引用本文
徐子军, 汤光宇, 邵泓达, 张长宝, 华婷, 徐彧, 汤欢. 前交叉韧带部分撕裂最大屈曲侧卧位MR成像效果[J]. 武警医学, 2017,28(9): 912-916
XU Zijun, TANG Guangyu, SHAO Hongda, ZHANG Changbao, HUA Ting, XU Yu, TANG Huan. Diagnosis of anterior cruciate ligament partial tear by imaging the knee in side-lying and buckling to maximum position in 3.0T[J]. Medical Journal of the Chinese People's Armed Police Forces, 2017,28(9): 912-916  

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前交叉韧带部分撕裂最大屈曲侧卧位MR成像效果
徐子军1, 汤光宇1, 邵泓达1, 张长宝1, 华婷1, 徐彧1, 汤欢2
1.200072 上海,同济大学附属第十人民医院放射科
2.200040 上海,复旦大学附属华东医院放射科
通讯作者:汤光宇,E-mail:tgy@126.com

作者简介:徐子军,硕士,主管技师。

收稿日期: 2017-02-25
摘要

目的 探讨前交叉韧带部分撕裂最大屈曲侧卧位MR成像效果。方法 将临床诊断为前交叉韧带部分撕裂的324例患者按照患者受伤到接受磁共振检查间期长短分成亚急性组、中间组、慢性组;所选患者都在接受常规体位及特殊体位膝关节MR检查后进行了关节镜检查。三位放射科医师对常规膝关节MR检查图像进行盲评,所得诊断结果列为A组,3个月后给相同的3位放射科医师提供膝关节常规体位检查图像和侧卧并最大屈曲位图像进行盲评,所得诊断结果列为B组。以关节镜结果为金标准,比较诊断符合率的差异。结果 B组对前交叉韧带部分撕裂的诊断率和关节镜结果更接近( Z=-0.732, P=0.47),阳性检出率明显高于MR常规体位组( P<0.001),尤其对处于中间期部分撕裂患者敏感度及特异度更高(敏感度25.64%,特异度94.73%)。结论 前交叉韧带部分撕裂最大屈曲侧卧位MR成像可提高诊断符合率。

关键词: 前交叉韧带撕裂; 膝关节损伤; 磁共振成像; 特殊体位
中图分类号:R445.2
Diagnosis of anterior cruciate ligament partial tear by imaging the knee in side-lying and buckling to maximum position in 3.0T
XU Zijun1, TANG Guangyu1, SHAO Hongda1, ZHANG Changbao1, HUA Ting1, XU Yu1, TANG Huan2
1.Department of Radiology, Shanghai Tenth People’s Hospital, Tongji University,Shanghai 200072, China;
2. Department of Radiology, Huadong Hospital, Fudan University,Shanghai 200040,China
Abstract

Objective To investigate whether MR imaging of knees in a side-lying and buckling to maximum position can improve the diagnostic rate of anterior cruciate ligament (ACL) partial tear.Methods Three hundred and twenty-four patients who were diagnosed with ACL partial tear were included in this study. According to the difference of intervals between the time of injury and the time for MR imaging, these patients were divided into three groups: the subacute, intermediate and chronic groups. All the patients underwent MR imaging in both the routine, side-lying and buckling to maximum position, and knee arthroscopy was performed after the MR scan. Three radiologists were invited to make a diagnosis through blind evaluation of the MR images acquired in the routine knee position. The diagnostic results were saved as group A. The MR images of the routine and side-lying and buckling to maximum position of knees were subjected to blind evaluation by another three radiologists after three months, and the diagnostic results were saved as group B, with the results of knee arthroscopy as reference. The difference between these two groups was analyzed statistically.Results The diagnostic rate of group B was comparable to the result of knee arthroscopy. The positive diagnostic rate of group B was much higher than that of group A.Conclusions MR imaging in the side-lying and buckling position of the knee can improve the diagnostic rate of patients with anterior cruciate ligament partial tear, and this MR imaging method is more sensitive for diagnosing patients with ACL partial tear more than 3 months after injury.

Keyword: anterior cruciate ligament; magnetic resonance imaging; knee injury; special knee position

磁共振成像(MRI)是一种无创的影像学检查方法, 被广泛应用于骨关节损伤、疾病的诊断[1]。前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)部分撕裂在膝关节损伤中较为常见, 急性期关节或撕裂部位有出血、积液等磁共振信号, 常对韧带撕裂的诊断产生干扰, 可降低诊断率; 当ACL部分撕裂发展到慢性期时更加难以诊断[2, 3, 4, 5, 6]。ACL部分撕裂的持续存在, 可致关节及附属组织结构损伤概率加大, 影响膝关节的功能及稳定性 [7]。医师常用韧带的形态及信号的改变作为韧带撕裂的直接征象进行诊断 [8] 。此前, 有研究应用改变扫描方法和优化序列的方法来减少组织信号干扰, 突出韧带的直接征象并获得了较高的诊断率。本研究采用笔者已获发明专利的检查方法(专利号ZL 201620233026.5), 即侧卧膝关节最大屈曲位进行磁共振成像, 并研究侧卧膝关节最大屈曲位对提高患者ACL部分撕裂诊断符合率的应用价值。

