交叉韌帶撕裂合并膝關節后外側韌帶復合體損傷的磁共振評價

姜鈴霞， 姚偉武， 曹勵歐， 梁凱軼， 馮赟， 陳芙蓉

交叉韌帶/十字韌帶(cruciate ligament)在膝關節結構的穩定與功能發揮中具有重要作用，據報道，前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是人體膝關節重建率最高的一條韌帶[1]。膝關節后外側韌帶復合體 (posterolateal ligamentous complex，PLC)是維持膝關節后外側穩定的一組重要解剖功能單元，其解剖組成繁雜，其中提供關節穩定性最重要的三大功能結構為：外側副韌帶(lateral collateral ligament,LCL)、腘肌腱(popliteal tendon，PT)、腘腓韌帶(poplitieofibular ligament,PFL)。近年來，人們對于PLC與交叉韌帶間關系的認識不斷加深，它們之間的相關損傷機制為近年來運動醫學研究熱點。學者Temponi等報道PLC損傷合并ACL撕裂約占所有類型膝關節損傷的20%[2]，Fanelli等則報道了急性后交叉韌帶(posterior ligamentous complex,PCL)撕裂傷中約62%同時合并有后外側韌帶復合體(PLC)損傷[3]。國內少見該類復合傷詳細報道。

磁共振成像(MRI)是非侵入評估韌帶損傷的影像“金標準”，關節鏡或開放手術結果公認是臨床“金標準”。本研究擬通過回顧性分析175例急性膝外傷者影像及臨床資料，以影像或臨床“金標準”為依據，評價ACL、PCL與LCL、PT、PFL復合損傷情況，分析統計交叉韌帶撕裂與PLC損傷、及PLC內部結構損傷間是否存在顯著差異。

材料與方法

1.研究對象

回顧性搜集本院RIS系統中2020年6月-2021年6月因急性膝關節外傷入院且行膝關節MRI掃描成像者。納入標準：①急性膝關節外傷史(外傷后4周之內)；②年齡>18歲；③單側膝關節外傷。排除標準：①合并嚴重骨性關節炎(Kellegren-Lawrence達Ⅲ級及以上)；②合并全身系統性疾病(如類風濕性關節炎、痛風)；③膝關節手術史、感染史、腫瘤史。共納入研究對象175例，男78例，女97例，年齡范圍為19～80歲，平均年齡47歲，左膝80例，右膝95例。

2.檢查方法

所有入組對象MRI掃描均采用聯影uMR 780 3.0T MR掃描儀和12通道膝關節專用線圈。掃描時受檢者仰臥位足先進，膝關節屈曲約20°～30°。常規掃描序列及方位包括：矢狀面PDW-FS、冠狀面PDW-FS、橫軸面PDW-FS、矢狀面T1W。序列掃描幾何學參數包括：視野160 mm×160 mm，體素大小0.7 mm×0.5 mm×0.4 mm ，層厚3～4 mm?？倰呙钑r間約8 min 17 s。掃描完成后，所有圖像上傳至PACS系統。

3.MRI圖像評估

由兩名中高年資骨肌方向放射科醫師共同在PACS系統中閱片診斷，兩位醫生存在異議時應商討后決定，若未達成一致意見時則請示上級醫師評估結果。參照2015年D.McKean等[4]在評估PFL損傷時采用的MRI分級描述：0級代表韌帶/肌腱完整，表現為清晰、連續的低信號；1級代表韌帶/肌腱撕裂，表現為水腫、形態扭曲甚至消失；N/V代表韌帶雖未清晰顯示但未見繼發性損傷征象(各條韌帶評價結果見表1)。

表1 膝關節交叉韌帶及后外側韌帶復合體總體損傷情況 (175例)

4.統計學評價

采用統計軟件SPSS 23.0分析，P<0.05表明差異具有統計學意義。記錄各結構損傷情況(0級、1級、N/V級)，計算占比率。采用Fisher's精確檢驗分析交叉韌帶撕裂與PLC損傷以及PLC內部結構損傷間是否存在韌帶撕裂率的顯著差異。

結 果

1.交叉韌帶(ACL、PCL)損傷情況

175例傷者中，共檢出72例交叉韌帶撕裂，占比約41%。其中(表1)，ACL撕裂58例，占比約33%，PCL撕裂16例，占比約9%，2例為ACL、PCL同時撕裂。有26例經手術證實(圖1a～b)。

