磁共振成像與關節鏡診斷前交叉韌帶損傷的對比研究

史福東，左金增，劉仕杰，張 勇，王雪臣，武 強，馮世慶，鐘洪波，李長江

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)有膝看門狗韌帶(watch-dog ligament)的別稱，其損傷常導致膝關節穩定性障礙及運動障礙[1-2]，臨床診斷ACL損傷的方法主要靠查體、磁共振成像(MRI)、KT-2000和關節鏡等檢查。關節鏡下可以確診ACL損傷情況，但是由于患者膝關節疼痛、腫脹和肌肉痙攣等原因影響查體，尤其是一些膝關節復合性損傷的患者，臨床物理檢查常不能明確診斷，甚至MRI誤診率和漏診率亦很高[3]。本研究通過對35例懷疑ACL損傷患者進行MRI檢查，并與其關節鏡結果做比較，探討MRI對診斷ACL損傷的可靠程度與不足，為是否需要行關節鏡手術提供依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集唐山市人民醫院骨科2008年10月—2013年9月懷疑ACL損傷患者35例為研究對象，其中男22例，女14例；年齡19～52歲，平均32歲。左膝19例，右膝16例；致傷原因：扭傷11例，運動傷10例，高處墜落傷7例，車禍傷5例，鈍器打傷2例。臨床主要癥狀:關節腫脹、疼痛、走路不穩感。患者術前均在我院行膝關節伸直并外旋15°位、1.5 T MRI斜矢狀面和冠狀面T1加權、T2加權掃描。在MRI檢查后1～7 d內接受關節鏡手術。

1.2 排除標準 (1)既往有膝關節手術史；(2)既往有風濕性關節炎、類風濕性關節炎、化膿性關節炎、結核性關節炎、色絨炎等疾病；(3)關節內骨樣骨瘤、骨囊腫等病變；(4)中、重度骨關節炎患者。

1.3 設備及器械 MRI檢查采用西門子AVANTO 1.5 T MRI系統。應用膝關節專用線圈進行斜矢狀位、冠狀位、軸位掃描成像。關節鏡系列采用美國Stryker關節鏡(直徑4 mm，30°廣角鏡)系統。

1.4 研究方法 本組關節鏡手術均由同一術者(手術例數500例以上)完成。ACL完全斷裂者進行關節鏡下同側腘繩肌腱或腓骨長肌腱重建，同時處理其他韌帶、半月板、軟骨等損傷，詳細記錄手術情況，臨床資料均于術后復習，由兩位有經驗的MRI診斷專家與術者共同讀片，分析、評價膝關節ACL及半月板、軟骨、韌帶及各組成骨損傷改變，按MRI影像診斷標準提出影像學診斷，并以關節鏡檢查及鏡下手術所見作為金標準，進行對照分析，以評價MRI對膝關節諸結構損傷病變的診斷價值。

1.5 MRI診斷標準 將ACL損傷分為完全斷裂、撕裂(部分斷裂)、脛骨端撕脫。完全斷裂診斷標準：ACL失去正常形態、輪廓，扭曲，韌帶中斷、不連續，呈波浪狀，斷端明顯移位。部分斷裂診斷標準：韌帶內見異常信號，韌帶局部或彌漫性增粗、腫脹，邊緣不清或韌帶變細，但連續性尚存在，部分韌帶纖維彎曲或呈波浪狀。脛骨端撕脫診斷標準：脛骨端撕脫骨片和ACL腫脹、出血、部分撕裂。ACL損傷的間接征象包括:(1)脛骨近端前移(>5 mm)；(2)后交叉韌帶過度彎曲；(3)股骨外側髁骨挫傷，脛骨平臺外后側骨挫傷，“對吻性骨挫傷”，股骨外側髁凹陷征(Notch征)；(4)外側半月板暴露；(5)內側副韌帶損傷。

1.6 統計學分析 采用SPSS 11.0統計軟件進行統計學處理，以關節鏡檢查結果為金標準，計算MRI診斷ACL損傷的敏感度、特異度、準確度、陽性預測值、陰性預測值，計算兩種方法檢查結果Kappa值，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

關節鏡診斷ACL損傷：完全斷裂18例，部分斷裂8例，韌帶下止點撕脫骨折2例，正常7例。關節鏡下ACL完全斷裂18例(見圖1)中有7例MRI報ACL部分損傷(見圖2)；關節鏡下ACL部分斷裂8例中MRI有2例報未見異常；關節鏡下ACL正常7例中有4例MRI報ACL部分損傷，3例正常。有2例關節鏡下明確ACL部分斷裂，MRI均報未見異常。35例患者21例行ACL重建術，2例行韌帶下止點撕脫骨折塊關節鏡下鋼絲內固定，5例因前內側束或后外側束部分損傷未超過整束的50%，未行ACL重建術。MRI診斷ACL損傷的敏感度為85.7%，特異度為60.0%，準確度為86.7%，陽性預測值為87.7%，陰性預測值為60.0%(見表1)。兩種方法檢查結果Kappa值為0.163，P<0.000 1。

