MRI多征象及掃描序列分析在創傷性肩關節脫位并盂肱下韌帶損傷中的臨床價值

吳紹全,郎海燕，楊正彬，李 燕

(重慶市大足區人民醫院放射科，重慶 大足 402360)

肩關節脫位為中老年人臨床常見病之一，多數患者反復脫位致肩關節周圍韌帶損傷。既往韌帶損傷誤診率極高，主要由于肩關節韌帶細小不易辨認。近年來隨著磁共振技術不斷發展，其能夠清晰顯示肩關節周圍韌帶結構，大大提高了診斷創傷性肩關節脫位并盂肱韌帶損傷的準確率。盂肱下韌帶(inferior glenohumeral ligament，IGHL)是盂肱三條韌帶中最厚、最強的韌帶，其對穩定盂肱關節起重要作用[1]，因此對于肩關節脫位并IGHL損傷患者，如何快速、準確診斷IGHL損傷成為諸多學者研究的重點。本研究以肩關節鏡表現作為金標準，回顧性分析肩關節脫位并IGHL損傷患者MRI掃描序列及多征象，旨在研究MRI多征象及掃描序列在創傷性肩關節脫位并IGHL損傷診斷中的臨床應用價值，為后續制定治療方案提供參考。

資料與方法

1 一般資料

納入標準：肩關節反復性或單次脫位且伴有肩關節痛、活動受限的臨床表現； 有明確創傷史； 有完整MRI影像資料及肩關節鏡檢查記錄，且檢查間隔時間保持于2周內。排除標準：合并腫瘤、血液系統疾病、骨髓炎、結核或類風濕性關節炎等引起的肩關節改變； 臨床表現不明確或缺少肩關節MRI或肩關節鏡檢查資料； 有肩關節手術史。

回顧性查詢影像歸檔和通信系統(picture archiving and communication systems，PACS)示2016年1月—2019年12月筆者醫院收治的肩關節脫位患者448例，通過納入及排除標準，以及肩關節鏡檢查結果最終確定患者200例。其中肩關節脫位并伴IGHL損傷105例，男性65例，女性40例； 年齡21～78歲，平均36.6歲。95例正常IGHL作為對照組，其中男性60例，女性35例； 年齡18～76歲，平均38.6歲。兩組患者性別、年齡比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2 掃描設備及掃描序列參數

應用超導型磁共振成像儀(Signa1.5T，GE)配對GP-FLEX肩關節專用體表線圈對患者進行檢查。檢查前患者頭位于進床側、仰臥于掃描床，稍向對側偏移以使患側盡可能靠近掃描床中心，手臂放于體側并輕度外旋，手掌向上，線圈中心對著肱骨頭并用專業器材固定以防止患者在掃描時移動肩部，然后以線圈中心為定位點進床掃描。掃描序列及參數如下：T1WI TR/TE：450ms/13ms，T2WI TR/TE：4 000ms/78ms，PDWI-FS TR/TE：4 000ms/28ms； 所有掃描序列參數如下：視野(FOV)為24cm×24cm，矩陣為320×192，層厚/間距為3mm/1.5mm，激勵次數(NEX)=2。掃描方式：以肱骨頭為中心，定位線垂直于盂肱關節行軸位掃描，獲得肩關節T1WI、T2WI、PDWI-FS序列橫斷位圖像信息； 然后在軸位像上以盂肱關節為中心，平行于崗上肌長軸掃描獲得斜冠狀面PDWI-FS序列圖像； 以喙突所在橫斷位為中心層面，垂直于崗上肌長軸掃描以獲得斜矢狀面PDWI-FS序列圖像。

3 圖像分析

由2名不了解患者臨床病史且有10年臨床經驗的MRI診斷醫師獨立審閱從PACS獲取的所有患者肩關節圖像。隱藏患者基本信息，觀察分析不同序列不同掃描方位上IGHL信號強度、形狀、走行和韌帶周圍情況，按照以下標準診斷相關征象：韌帶不連續伴周圍積液或積血(圖1)； 韌帶萎縮變細(圖1)； 韌帶水腫增粗等情況(圖2)； 韌帶走行消失伴周圍積液或積血(圖3)； 韌帶走行異常(圖3)。當意見不統一時，協商取得最終評估結論，并按照掃描序列、體位、韌帶征象方式做好記錄。

4 統計學分析

圖1 患者女性，49歲，右肩IGHL韌帶不連續，局部萎縮變細。a～c.分別為PDWI-FS橫斷位、斜冠狀位、斜矢狀位影像，韌帶走行不連續，邊緣欠光整，內部信號稍增高(箭頭)，周圍伴有少量積液

