟骨上依次作標記(圖 1d)。

圖1 踝關節不同掃描方法及解剖標記點輔助線示意圖 a：踝關節橫軸位基準線；b：ATFL 掃描(-12°) 基準線；c：CFL 掃描(+20°) 基準線；d：解剖標記點及輔助線 [ 備注：6 個解剖標記點：脛骨前關節面(A)、脛骨前關節面與距骨上切跡中點(B)、距骨上切跡(C) 距骨前 - 下緣中點(D)、距骨下緣(E)、跟骨結節上緣(F)；5 條輔助線：依次將點 A、B、C、D、E 與點 F 作連線 ] Fig.1 Scanning methods of the ankle joint and auxiliary lines of anatomical markers a: Transverse baseline of the ankle joint; b: Scanning baseline of ATFL at -12°; c: Scanning baseline of CFL at 20°; d: Anatomical landmarks and auxiliary lines [ Notice: Six anatomical landmarks included the articular surface of anticus tibialis(A), midpoint of the articular surface of anticus tibialis and the supratalar notch(B), supratalar notch(C), midpoint of the anterior and inferior talus(D), inferior talus(E), and superior tuder calcanei(F). Five auxiliary lines were depicted by connecting A, B, C, D, E to F, respectively ]

五、統計學處理

使用 SPSS 19.0 統計學軟件進行數據處理：(1) 采用完全隨機設計多組數據比較的 Kruskal-Wallis 秩和檢驗，按照 α = 0.05 的檢驗水準，P< 0.05 認為差異有統計學意義；( 2) 采用 Kappa 檢驗分析 MRI 優化掃描與解剖標記線對 ATFL、CFL 顯示結果的一致性，K = 1 為完全一致；K ≥ 0.75 為一致性較好；0.75 > K ≥ 0.4 為一致性一般。

結 果

一、MRI 常規掃描

ATFL、CFL 在 FST2WI 像為圓點、短條形低信號影(圖 2a)，橫斷面中評分為 2～3 分的分別占 35.6%(27 / 76) 和 43.4%(33 / 76)；冠狀面評分為 2～3 分的分別占 38.2%(29 / 76)，48.7%(37 / 76)， 總體顯示效果不佳。

二、MRI 優化掃描

1. ATFL 在向足側傾斜 10°、12° 方位的 FST2WI 像為長條形低信號影，起始點明確，整體顯示較好，尤其在 -12° 方位掃描的韌帶走向及連續性最佳(圖 2b)，評分為 2～3 分的分別占 88.2%(67 / 76) 和 93.4%(72 / 76)，病變位置顯示較好(圖 2c)；采用 Kruskal-Wallis 法進行多組數據比較的秩和檢驗 ATFL 顯示效果不同，差異有統計學意義(χ2= 4.012，P< 0.05)。

2. CFL 在向頭側傾斜(正或 +) 18°、20° 的方位的 FST2WI 像顯示較好，在正 20° 方位掃描的韌帶走向及連續性最佳(圖 2d)，評分為 2～3 分的分別占 88.2%(67 / 76) 和 89.5%(68 / 76)；但 CFL 在最佳方位中評分為 3 分的總體顯示效果不如 ATFL。采用 Kruskal-Wallis 法進行多組數據比較的秩和檢驗 CFL 顯示效果不同，差異有統計學意義(χ2= 8.919，P< 0.05)。

圖2 ATFL、CFL、PTFL 在 MRI 常規掃描和優化掃描中的顯示效果 a：MRI 常規掃描橫軸位，ATFL 部分顯示(箭頭)；b：ATFL (-12°) 掃描，韌帶起、止點及走向清晰可辨(箭頭)；c：FST2WI 像顯示 ATFL 撕裂，韌帶回縮，關節囊內大量積液信號(粗箭頭)，PTFL 連續性完好(箭頭)；d：CFL(+20°) 掃描，韌帶起、止點及走向清晰可辨，結構完整(箭頭)Fig.2 ATFL, CFL and PTFL in conventional and optimized scanning a: The ATFL(arrow) scanned in the conventional MRI scanning at a transverse plane; b: Scanning of ATFL at -12°, in which the starting and ending points of the ligament and its direction of movement were clearly visualized(arrow); c: FST2WI scanning images showed ATFL laceration, ligament retraction, signals of large amounts of effusion in articular capsule(thick arrow), and a good continuity of PTFL(arrow); d: canning of CFL at 20°, in which the starting and ending points of the ligament and its direction of movement were clearly visualized(arrow)

3. PTFL 在 MRI 常規掃描的冠狀面和橫斷面顯示較好。

三、解剖標記點連線

以跟骨結節上緣與脛骨前關節面為解剖標記點的連線(AF 線) 與(正或 +) 20° 掃描方位的一致性較好，K 值為 0.862，即 ACL 的最佳掃描方位；以跟骨結節上緣與距骨前下緣為解剖標記點連線(EF 線) 的掃描方位與 -12° 掃描方位的一致性較好，K 值為 0.895，即 ATFL 的最佳掃描方位(表 1～3)。

