正常前交叉韧带高频超声和MRI测量对照分析

席晓萍，闫　玮，丁　雪，徐　闻，张怡靓，刘锐洪



正常前交叉韧带高频超声和MRI测量对照分析

席晓萍1，闫玮1，丁雪1，徐闻1，张怡靓1，刘锐洪2

目的探讨应用高频超声测量前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)厚径的可行性及准确性。方法选择2015-01至2015-09现役男性军人健康志愿者30名，分别应用高频超声及MRI测量右膝关节ACL胫骨止点端厚径。对比分析两名不同医师应用高频超声测量ACL厚径的结果，再对比分析应用高频超声及MRI测量ACL厚径的结果。结果两名医师应用高频超声测量ACL厚径具有较好的一致性及可重复性，其组内相关系数ICC=0.934，95%区间为(0.867，0.968)；使用Bland-Altman法分析：两位医师测量ACL厚径差值(mm)均值为-0.04，95%区间为(-0.55，0.47)。应用高频超声与MRI测量ACL厚径具有较好的一致性，提示两种方式是可替代的；其组内相关系数ICC=0.914，95%区间为(0.822，0.959)；使用Bland-Altman法分析：应用高频超声与MRI测量ACL厚径差值(mm)均值为0.04，95%区间为(-0.62，0.70)。结论高频超声可作为测量膝关节ACL厚径的常规方法。

前交叉韧带；高频超声；核磁共振成像

膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)是一条重要韧带。ACL损伤是军人、运动员较为常见而又严重影响膝关节稳定性的运动损伤，因此准确测量ACL具有重要的意义。目前，MRI被认为是ACL影像学检查的“金标准”[1]，随着超声技术的发展，高频超声在肌骨方面的应用亦日益增多[2-4]。笔者通过应用高频超声测量ACL胫骨止点端最大厚径(下文简写为厚径)，并与MRI测量结果对照，旨在探讨应用高频超声测量ACL厚径的可行性及准确性，以指导后续研究。

1　对象与方法

1.1对象选择现役男性军人健康志愿者30名，年龄范围16～24岁，平均(19.40±2.24)岁；身高范围167～180 cm，平均身高(171.23±3.68)cm；体重范围55～72 kg，平均体重(64.58±5.65)kg。

1.2仪器与方法

1.2.1超声检查应用Philips IU-22彩色多普勒超声诊断仪，配备线阵探头L12-5，线阵探头频率9～12 Mhz。每位志愿者均检查右侧膝关节ACL，取仰卧位，屈膝约90°，探头于关节前间隙先寻找髌韧带，然后探头置于髌韧带内侧缘，由外上向内下约30°呈矢状斜位(图1)，观察ACL形态、内部回声等声像图特征，观察时行运动试验加大或减少膝关节弯曲角度，可动态观察到ACL的运动，有助于更好地分辨ACL边界。每位志愿者分别由两名不同医师独立进行检查测量，测量时膝关节弯曲约90°，垂直于ACL长径测量最大厚径并记录。

图1　正常前交叉韧带MR图像

1.2.2MRI检查采用GE Signa 1.5T超导型MRI扫描仪，使用肩关节线圈。检查体位与超声检查相似，受检查者取仰卧位，屈膝约90°，线圈的中心位置对准髌骨下缘。垂直于ACL长径测量最大厚径并记录(图2)，每位志愿者分别由两名不同医师独立进行检查测量，然后取平均值。

图2　高频超声检查前交叉韧带体位及探头位置

2　结　　果

2.1正常ACL声像图特征因为ACL的解剖特点，高频超声较难完整显示ACL全貌，但能清晰显示ACL胫骨止点处端[5]，纵切面呈条带状结构，内部为均匀丝状中等至低回声，双侧对称，周围无异常回声(图3)。两名不同超声医师测量30名志愿者ACL厚径分别为(8.04±0.70) mm及(8.07±0.71) mm，MRI医师测量30名志愿者ACL厚径为(8.12±0.50) mm。

图3　正常前交叉韧带超声图像

2.2两名医师应用高频超声测量ACL厚径一致性分析两名医师应用高频超声测量ACL厚径的组内相关系数ICC=0.934，95%区间为(0.867，0.968)。使用Bland-Altman法分析(图4)：两位医师测量ACL厚径差值(mm)均值为-0.04，95%区间为(-0.55，0.47)。

图4　两名医师应用超声测量ACL厚径的Bland-Altman分析图(n=30)

2.3应用高频超声与MRI测量ACL厚径一致性分析应用高频超声与MRI测量ACL厚径的组内相关系数ICC=0.914，95%区间为(0.822，0.959)。使用Bland-Altman法分析(图5)：应用高频超声与MRI测量ACL厚径差值(mm)均值为0.04，95%区间为(-0.62，0.70)。

图5　应用超声及MRI测量ACL厚径的Bland-Altman分析

3　讨　　论

国外学者研究表明，ACL体积较小的人群，由于其胶原纤维束较少，容易发生ACL损伤[6]。所以，准确测量ACL对于ACL损伤具有一定的预测价值。MRI被认为是ACL影像学检查的“金标准”，研究表明MRI亦可清晰显示ACL并精确测量[7]，与解剖测量具有较高的一致性[8]。但MRI机器庞大，无法床旁检查；检查时间较长，费用较高，难以多次重复检查等缺点而较难作为常规检查手段[9]。高频超声具有实时快捷、价格低廉、移动灵活可床旁检查等优点。目前，在韧带方面的应用亦日益增多，但目前国内外尚未有应用高频超声对ACL进行测量的系统性报道。

