前交叉韌帶重建后正常移植物及并發癥的磁共振影像表現

李雨萍，章宇媚，鄒月芬

南京醫科大學第一附屬醫院放射科，江蘇 南京 210029

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）是膝關節的重要組成部分，其主要作用是限制脛骨在股骨上的過度前移，從而防止膝關節的過度伸展，同時也能一定程度上防止脛骨內旋，在維持運動中的身體平衡方面具有重要作用。ACL 撕裂的發生率約為68.6/10萬［1］，在年輕人或從事專業體育運動人群中的發病率更高。前交叉韌帶重建（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）是治療ACL撕裂的重要方式，特別是非手術治療后活動功能仍較差的患者。其目的是使重建后的膝關節恢復與自然韌帶相同的功能，防止后期的持續損傷［2］。

盡管ACLR 手術技術在不斷發展，康復方案在不斷優化，移植后并發癥的發生率仍然較高（13.3%）［3］。而且移植成功的患者由于存在并發癥會感受到不同程度的膝關節不適，15%～25%的重建術后患者存在膝關節持續不穩定、失去伸展力和疼痛等表現［4］，往往導致不能恢復其受傷前的運動水平。

臨床上，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是觀察ACLR后愈合過程最常用的影像學方法。既往研究多關注重建的手術方式［5-6］、重建后移植物的愈合過程［7-8］、康復訓練方法［9-10］和術后患者的自我感受［11-12］，較少關注患者在尚未出現臨床不適時的影像學表現。而這些影像學表現恰恰對患者術后并發癥的出現起到重要的早期提示作用，影像學醫師和臨床骨科醫生需要熟知ACLR后移植物不良事件的存在及其影像學評估。因此本研究探討了ACLR后正常移植物的信號變化及并發癥的MRI表現。

1 對象和方法

1.1 對象

本研究選擇2012年1月—2023年3月在南京醫科大學第一附屬醫院因ACLR復查行MRI檢查的患者為篩選對象，根據嚴格的納入標準及排除標準，最終納入患者299 例。納入標準：①患者傷側膝關節既往未做過手術；②在行ACLR手術時，不合并其他韌帶的損傷和重建：③圖像質量清晰完整，適合診斷。排除標準：①同時行膝關節骨折內固定手術；②術后患側膝關節再次行膝關節清理術或其他類型手術；③有風濕性關節炎、惡性腫瘤病史；④圖像金屬偽影及運動偽影較重。本研究為回顧性研究，通過醫院倫理委員會批準（2021-SR-051）。

1.2 方法

1.2.1 檢查方法

采用3.0T MRI掃描儀（MAGNETOM Skyra，西門子公司，德國）?；颊呷⊙雠P位，行常規膝關節矢狀位PDWI、T2WI fs序列、冠狀位T1WI、T2WI fs序列以及軸位PDWI fs序列的掃描。矢狀位PDWI序列掃描參數：TR/TE 2 500 ms/21 ms，FOV 290 mm×320 mm；矢狀位T2WI fs 掃描參數：TR/TE 3 500 ms/54 ms，FOV 320 mm×320 mm；冠狀位T1WI 掃描參數：TR/TE 430 ms/11 ms，FOV 320 mm×320 mm；冠狀位T2WI fs 掃描參數：TR/TE 3 500 ms/54 ms，FOV 320 mm×320 mm；軸位PDWI fs 掃描參數：TR/TE 2 100 ms/24 ms，FOV 320 mm×320 mm，層厚為3.0mm。

1.2.2 圖像評估

2 名專業為肌骨方向的放射科醫師在冠狀位、軸位、矢狀位的各個序列上評估移植物的信號表現及隧道位置，判斷其是否出現重建術后并發癥，當2位醫師的結果不統一時由第3位醫師共同商討決定。

