3D FIESTA与2D SE/FSE分级诊断膝关节前交叉韧带损伤的准确性分析

安 超 牛金亮*

（山西医科大学第二医院，山西 太原 030001）

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）是维持膝关节稳定性的重要结构，是膝关节中最易发生损伤的韧带之一。随着关节韧带病变外科治疗手段的不断改进，临床对检测和准确判定韧带病变程度和治疗转归的要求更加迫切。MRI是一种公认的无创检测膝关节损伤的影像学方法，能够为ACL损伤提供诊断依据。近年来，一些针对ACL形态改变的特异MRI序列应用于临床。其中，三维稳态采集快速成像序列（3D FIESTA）由于可以明显缩短成像时间，近年来在实验研究和临床应用上受到广泛的关注[1-3]。本研究以关节镜为金标准，比较三维稳态采集快速成像（3DFIESTA）和常规序列（2DSE/FSE）诊断前交叉韧带（ACL）损伤的准确性，为临床应用提供更多依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本研究共搜集50例（共55个膝关节），其中男29例，女21例，年龄18-72岁，平均36岁。其中5例为双膝。所有患者均先进行MRI检查，然后接受关节镜手术。MRI检查距关节镜手术时间平均为3d（0～58d）。

1.2 MRI检查

采用美国GE公司Signa核磁共振仪，场强为1.5T。扫描序列包括：3D FIESTA序列；常规序列：自旋回波序列（spin echo，SE）T1WI、脂肪抑制快速自旋回波序列（fat-suppressed fast spin echo sequence，fsFSE）T2WI+fs及质子密度加权序列（fat-suppressed proton density weighted sequence） PDWI+fs，扫描参数见表1。

1.3 图像分析

MRI图像由2名经验丰富的放射学医师共同阅片，判断是否有ACL撕裂。阅片时提供患者的病史及物理检查结果。如有不同意见，则2名放射学医师商量后得出结论。根据综合文献制定前交叉韧带损伤MRI诊断标准[4-6]，将前交叉韧带撕裂的MRI直接征象分为4级：0级：韧带轮廓、走行、信号均未见异常；1级为挫伤或变性：韧带轮廓、走行正常，韧带可见平行与纤维走行的线条样异常信号影；2级为部位撕裂：韧带走行正常，韧带局部增粗，轮廓不清，可见片状异常信号，断端挛缩、移位；3级为完全性撕裂：韧带消失、连续性中断。

1.4 关节镜检查

由两位分别有12年和20年关节镜手术经验的骨科医师行关节镜手术。术前MRI诊断报告中无具体的分级信息。关节镜关于ACL损伤的评级标准与MRI评级标准相似。将55个膝关节关节镜的结果作为金标准，将MRI分级结果与之对照，评价MRI诊断的敏感性、特异性和准确性。

1.5 统计学分析

以手术记录为标准对ACL损伤进行统计学分析。笔者将0级定位阴性，1、2、3级定为阳性。分别计算两组序列诊断ACL撕裂的灵敏度、特异度、准确度、Kappa值。用Mc-Nemar统计法双尾精确表比较两组序列对ACL损伤诊断的显著性差异，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

本研究中，3D FIESTA序列诊断结果：ACL损伤39例，ACL正常16例；关节镜诊断结果：ACL损伤35例，ACL正常14例。3D FIESTA序列与关节镜对照结果见表2。2D SE/FSE序列诊断结果：ACL损伤38例，ACL正常17例，关节镜诊断结果：ACL损伤30例，ACL正常11例。2D SE/FSE序列与关节镜对照结果见表2。两组ROC曲线显示：2DSE/FSE序列ROC曲线面积=0.718，3D FIESTA 序列ROC曲线面积=0.886。二者比较3D FIESTA序列的诊断效果要好于常规序列。通过各序列图像对ACL损伤分级，3D FIESTA序列中16例显示正常（0级），1级11例，2级8例，3级20例。与关节镜诊断各级别ACL损伤的完全一致率为80%，2D SE/FSE序列中17例显示正常（0级），1级11例，2级9例，3级18例。与关节镜诊断各级别ACL损伤的完全一致率为79%，3D FIESTA序列的完全一致率2D SE/FSE序列高。但二者间差异无统计学意义（P=0.85）。ACL损伤MRI分级与关节镜分级对照结果见表3。试验组Kappa值 =0.745；P＜0.001；对照组Kappa值=0.423；P=0.002

表1 试验组膝关节MRI扫描序列各参数

表2 各序列诊断结果与关节镜结果的比较

表3 ACL损伤MRI分级与关节镜分级对照结果

3 讨 论

ACL是膝关节最易发生损伤的韧带之一，多种损伤机制均可导致ACL撕裂。ACL损伤早期症状并不明显。有研究表明，正常人群中有8%的前交叉韧带不同程度的损伤，一般活动时不会影响膝关节功能，容易被忽略。随着病程的发展，ACL损伤会严重影响膝关节功能。手术治疗也很难达到理想的效果。因此，早期诊断和及时治疗非常重要。

