MRI技術診斷膝關節前交叉韌帶斷裂的序列應用探討

郭劍華 易海玲

【摘要】 目的：研究并探討磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技術在膝關節前交叉韌帶斷裂診斷中的臨床應用價值。方法：選擇2015年1月-2017年10月在本院就診的75例疑似膝關節前交叉韌帶斷裂患者為研究對象，所有患者均接受超聲、MRI檢查，分析其超聲、MRI診斷結果。以關節鏡診斷結果作為金標準，計算超聲、MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度、特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值，再采用Kappa一致性檢驗，分析超聲、MRI診斷結果與關節鏡診斷結果之間的一致性。結果：75例疑似患者中，經關節鏡確診58例膝關節前交叉韌帶斷裂。以關節鏡診斷結果為金標準，MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度為96.55%，特異度為94.12%，準確率為96.00%，陽性預測值為98.25%，陰性預測值為88.89%；超聲對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度為81.03%，特異度為64.71%，準確率為77.33%，陽性預測值為88.68%，陰性預測值為50.00%；MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的靈敏度、特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值均高于超聲（P<0.05）。經一致性檢驗，MRI診斷結果與關節鏡診斷結果之間的一致性良好（Kappa=0.729），而超聲診斷結果與關節鏡診斷結果之間的一致性僅為中等（Kappa=0.541）。結論：在膝關節前交叉韌帶斷裂診斷中，采用MRI診斷可對前交叉韌帶斷裂予以靈敏、準確檢出，其診斷價值顯著；在掃描序列應用中，斜矢狀位STIR序列顯示前交叉韌帶良好，可以提高診斷前交叉韌帶斷裂的準確性。

【關鍵詞】 磁共振成像； 斜矢狀位STIR序列； 膝關節； 前交叉韌帶斷裂

【Abstract】 Objective：To study and discuss the clinical application value of magnetic resonance imaging（MRI） technology in the diagnosis of anterior cruciate ligament rupture of knee joint.Method：75 patients suspected of anterior cruciate ligament rupture in our hospital from January 2015 to October 2017 were selected.All patients were examined by ultrasound and MRI，and the results of ultrasound and MRI were analyzed.Using arthroscopic diagnosis results as the gold standard，the diagnostic sensitivity，specificity，accuracy，positive predictive value and negative predictive value of ultrasound and MRI for the rupture of anterior cruciate ligament of knee joint were calculated.Kappa consistency test was used to analyze the consistency between ultrasonic and MRI diagnostic results and arthroscopic findings.Result：In 75 suspected patients，58 cases of anterior cruciate ligament（ACL） fracture of the knee were diagnosed by arthroscopy.Arthroscopic findings were the gold standard，the diagnostic sensitivity of MRI for the rupture of anterior cruciate ligament of knee joint was 96.55%，the specificity was 94.12%，the accuracy was 96.00%，the positive predictive value was 98.25%，and the negative predictive value was 88.89%；the sensitivity of ultrasound in the diagnosis of anterior cruciate ligament of knee joint fracture was 81.03%，the specificity was 64.71%，the accuracy rate was 77.33%，the positive predictive value was 88.68%，the negative predictive value was 50.00%.The sensitivity， specificity，accuracy，positive predictive value and negative predictive value of MRI to anterior cruciate ligament of knee joint fracture were higher than that of ultrasound（P<0.05）.The consistency between MRI diagnosis and arthroscopic diagnosis was good（Kappa=0.729），the consistency between ultrasound diagnosis and arthroscopic diagnosis was only moderate（Kappa=0.541）.Conclusion：In the diagnosis of knee joint anterior cruciate ligament rupture，the MRI diagnosis of anterior cruciate ligament rupture to be sensitive and accurate detection，its diagnostic value is significant；in the scan sequence in oblique sagittal STIR sequences showed that the anterior cruciate ligament is good，can improve the diagnostic accuracy of anterior cruciate ligament rupture.