1.2.3 移植物信號強度比計算

根據測量得到每個區域的信號強度，使用公式：信號強度比=（ACL移植物的信號強度-后交叉韌帶信號強度）/背景信號強度。由1名放射科醫師進行2次信號強度測量，每次測量間隔2周以排除記憶造成的測量誤差，取2次測量結果的平均值進行計算。

1.3 統計學方法

采用SPSS 27.0統計學軟件進行統計分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，描述性統計用于描述各種移植物并發癥出現的比例，以百分比表示。移植物5個時期信號強度比的比較采用單因素方差分析，如果滿足方差齊時兩兩比較采用LSD 法，方差不齊時采用Tamhane T2法。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床資料

在納入的299例患者中，男172例，女127例，年齡（29.94±9.65）歲（范圍13～56 歲），體重指數（body mass index，BMI）（24.54±3.20）kg/m2（范圍17.90～38.10 kg/m2）。左膝ACLR 135例，右膝ACLR 164例，術后1～3 個月復查者117 例，術后4～6 個月復查者64 例，術后7～9 個月復查者17 例，術后10～12 個月復查者32例，術后1年后復查者69例。導致ACL撕裂的原因有外傷（如車禍、跌倒、砸傷、高處墜落等）69例（23.08%），活動時（如打籃球、排球、橄欖球、滑雪、跑步、騎自行車、下樓梯、跳舞等）扭傷后疼痛197 例（65.89%），原因不明而膝關節疼痛者33 例（11.04%）。

2.2 移植物類型及手術方式

296 例的移植物為股薄肌和半腱肌，1 例為半腱肌，1 例為腓骨長肌腱，1例為股薄肌、半腱肌及腓骨長肌腱。3例行雙束重建，293例行單束重建。

2.3 移植物信號變化

在術后1～3個月的患者中，64例（54.70%）的移植物在T2WI矢狀位圖像上出現了線樣或條片狀的高信號；在術后4～6個月的患者中，48例（75.00%）的移植物出現同樣的高信號；在術后7～9個月、10～12個月及1年以后，分別有8例（47.06%）、9例（28.13%）、6例（8.70%）出現同樣的高信號。分析各組移植物信號強度比（表1），結果顯示術后4～6個月時的信號強度比最高，隨后信號強度比逐漸下降。兩兩比較時，術后1～3個月與術后1年以后、術后4～6個月與術后1年以后的信號強度比差異有統計學意義（P<0.05，表1）。

表1 移植物術后不同時間的信號強度比Table 1 The signal intensity ratio of grafts after surgery at different times（±s）

表1 移植物術后不同時間的信號強度比Table 1 The signal intensity ratio of grafts after surgery at different times（±s）

Compared with the time of more than 1 year after ACLR，*P<0.05.

2.4 移植物術后并發癥

66例（22.07%）出現了移植后的并發癥：其中5例（1.67%）脛骨隧道前移（圖1）；1例（0.33%）脛骨隧道位置稍偏后；16例（5.35%）出現了Cyclops病變（“獨巨眼癥”，又稱局灶性纖維化）（圖2）；10例（3.34%）發生了移植物的再次斷裂（圖3）；33例（11.04%）在術后不同時間內出現移植物隧道內的囊性灶（圖4），其中單純發生在股骨隧道者3例，單純發生在脛骨隧道者27例，同時發生在脛骨及股骨隧道者2例（其中1例為雙束重建），脛股隧道內的囊性信號最早見于術后5 個月，1例于術后3年的T2WI圖像上發現了股骨段的少許囊性灶，但在1年后的MRI復查中發現股骨段囊性灶未見明顯顯示；1例（0.33%）出現了術后感染（圖5）。在脛骨隧道前移的患者中有2例同時出現了移植物的再次斷裂和Cyclops病變。

圖1 ACL移植物的脛骨隧道位置偏前Figure 1 Anterior tibial tunnel position for ACL grafts

圖2 1例男性患者術后2年出現假體前方CyclopsFigure 2 One male patient developed Cyclops in front of his graft in 2 years after surgery