表1 MRI與關節鏡診斷ACL損傷的四格表(例)

Table1 Diagnosis of ACL injury with MRI and arthroscopy

MRI關節鏡陽性 陰性合計陽性26430陰性 2 3 5 合計28735

注：MRI=磁共振成像

圖1 關節鏡下ACL完全斷裂

圖2 MRI報ACL部分損傷

3 討論

國內外文獻報道MRI診斷ACL損傷的準確度為68.4%～90.0%，部分撕裂和完全斷裂在MRI圖像上的表現相似，鑒別較難[4-5]。而ACL是否斷裂和斷裂的程度是決定是否行關節鏡下韌帶重建的關鍵。因此，做關節鏡、MRI診斷ACL損傷的對比研究，對指導臨床診治有著至關重要的意義。

ACL纖維束由前內束和較大的后外束組成[6],ACL起于脛骨髁間隆突前方凹陷處及外側半月板前角，向后、上、外成角約60°斜行止于股骨外髁內側面的后部。平均長度為4 cm、平均寬度為1.1 cm，且在脛骨附著點增寬。膝伸直時呈扁帶狀。ACL與冠狀面、矢狀面及橫斷面間的夾角分別為(33.3±8.1)°，(22.8±9.8) °和(53.6±9.6) °。后外束斷裂比前內束斷裂更多表現出關節不穩，ACL損傷的部位以韌帶中段最多見，股骨髁附著點和脛骨附著點損傷相對較少。ACL撕裂在中間部位最常見(70%),其次為鄰近股骨附著處撕裂(7%～20%),少見于脛骨附著處(3%～10%)。潘詩農等[7]觀察40例患者在ACL中間部和鄰近股骨附著處為38條(95%)，ACL脛骨附著處損傷2條(5%)。本組ACL損傷部位與以上數字相近，因此，在ACL的MRI及關節鏡診治時應注意到中間部和鄰近股骨附著處是最常見的損傷部位。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[8]，因此不易診斷。國內外諸多研究者通過對膝關節韌帶損傷的MRI表現與關節鏡對照研究后認為,MRI對軟組織有極高的分辨率,能較為準確地診斷膝關節韌帶的損傷,但對ACL部分損傷及滑膜內完全斷裂的準確度及敏感度較低,有一定的局限性。少數ACL損傷患者可出現滑膜內斷裂,MRI診斷尤為困難,即使關節鏡下亦不易發現斷端。小兒ACL很少發生中間斷裂，斷裂也可隱藏在未受損傷的滑膜內。ACL滑膜內斷裂病理改變為ACL扭曲,呈波浪狀改變,雖然在MRI圖像上連續性未見中斷,但可根據鏡下韌帶滑膜組織充血、腫脹、淤斑等間接改變評定,同時在關節鏡下認真檢查,可發現韌帶張力明顯減弱、松弛,并可通過滑膜損傷處將韌帶纖維鉤出,繼而顯露斷端，可見纖維完全斷裂。本組關節鏡下顯示ACL完全斷裂18例中有7例MRI報ACL部分損傷，而實際上術中用探鉤探查時,均為滑膜內纖維完全斷裂。因此，膝關節鏡手術視覺發現ACL走形及張力正常時，也要警惕其可能存在滑膜內斷裂，一定要用探鉤小心地反復鉤拉韌帶的緊張度,撬撥滑膜的遮蓋,以確診ACL是否存在斷裂[9]。

