MRI膝關節功能位對退行性膝關節炎患者前交叉韌帶附著端早期損傷的評價

李浩，徐子軍，湯光宇，王鳴鵬，黃翠花，孫文閣，周德定

（1.江蘇省昆山市第二人民醫院，江蘇昆山215300；2.同濟大學附屬第十人民醫院a核磁共振室，b放射科，上海200072；3.復旦大學附屬華東醫院CT室，上海200040；4.上海市健康危害控制所營養衛生科，上海200336；5.中國醫科大學附屬第一醫院放射科，遼寧沈陽110001）

MRI膝關節功能位對退行性膝關節炎患者前交叉韌帶附著端早期損傷的評價

李浩1，徐子軍2a，湯光宇2b，王鳴鵬3，黃翠花4，孫文閣5，周德定4

（1.江蘇省昆山市第二人民醫院，江蘇昆山215300；2.同濟大學附屬第十人民醫院a核磁共振室，b放射科，上海200072；3.復旦大學附屬華東醫院CT室，上海200040；4.上海市健康危害控制所營養衛生科，上海200336；5.中國醫科大學附屬第一醫院放射科，遼寧沈陽110001）

目的：探討退行性骨關節炎患者功能位MRI掃描對前交叉韌帶ACL附著端早期損傷的臨床應用價值。方法：對臨床高度懷疑退行性骨關節炎的88例患者行常規和功能位MRI掃描，分次提供常規和功能位MRI資料，由高年資影像醫師診斷，以關節鏡或手術結果為金標準，回顧性統計分析常規和常規附加功能位MRI的診斷符合率差異。結果：MRI常規體位掃描對1～3級損傷診斷符合率分別為40.00%（8/20）、39.13%（9/23）和100%（1/1），功能位組分別為95.00%（19/20）、91.30%（21/23）、100%（1/1）。2種診斷方法的符合率差異有統計學意義（χ2=27.538，P＜0.001），其中1級及2級損傷診斷符合率差異均有統計學意義（1級損傷：χ2=13.789，P＜0.001；2級損傷：χ2=13.800，P＜0.001）。結論：膝關節功能位MRI掃描對ACL起始和終止端具有獨特的顯示視角；可明顯提高DOA的ACL損傷，特別是起始和終止端1級、2級等輕中度撕裂的診斷符合率。

骨關節炎；前交叉韌帶；膝關節功能位；磁共振成像

膝關節前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）起始于股骨外側髁后內側面［1］，呈斜行走向與股骨髁間窩頂或Blumenstaats線走向一致，終止于脛骨平臺髁間棘前內側，并在脛骨附著點增寬，與外側半月板的前角相連，走行和解剖結構較復雜。當ACL附著端早期損傷出現嗜伊紅變性或黏液樣變性以致韌帶內出現異常信號增高，或韌帶周圍的脂肪組織、積液產生的部分容積效應時［2-3］，常規MRI檢查對于ACL附著端病變診斷常出現假陽性或漏誤診等情況。膝關節功能位（膝關節屈曲不同角度，最大可至145°～160°，類似X線攝影的髕骨軸位）狀態下，軸位掃描可得到ACL的全程冠狀面圖像，對于ACL起始端和終止端病變情況有更好顯示視角。早期準確診斷發現ACL附著端損傷并采取有效治療，可減少乃至避免骨性關節炎進一步加?。?-5］。筆者通過對膝關節退行性骨關節炎（degenerative osteoarthritis，DOA）行MRI常規體位和功能體位掃描，并以關節鏡檢查為金標準，回顧性評價圖像，旨在探討MRI膝關節功能位對DOA患者ACL附著端早期損傷的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇同濟大學附屬第十人民醫院2012年10月至2015年3月期間，臨床表現為膝關節間歇性疼痛、癥狀加重伴活動受限1個月～3年，經關節鏡證實為DOA，且能配合膝關節功能位檢查的患者列為研究對象。

經關節鏡或手術證實及MRI檢查診斷均為DOA共88例，其中右膝49例，左膝39例；男42例，女46例；年齡30～78歲，平均52.9歲，均行膝關節常規和功能位MRI檢查。從88中隨機抽取44例作為研究對象。由3位高年資診斷醫師采用雙盲法進行閱片，討論得出診斷報告。檢查當日先分析常規膝關節MRI圖像，3個月后，再分析常規體位并附加功能位檢查圖像。

1.2 方法

1.2.1 檢查體位常規掃描體位：患者取仰臥位，膝關節自然伸直，用輔助固定裝置使膝關節處于穩定、適狀態；髕骨下緣中心對準“十字”定位燈，橫斷位掃描基準線平行于股骨與脛骨的關節面，冠狀位掃描基準線平行于髁間窩底水平線，矢狀位掃描基準線垂直髁間窩底水平線。功能位掃描體位：患者取患側膝關節朝下側臥位，患側膝關節盡可能最大屈曲，可至145°～160°（脛骨長軸和股骨長軸夾角），類似X線髕骨軸位位置，將寬布條套住足背，雙手拉住布條另一端（圖1a）。選擇包裹性較好、信號強的柔線圈，線圈包裹患側膝關節上下面，并用沙袋固定；健側膝關節彎曲緊貼患側膝關節，進一步壓住固定線圈。矢狀位掃描方法同常規體位，橫斷位掃描基準線平行于ACL走行（圖1b）。