1 对象与方法
1.1对象

对上海市第十人民医院2011-10至2016-11, 临床查体诊断为ACL部分撕裂患者进行筛查, 最终324例列为研究对象, 年龄10~77岁, 平均(44.1± 10.2)岁; 男179例, 女145例。其中右膝183例, 左膝141例。排除条件:(1)有外伤史; (2)膝关节畸形; (3)ACL完全撕裂及ACL部分撕裂急性期; (4)无需做关节镜检查。为研究MR膝关节侧卧最大屈曲位对伤后不同时期患者的诊断率差异, 依据患者受伤到接受磁共振检查时间的长短[9, 10]将患者分成三组:亚急性期组108例(受伤后6周~3个月), 中间期组103例(受伤后3个月至1年), 慢性期组113例(受伤后大于1年)。由3位高年资医师对常规膝关节MR图像诊断盲评, 诊断结果为A组。为消除诊断医师对病例的记忆给研究带来的影响, 隔3个月后, 将相同患者膝关节的MR常规体位图像和MR侧卧并最大屈曲位图像由相同3位高年资诊断医师盲评得出诊断结果为B组。扫描使用关节专用柔性线圈(常用于肩关节检查)。

1.2 方法

1.2.1 膝关节不同体位扫描 (1)常规体位:患者仰卧位, 患侧膝关节自然伸直, 髌骨下缘位于膝关节线圈中心, 沙袋压住固定膝关节; (2)侧卧膝关节最大屈曲位:患者检查前适当活动关节, 在医生指导下, 侧卧将膝关节最大角度屈曲(图1), 将宽布条套住足背, 双手拉住布条另一端(图2)。关节专用柔性线圈包裹患侧膝关节上下面, 沙袋固定。

图1 膝关节最大屈曲检查角度
患侧膝关节尽最大可能的屈曲, 最大屈曲角度可至150°

图2 侧卧膝关节最大屈曲位检查
侧卧患侧膝关节最大屈曲, 线圈紧包患侧膝关节, 沙袋固定

1.2.2 扫描序列 (1)常规体位扫描:所有患者经Magnetom Verio 3.0 T MRI成像仪扫描, 序列包括轴位T1WI(TR 586 ms, TE 17 ms, 层厚5 mm, 层间距0.5 mm, FOV 180 mm× 180 mm)。冠状位PDWI/FS(TR 3000 ms, TE 33.0 ms, 层厚3 mm, 层间距0.3 mm)。矢状位PDWI(TR 3 000 ms, TE 33.0 ms, 层厚3 mm, 层间距0.3 mm), T2WI/FS(TR 3500 ms, TE 98 ms, 层厚3 mm, 层间距0.3 mm; FOV 180 mm× 180 mm)。(2)侧卧膝关节最大屈曲位扫描:矢状位PDWI(TR 3000 ms, TE 33.0 ms, 层厚3 mm, 层距0.3 mm)。斜冠状位T2WI/FS, 成像平面平行于ACL的走行(TR 3500 ms, TE 98 ms, 层厚3 mm, 层距0.3 mm)。

1.2.3 关节镜检查 所选患者均在接受常规体位及膝关节侧卧并最大屈曲位膝关节MR检查后进行了关节镜检查, 设备类型为:Stryker(美国史塞克)关节镜, 配件号为7-427-031。

1.3 统计学处理

采用SPSS 19.0统计学软件, 对上述结果采用卡方检验和非参数Wilcoxon秩和检验。 以关节镜的结果为金标准, 分别比较A组和B组两种不同的检查方法对ACL撕裂诊断及不同时期撕裂诊断的敏感度和特异度差异。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结 果
2.1 侧卧膝关节最大屈曲位情况

324例中, 亚急性期组97例(屈曲角度:男115° ± 5.1° , 女110° ± 4.7° )。中间期组106例(屈曲角度:男125° ± 5.6° , 女115° ± 5.1° ), 慢性期组121例(屈曲角度:148° ± 6.2° , 女147° ± 6.4° )。

2.2 ACL撕裂检出率

B组阳性检出率明高于A组(χ 2=13.62, P< 0.001, 表1)。B组撕裂阳性率和关节镜检查阳性率之间差异无统计学意义(非参数Wilcoxon秩和检验Z=-0.732, P=0.47)。

表1 前交叉韧带部分撕裂324例检查效果比较
2.3 不同检查方法敏感度与特异度比较

B组敏感度及特异度均明显大于A组(表2)。

表2 前交叉韧带部分撕裂两组关节镜诊断情况比较
2.4 不同方法、不同时期敏感度与特异度比较

B组对于各期撕裂的敏感度和特异度均优于A组(表3)。附加膝关节侧卧并最大屈曲位扫描所得图像可以测量到前交叉韧带任意位置的宽度数据(图4A, 图4B)。

表3 前交叉韧带部分撕裂两组(A/B)对不同时期撕裂诊断敏感度与特异度比较(%)