2.PLC區三大功能結構(LCL、PT、PFL)損傷情況

PLC功能結構損傷29例，占比約17%。其中，LCL撕裂16例，PT損傷18例，PFL損傷0例，5例為LCL、PT同時損傷(表1、4)。10例經手術證實。

3.交叉韌帶與PLC區三大結構復合損傷情況

交叉韌帶撕裂合并PLC功能結構撕裂共26例(約15%)。其中，14例為ACL伴LCL撕裂，12例為ACL伴PT撕裂，4例為ACL同時伴LCL、PT撕裂(表2)；4例為PCL伴PT撕裂，PCL伴LCL撕裂0例(表3)。11例經手術證實(圖2a～c)。

表2 列聯表顯示ACL與LCL、PT復合損傷情況

表3 列聯表顯示PCL與LCL、PT復合損傷情況

圖1 兩例經關節鏡手術證實交叉韌帶撕裂。 a) PDWI-FS冠狀面示前交叉韌帶(ACL)撕裂； b) PDWI-FS矢狀面示后交叉韌帶(PCL)脛骨止點撕裂。 圖2 交叉韌帶與PLC功能結構復合撕裂。a) PDWI-FS冠狀面示ACL、LCL同時撕裂；b) PDWI-FS冠狀面示PCL、PT同時撕裂；c) PDWI-FS橫斷面示PT撕裂。 圖3 正常腘腓韌帶(PFL)。PDWI-FS冠狀面示完整、連續的PFL，其一端附著于P-PT結合部，一端附著于腓骨莖突。

表4 列聯表顯示LCL與PT復合損傷情況

4.交叉韌帶撕裂與PLC功能結構、PLC內部結構損傷之間的關聯性

175例研究對象中，關節鏡手術證實36例，占比約21%；其余韌帶損傷的判斷依據其MRI圖像表現。本組中，PFL均表現為0級(圖3)或N/V級(韌帶損傷陰性)，故未納入統計分析。經Fisher's精確檢驗，ACL與LCL、PT撕裂率間差異顯著(P<0.01)，LCL與PT撕裂率間的差異存在統計學意義(P=0.014<0.05)。PCL與LCL、PT撕裂率間未見統計學差異(P=0.36、P=0.06)。

5.其它外傷后征象

除以上韌帶撕裂外，其它外傷后表現還涵蓋骨質(B)、半月板(M)、內側副韌帶(MCL)、股二頭肌及肌腱(BF)、髂脛束(ITB)、腓總神經(PN)等，本文中未作例數統計。

討 論

1.交叉韌帶及后外側韌帶復合體的解剖及功能、MRI顯示情況

膝關節是人體最大、結構最復雜的關節。交叉韌帶是維持膝關節穩定性最重要的一組韌帶，它們呈鉸鏈式連接于股骨髁間窩及脛骨髁間隆起之間，可防止脛骨沿股骨向前、向后移位。后外側韌帶復合體(PLC)是維持膝關節后外側穩定的重要解剖功能單元，它是限制關節內翻旋轉及脛骨外旋的主要裝置，并且協同交叉韌帶在關節輕度屈曲(0～30°)時限制關節前后向移位，拮抗內翻、旋轉暴力。PLC解剖結構多而復雜，部分結構間有相互融合，廣義上其支持結構解剖學上被劃分為三層：表淺層由髂脛束及其前方擴展結構、股二頭肌組成；中間層由髕骨外側支持帶、髕股韌帶、髕骨半月板韌帶組成；最深層為外側副韌帶、外側關節囊、冠狀韌帶/板脛韌帶、弓狀韌帶、腘肌-肌腱復合體、腘腓韌帶、豆腓韌帶。其中，維持關節穩定性最重要的三大功能結構包括：外側副韌帶(LCL)、腘肌腱(PT)、腘腓韌帶(PFL)[5]。因此，臨床上最受關注的狹義PLC結構，也就是指LCL、PT、PFL三大結構。除了PFL之外，LCL、PT在MRI上的識別率基本接近100%。對于PFL的顯示，多數學者均推薦在標準方位的基礎上加掃“薄層斜冠狀位”的方式，可以提高韌帶顯示率。之前筆者也有嘗試，曾利用該特殊方位掃描了60例正常膝關節，研究發現PFL在薄層斜冠狀位上的完整顯示率約87%(MRI圖像評估為3分)[6]。