【Key words】 Magnetic resonance imaging； Oblique sagittal STIR sequence； Knee joint； Anterior cruciate ligament rupture

First-authors address：Huidong Hospital Affiliated to Guangdong Medical College，Huidong 516300，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.20.016

前交叉韌帶是膝關節韌帶的重要組成部分，一旦前交叉韌帶發生斷裂，往往會導致膝關節不穩、運動障礙[1-3]，故臨床上需對膝關節前交叉韌帶斷裂進行早期診斷，以便于及時治療。影像學技術是臨床上診斷前交叉韌帶斷裂的主要手段，常見有超聲、MRI，本研究旨在探討MRI在膝關節前交叉韌帶斷裂診斷中的臨床應用價值，為此，針對75例疑似膝關節前交叉韌帶斷裂患者進行研究，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2015年1月-2017年10月在本院就診的75例疑似膝關節前交叉韌帶斷裂患者為研究對象。納入標準：因膝關節腫痛、膝關節活動受限、步態不穩而就診，具有膝關節外傷史，考慮可能為膝關節前交叉韌帶斷裂；在檢查前，均對檢查知情同意，簽署知情同意書，予以積極配合。排除標準：排除不配合研究、合并其他器質性疾病者。其中男47例，女28例，年齡最小23歲，最大49歲，平均（36.79±12.45）歲。本研究經倫理學委員會批準。

1.2 方法 所有患者均接受超聲、MRI檢查，超聲檢查采用美國GE彩色多普勒超聲診斷儀，配備7.5 MHz線陣探頭，患者采取仰臥位，屈膝90°，屈髖45°，足部保持中立位，將探頭置于患者髕腱前方向外沿前交叉韌帶走行方向進行掃查，注意觀察韌帶回聲情況。

MRI檢查設備為美國GE公司生產的HDe 1.5T超導型磁共振儀，配備膝關節表面線圈，囑咐患者在檢查時躺下采取仰臥位，患側膝關節保持自然伸直，掃描序列為：橫軸位Ax fs PD（TR=2 400 ms，TE=10 ms，FOV為20 cm×20 cm，NEX=3，層厚5 mm，間距1 mm）；冠狀位Cor fs PD（TR=2 400 ms，TE=10 ms，FOV為20 cm×20 cm，NEX=3，層厚3 mm，間距1 mm）；矢狀位：Sag T1 FSE（TR=500 ms，TE=10 ms，FOV為20 cm×20 cm，NEX=2，層厚4 mm，間距1 mm）、Sag fs T2 frFSE（TR=3 600 ms，TE=80 ms，FOV為20 cm×20 cm，NEX=4，層厚4 mm，間距1 mm）；斜矢狀位STIR（TR=4 600 ms，TE=42 ms，FOV為20 cm×20 cm，NEX=3，層厚2.5 mm，間距0.5 mm）。斜矢狀位的定位方法為：先常規掃描橫斷位和冠狀位，然后按顯示出的前交叉韌帶長軸進行斜矢狀位的精準定位（圖1為左膝，圖2為右膝）。

獲取圖像后，由2名診斷經驗豐富的醫師單獨閱片，做出診斷，如診斷結果不一致，可進行商討，得出一致結果即可。

1.3 觀察指標 以關節鏡診斷結果作為金標準，計算和比較超聲、MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度、特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值，再采用Kappa一致性檢驗，分析超聲、MRI診斷結果與關節鏡診斷結果之間的一致性。

1.4 統計學處理 采用SPSS 21.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。一致性分析采取Kappa一致性檢驗，Kappa<0.4即一致性較差，0.4≤Kappa≤0.7即一致性中等，Kappa>0.7即一致性良好。

2 結果

2.1 超聲、MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷結果 75例疑似患者中，經關節鏡確診58例膝關節前交叉韌帶斷裂，其余17例非膝關節前交叉韌帶斷裂。超聲共檢出53例陽性、22例陰性，以關節鏡診斷結果為對照，53例陽性病例中有47例真陽性、6例假陽性，22例陰性病例中有11例真陰性、11例假陰性；MRI共檢出57例陽性、18例陰性，以關節鏡診斷結果為對照，57例MRI陽性病例中有56例真陽性、1例假陽性，18例MRI陰性病例中有16例真陰性、2例假陰性。見表1。

2.2 超聲、MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度、特異度、準確率比較 以關節鏡診斷結果為金標準，根據表1中超聲、MRI診斷數據計算得出，MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度為96.55%，特異度為94.12%，準確率為96.00%，陽性預測值為98.25%，陰性預測值為88.89%；超聲對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度為81.03%，特異度為64.71%，準確率為77.33%，陽性預測值為88.68%，陰性預測值為50.00%，MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的靈敏度、特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值均高于超聲（P<0.05），見表2。