1.2.2 儀器與掃描序列、參數使用Magnetom Verio 3.0 T MRI成像儀（Magnetom Verio 3.0 T；Siemens Healthcare，Germany）；圖像后處理專用工作站（Magnetom Verio配套工作站）；肩關節柔線圈；沙袋若干個；定位儀器與固定用滌綸布條（約1.8 m）；角度測量尺；岱嘉公司PACS等。常規體位掃描序列及參數：①矢狀位PDWI（TR 3 000 ms，TE 33.0 ms，層厚3.5 mm，層距0.35 mm），T2WI/FS（TR 3 500 ms，TE 98 ms，層厚3.5 mm，層距0.35 mm，FOV 180 mm× 180 mm）。②冠狀位PDWI/FS（TR 3 000 ms，TE 33.0 ms，層厚3.5 mm，層距0.35 mm）。③軸位T1WI（TR 586 ms，TE 17 ms，層厚5 mm，層距0.5 mm，FOV 180 mm×180 mm）。功能位掃描序列：①矢狀位PDWI（TR 3 000 ms，TE 33.0 ms，層厚3.5 mm，層距0.35 mm）。②橫斷位T2WI/FS（TR 3 500 ms，TE 98 ms，層厚3.5 mm，層距0.35 mm）。

1.2.3 關節鏡圖像分級0級：韌帶起始端纖維束形態、結構及功能正常，張力好，形態完整，外緣光滑；1級：張力減低，形態尚完整，韌帶附著端纖維外緣毛糙，韌帶纖維束走行呈弓形（參照Blumensaat線）或呈波浪狀；2級：韌帶附著端纖維束部分撕裂、張力減低；3級：韌帶附著端纖維束完全斷裂，回縮或未顯示。

1.2.4 MRI圖像評價方法MRI診斷報告分為4級：0級，韌帶表現正常，為由前內下向后外上走行、形態正常的低信號，附著端內無異常信號，無增粗水腫等；1級，韌帶起始或終止端形態尚完整，以低信號為主、內部混雜少量高信號且邊緣稍模糊；2級，韌帶起始或終止端從附著端部分撕裂脫落，韌帶附著端信號欠清晰、增粗并伴局部或彌漫性高信號；3級，韌帶前或后附著點完全撕裂。

1.3 統計學方法采用SPSS 16.0統計軟件，對2組采用CMHχ2檢驗，與關節鏡檢查結果比較，得出2種不同檢查體位的診斷符合率；采用χ2檢驗，比較常規和膝關節功能位MRI檢查對ACL附著點損傷診斷符合率的差異。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.12 種檢查方法對ACL附著端損傷級別診斷結果見表1。2種檢查方法診斷符合率差異有統計學意義（P＜0.05）；其中1級及2級損傷診斷符合率差異均有統計學意義（均P＜0.05）。

表1 常規體位和常規且附加功能位MRI對ACL附著端損傷級別診斷結果比較

2.2 44例中常規體位且附加功能位MRI檢查圖像較僅提供常規體位MRI檢查有更高的診斷符合率。10例（22.73%）常規體位MRI檢查對于ACL附著點的顯示視角較差（圖2a），附加功能位后圖像能更清晰顯示ACL附著點與周圍組織的關系，并能有效避開容積效應（圖2b）；5例（11.36%）常規體位的矢狀位MRI檢查中顯示疑似ACL斷裂（圖3a），附加功能位MRI檢查后診斷為ACL股骨附著段的輕度撕裂（圖3b），并經關節鏡檢查證實（圖3c）。15例（34.09%）常規MRI檢查難以對ACL附著端損傷級別進行判定，附加功能位MRI檢查可準確判定（圖4a，4b）。

圖1 女，55歲圖1a患者呈膝關節功能位體位，類似于側臥的髕骨X線攝影軸位，側臥位使患者更舒適，用沙袋、寬布條固定使檢查姿勢更穩定圖1b為掃描定位線，標準功能位平行于髕骨后緣，因患者屈曲角度不同需在矢狀位調整，掃描基線平行于膝關節前交叉韌帶（ACL）走行圖2男，37歲圖2a常規體位MRI矢狀位FSE T2WI-FS對ACL附著點的顯示視角較差，對ACL附著點信號變化顯示不夠清晰圖2b附加功能位FSE T2WI-FS能清晰顯示ACL附著點及其與周圍組織的關系，尤其是在膝關節積液時能夠避開容積效應圖3女，54歲圖3a常規體位MRI矢狀位FSE T2WI-FS對ACL走行顯示不清，疑似ACL斷裂圖3b附加功能位橫斷位圖像，可清晰顯示ACL股骨附著段以低信號為主、內部混雜少量高信號且邊緣稍模糊，應診斷為ACL股骨附著段的1級撕裂圖3c經關節鏡證實圖4男，36歲圖4aFSE PDWI冠狀位圖像對附著段顯示不清圖4b附加功能位橫斷位FSE T2WI-FS可診斷為ACL附著段的2級撕裂

