磁共振在前交叉韧带损伤中的应用

章学勤　徐林

【摘要】 随着时代与科技的进步，前交叉韧带损伤发生率越来越高，但其漏诊与误诊率仍较高，临床上对前交叉韧带损伤的诊断主要检查方式为磁共振成像。为提高其诊断准确性，人们不断改进磁共振影像设备及其对前交叉韧带损伤的诊断方法，使其对前交叉韧带的显影越来越清晰。因此其对于前交叉韧带损伤的诊断准确度不断提高，磁共振在前交叉韧带损伤中的应用越来越广泛。本研究通过查阅大量磁共振在前交叉韧带损伤中应用的相关文献，对近些年磁共振在前交叉韧带中的诊断标准、诊断的新方法以及在前交叉韧带损伤术后的应用进行综述。

【关键词】 前交叉韧带损伤 磁共振 诊断标准

Application of Magnetic Resonance in Anterior Cruciate Ligament Injury/ZHANG Xueqin， XU Lin. //Medical Innovation of China， 2021， 18（36）： -174

[Abstract] With the era and the progress of science and technology， higher and higher incidence of anterior cruciate ligament injury， but the missed diagnosis and misdiagnosis rate is higher， magnetic resonance imaging is the main examination method for the diagnosis of anterior cruciate ligament injury. In order to improve its diagnostic accuracy， people continue to improve magnetic resonance imaging equipment and its diagnostic methods for anterior cruciate ligament injury， so that its development of anterior cruciate ligament is more and more clear. Therefore， its diagnostic accuracy for anterior cruciate ligament injury is continuously improved， and magnetic resonance is more and more widely used in anterior cruciate ligament injury. By consulting a large number of relevant literatures on the application of MRI in anterior cruciate ligament injury， this study reviewed the diagnostic criteria， new diagnostic methods and postoperative application of MRI in anterior cruciate ligament injury in recent years.

[Key words] Anterior cruciate ligament injury Magnetic resonance Diagnostic criteria

First-author’s address： Binzhou Medical College， Shandong Province， Yantai 264003， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.36.041

前交叉韧带起点于股骨外侧髁内面后部，从髁间窝穿过，向前、下、内斜行后终止于胫骨髁间隆起前方，其平均长度31～38 mm，平均相交表面面积在女性中为36 mm2，在男性中为44 mm2[1]。分成前内侧束、中间束和后外侧束。前内侧束在屈曲时被拉伸，主要防止前后移位，后外侧束在伸直时被拉伸，防止膝关节旋转不稳定，其在膝关节的运动中协同工作。中间束支持前内侧束和后外側束，在该协同运动中抵抗旋转力[2]。前交叉韧带损伤在日常生活中较为常见，主要由膝关节受到暴力外翻或外旋引起，如运动时中上肢带动髋部及大腿过度旋转、膝关节过伸等[3]。前交叉韧带损伤的同时往往伴随半月板、软骨和其他韧带的损伤，且损伤后膝关节不稳定，活动功能受限，易继发骨性关节炎。由于磁共振对软组织有较高的分辨率，并具有无创、无辐射、多角度、多序列成像等特点已广泛应用于膝关节损伤的检查，可在关节镜检查及治疗前使用，避免不必要的检查引起的损伤[4]。研究表明，70%的前交叉韧带损伤发生在体育运动中，尤其是在一些扭转、急停等动作较多的运动，其发生率明显高于一般人群[5]。敖英芳等[6]调查我国现役运动员6 810名（其中男3 983名，女2 827名）各种运动创伤的发病情况发现，前交叉韧带损伤的发生率为47%。本研究从磁共振对前交叉韧带损伤的诊断标准、磁共振诊断前交叉韧带损伤的新方法以及磁共振在前交叉韧带损伤术后的应用三方面对近些年磁共振在前交叉韧带损伤中应用做出系统综述。

1 磁共振对前交叉韧带损伤的诊断标准

近些年随着科技的发展，磁共振诊断前交叉韧带损伤的方法也随着时代的发展而不断进步，严和强[7]分析48例可疑前交叉韧带损伤患者，总结出前交叉韧带损伤的MRI表现：前交叉韧带部分撕裂显示为韧带增粗，局限性信号增高，但纤维束仍连续、完整;完全撕裂则出现不规则、波浪状及挛缩的韧带，弥漫性信号增高等表现。磁共振成像在急性前交叉韧带破裂时直接征象为T2加权图像上前交叉韧带实质内的局灶性或弥漫性高信号，以及前交叉韧带缺乏连续性[1，8]。前交叉韧带损伤的间接征象为前交叉韧带的定位、骨挫伤和骨软骨骨折、后交叉韧带线、后交叉韧带角、后交叉韧带弯曲和外侧半月板的后移位[9-10]。XU等[4]通过评估377例经关节镜证实的前交叉韧带撕裂患者的磁共振图像，得出急性前交叉韧带撕裂中T2加权图像弥漫性高信号的发生率高于慢性前交叉韧带撕裂。骨挫伤、水肿和切口综合征在急性前交叉韧带发生率较高，可作为急性前交叉韧带撕裂的预测指标，而韧带撕裂、软骨损伤或骨关节炎、Notch综合征和弓形后交叉韧带在急性和慢性前交叉韧带撕裂中均可出现[4]，弥漫性高信号对于鉴别急性和慢性前交叉韧带撕裂具有一定价值。Robertson等[11]报道磁共振上的不连续和异常定位对诊断前交叉韧带损伤具有较高的敏感性和特异性，提示这两个征象可以用于前交叉韧带的诊断。濮进华等[12]通过分析66例前交叉韧带损伤患者，得出前交叉韧带损伤的间接征象和直接征象如下：直接征象如韧带变粗，不规则的边缘，出现高信号;行走出现异常，出现假瘤及无完整的纤维束。间接征象如胫骨平台的后、外侧及骨面挫伤，外侧半月板的后角后移，后交叉韧带的曲率大于0.39，大于5 mm的胫骨前移，股骨外侧髁切迹处凹陷大于1.5 mm。黄兆海等[13]通过分析100例前交叉韧带损伤患者，得出前交叉韧带损伤的急性期为T1WI低信号，T2WI高信号，慢性前交叉韧带损伤中T1WI及T2WI均较长，韧带出现局部变厚、变粗且韧带边界不清晰及断痕。正常前交叉韧带的磁共振表现为连续、比较均匀的带状低信号。前交叉韧带发生急性损伤或撕裂后，磁共振显影出现韧带肿胀，大于正常径，连续性破坏，出现异常高信号及韧带断裂、韧带松弛，原因是韧带中的氢原子多肽网架的结构被损坏、出现较多水肿液生成所致[11]。

