膝关节交叉韧带损伤的磁共振成像应用研究进展

尤壮志(综述)，于静红(审校)

(内蒙古医学院第二附属医院放射科，呼和浩特010030)

临床膝关节损伤性病变中，交叉韧带的损伤非常多见。据报道，前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)损伤发生在非接触性运动中可达 78%［1］，临床上各类膝关节韧带损伤中，单纯后交叉韧带(posterior cruciate ligament，PCL)损伤占20%［2］。交叉韧带损伤后会使膝关节内载荷重新分配，应力重新分布，从而引起膝关节内部其他结构的损伤［3］。早期、正确诊断交叉韧带损伤的部位和程度对临床治疗和预后判断都具有非常重要的意义。

1 交叉韧带的磁共振成像检查技术

合理地应用磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)检查技术可提高MRI图像质量，是准确诊断的重要前提。近年来，国内外学者对交叉韧带的MRI检查技术研究报道较多，但尚未形成一致观点。

1.1 磁场强度 场强是影响磁共振分辨率的重要因素。目前研究认为，低场强和高场强 MRI对于膝关节交叉韧带损伤的诊断并无明显差异［4］。Jee等［5］也报道 0.2T 与 1.5T 相比，两者之间无明显差别。

1.2 扫描方位 交叉韧带的MRI扫描常规主要有矢状位、冠状位和横轴位。由于交叉韧带解剖走行与矢状面、冠状面均成一定的角度，当扫描层面与韧带走行不平行时，有时不能显示其全长，对于韧带部分撕裂的病例较易漏诊。近年来为了更好地显示交叉韧带的解剖结构，提高交叉韧带损伤的诊断准确率，动态MRI扫描、屈曲位扫描、斜矢状面扫描以及斜冠状位扫描相继出现。

国外研究报道，动态MRI矢状面诊断优于静态三维成像，其敏感度、特异度分别为96%和92%［6］。屈曲位MR韧带断端较易识别，其MRI表现为:结节状和游离舌状［7］。当膝屈曲位45°时，由于膝关节在屈曲状态下股骨髁间窝的容积较伸直位大，能减少平均容积伪影，且屈曲时ACL粗大的前内束纤维紧张平直，与扫描方向基本平行，故膝屈曲45°斜矢状位可完整显示ACL，对诊断有重要价值［8］。

通过矢状位多角度对膝关节ACL的扫描研究，结果在通过髁间窝的中心点作股骨内、外髁后缘切线的垂直线，将垂线向内侧偏转10°～15°的斜矢状扫描方式，能最真实地获得ACL的解剖结构及MR影像信息［9］，有利于发现病变和准确诊断。常规MRI扫描加斜冠状位扫描后MR诊断准确度、敏感度、特异度分别为97%、96%和97%，提高了对ACL损伤分级的诊断准确率，并对ACL损伤重建术后的评价具有较高的应用价值［10］。横断位扫描是膝关节最基本成像方位，根据ACL在连续横断位上信号表现对其作出评价，其准确性与斜矢状位及斜冠状位比较无统计学差异［11］。斜矢状位、斜冠状位可在一个层面显示交叉韧带的全程，结合横轴位MRI信号改变，更利于提高诊断准确率。且横轴位较其他两种扫描方位具有操作者依赖性小的特点，是简便易行、重复性好的评价方法。

1.3 扫描序列 Mink等［12］认为T2WI序列的敏感性和准确性均优于T1WI序列，自旋回波(spin echo，SE)T1WI显示解剖结构清晰，能较好地显示交叉韧带的形态变化。快速自旋回波(fast spin echo，FSE)T2WI对病变敏感，能反映韧带损伤和出血、水肿的信号变化。有报道［13］三维梯度回波序列具备T1WI和T2WI的优点，同时能缩短检查时间。

目前国内研究报道SE和FSE序列是使用最广泛的检查序列，SE和梯度回波-短T1反转恢复序列序列联合应用有助于提高交叉韧带损伤的准确率，尤其对于骨挫伤显示非常敏感，其准确率与Ha［14］等研究基本一致。

2 交叉韧带损伤的MRI表现

2.1 ACL损伤的MRI表现 ACL较PCL损伤发生率高，文献报道［15］MRI检出 ACL损伤准确率为92%～100%，损伤的部位以韧带中段最多见，约占72%，股骨髁附着点损伤占18%，胫骨附着点损伤占4%。ACL完全撕裂的 MRI直接征象［16］:①ACL连续性中断;②ACL信号缺失;③ACL形态异常、扭曲或呈波浪状改变;④ACL走行弥漫，呈高信号。