3 討論

3.1 DOA與ACL附著端損傷的關系研究認為［6］，無外傷史的DOA患者ACL損傷機制是其重復的小損傷逐漸累加的結果。特別是慢性重度DOA患者ACL組織學退變發生率高，如黏液變性、軟骨化生、膠原纖維排列紊亂、囊變等易致其損傷。研究［7］表明，膝關節置換術后患者，與ACL附著端損傷有直接相關性。ACL斷裂后，上述膝關節的穩定性受到影響，股骨髁間窩、脛骨髁間棘及ACL的起始、終止點會發生不同程度的撞擊，從而導致相應部位骨贅增生［8］，骨贅又進一步損傷ACL。

3.2 膝關節功能位評價DOA患者附著端撕裂分級診斷價值常規膝關節MRI掃描方向與ACL的方向未平行，ACL難以在同一層面全程顯示，且對前交叉和后交叉韌帶重疊處的交叉韌帶損傷顯示有時不夠清晰［9-10］。ACL慢性損傷常表現為韌帶的增厚而無水腫，類似于正常的ACL，常呈假陰性，不易診斷。筆者研究前期發現當患者側臥膝關節最大屈曲時，近似于X線攝影髕骨軸體位掃描后不加后處理即能全程顯示ACL，且對于ACL的附著端和前后交叉韌帶重疊處（影像不確切區）能夠提供明確的影像資料。

本研究中，膝關節功能位對附著端損傷的顯示1級20例，2級23例，與關節鏡符合率較常規體位明顯提高。分析可能由于膝關節功能位狀態下，交叉韌帶附著端在橫斷位上完全展開，可清晰顯示起始或附著端與附著點的連接情況和信號改變，對于韌帶撕裂的分級界定更明晰。

3.3 初步結論膝關節功能位MRI在橫斷位能獨特顯示全程ACL，尤其對ACL起始和終止端具有獨特的顯示視角，可彌補常規MRI對ACL中間纖維束顯示不清、股骨外髁的容積效應使ACL的股骨附著區顯示不佳，以及斜冠狀位掃描半月板、骨骼、軟骨結構發生一定的變形影響診斷的缺陷。對DOA的ACL損傷，特別是起始和終止端1級、2級，即輕、中度早期撕裂診斷有很高的準確性，建議臨床提示DOA患者及疑似ACL損傷患者MRI檢查中應附加膝關節功能位檢查。

3.4 本研究的局限部分患者無法做到膝關節功能位要求屈曲的角度，可通過調整掃描角度盡可能地平行于交叉韌帶的走行掃描。本研究中側臥膝關節功能位MRI檢查僅采用常規序列，有研究［11-13］顯示三維多回波合并成像（3D-MEDIC）及DWI能更好地顯示ACL完全撕裂和部分撕裂。為了保證對照一致性，本研究均采用常規掃描顯示，并未行薄層掃描，相信在層厚等其他參數優化后會有更好的顯示效果。另外，3級ACL附著點損傷常規體位即能明確診斷，為不影響統計結果的客觀性，故未列入統計結果。

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The knee MR with functional position in diagnosis of the early damage of the ACL adherent side

LI Hao，XU Zijun，TANG Guangyu，WANG Mingpeng，HUANG Cuihua，SUN Wenge，ZHOU Deding.
The Second People’s Hospital of Kunshan，Kunshan，215300，China.

Objective：To study the clinical value of MRI scan of the functional position of knee-joint on the early injury of the Attachment end of anterior cruciate ligament（ACL）in patients with chronic knee osteoarthritis（DOA）.Methods：Routine and functional position of knee-joint MRI scanning were performed in 88 patients with clinically suspected degenerative os teoarthritis（DOA）；Routine and functional MRI scan images data were provided and then diagnosed by senior radiologists；and arthroscopy results were used as the gold standard to evaluate the difference of diagnostic agreement rate between routine and additional functional positions of MRI images.Results：The 1～3 levels damage compliance rate was 40.00%（8/20），39.13%（9/ 23）and 100%（1/1），respectively；The functional group were 95%（19/20），91.3%（21/23），100%（1/1），respectively；the coincidence rates of two kinds of diagnosis methods were different（χ2=27.538，P＜0.001）；there was a statistically significant difference in the coincidence rate of diagnosis（to 1 level damage，χ2=13.789，P＜0.001；To 2 level damage，χ2=13.800，P＜0.001）.Conclusion：Magnetic resonance scanning of knee joint functional position has a unique visual angle to the ACL initiation and termination；it can significantly improve diagnosis compliance rate of the ACL damage of chronic osteoarthritis（DOA），especially the initiation and termination of the grade 1 and 2,mild to moderate tear.

Osteoarthritis；Anterior cruciate ligament；The functional position of knee-joint；Magnetic resonana imaging

2016-07-30）

10.3969/j.issn.1672-0512.2017.01.014

上海市醫務工會優秀項目（20160824A-06）。

徐子軍，E-mail：zjxu2008@163.com。