圖3 1例女性患者術后5年出現ACL再次斷裂Figure 3 One female patient presented with re-rupture of ACL in 5 years after surgery

圖4 1例男性患者術后10年后出現了脛骨隧道內的囊性灶Figure 4 One male patient presented with cystic signal in the tibial tunnel in 10 years after surgery

圖5 1例男性患者術后27 d后發生感染Figure 5 One male patient suffered an infection after 27 days postoperatively

3 討論

3.1 移植物正常MRI表現

重建手術之后，移植物的組織學外觀和生物力學特性會逐漸從肌腱樣結構轉變為韌帶樣組織，這一過程被稱為“韌帶化”重塑過程，包括缺血壞死、血運重建、細胞增殖和重塑4 個階段，可能會長達24 個月以上［13］。在韌帶化過程中，移植物信號增加繼發于血管擴張和移植物水腫。從組織學角度看，T2WI上移植物的高信號與存在新血管和細胞修復組織有關［14］。因此，術后MRI掃描中測量移植物的信號強度已被廣泛用作跟蹤ACLR 移植物成熟的進展［14-15］。MRI上移植物的高信號與移植物較差的生物力學性能和不完全成熟有關［15-16］。Van Groningen等［17］和Muramatsu 等［18］的研究表明信號強度比在術后1個月時升高，在術后4～6個月時達到峰值，然后在術后12～48個月連續下降。Putnis等［19］研究顯示，在重建術后第2 年，移植物信號顯著減低。因此，ACL 移植物表現出動態組織學變化，在MRI 中產生可測量的信號差異。移植物信號強度比越小其含水量越少，移植物的成熟度越高。本研究能觀察到在術后1～3 個月及術后4～6 個月移植物的高信號，其中術后4～6 個月時移植物的信號最高，之后信號逐漸減低，符合移植物的成熟過程。

3.2 重建術后并發癥

根據患者出現的癥狀，ACLR 后的并發癥可以分為以下3類：關節活動度下降、關節松弛不穩以及術后感染。

3.2.1 關節活動度下降

關節活動度下降的原因包括移植物撞擊及關節纖維化。

移植物撞擊：移植物撞擊可能是移植物隧道位置不當及髁間切跡骨刺形成引起的。通常在矢狀面上，脛骨隧道的前緣應不超過股骨髁間窩頂線（Blumensaat 線），同時不超過膝關節完全伸展時脛骨平臺的中點［13］。郭宇等［20］研究認為過頂脊和脛骨平臺內側髁間嵴外側面可以作為手術定位的標準參考線。如果脛骨隧道放得太靠前，在伸膝過程中接觸髁間嵴，就會引發關節活動時的移植物撞擊以及在慢性機械應力作用下引起移植物的退變和撕裂。表現為ACL移植物中出現新的高信號，尤其以遠端2/3為主。髁間棘頂部撞擊通常影響到移植物的前表面，然后再延伸到后纖維。本研究中有5例（1.67%）不僅可以看到脛骨隧道前移，T2WI 矢狀面上也可看到移植物髁間嵴部的片狀高信號。撞擊的另一個原因是髁間切跡的骨刺，本研究中未觀察到髁間嵴出現明顯骨刺的患者，可能與患者多為青年及中年人有關。

關節纖維化：關節內的纖維化是導致重建后膝關節不能完全伸展及活動度降低的第二大常見原因［21］。最早在1990年由Jackson和Schaefer提出，描述為由于ACL 底部產生纖維結節而導致膝關節伸展完全喪失。早期纖維結節撞擊髁間切跡頂部限制膝關節伸展。反復的微創傷使纖維化過程持續進展，導致疼痛性伸展功能喪失。表現為髁間切跡前部的纖維結節，即膝關節內的瘢痕組織。最常見的影像學表現是在ACL 移植物的遠端前方形成片狀局限性結節狀T1WI 低、T2WI 高信號，又被稱為“Cyclops 病變”。其突出于股骨和脛骨之間，位于髁間切跡的前側，高于移植物進入脛骨隧道的位置。也可以表現為彌漫性的信號，累及膝關節的多個隔室。