圖2 患者女性，49歲，右肩IGHL韌帶腫脹增粗、走行異常。a～c.分別為T2WI橫斷位、PDWI-FS斜冠狀位、PDWI-FS斜矢狀位影像,IGHL增粗，信號稍增高(箭頭)

圖3 患者女性，77歲，右肩IGHL韌帶斷裂。a～c.分別為PDWI-FS橫斷位、斜冠狀位、斜矢狀位影像，可見IGHL前支于前下唇盂處撕脫，斷端回縮，局部高信號，稍增粗，關節囊內大量積液高信號影(箭頭)

結 果

1 MRI肩關節成像各序列對IGHL損傷的顯示情況

比較在T1WI、T2WI和PDWI-FS三種成像序列上診斷韌帶損傷的情況，其中PDWI-FS敏感度最高，約為91.40%，T1WI特異度和陽性預測值最高，分別為92.63%與84.78%，PDWI-FS準確度最高，約83.50%，Kappa檢驗具有最高的一致性。見表1。

表1 MRI肩關節成像各序列對盂肱下韌帶損傷的顯示情況

2 MRI肩關節成像各斷層方位對IGHL損傷的顯示情況

對比可知在斜冠狀位上診斷損傷例數最多，顯著多于其他斷層圖像例數，具有最高的敏感度、陽性預測值、準確度和Kappa值一致性。見表2。

表2 MRI肩關節成像各斷層方位方對盂肱下韌帶損傷的顯示情況

3 IGHL損傷各征象診斷情況

IGHL損傷組105例患者中，7例韌帶走行消失,為降低誤差，故而被排除于后4種征象的統計樣本量。韌帶走行異常敏感度和特異度均>80%，約登指數和陰性預測值最高，分別為0.80、0.74，Kappa值一致性良好，為0.74； 韌帶走行消失伴周圍積液或積血特異度和陽性預測值均高達100%。見表3。

表3 盂肱下韌帶損傷各征象診斷情況

4 多序列、多方位、多征象對IGHL損傷預測情況

通過二元Logistic逐步后退回歸法分別計算序列、方位和多征象對IGHL損傷的預測模型，在多征象預測中診斷征象可靠性由高到低依次為韌帶走行異常、韌帶走行消失伴周圍積液或積血和韌帶水腫增粗等情況； 在掃描方位預測中，斜冠狀位為診斷最優征象； 在掃描序列預測中，PDWI-FS序列為最佳掃描序列(P<0.05)。見表4。典型病例見圖1～3。

表4 多序列、多方位、多征象對IGHL損傷預測情況

續表4 多序列、多方位、多征象對IGHL損傷預測情況

討 論

IGHL是維持盂肱關節前方靜態穩定最重要的軟組織結構，為關節囊增厚而形成的韌帶，分為前束、后束和腋囊部，包繞關節盂下2/3[2]，使盂肱關節的兩個關節面緊緊相貼，維持肩部外展外旋過程中關節穩定。IGHL復合體撕裂常并發于老年患者創傷性肩關節脫位，約占創傷性肩關節前向失穩的9.3%，占前向不穩但無盂唇損傷的35%[3]。不同病因、不同受力方式、不同生物剪切力機制導致了不同程度不同類型的韌帶損傷。IGHL損傷在MRI上表現為多種征象，這與損傷類型以及嚴重程度密切相關，若損傷嚴重，則會出現盂肱韌帶撕脫傷，IGHL可能會出現中斷甚至消失，斷裂處因出血、水腫、炎性滲出等原因呈現局限或彌漫性異常高信號影[4]。損傷程度稍輕情況下，IGHL張力消失、變松弛、走行異常或水腫，在影像上呈增迂曲增粗像。損傷數周后，纖維化增粗或關節失用逐漸萎縮。據文獻IGHL損傷共分為三級：一級表現為韌帶無斷端走行大致正常稍扭曲狀，僅可見輕微水腫高或稍高信號； 二級表現為局部撕裂，邊緣欠光整，信號增高； 三級表現為韌帶徹底斷裂，斷端回縮呈高信號，形態呈迂曲狀“J”型征象，無法辨別正常的韌帶結構[5-6]。盡早確診IGHL的損傷程度和類型對于臨床手術方式選擇和治療方案制定至關重要。相比于CT、超聲、傳統肩關節造影等技術，MRI技術以其高分辨率、多方位、多參數、無創無輻射等優點在肩關節脫位致IGHL損傷早期篩查中擔當首選技術的角色，可高清顯示IGHL的走行、形態及信號改變。MRI檢查時間較長，為保證圖像符合診斷，患者必須保持體位不變。肩部損傷患者往往因疼痛難以配合長時間檢查，為提高肩關節MRI檢查效率，需要研究以明確不同掃描序列、方位影像征象的診斷價值，為臨床提供高診斷價值的圖像，進一步提高確診率[2]。