表1 ATFL 在常規與優化掃描中的顯示情況及評分結果(例) Tab.1 Conventional and optimized scanning images of ATFL and their scores(case)

討 論

一、踝關節的臨床特點與損傷機制

踝關節是運動傷頻發的負重關節之一，其骨性關節結構、踝周肌肉以及周圍韌帶維持了人體站立、關節運動及其穩定性。另外，距舟關節和距下關節分別支配踝關節和足的內、外翻[5]。臨床工作中常見的輕度損傷包括骨挫傷、軟組織挫傷、關節囊損傷及其周圍韌帶損傷，嚴重損傷包括骨折、脫位、關節面軟骨損傷。軍事訓練及體操運動中，因踝部發生瞬間內翻、跖屈，加之內、外側肌力作用不對稱，較為薄弱的外踝韌帶出現不同程度損傷，影響訓練和關節活動。另外，根據國內、外學者[1,6-7]報道，外踝韌帶損傷中 ATFL 損傷約占 70% 以上，發生頻次依次是：ATFL、CFL、PTFL，由此可見外踝韌帶成為臨床關注踝部訓練傷的重點。

表2 CFL 在常規與優化掃描中的顯示情況及評分結果(例) Tab.2 Conventional and optimized scanning images of CFL and their scores(case)

表3 ATFL、CFL 優化掃描與解剖標記點連線對照情況(例) Tab.3 Optimized scanning of ATFL and CFL, and their comparisons with the connection of anatomic landmarks(case)

二、外踝韌帶(ATFL、CFL) 的 MRI 掃描方法比較及圖像所見

1. 常規掃描：采用教科書或廠商制定的規范化掃描方案，掃描方位包括常規橫斷面、冠狀面及矢狀面，均以踝關節面為基準，掃描線平行或垂直于關節面[8-9]，較少介紹特殊掃描或優化掃描。常規掃描可觀察關節端骨質、關節軟骨、脛側腓側長、短肌腱、跟腱及周圍軟組織的情況，但對外踝韌帶走向以及韌帶損傷顯示不滿意，韌帶顯示不連續，甚至無法辨認，加之關節周圍水腫或積液遮擋，容易遺漏病變。本組研究中，ATFL、CFL 在常規掃描中橫斷面、冠狀面中顯示率較低，評分為 2～3 分的橫斷面占 35.6%(27 / 76) 和 43.4%(33 / 76)；冠狀面占 38.2%(29 / 76)，48.7%(37 / 76)，總體顯示效果不佳。

2. 優化掃描：取常規正中矢狀面圖為基準的斜切位 ATFL、CFL，尤其是向足側傾斜 12° 的斜軸位，較常規掃描的優勢為：掃描角度接近 ATFL 的解剖走向，起止點和韌帶分辨明確，評分為 3 分的占 86.9%(66 / 76)，最大程度地顯示 ATFL 解剖結構和損傷情況；向頭側傾斜 20° 的斜軸位，較常規掃描的優勢為：掃描角度近似 CFL 走向或一致方向，起止點和韌帶分辨明確，評分為 3 分的占 81.6% (62 / 76)，較完整顯示 ATFL 結構和損傷情況。并且，ATFL、CFL 在多角度掃描通過多組數據比較的秩和檢驗中差異有統計學意義。由此可見，上述兩種掃描方式對于外踝韌帶顯像及損傷判斷取得較好的效果，但傾斜角度與以往部分作者有所差 異[10-11]，其原因可能為不同實驗者或操作者選用的參考線或基準線不同，也與掃描時受檢者踝關節的屈曲角度有關，需要在具體操作中加以略微調整。

3. 解剖標記點：本研究機構提示：( 1) 以跟骨結節上緣、脛骨前關節面的連線(AF 線) 與優化掃描中(正或 +) 20° 的一致性較好，K 值為 0.862；以跟骨結節上緣、距骨前下緣的連線(EF 線) 與優化掃描中(負或 -) 12° 的一致性較好，K 值為 0.895；( 2) 上述方法可作為 ATFL、ACL 的最佳掃描方式，方便技師操作，韌帶顯示效果好，解剖位置容易辨認；對于韌帶有無損傷、損傷程度分級均可明確判斷。

總之，在踝關節訓練傷中，因各部各區訓練方式、訓練強度和運動方式的不同，損傷程度各有差異。踝關節優化掃描無疑是在常規掃描的基礎上，選擇性的增加掃描序列，有目的性地分析外踝韌帶有無損傷以及損傷分級的有力手段或方式，自然體位下的掃描不僅可以減輕患者的檢查痛苦，而且避免了患者的躁動。解剖標記點的識別以及輔助線的應用為一線上機操作者提供了極大便利。