ACL撕裂的MRI间接征象:①ACL与胫骨平台的夹角 ＜45°;②ACL和 Blumensaat线夹角 ＞15°(Blumensaat线是指股骨后髁间窝上缘中点和ACL胫骨附着点之间的连线);③胫骨前移＞7 mm;④外侧半月板后移或裸露［17］;⑤“对吻性”骨挫伤(同时发生于股骨外侧髁和胫骨外后侧平台的骨挫伤);⑥股骨外侧髁凹陷征［18］(Notch征);⑦PCL角 ＜107°(PCL近段与远段所形成的夹角＜109°时，提示ACL 撕裂);⑧PCL 弯曲指数 ＞3.3［19，20］。⑨ACL 变细或增粗;⑩三角区积液［21］;⑪内侧半月板损伤［22］;⑫内侧副韧带损伤。

2.2 MRI各种征象对诊断ACL损伤价值 ACL损伤的MRI征象复杂多样，因膝关节损伤的病理改变不同而呈现不同的变化，正确评价这些征象与ACL损伤诊断的相关性，对提高MRI诊断ACL损伤的准确率具有重要意义，也是目前影像工作者研究的重要内容。

临床实验证明，ACL损伤的直接征象是诊断ACL撕裂的主要依据，ACL损伤后形态和信号发生改变，当急性或亚急性损伤时往往表现为韧带水肿、增宽，伴有信号局限或弥漫增高。慢性陈旧损伤时出血、水肿基本吸收可表现为韧带缺失、变细或增粗、波浪状改变，伴或不伴信号改变。故ACL损伤具备两种以上直接征象时，诊断准确性明显提高可达95% 以上［23］。

ACL损伤后，最直观的表现为韧带形态和信号的异常。间接征象中，由于正常ACL走行平行于Blumensaat线。ACL的走形异常具有较高的敏感性;在陈旧性ACL撕裂的MRI表现中，ACL与胫骨平台夹角 ＜45°的发生率最高［21］与 Mellado 等［16］的研究基本一致，此征可作为排除陈旧性ACL撕裂的一个诊断指标［24］。外侧半月板后移征以及胫骨前移具有较高的阳性预测值，上述间接征象的发生与ACL限制胫骨前移的功能密切相关，当ACL断裂时，胫骨前移、内旋，导致外侧半月板后角后移。“对吻性”骨挫伤，PCL角＜109°，Notch征等间接征象提示有韧带撕裂［25］，特别是对于直接征象不明确难以作出诊断的部分患者。冯华等［22］研究认为，大约1/3的ACL损伤合并有内侧半月板损伤，而陈旧性损伤较新鲜损伤的发生率更高。

对于不完全性及陈旧性ACL撕裂MRI缺乏典型的直接征象和间接征象，诊断不易把握，国外文献报道的准确率在47%～85%［26］。不完全撕裂的诊断需根据MRI表现不具备完全撕裂直接征象，同时又具有韧带损伤的MRI间接征象进行综合分析，其诊断依据仍有待于进一步深入研究。

2.3 PCL损伤的MRI表现 PCL损伤发生明显少于ACL［27］。有关PCL损伤的MRI研究显示，实质部撕裂占68%，近端撕裂占19%，远端撕裂占4%［28］。PCL完全撕裂的MRI直接征象:①PCL连续性中断，扭曲;②PCL信号消失;③PCL变细或水肿增粗，未见连续性完整纤维条索，在T1、T2呈不规则高信号。PCL撕裂的MRI间接征象:三角间隙积液、胫骨和(或)股骨挫伤、内侧副韧带损伤、关节积液和ACL损伤［29］。

2.4 MRI各种征象对诊断PCL损伤价值 临床研究显示PCL信号消失、PCL不连续的特异性均为100%，对于诊断的意义不言而喻。PCL信号异常、增粗等间接征象的诊断价值也不可忽视［29］。由于MRI信号受容积效应、“魔角效应”等因素影响，另外，老年患者由于退行性变韧带信号会增加［30］，因此在观察时需综合考虑有关因素。

总之，随着膝关节交叉韧带损伤的MRI检查和诊断技术研究的不断深入，使MRI对膝交叉韧带的解剖结构显示更加清晰，对损伤病变的显示更加全面，MRI诊断准确率不断提高，为临床治疗及预后判断提供可靠的影像学依据。

［1］Arendt E，Dick R.Knee injury patterms among men and wonmen in collegiate basketball and soccer.NCAA Data and review of terrature［J］.Am Sports Med，1995，23(6):694-695.

［2］Shelbourne KD，Davis TJ，Patel DV.The natural history of acute，isolated，nonoperatively treated posterior cruciate ligament injuries:a prospective study［J］.Am J Sports Med，1999，27(3):276-283.

［3］汪田福，郝智秀，高相飞.前交叉韧带生物力学特性及其损伤对膝关节稳定性的影响［J］.清华大学学报(自然科学版)，2010，50(7):1005-1008.

［4］陈伟，杨柳，唐康来，等.膝关节交叉韧带低场强MRI表现及其损伤诊断［J］.放射学实践，2004，19(4):239-242.