2 磁共振診断前交叉韧带损伤的新方法

2.1 俯卧位膝关节最大屈曲时磁共振检查 文献[14]通过研究61例伴有半月板和软骨病变、需要关节镜膝关节手术的部分前交叉韧带撕裂患者发现，在膝关节俯卧位并处于最大屈曲状态时的磁共振检查，敏感性和特异性较高，其使用有助于骨科医生对部分撕裂患者的诊断和治疗。

2.2 高精度磁共振 在文献[15-16]中，高精度前交叉韧带设备的诊断准确率并没有显著提高，当磁共振的磁场强度从0.2 T发展到3 T时，其准确率从93%增加到95%，其改善并不明显。为了提高准确性，更多的放射科医生要求斜冠状面和矢状面，以便在一个框架内获得前交叉韧带的全长视图。

2.3 磁共振斜位图像 文献[17]通过回顾54例同时接受磁共振和关节镜检查的患者的病史，磁共振非斜位图像的准确性为80%，磁共振斜位图像的诊断准确性为91%，斜位图像的使用使准确率从80%提高到91%，表明斜位磁共振图像有助于诊断更较为轻微的前交叉韧带损伤。

2.4 磁共振弥散加权成像（DWI） 前交叉韧带撕裂的磁共振诊断主要基于形态学表现。DWI最初用于脑病理的评估，现在也应用于前交叉韧带损伤的诊断[18]，DWI根据水分子运动的变化来进行显影[19]，根据细胞内水的流动性低于细胞外[20]，在扩散梯度存在的情况下，细胞内信号衰减较慢[21]，相比之下，更流动的细胞外水的信号更强，同时由于前交叉韧带富含胶原蛋白，不溶于水;因此，它们在图像上表现为低信号[22]。b值反映水分子扩散运动的能力，越高表明水分子扩散越快，而撕裂韧带在DWI的平均b值明显高于正常韧带[23]，表明可以根据DWI中的b值来诊断前交叉韧带损伤。

2.5 前交叉韧带损伤的磁共振半自动检测 在放射科，医生的职责是检测人体各种组织及器官的异常，其过程枯燥、乏味、耗时且容易出错。计算机辅助诊断是在诊断过程中引入自动化来减少这些因素。计算机通过对人类前交叉韧带损伤建立决策支持模型，在矢状面磁共振（MR）中检测轻度前交叉韧带损伤（不需要手术治疗）和完全性前交叉韧带损伤（需要手术治疗）。它能够为医学专家的决策提供建议，在前交叉韧带损伤的诊断中发挥着重要的作用。在过去，决策支持模型通常是通过组装之前的专家知识来创建的，但现在更多的是从现有数据中直接构建或学习。根据建立的模型，在信息量很大及模糊图像中识别物体。虽然仅通过观察膝关节磁共振来进行半自动前交叉韧带损伤诊断是一个困难的问题，但实验结果表明，计算机辅助决策在临床上有潜在的应用价值，无论是检测轻微损伤还是检测完全破裂[24-25]。

3 磁共振在前交叉韧带损伤术后的应用

Anz[26]通过分析30名健康者得出，前交叉韧带的T2松弛值和前交叉韧带体积不随年龄变化，因此可以作为评估前交叉韧带移植成熟的量化、无创方法。磁共振是诊断撕裂的金标准成像方式。前交叉韧带重建是目前治疗这些损伤的首选方法。重建后，磁共振可被用作评估重建手术后前交叉韧带移植物的成熟程度、管理术后恢复和/或研究手术技术时的无创工具[25]。然而，这些研究仍未充分解释前交叉韧带损伤术后移植物成熟度随时间变化。需要进一步的发展为临床医生和研究人员提供更成熟的方法。在健康人群中的量化值将为临床医生提供预期的规范值。这些量化值将有助于评估移植物成熟，制订康复协议，或评估前交叉韧带重建手术技术[26]。

4 结语

由于时代及交通工具的发展，前交叉韧带损伤发生概率不断升高，而漏诊及误诊的代价是极大的，将延误患者的治疗，可能造成骨关节炎等并发症，严重影响患者的日常生活。因此随着时代的发展与进步，磁共振在诊断前交叉韧带损伤中的应用与研究越来越深入及广泛，经过多年的探索其有望成为前交叉韧带损伤的金标准。

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（收稿日期：2021-11-09） （本文編辑：占汇娟）