2.交叉韌帶撕裂與后外側韌帶復合體損傷

據報道，PLC損傷約占所有膝關節韌帶損傷的16%，通常與交叉韌帶損傷有關，只有28%的PLC損傷單獨發生[7]。前交叉韌帶(ACL)是成人膝關節損傷最多且重建率最高的韌帶，后交叉韌帶(PCL)撕裂則相對少見，約占韌帶損傷的5%～20%。膝關節所有類型的復合傷中，尤以交叉韌帶與PLC損傷間的關系最為密切，且損傷程度最重、對傷肢功能影響最大[5]。臨床上基于對ACL重建后的長期隨訪結果表明，術后最多可恢復80%～90%的損傷前功能，且重建后的ACL移植物有15%的再損傷風險[8]。學者Kanamori及其團隊[9]曾應用移除了ACL的膝關節機械模型來分析針對PCL區結構的生物力學變化，結果顯示：關節完全伸展狀態下PLC結構承受的壓力較移除ACL前增加到123%，關節15°屈曲狀態下則增加到413%。這一生物力學分析得到了Noyes等的臨床研究的支持，他們通過體檢一組ACL缺失及膝內翻不穩患者，發現其PLC區張力明顯增加[10]。他們還提出，在膝三重內翻(關節/骨骼畸形、側向松弛、過度伸展/外旋)的情況下，慢性ACL缺失理論上會導致繼發性PLC損傷。這些研究證實了ACL與PLC結構間的功能協同性。

臨床評價交叉韌帶及PLC損傷首先依靠特殊的體格檢查，包括抽屜實驗、Lachman試驗、軸移試驗、內翻壓力試驗和撥號試驗等[11]。但這些體格檢查的準確率僅為50%～60%，僅具部分參考意義。2019年Chahla等專家共識認為在評估疑似急性PLC損傷時必須進行1.5T以上場強的MRI檢查[12]。MRI是目前唯一、無創顯示關節韌帶及客觀評估韌帶損傷的影像學方法。既往臨床上急性ACL撕裂時PLC是否損傷往往被部分甚至完全忽略。2010年Geeslin等學者 研究得出MRI特定部位的骨挫傷(bone bruise)對于PLC損傷具有一定的臨床提示意義[13]，他們研究了一組PLC與ACL復合傷者，結果顯示其中50%合并股骨前內側髁骨挫傷，39.5%有脛骨平臺后外側骨挫傷，28.9%有脛骨平臺后內側骨挫傷，因此認為ACL撕裂的情況下，若MRI上發現股骨前內側髁骨挫傷，應高度懷疑PLC結構損傷。本組研究中，部分PLC損傷者中觀察到脛骨平臺后外側骨挫傷，未作具體例數統計。筆者認為，骨挫傷/骨折、韌帶/肌腱損傷間的聯系反映了損傷機制間的關聯性，典型的例子如Segond骨折常常強烈提示ACL損傷(75%～100%)。

本研究將外傷后4周之內(急性期)的膝關節傷者納入研究，將擬評價韌帶ACL、PCL、LCL、PT、PFL分為0級、1級、N/V級三類，其中，0級、N/V級定義為韌帶損傷陰性，1級為損傷陽性，統計175例傷者各條韌帶損傷情況，采用Fisher's檢驗分別分析兩組韌帶損傷率間的差異性。結果表明，175例傷者中約72例交叉韌帶撕裂，占比最高(約41%)；29例PLC功能結構損傷(約17%)，26例為交叉韌帶撕裂伴PLC結構復合傷(約15%)。PFL作為PLC區提供靜態穩定性的三大功能結構之一，MRI圖像評估38例為0級，其余137例為N/V級，均未見韌帶損傷陽性征象，故未納入統計分析。分析原因可能：①本研究為膝關節MR標準參數掃描，掃描層厚較厚(3～4mm)且定位線傾斜度不合適(未平行于腘肌腱)，故導致大多數PFL未能完整清晰顯示(N/V級137例)；②觀察者對PFL損傷的直接征象認識不充分。實際工作中，其實很少能觀察到PFL損傷的直接征象，主要依靠間接征象進行判斷，文獻報道PFL損傷的間接征象有兩個：①腓骨莖突的骨折或骨髓水腫；②腘肌-腘肌腱(P-PT)結合部的水腫。腓骨莖突及P-PT結合部分別對應PFL的止點、起點。本組研究中，兩位醫師均未觀察到PFL損傷的明確間接征象。經檢驗，PLC區另兩大功能結構LCL、PT損傷均與ACL撕裂間存在顯著差異， LCL與PT損傷間也密切相關，這從影像學角度間接反映了PLC功能結構間協同工作的內部力學機制。本組中，PCL撕裂約占比9%(16例)，其中4例為PCL伴PT撕裂(圖2b～c)，PCL伴LCL撕裂0例，經檢驗，PCL撕裂與LCL、PT損傷間均無統計學相關。有學者報道，急性PCL撕裂傷者中約62%同時合并有PLC損傷，本研究中PCL撕裂中約25%合并PLC功能結構之一的PT損傷，這一比例遠低于國外研究，可能與以下兩個原因有關：①本組研究對象中PCL撕裂的發生率本身較低(16/175, 占比約9%)；②標準方位掃描參數下大多數PFL未能清晰顯示，可能存在一定的韌帶損傷假陰性率。175例中，只有2例同時發生ACL、PCL撕裂，而且這2例都是經由手術證實，總體比重較低，反映了兩組交叉韌帶同時撕裂較少見，通常為高能量創傷所致，且手術重建是修復關節穩定性的必選方式。

