磁共振成像与关节镜诊断前交叉韧带损伤的对比研究

史福东，左金增，刘仕杰，张 勇，王雪臣，武 强，冯世庆，钟洪波，李长江

前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)有膝看门狗韧带(watch-dog ligament)的别称，其损伤常导致膝关节稳定性障碍及运动障碍[1-2]，临床诊断ACL损伤的方法主要靠查体、磁共振成像(MRI)、KT-2000和关节镜等检查。关节镜下可以确诊ACL损伤情况，但是由于患者膝关节疼痛、肿胀和肌肉痉挛等原因影响查体，尤其是一些膝关节复合性损伤的患者，临床物理检查常不能明确诊断，甚至MRI误诊率和漏诊率亦很高[3]。本研究通过对35例怀疑ACL损伤患者进行MRI检查，并与其关节镜结果做比较，探讨MRI对诊断ACL损伤的可靠程度与不足，为是否需要行关节镜手术提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集唐山市人民医院骨科2008年10月—2013年9月怀疑ACL损伤患者35例为研究对象，其中男22例，女14例；年龄19～52岁，平均32岁。左膝19例，右膝16例；致伤原因：扭伤11例，运动伤10例，高处坠落伤7例，车祸伤5例，钝器打伤2例。临床主要症状:关节肿胀、疼痛、走路不稳感。患者术前均在我院行膝关节伸直并外旋15°位、1.5 T MRI斜矢状面和冠状面T1加权、T2加权扫描。在MRI检查后1～7 d内接受关节镜手术。

1.2 排除标准 (1)既往有膝关节手术史；(2)既往有风湿性关节炎、类风湿性关节炎、化脓性关节炎、结核性关节炎、色绒炎等疾病；(3)关节内骨样骨瘤、骨囊肿等病变；(4)中、重度骨关节炎患者。

1.3 设备及器械 MRI检查采用西门子AVANTO 1.5 T MRI系统。应用膝关节专用线圈进行斜矢状位、冠状位、轴位扫描成像。关节镜系列采用美国Stryker关节镜(直径4 mm，30°广角镜)系统。

1.4 研究方法 本组关节镜手术均由同一术者(手术例数500例以上)完成。ACL完全断裂者进行关节镜下同侧腘绳肌腱或腓骨长肌腱重建，同时处理其他韧带、半月板、软骨等损伤，详细记录手术情况，临床资料均于术后复习，由两位有经验的MRI诊断专家与术者共同读片，分析、评价膝关节ACL及半月板、软骨、韧带及各组成骨损伤改变，按MRI影像诊断标准提出影像学诊断，并以关节镜检查及镜下手术所见作为金标准，进行对照分析，以评价MRI对膝关节诸结构损伤病变的诊断价值。

1.5 MRI诊断标准 将ACL损伤分为完全断裂、撕裂(部分断裂)、胫骨端撕脱。完全断裂诊断标准：ACL失去正常形态、轮廓，扭曲，韧带中断、不连续，呈波浪状，断端明显移位。部分断裂诊断标准：韧带内见异常信号，韧带局部或弥漫性增粗、肿胀，边缘不清或韧带变细，但连续性尚存在，部分韧带纤维弯曲或呈波浪状。胫骨端撕脱诊断标准：胫骨端撕脱骨片和ACL肿胀、出血、部分撕裂。ACL损伤的间接征象包括:(1)胫骨近端前移(>5 mm)；(2)后交叉韧带过度弯曲；(3)股骨外侧髁骨挫伤，胫骨平台外后侧骨挫伤，“对吻性骨挫伤”，股骨外侧髁凹陷征(Notch征)；(4)外侧半月板暴露；(5)内侧副韧带损伤。

1.6 统计学分析 采用SPSS 11.0统计软件进行统计学处理，以关节镜检查结果为金标准，计算MRI诊断ACL损伤的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值，计算两种方法检查结果Kappa值，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

关节镜诊断ACL损伤：完全断裂18例，部分断裂8例，韧带下止点撕脱骨折2例，正常7例。关节镜下ACL完全断裂18例(见图1)中有7例MRI报ACL部分损伤(见图2)；关节镜下ACL部分断裂8例中MRI有2例报未见异常；关节镜下ACL正常7例中有4例MRI报ACL部分损伤，3例正常。有2例关节镜下明确ACL部分断裂，MRI均报未见异常。35例患者21例行ACL重建术，2例行韧带下止点撕脱骨折块关节镜下钢丝内固定，5例因前内侧束或后外侧束部分损伤未超过整束的50%，未行ACL重建术。MRI诊断ACL损伤的敏感度为85.7%，特异度为60.0%，准确度为86.7%，阳性预测值为87.7%，阴性预测值为60.0%(见表1)。两种方法检查结果Kappa值为0.163，P<0.000 1。