［5］Jee WH，McCauley TR，Kim JM，et al.Magnetic resonance diagnosis ofmeniscal tears in patientswith acute anterior cruciate ligamenttears［J］.J Comput Assist Tomogr，2004，28(3):402-406.

［6］Niitsu M，Anno I，Fukubayashi T，et al.Tears of cruciate ligaments and menisci:evaluation with cine MR imaging［J］.Radiology，1991，178(3):859-864.

［7］Huang GS，Lee CH，Chan WP，et al.Acute anterior cruciate ligament stump entrapment in anterior cruciate ligament tears:MR imaging appearance［J］.Radiology，2002，225(2):537-540.

［8］马贺骥，谭威，何翠菊，等.膝关节前交叉韧带损伤的MRI成像方法及诊断研究［J］.中国临床医学影像杂志，2006，17(6):341-343.

［9］王骐，胡剑，彭屹峰，等.膝关节前交叉韧带的MR矢状位影像探讨［J］.现代医学，2010，38(3):221-225.

［10］王晓宇.膝关节前交叉韧带的解剖和MRI影像对比研究［D］.重庆:第三军医大学硕士学位论文，2004.

［11］龚静山，陈蓟，刘特，等.膝关节MR不同成像方位对前交叉韧带撕裂的诊断价值［J］.医学影像学杂志，2009，19(5):605-607.

［12］Mink JH，Levy T，Crues JV 3rd.Tears of the anterior cruciate ligament and menisci of the knee:MR imaging evaluation［J］.Radiology，1988，167(3):769-774.

［13］罗久伟，李绍林.膝关节损伤的MRI检查方法及诊断进展［J］.放射学实践杂志，2003，19(2):149.

［14］Ha TP，Li KC，Beaulieu CF，et al.Anterior cruciate ligament injury:fast spin-echo MR imaging with arthroscopic correlation in 217 examinations［J］.AJR Am J Roentgenol，1998，170(5):1215-1219.

［15］Vinson EN，Gage JA，Lacy JN.Association of peripheral vertical meniscal tears with anterior cruciate ligament tears［J］.Skeletal Radiol，2008，37(7):645-651.

［16］Mellado JM，Calmet J，Olona M，et al.Magnetic resonance imaging of anterior cruciate ligament tears:reevaluation of quantitative parameters and imaging findings including a simplified method for measuring the anterior cruciate ligament angle［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2004，12(3):217-224.

［17］徐爱德，徐文坚，刘吉华.骨关节CT和MRI诊断学［M］.济南:山东科学技术出版社，2002:485-487.

［18］卢超，张国庆，张璐，等.膝关节前交叉韧带撕裂的MRI诊断［J］.中国临床医学影像杂志，2008，19(5):374-376.

［19］陈连旭，余家阔，于长，等.后交叉韧带指数在诊断前交叉韧带损伤中的临床价值研究［J］.中国运动医学杂志，2008，27(4):501-503.

［20］迟大明，白希壮，范广宇.后交叉韧带作为间接MR影像在前交叉韧带损伤中的诊断价值［J］.中国医学影像技术，2004，20(11):1745-1747.

［21］黄耀渠，周守国，陈卫国.前交叉韧带陈旧性撕裂的MRI诊断:与关节镜对照［J］.中国医学影像技术，2009，29(增刊):127-129.

［22］冯华，洪雷，耿向苏，等.前十字韧带损伤合并内侧半月板ramp损伤［J］.中华骨科杂志，2005，25(11):651-655.

［23］郭吉敏，刘春霖，曹满瑞，等.前交叉韧带损伤的 MRI相关征象分析［J］.放射学实践，2010，25(11):1268-1272.

［24］梁绮玲，韩立新，曹惠霞，等.MRI多征象分析对前交叉韧带损伤的诊断价值［J］.医学影像学杂志，2010，20(9):1351-1354.

［25］龚静山，陈蓟，刘特，等.MRI辅助征象对前交叉韧带撕裂的诊断价值［J］.中国医学影像技术，2009，25(2):286-289.

［26］Umans H，Wimpfheimer O，Haramati N，et al.Diagnosis of partial tears of the anterior cruciate ligament of the knee:value of MR imaging［J］.AJR Am J Roentgenol，1995，165(4):893-897.

［27］焦晨，敖英芳.后交叉韧带损伤的临床流行病学研究［J］.中国运动医学杂志，2008，27(4):420-423.

［28］Sonin AH，Fitzgerald SW，Friedman H，et al.Posteriorcruciate ligament injury:MR imaging diagnosis and patterns of injury［J］.Radiology，1994，190(2):455-458.

［39］刘溢，王强，彭涛，等.后交叉韧带损伤MRI诊断指标的评价［J］.临床放射学杂志，2007，26(11):1122-1125.

［30］Janousek AT，Jones DG，Clatworthy M，et al.Posterior cruciate ligament injuries of the knee joint［J］.Sports Med，1999，28(6):429-441.