在解剖学上，一般应用长度、宽度、厚度、横截面积及体积等参数来全面评价ACL[10]，因为ACL的解剖特点，高频超声能清晰显示ACL胫骨止点处端，但较难完整显示ACL全貌[5]，所以在本研究中笔者选择ACL胫骨止点端厚径作为观察指标。MRI测量肌肉及韧带的误差仅为0.8%[11]，所以本研究直接应用两名MRI医师的ACL测量值取平均值作为对照。为了使超声及MRI的测量结果具有可比性，在做MRI检查时笔者应用与超声检查一致的体位；使用膝关节专用线圈进行检查时，膝关节无法弯曲90°，因此在本研究选择肩关节线圈进行检查。在图像分辨率上，虽然高频超声在ACL的显示分辨上无法媲美MRI；但超声检查是实时动态的，在检查时行运动试验有助于清晰分辨出ACL边界，以便进行较精确测量。

本研究结果显示，两名医师应用高频超声测量ACL厚径结果的组内相关系数ICC=0.934，95%区间为(0.867，0.968)。使用Bland-Altman法分析，两位医师测量ACL厚径差值(mm)均值为-0.04，95%区间为(-0.55，0.47)。上述两种统计学方法都说明两名医师的测量结果具有较高的一致性，提示应用高频超声测量ACL厚径是确实可行的，其测量结果具有较好的一致性及可重复性。本研究结果显示，应用高频超声与MRI测量ACL厚径的组内相关系数ICC=0.914，95%区间为(0.822，0.959)。使用Bland-Altman法分析，应用高频超声与MRI测量ACL厚径差值(mm)均值为0.04，95%区间为(-0.62，0.70)。提示应用高频超声及MRI测量ACL厚径的结果具有较高的一致性，两种方式是可替代的。据此我们亦可认为，高频超声测量结果与解剖测量具有较高的一致性，具有较好的准确性。

ACL的正常值与种族、性别、年龄、身高、体重、运动量等因素有关[10],现仍未有关于超声测量ACL正常值的权威正常参考值报道。王晓宇等[8]测量中国成人新鲜离体膝关节标本，采用了伸膝约135°的MRI常用体位，ACL呈拉伸状态，结果显示ACL厚度解剖测量值为(6.0±2.2) mm, MRI测量值(6.09±1.76)mm。本研究选取30名16～24岁健康男性现役军人进行观察，该群体具有相同的种族、性别，以及具有相似的年龄、身高、体重及运动量，研究采用了屈膝90°的体位，ACL呈松弛状态，所以ACL厚度的测值较大，结果显示其平均值为(8.05±0.65)mm。本研究初步验证了高频超声测量ACL厚径的可行性及准确性，尝试初步建立该群体ACL厚径超声测量的参考值范围，下一步将进行大量样本研究来总结出较可靠的正常参考值范围。

综上所述，高频超声能清晰显示ACL胫骨止点端，且可精确测量ACL厚径，其测量结果具有较好的准确性及可重复性。高频超声可作为ACL厚径测量的常规方法。

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[3]雷志辉,王少特,金鹏,等. 军事训练致膝关节滑膜炎的高频超声诊断[J].武警医学,2014,25(6):554-556.

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(2015-10-10收稿2015-12-24修回)

(责任编辑张楠)

Comparion of high frequency ultrasound imaging and magnetic resonance imaging in measurement of normal anterior cruciate ligament

XI Xiaoping1, YAN Wei1,DING Xue1,XU Wen1,ZHANG Yiliang1,and LIU Ruihong2.

1.Department of Specific Care, Beijing Municipal Corps Hospital of Chinese People’s Armed Police Force, Beijing 100027, China; 2. Department of Ultrasound, Chenxinghai Hospital Affiliated to Guangdong Medical College, Zhongshan 528415, China

ObjectiveTo test if the thickness of normal anterior cruciate ligament (ACL) can be measured by high frequency ultrasound(US). MethodsThe thickness of ACL near tibial insertion site was measured by US and magnetic resonance imaging(MRI) in 30 normal right knees of young male soldiers. The thickness of ACL near tibial insertion site which was measured by two different radiologists by US were compared and analysed. The thickness of ACL near tibial insertion site which was measured by US and MRI were compared and analysed. ResultsThe intraclass correlation coefficient for these 2 radiologists was 0.934(95%CI:0.867 to 0.968) and Bland Altman plot showed that the mean difference was -0.04 ( 95%CI:-0.55 to 0.47 ), indicating a very strong agreement between these 2 radiologists in measuring the thickness of ACL by US. The intraclass correlation coefficient for US and MRI was 0.914 (95%CI:0.822 to 0.959) and Bland Altman plot showed the mean difference was 0.04 (95%CI:-0.62 to 0.70), indicating a very strong agreement between these 2 methods in measuring the thickness of ACL. ConclusionsHigh frequency ultrasound can be used as a conventional method for measuring the thickness of ACL.

anterior cruciate ligament；high frequency ultrasound；magnetic resonance imaging

席晓萍，本科学历，副主任医师。

1.100027，武警北京总队医院特诊科;2.528415中山，广东医学院附属陈星海医院超声科

刘锐洪，E-mail:wellknows@126. com

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