图3 患者常规和侧卧最大屈曲体位检查及关节镜检查比较
男性患者, 37岁, 受伤后13个月, A.常规膝关节体位的T2WI FS图像, ACL附着点的显示清晰度较差, 矢状位及冠状位扫描所得图像显示关节积液对诊断产生干扰; B.膝关节侧卧并最大屈曲位扫描清晰显示撕裂部位呈高信号, 可明确诊断为ACL部分撕裂, 得到关节镜证实

图4 术前后侧卧膝关节最大屈曲位扫描图像

男性患者, 45岁, 膝关节伤后6个月。A.在术前侧卧并最大屈曲位检查所得斜冠状位T2WI FS图像上可精确测量韧带宽度(红线间宽度)、走形, ACL和正中矢状线夹角(蓝线)、ACL和内外髁连线夹角(绿线)夹角数据; B.该患者术后1年膝关节侧卧并最大屈曲位的MRI图像中可清晰看到韧带及置入物走形

3 讨 论
3.1 侧卧膝关节最大屈曲位MR诊断价值

ACL部分撕裂的诊断率较低, 敏感性仅为40%[8, 11, 12, ]。分析可能的原因有:(1)常规体位检查较难在单层或几层图像内观察到完整的ACL, 并且ACL部分撕裂常不出现明显的韧带形态及MR信号改变; (2)关节或撕裂部位产生的出血、积液等信号容易产生伪影, 并增加了诊断难度。韧带形态改变的直接征象和关节水肿、后交叉韧带弯曲、骨挫伤等间接征象常作为ACL撕裂诊断的依据[8] 。然而, 在本研究中, 15例后交叉韧带无弯曲, 34例关节少量水肿, 9例患者无水肿, 提示间接征象对ACL部分撕裂诊断依据不够充分。为了提高ACL形态改变的可视化程度, 有研究者平行于ACL扫描, 在斜冠状位图像上显示ACL全长, 取得了较好的显示效果[12, 13]。但本研究中发现, 韧带撕裂部位附近的关节积液或积血对诊断的干扰一直存在, 有78/324例(24.1%)因关节积液或积血干扰了诊断。因此, 本研究设计让患者侧卧膝关节最大屈曲位下检查, 使关节积液或积血受到挤压离开韧带撕裂部位, 从而减少干扰诊断的因素, 同时采用平行于ACL进行扫描。在本研究中, 侧卧膝关节最大屈曲位检查后, 72/78(92.3%)例的干扰因素被消除(图3A, 图3B)。侧卧膝关节最大屈曲位检查组ACL部分撕裂结果和关节镜检查结果差异无统计学意义, 且敏感度和特异度分别高达80.29%和95.19%, 明显高于常规检查组的48.91%和89.84%, 发现中间期组和慢性期组撕裂诊断的特异度和敏感度也明显增加。

3.2 侧卧膝关节最大屈曲位MR的价值及挑战

正确、优质的检查体位及扫描方法是获得良好图像质量的前提[14]。目前, 国内外对于ACL的MR成像方法较多。Delin等[15]通过应用弥散序列来评估韧带撕裂, 指出在b值取600 s/mm2和1000 s/mm2时, ACL撕裂时的对比度(CNR)高于正常ACL, 依据常规序列图像联合ADC图较仅应用常规图像进行诊断, 可更有效区分部分和完全撕裂。Breitenseher等[16]用容积扫描重建所得图像来观察ACL撕裂的形态改变, 从图像的后处理角度出发, 拓展了病灶的观察视角, 缺点是图像重建中易出现失真。马贺骥等[17]应用平行于ACL纤维走行的斜矢状位扫描方法, 从而显示完整的ACL纤维束, 提高了韧带的直接征象。以上研究从扫描及后处理技术上进行优化, 研究体位的改变扫描对提高图像质量和诊断率的文献报道较少。本研究让患者根据自身能力最大屈曲膝关节, 检查成功率高, ACL附着端的信号及可视化程度更强(图2、图3)。ACL撕裂亚急性组的患者, 诊断的敏感度下降为28.07%, 低于中间组(95.12%)和慢性组(38.46%), 可能与亚急性其患者屈曲角度略小有关, 相关研究正在进行中。对于急性期患者, 因关节水肿严重, 病人配合比较困难, 并未列入本次研究。

3.3 存在的问题

本次研究仅对受试者膝关节最大屈曲时对诊断符合率影响进行了研究, 对于更加细化的屈曲角度改变对诊疗的影响, 及患者受伤后不同时间的屈曲体位改变的评估价值, 还需深入的研究数据证实; 附加膝关节侧卧并最大屈曲位需要增加患者的时间成本, 建议合理的应用于需要的患者。

总之, 侧卧膝关节最大屈曲位磁共振成像可提高ACL部分撕裂诊断率, 尤其适合伤后3个月以上的患者。

The authors have declared that no competing interests exist.

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