表1 MRI与关节镜诊断ACL损伤的四格表(例)

Table1 Diagnosis of ACL injury with MRI and arthroscopy

MRI关节镜阳性 阴性合计阳性26430阴性 2 3 5 合计28735

注：MRI=磁共振成像

图1 关节镜下ACL完全断裂

图2 MRI报ACL部分损伤

3 讨论

国内外文献报道MRI诊断ACL损伤的准确度为68.4%～90.0%，部分撕裂和完全断裂在MRI图像上的表现相似，鉴别较难[4-5]。而ACL是否断裂和断裂的程度是决定是否行关节镜下韧带重建的关键。因此，做关节镜、MRI诊断ACL损伤的对比研究，对指导临床诊治有着至关重要的意义。

ACL纤维束由前内束和较大的后外束组成[6],ACL起于胫骨髁间隆突前方凹陷处及外侧半月板前角，向后、上、外成角约60°斜行止于股骨外髁内侧面的后部。平均长度为4 cm、平均宽度为1.1 cm，且在胫骨附着点增宽。膝伸直时呈扁带状。ACL与冠状面、矢状面及横断面间的夹角分别为(33.3±8.1)°，(22.8±9.8) °和(53.6±9.6) °。后外束断裂比前内束断裂更多表现出关节不稳，ACL损伤的部位以韧带中段最多见，股骨髁附着点和胫骨附着点损伤相对较少。ACL撕裂在中间部位最常见(70%),其次为邻近股骨附着处撕裂(7%～20%),少见于胫骨附着处(3%～10%)。潘诗农等[7]观察40例患者在ACL中间部和邻近股骨附着处为38条(95%)，ACL胫骨附着处损伤2条(5%)。本组ACL损伤部位与以上数字相近，因此，在ACL的MRI及关节镜诊治时应注意到中间部和邻近股骨附着处是最常见的损伤部位。ACL慢性损伤常表现为韧带的增厚而无水肿,类似于正常的ACL,常呈假阴性[8]，因此不易诊断。国内外诸多研究者通过对膝关节韧带损伤的MRI表现与关节镜对照研究后认为,MRI对软组织有极高的分辨率,能较为准确地诊断膝关节韧带的损伤,但对ACL部分损伤及滑膜内完全断裂的准确度及敏感度较低,有一定的局限性。少数ACL损伤患者可出现滑膜内断裂,MRI诊断尤为困难,即使关节镜下亦不易发现断端。小儿ACL很少发生中间断裂，断裂也可隐藏在未受损伤的滑膜内。ACL滑膜内断裂病理改变为ACL扭曲,呈波浪状改变,虽然在MRI图像上连续性未见中断,但可根据镜下韧带滑膜组织充血、肿胀、淤斑等间接改变评定,同时在关节镜下认真检查,可发现韧带张力明显减弱、松弛,并可通过滑膜损伤处将韧带纤维钩出,继而显露断端，可见纤维完全断裂。本组关节镜下显示ACL完全断裂18例中有7例MRI报ACL部分损伤，而实际上术中用探钩探查时,均为滑膜内纤维完全断裂。因此，膝关节镜手术视觉发现ACL走形及张力正常时，也要警惕其可能存在滑膜内断裂，一定要用探钩小心地反复钩拉韧带的紧张度,撬拨滑膜的遮盖,以确诊ACL是否存在断裂[9]。