以往PLC被稱為“膝關節盲區”，不僅因為其局部解剖的復雜，還包括對其損傷后主觀的臨床檢查結果、無法驗證的影像結果以及缺乏循證依據的重建手術方式理解認識不足。越來越多的生物力學研究數據證明了ACL移植物的穩定依賴于PLC結構的穩定性，因而，ACL重建結果的進一步改善首先取決于對伴隨韌帶損傷、特別是PLC是否損傷以及損傷程度如何的正確綜合評估。據文獻報道，ACL合并PLC復合傷發生后應在3周的時間窗內進行手術[14]，原因有二：①若不修復/重建PLC結構，會大大增加ACL移植物的壓力；②該時間窗內的自體解剖標志較容易在重建手術中確認。學術界目前推薦急性ACL/PLC損傷后行“同期解剖重建術”(singe-stage reconstruction technique)為最佳術式，理想情況下，使用跟腱同種異體移植物或自體半腱肌移植物效果最好。術后傷者可早期行康復鍛煉以更好地恢復關節功能，并且可防止發生關節纖維化。

總體而言，膝關節因其結構復雜性，以及外傷因素的多變性，較少發生單一韌帶或肌腱損傷，而交叉韌帶損傷在急性膝外傷者中最常見(本組研究中約占41%)，也相對易于術前評估；本研究顯示ACL撕裂的發生率在急性外傷中最高(約33%)，PCL、LCL、PT撕裂或損傷的發生率相差不大(約9%～10%)。交叉韌帶撕裂合并PLC功能結構損傷的發生率(約15%)高于PCL或LCL、PT單獨損傷。對于PFL的評價需調整常規掃描參數及方位[6,15-16]。交叉韌帶撕裂合并PLC結構復合損傷是一個嚴重的膝關節外傷事件，術前評估應將它們視為維持關節穩定的整體聯動結構來綜合評價以獲得更好的臨床結局，尤其目前學術界公認同期解剖重建急性損傷后的交叉韌帶及PLC結構會有效降低交叉韌帶重建失敗的概率，并且遠期關節穩定性較理想。

3.不足與展望

本研究存在一些不足：①雖樣本量較大，但手術證實者比例不高(36/175)，故大部分結果的判讀是基于觀察者對于MRI圖像的主觀經驗，可能存在一定的觀察者偏倚(Observer bias)；②本研究為回顧性研究，MRI標準掃描條件下對于PFL這一PLC區功能性韌帶的顯示率不高，約22%(38/175)，影響了PFL與交叉韌帶撕裂率差異性的分析。對于PFL的有效識別，目前推薦“薄層斜冠狀位”(與PT平行定位，層厚約2mm，FOV包括腓骨小頭及莖突)這一特定掃描方式，或者經關節鏡手術證實。筆者今后將在上述研究的基礎上，進一步改進研究設計，深挖PLC損傷力學機制，及其與影像表現間的結構及功能相關性。

綜上，交叉韌帶撕裂在急性膝關節外傷中最常見。PLC損傷較少單發，多伴發于能引起關節內部嚴重失穩的ACL撕裂，PLC功能結構內部損傷間也有一定相關性。研究結果印證了這些重要韌帶、肌腱在維持膝關節穩定方面的功能協同性。臨床上只有全面評估并修復這些關鍵結構，才能更好地降低交叉韌帶重建失敗率、并維持遠期關節穩定性，進而減緩關節失穩及退行性變進程[17-18]。