完全性ACL撕裂MRI大多表現為典型的ACL連續性中斷[10]，有學者認為，MRI ACL全程未顯示是完全撕裂的可靠依據[2]，ACL完全撕裂時，局部充血、水腫、積液明顯,其邊界難以清晰顯示。不全性ACL撕裂表現為前內束或后外束的損傷，MRI因殘存部分完整的ACL纖維束，缺乏典型的直接征象和間接征象，當MRI掃描ACL全程未顯示時，其不完全撕裂較難準確診斷[11]。國內報道不全性ACL撕裂的診斷準確度為57.1%[12]。部分撕裂的MRI與關節鏡診斷完全符合率為66.67%[8]。本組有26例術前MRI與關節鏡結果一致，誤診的6例中,2例MRI未見異常，術中見后外束斷裂。4例MRI報ACL部分損傷，但術中未見異常。分析其原因，可能與以下幾點有關：(1)ACL前方存在豐富滑膜組織，創傷后滑膜充血水腫，會導致ACL邊緣模糊，誤判為增粗。(2)前后交叉韌帶間有一個滑膜囊，可以減少韌帶之間在膝關節運動時的摩擦，當膝關節受到創傷時，關節腔積液、積血，這個滑液囊會出現擴張，影響交叉韌帶的顯示。(3)ACL前內束與后外束間有疏松結締組織，創傷后疏松結締組織水腫，導致ACL顯示模糊。此外有作者指出這些假陽性還可能與韌帶內有黏液樣變性、容積效應以及掃描方式有關[13]。

由于脂肪組織及結締組織的存在，正常ACL中下段會呈現不均一的高信號[14]。楊敏[15]研究55例創傷患者，以關節鏡診斷為標準，認為脂肪抑制序列(PDWI)可以有效地抑制脂肪信號，突出顯示組織水腫信號，對ACL病變的敏感性最高[16]。樂劍平等[17]利用1.5 T MRI矢狀位薄層掃描后三維重建和常規序列診斷ACL損傷的敏感度、特異度、準確度分別為95.7%、100.0%、97.6%和91.3%、77.8%、85.5%。楊敏[15]將患者膝關節屈曲15°，并將掃描線平行于ACL走行，對穩定性損傷的診斷敏感度、特異度及準確度均顯著高于常規掃描，因為ACL伸直位呈相對松弛狀態，不利于顯示輕度和中度的撕裂傷，而膝關節屈曲可以將ACL拉直，有利于韌帶全程顯示，更容易發現膝關節撕裂傷的存在，識別斷裂韌帶的殘端。研究顯示，正中矢狀位能夠顯示ACL全程的比例為82%[18]，而掃描線與ACL纖維排列方向相同，可以完整顯示前內側束和后外側束，并能夠避免部分容積效應造成近端信號不均。平行于ACL走行的斜冠狀位掃描(層厚 3 mm間距0.3 mm),對ACL全程顯示的比例為100%[19]。劉祿明等[3]、陳偉等[20]研究發現斜冠狀位是觀察 ACL 的最佳方位，可以全程顯示 ACL，對于 ACL 附著點處結構的顯示也較矢狀位和冠狀位清晰，可以更直觀顯示 ACL 外形、信號及韌帶連續性情況，并認為對于臨床診斷不明確的急性 ACL 損傷患者應用 MRI 斜冠狀位檢查分級診斷可以減少 16.2%不必要的關節鏡檢查。胡利榮等[21]認為患者創傷后在做MRI時不配合和部分患者變異導致ACL不能在單一斜矢狀層面顯示,而冠狀位檢查能有效彌補上述不足,認為斜矢狀位加斜冠狀位MRI掃描能提高ACL撕裂診斷的準確度。不同掃描方式會出現不同結果，但是統一的觀點是，掃描線平行于ACL走行、矢狀位薄層掃描后三維重建、斜矢狀位加斜冠狀位掃描聯合應用等可以明顯提高MRI對ACL的診斷率。

于星鵬等[22]研究128例受傷膝關節顯示，隨著ACL損傷程度增加，膝關節內陽性伴隨征象數量逐漸增多，損傷程度逐漸嚴重。本組有5例ACL完全斷裂患者出現“對吻性骨挫傷” 間接征象，2例ACL部分斷裂患者出現“對吻性骨挫傷” 間接征象。因此，要善于將直接征象和伴隨征象相結合來診斷ACL的損傷情況。

總之，通過關節鏡與MRI診斷ACL損傷的對比研究，發現MRI顯示ACL正常時，可靠性很高；MRI提示部分撕裂時，有相當一部分是完全撕裂；MRI提示完全撕裂時，可靠性很高，多與關節鏡下所見一致，這對做好術前準備、術者對患者的病情交代以及患者術前對自己病情的知情權利至關重要。

本研究未能做到將所有病例的MRI圖像經兩位高年資主治醫師以上職稱放射診斷醫師用雙盲法進行閱片[14]，這是造成本研究敏感度、特異度、準確度較低的原因。另外，本研究為回顧性研究，不是前瞻性研究。在以后的工作中，應該做到手術醫生與MRI醫生密切結合，在將掃描線平行于ACL走行、矢狀位薄層掃描后三維重建、斜矢狀位加斜冠狀位掃描聯合診斷等方面進一步研究，進一步提高對ACL的診斷優勢。

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