本研究中Cyclops 病變的發生率為5.35%，9 例（56.25%）在術后4～8 個月出現，7 例（43.75%）在術后1 年及更遠時間出現，其中2 例術后隨訪時表示伸膝時膝蓋不能完全伸直并伴輕微疼痛。據報道，重建術后該并發癥的發生率為1%～10%，與本研究結果基本一致。有研究顯示Cyclops 病變的發病率為25%～47%，發病率隨著時間的推移逐漸增加，ACLR 后6 個月時其發病率為25%，1～2 年時為33%。大多數患者是無癥狀的，僅在MRI 檢查時發現。ACLR 后MRI 診斷Cyclops 病變的靈敏度、特異度和準確性分別為85.0%、84.6%和84.8%［22］，當病變為10 mm以上時，特異度和準確性分別為100%和91%［23］。沒有證據表明有癥狀病變和無癥狀病變在MRI外觀（如大小、信號強度、位置）上有差異。

3.2.2 關節松弛不穩

重建后關節不穩的原因有移植物再次撕裂以及隧道內囊性改變。

移植物再次撕裂：移植物再次撕裂包括部分撕裂（部分纖維保持完整）和再次撕裂（看不到完整的纖維束）。移植物完全撕裂的MRI 表現類似于原始ACL完全撕裂，表現為韌帶的完全不連續以及相應區域的T2WI信號增高，部分撕裂MRI表現為纖維不連續及部分區域T2WI的信號增高。后外側束比前內側束更容易出現再次斷裂。Li等［24］研究認為在重建失敗或翻修的患者中，創傷性再損傷（40%）是最常見的損傷原因，其他原因包括技術錯誤（34%，多發生于亞洲人）以及生物學失?。?1%），其中股骨隧道錯位的發生率比脛骨隧道錯位高出2 倍多。本研究中10 例（3.34%）出現了移植物撕裂，在T1WI和T2WI的矢狀位上能看到脛骨及股骨隧道，但看不到正常的移植物走形，且其T2WI信號明顯增高，部分走行迂曲。

隧道內囊性改變：隧道囊腫可能引起隧道擴張。在T1WI上可以觀察到囊腫的范圍，T2WI上表現為明顯的囊性信號。移植物在移植物-骨界面附近的過度微運動會中斷正常的韌帶化，并導致骨隧道內滑膜核束的形成。另外，由創傷性事件引起的移植物部分壞死可導致緩慢生長的神經節囊腫形成。隧道囊腫通常發生于術后1～5年。有的在MRI檢查中偶然發現，有的臨床表現為脛前腫脹或者可以被觸及的腫塊（伴或不伴有疼痛），可能出現活動范圍受限。值得注意的是，術后1 年內隧道中出現游離液體有時是正常的，這種液體通常在術后18個月內被重新吸收。

3.2.3 術后感染

ACLR 后有0.47%的患者因感染需要再次手術［25］。在本組患者中，只有1例術后27 d在膝蓋的前內側切口出現竇道伴少量膿性滲出，表現為隧道前下方不規則T1WI低、T2WI高信號，邊界模糊，同時前方的皮下軟組織有滲出。查體時患者竇道周圍有壓痛，局部皮溫升高，但無明顯高熱。Zhao 等［26］研究指出男性、肥胖、吸煙、糖尿病、類固醇使用史、既往有膝關節手術史、專業運動員、翻修手術、腘繩肌自體移植、伴有外側關節外肌腱損傷和手術時間較長可能會增加ACLR 后手術部位感染的風險。

綜上，MRI 能夠反映ACLR 后移植物的不良事件，臨床醫生需要了解并注意這些MRI 征象，以便早期采取干預措施，提高患者術后的生活質量。