2.3 診斷結果一致性 經一致性檢驗，MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷結果與關節鏡診斷結果之間的一致性良好（Kappa=0.729），而超聲診斷結果與關節鏡診斷結果之間的一致性僅為中等（Kappa=0.541）。

2.4 典型病例圖像 患者，女，年齡45歲，因外傷后膝部不適1月而就診，懷疑為膝關節前交叉韌帶斷裂，見圖3。患者，男，年齡37歲，因外傷后膝部疼痛1周而就診，懷疑為膝關節前交叉韌帶斷裂，見圖4。

3 討論

膝關節是人體關節中組織最大、解剖結構最復雜的關節，也是最容易受損的關節之一，而前交叉韌帶是膝關節中重要的結構組成，是維持膝關節穩定、支撐膝關節活動的重要韌帶，但在運動劇烈或其他活動時，由于膝關節受到外翻扭轉應力，容易導致膝關節前交叉韌帶斷裂[4-6]。膝關節前交叉韌帶發生斷裂后，患者的膝關節穩定性減弱，膝關節活動功能受限，如患者未及時治療，容易引起膝關節軟骨退變，伴發膝關節炎，對患者的身心健康均較為不利[7-11]，因此，臨床上需對膝關節前交叉韌帶斷裂進行及時治療，而在治療前，需明確膝關節前交叉韌帶損傷情況，以制定科學的治療方案。

關節鏡是臨床上診斷膝關節前交叉韌帶斷裂的主要方法，但在關節鏡檢查時，需將關節鏡插入至患者關節內，會對患者的機體造成一定的創傷，故臨床上還應積極尋找無創診斷方法，以作為關節鏡檢查前的初步診斷手段[12-15]。

影像學技術是膝關節前交叉韌帶斷裂的常用診斷手段，其中，超聲是膝關節前交叉韌帶斷裂的常用檢查手段，可對膝關節內解剖結構、前交叉韌帶斷裂部位及范圍予以顯示，操作簡便，可重復，但其圖像分辨率存在一定的局限性，診斷結果易受到個人主觀經驗的影響。MRI是一種常見的影像學檢查方法，其軟組織分辨率在現階段存在的多種影像學檢查方法中最高，可通過對膝關節韌帶進行多序列掃描成像，獲取膝關節韌帶多個平面的圖像，對膝關節韌帶是否存在損傷予以反映[16-19]。由于MRI對軟組織具有較高的分辨率，在掃描時可清晰顯示膝關節韌帶情況及細微結構改變，有利于排除脂肪對影像圖的干擾，且MRI檢查具有無創性，檢查操作相對方便[20-23]。此外，由于正常韌帶中氫原子處于多肽形成的致密網上，無法參與到MRI成像中，其韌帶顯示為低信號，而在韌帶損傷后，多肽致密網遭到破壞，氫原子往往會在MRI圖像中顯示為高信號，經斜矢狀位STIR序列掃描，可對前交叉韌帶與周圍組織的關系予以清晰勾勒，其組織對比度相對較高，可彌補普通矢狀位掃描時無法連續顯示前交叉韌帶走向這一局限性，可在同一層面中顯示受損前交叉韌帶，還可區分前交叉韌帶與周圍組織信號，靈敏反映韌帶完整情況和水腫情況[24-26]。

本研究發現，MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂的診斷靈敏度、特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值均高于超聲（P<0.05），進一步經一致性檢驗后發現，MRI診斷結果與關節鏡診斷結果之間的一致性良好（Kappa=0.729），這說明MRI對膝關節前交叉韌帶斷裂診斷的靈敏度、特異度以及準確率與關節鏡診斷接近，加上MRI檢查具有無創性，故在臨床診斷膝關節前交叉韌帶時，可先采用MRI檢查進行初步診斷，如MRI無法明確傷情，再實施關節鏡檢查，有利于減少患者接受關節鏡檢查的概率，不僅可節省檢查時間，還可使患者更加樂意配合。

綜上所述，在膝關節前交叉韌帶斷裂診斷中，采用MRI診斷可對前交叉韌帶斷裂予以靈敏、準確檢出，其診斷價值顯著，尤其是在斜矢狀位STIR序列中，可對前交叉韌帶狀況予以良好，有利于提高診斷前交叉韌帶斷裂的準確性。

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（收稿日期：2018-01-26） （本文編輯：張爽）