完全性ACL撕裂MRI大多表现为典型的ACL连续性中断[10]，有学者认为，MRI ACL全程未显示是完全撕裂的可靠依据[2]，ACL完全撕裂时，局部充血、水肿、积液明显,其边界难以清晰显示。不全性ACL撕裂表现为前内束或后外束的损伤，MRI因残存部分完整的ACL纤维束，缺乏典型的直接征象和间接征象，当MRI扫描ACL全程未显示时，其不完全撕裂较难准确诊断[11]。国内报道不全性ACL撕裂的诊断准确度为57.1%[12]。部分撕裂的MRI与关节镜诊断完全符合率为66.67%[8]。本组有26例术前MRI与关节镜结果一致，误诊的6例中,2例MRI未见异常，术中见后外束断裂。4例MRI报ACL部分损伤，但术中未见异常。分析其原因，可能与以下几点有关：(1)ACL前方存在丰富滑膜组织，创伤后滑膜充血水肿，会导致ACL边缘模糊，误判为增粗。(2)前后交叉韧带间有一个滑膜囊，可以减少韧带之间在膝关节运动时的摩擦，当膝关节受到创伤时，关节腔积液、积血，这个滑液囊会出现扩张，影响交叉韧带的显示。(3)ACL前内束与后外束间有疏松结缔组织，创伤后疏松结缔组织水肿，导致ACL显示模糊。此外有作者指出这些假阳性还可能与韧带内有黏液样变性、容积效应以及扫描方式有关[13]。

由于脂肪组织及结缔组织的存在，正常ACL中下段会呈现不均一的高信号[14]。杨敏[15]研究55例创伤患者，以关节镜诊断为标准，认为脂肪抑制序列(PDWI)可以有效地抑制脂肪信号，突出显示组织水肿信号，对ACL病变的敏感性最高[16]。乐剑平等[17]利用1.5 T MRI矢状位薄层扫描后三维重建和常规序列诊断ACL损伤的敏感度、特异度、准确度分别为95.7%、100.0%、97.6%和91.3%、77.8%、85.5%。杨敏[15]将患者膝关节屈曲15°，并将扫描线平行于ACL走行，对稳定性损伤的诊断敏感度、特异度及准确度均显著高于常规扫描，因为ACL伸直位呈相对松弛状态，不利于显示轻度和中度的撕裂伤，而膝关节屈曲可以将ACL拉直，有利于韧带全程显示，更容易发现膝关节撕裂伤的存在，识别断裂韧带的残端。研究显示，正中矢状位能够显示ACL全程的比例为82%[18]，而扫描线与ACL纤维排列方向相同，可以完整显示前内侧束和后外侧束，并能够避免部分容积效应造成近端信号不均。平行于ACL走行的斜冠状位扫描(层厚 3 mm间距0.3 mm),对ACL全程显示的比例为100%[19]。刘禄明等[3]、陈伟等[20]研究发现斜冠状位是观察 ACL 的最佳方位，可以全程显示 ACL，对于 ACL 附着点处结构的显示也较矢状位和冠状位清晰，可以更直观显示 ACL 外形、信号及韧带连续性情况，并认为对于临床诊断不明确的急性 ACL 损伤患者应用 MRI 斜冠状位检查分级诊断可以减少 16.2%不必要的关节镜检查。胡利荣等[21]认为患者创伤后在做MRI时不配合和部分患者变异导致ACL不能在单一斜矢状层面显示,而冠状位检查能有效弥补上述不足,认为斜矢状位加斜冠状位MRI扫描能提高ACL撕裂诊断的准确度。不同扫描方式会出现不同结果，但是统一的观点是，扫描线平行于ACL走行、矢状位薄层扫描后三维重建、斜矢状位加斜冠状位扫描联合应用等可以明显提高MRI对ACL的诊断率。

于星鹏等[22]研究128例受伤膝关节显示，随着ACL损伤程度增加，膝关节内阳性伴随征象数量逐渐增多，损伤程度逐渐严重。本组有5例ACL完全断裂患者出现“对吻性骨挫伤” 间接征象，2例ACL部分断裂患者出现“对吻性骨挫伤” 间接征象。因此，要善于将直接征象和伴随征象相结合来诊断ACL的损伤情况。

总之，通过关节镜与MRI诊断ACL损伤的对比研究，发现MRI显示ACL正常时，可靠性很高；MRI提示部分撕裂时，有相当一部分是完全撕裂；MRI提示完全撕裂时，可靠性很高，多与关节镜下所见一致，这对做好术前准备、术者对患者的病情交代以及患者术前对自己病情的知情权利至关重要。

本研究未能做到将所有病例的MRI图像经两位高年资主治医师以上职称放射诊断医师用双盲法进行阅片[14]，这是造成本研究敏感度、特异度、准确度较低的原因。另外，本研究为回顾性研究，不是前瞻性研究。在以后的工作中，应该做到手术医生与MRI医生密切结合，在将扫描线平行于ACL走行、矢状位薄层扫描后三维重建、斜矢状位加斜冠状位扫描联合诊断等方面进一步研究，进一步提高对ACL的诊断优势。

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