PDWI序列為長TR、短TE序列，信噪比高，對關節盂唇以及肌腱韌帶病變具有很高的價值，廣泛應用于骨關節系統MRI檢查中,再加上對脂肪高信號干擾的抑制，可很好地顯現受損的韌帶，以及周圍炎性組織。此前有研究者在對粘連性肩關節囊炎IGHL損傷研究中發現PDWI-FS對IGHL損傷診斷有很高的敏感度，高達96%,為最佳掃描序列[7-9]。本研究通過比較不同序列對IGHL損傷的診斷發現，在T1WI、T2WI、PDWI-FS三種序列中PDWI-FS序列敏感度、陰性預測值、準確度、Kappa值均大于其他序列，分別為91.40%、91.84%、83.50%、0.67，與先前研究結果有很高的擬合性。本研究后續通過Logistic回歸分析再次證實PDWI-FS為最佳掃描序列。據先前研究報道斜冠狀位是顯示盂肱下韌帶最好的成像體位，其次是橫軸位[10],但也有研究與此結論相反，認為橫軸位為最佳方位。本研究經過比較不同斷層方位對IGHL損失的顯示效果，最后得出肩關節斜冠狀位更能清楚觀察IGHL，敏感度為76.20%，陽性預測值為76.93%，陰性預測值為76.96%，準確度為73.96%，均高于另外兩種掃描方式。這可能是跟IGHL解剖走行相關，IGHL起于盂唇下方，止于肱骨近端在頭頸交界處[11]。斜矢狀位掃描方向大致平行于其走行方向,在斜冠狀位上呈從下盂唇一直延伸至肱骨頸的低信號帶，其次在IGHL三個部分中，前支最易受損傷，冠狀位對前支診斷最佳，所以斜冠狀位有很高的敏感性[12]。研究中后續二元Logistic回歸分析也可以看出斜冠狀位為最佳掃描體位。

正常IGHL組織在MRI上為厚度<4mm的低信號帶，損傷后最直觀的表現是信號改變及走行異常。本研究根據IGHL損傷分度，將IGHL損傷影像表現分為5種征象，在本研究中，“水腫增粗”有很高的敏感度和約登指數，但特異度相對較低。在實際臨床工作中，大部分患者癥狀較輕，故韌帶水腫增粗的情況最為常見，但多種病變均可存在水腫情況，導致其低特異度。研究中特異度最高的是韌帶走行消失伴周圍積液或積血，其特異度高達100%，是IGHL損傷的可靠征象，但在實際中這種征象的發生率并不高，敏感度極低。另外，本研究中韌帶萎縮病例數較少，可能是因為回顧性研究，多數患者于存在癥狀后2周內行MRI檢查，故此納入韌帶萎縮病例書存在差異，后續可能需要前瞻性研究多納入恢復期患者數。韌帶走行消失和萎縮敏感度均很低，明顯低于其他征象，相關作者認為韌帶消失和萎縮多見于慢性和陳舊性病例，原受損韌帶組織瘢痕和肉芽組織慢慢取代,組織信號強度將減弱，給診斷帶來很大的困難。在Logistic回歸中綜合“韌帶消失伴周圍積液或積血”、“韌帶走行異常”、“韌帶水腫增粗”參數模型對韌帶損傷預測率可達90.5%[11]，其中韌帶走行異常占比最重，“韌帶走行異常”作為最主要的影像征象，再輔以其他征象，可提高損傷確診率。

PDWI-FS序列、斜冠狀位掃描方位和“韌帶走行異常”征象對于IGHL損傷診斷最有臨床價值，IGHL解剖結構及走行較復雜，在實際工作中應結合多方位多序列多征象方式進行影像診斷，如三維立體的定位觀察三維穩態進動快速成像序列(3D-FIESTA)容積成像，結合CT增強、必要時可行MRI肩關節造影[13]，結合不同體位如外展外旋位等。

本研究系回顧性研究，無法控制因各技師掃描操作習慣不同帶來的微妙差異，掃描定位線與韌帶走行稍不平行、容積效應等不可控因素均可以導致假陽性； 不同影像醫師對征象進行診斷時，存在一定的主觀差異性，況且在評估不同掃描方位對診斷效能價值的研究中，于單一方位給診斷帶來困難。

綜上，本研究分析了MRI不同掃描序列和多征象對于創傷性肩關節脫位并IGHL損傷臨床效能，最終得出PDWI-FS為最佳序列，斜冠狀位為最佳掃描方位，“韌帶走行異常”征象為最主要的影像征象，精準技術，精確診斷，以期為IGHL損傷的診斷帶來高臨床價值。