MRI是诊断ACL损伤最准确的影像学检查方法，具有高软组织对比、高分辨率、无创伤性、无痛、无辐射和多切面成像等优点，且无需造影，可详尽显示膝关节结构，能提供较其他方法更丰富的诊断信息。文献报道，MRI诊断ACL损伤具有很高的灵敏度和特异度[7]，对怀疑有ACL损伤的患者术前要进行MRI检查，为手术治疗提供有力的影像学依据。MRI关节常规扫描一般采用PDWI+fs和T2WI+fs两种序列。本实验显示，常规序列能够准确的评价ACL损伤。灵敏度78.9%，特异度 64.7%，准确性74.5%。与关节镜的完全一致率达到79%。但与Sasaki等[8]报道的灵敏度、特异度能达到80%～90%相比，本实验的灵敏度、特异度较低。可能是采用NEX次数减少的原因，从而使分辨率变低。扫描方位通常采用矢状面、冠状面和横断面，其中矢状面成像对检查交叉韧带和半月板最有价值，因此矢状面作为诊断ACL损伤最主要的切面，但常规序列矢状面扫描不能清晰的显示ACL，由于ACL斜线走行，常规矢状面不能在一个层面显示ACL全层，表现类似ACL损伤，尤其无法与慢性撕裂断端有溶解吸收者区别，造成假阳性，给ACL损伤诊断带来一定因难。

常规序列诊断ACL造成假阳性的原因有：①扫描层面未与韧带走向平行或韧带偏离了成像层面中心，可能使ACL中间纤维束显示不清；②部分容积效应使ACL股骨外髁附着区信号不均（多呈高信号），呈ACL损伤的类似表现；③当滑膜增生和周围脂肪组织炎性渗出非常明显时，也可见ACL局限性增粗或结构变得模糊不清造成假阳性[9]；④由于韧带内黏液样变性或嗜伊红变性而使MRI信号异常[10]，关节镜检查常不能发现。造成假阴性的原因有：①由于股骨外侧髁的阻挡，MRI可能漏诊部分ACL近端的损伤；②ACL轻微部分撕裂，MRI信号可无异常[11]；③损伤期＞2个月以上时，由于纤维瘢痕的桥接，关节镜检查可能与正常韧带相似。

3D FIESTA是一种稳态自由进动梯度回波（SSFP）技术，它使用较大的翻转角，横向磁化矢量在连续激发中仍被利用形成信号，因此即使TR缩短，但由于相位重聚的原因依然可获得较好的图像质量[12]。3D FIESTA序列具有以下优点：①扫描时间短，图像质量高；②搏动和磁敏感伪影减少；③后处理图像立体、逼真，任意角度地三维旋转可使各部分完整显露。3D FIESTA 图像的对比度取决于T1与T2的比值，其成像速度快、CNR 和SNR较高。本研究中，笔者试将3D FIESTA用于膝关节（ACL）诊断。研究发现3D FIESTA图像对膝关节ACL损伤的诊断与关节镜结果的一致率较高（80%）；敏感性、特异性分别为94.6%、77.8%。各项数据表明3D FIESTA序列的优越性。

综上所述，MRI常规序列扫描显示征象虽然清楚，但各种原因也容易造成假阳性和假阴性诊断。另外老年患者ACL退变、外伤后水肿以及韧带周围的脂肪组织产生部分容积效应等原因使MRI常规序列对ACL部分连续性中断的诊断相对困难。根据我们的统计结果，我们可以发现使用3D FIESTA序列诊断ACL损伤的灵敏度、特异度、准确性都很高。这些数据说明3D FIESTA序列对于检查ACL损伤有很大的帮助。MRI诊断ACL损伤主要依靠直接征象，本实验研究发现，两种序列诊断的2级部分撕裂和3级完全撕裂的灵敏度和特异度都较其他等级较低，这两个级别的MRI表现很容易误诊和漏诊。这要求影像工作者在做出判断时要特别注意。其他等级的ACL损伤两种序列诊断的准确性无统计学差异。实验证明，3D FIESTA序列诊断ACL损伤可以很好的显示ACL的走行和连续性中断，减少假阳性和假阴性的出现率，可以用于临床诊断。

膝关节常规序列在临床上已经得到了广泛的应用，具有很高的准确性。而FIESTA序列主要用于腹部、心脏血管的检查及耳蜗的水成像，在膝关节检查韧带损伤方面并没有得到认可。本实验研究例数较少，3D FIESTA序列对膝关节ACL的检查的准确性并不能得到充分肯定。各个医院磁共振室应用3D FIESTA序列对膝关节检查还需要实践检验。

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