CT多平面重建后处理对指导膝关节交叉韧带MRI的临床价值

黄昀桀，陈兵，程松苗，张滔，王威

(四川省骨科医院，1.医学影像科；2.膝关节运动损伤科，四川 成都 610041)

膝关节交叉韧带损伤主要由急性外伤或慢性劳损引起，患者表现为膝关节疼痛、肿胀，常伴随关节积液，严重影响行走[1-2]。MRI可清楚显示膝关节韧带与周围组织的软组织的对比度，但是由于膝关节解剖结构复杂，仅依靠MRI无法完全显影三维立体结构，导致漏诊或误诊[3-4]。CT多平面重建后处理对CT进行三维成像加工，成像质量大大提升，多方位成像具有更好的空间分辨力[5-6]。通过CT多平面重建后处理技术可以探寻膝关节交叉韧带成像的最佳方位，指导交叉韧带MRI扫描，从而提高交叉韧带MRI图像的显示程度。目前CT多平面重建对交叉韧带损伤的应用研究尚处于起步阶段[7]，可行性及有效性有待验证。本研究旨在探讨CT多平面重建对指导交叉韧带MRI的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年5月至2022年4月四川省骨科医院收治的188例同时接受CT多平面重建后处理及MRI检查的膝关节交叉韧带损伤患者为研究对象，其中男性130例，女性58例；年龄(34.25±6.74)岁；受伤原因：交通事故84例，运动受伤74例，跌倒扭伤30例。纳入标准：(1)年龄≥18岁；(2)符合膝关节交叉韧带损伤的诊断标准[8]；(3)CT及MRI资料齐全。排除标准：(1)CT增强检查禁忌证，如碘过敏、严重甲状腺毒症、重症肌无力等；(2)MRI禁忌证；(3)CT或MRI成像质量差。

1.2 方法

1.2.1 CT检查 仪器为SOMATOM Definition AS+ 64排螺旋CT(德国西门子公司)。患者仰卧位，下肢自然放置，屈膝15 °。先进行多层螺旋CT平扫，下肢足先进，双臂上举。扫描参数：层厚2 mm，层间距2 mm，视野14～20 cm，扫描时间14～18 s，重建层厚1.25 mm，间隔1.25 s，进行三维重建。根据每名患者不同的肢体情况，多方位调整可获得最佳层面，观察膝关节交叉韧带的走行特征。选择透明三维重组和最大密度投影做容积再现。

1.2.2 MRI检查 采用GE MR SIGNA Architect 3.0 T 核磁共振(美国通用电气公司)。扫描层厚为5 mm，间距为1 mm，扫描序列为T1WI、T2WI， T1WI斜矢状面的重复时间为440 s，回波时间为16 s；T2WI斜矢状面的重复时间为4 200 s，回波时间为93 s；斜冠状面的重复时间为4 300 s，回波时间为104 s。

1.2.3 影像学结果评价 CT多平面重建后处理成像及MRI成像结果均由两名影像学医师独立诊断。对比CT多平面重建后处理与MRI对前、后交叉韧带不同平面的成像率。Ⅰ级表示在1个层面能完整显示交叉韧带的解剖学结构。Ⅱ级表示在2～3个连续层面能完整显示交叉韧带的解剖学结构。

1.3 观察指标

(1)影像学表现：包括CT和MRI；(2)CT与MRI对前、后交叉韧带不同平面的成像；(3)CT及MRI对各类前、后交叉韧带损伤的检出率。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0软件对数据进行分析与处理。计数资料以[n(%)]表示，采用χ2检验或Fisher精确概率法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 影像学表现

前、后交叉韧带在不同成像位置上的形态学具有一定差异，前交叉韧带在未损伤情况下呈索带状低信号结构，边缘清晰，韧带损伤后显示为连续性中断，交叉韧带周围呈混合信号影，结构紊乱。矢状面T1WI可显示交叉韧带损伤部位呈中低信号，韧带边缘模糊不清。T2WI可显示交叉韧带损伤部位呈高信号，混杂低信号碎片，可伴有韧带松弛特征。后交叉韧带呈现弓形向后突起的条带状影，胫骨端膨大呈横椭圆形的结节影。韧带损伤后表现为连续性中断，断端可有低信号块状影，韧带边缘欠清晰，T1WI可显示交叉韧带损伤部位呈中低信号，T2WI呈高信号。若发生撕脱性骨折，韧带附着点处可见游离的碎骨片影。膝关节交叉韧带信号随受伤时间变化，亚急性交叉韧带撕裂T2WI由高信号转变为中低信号，韧带损伤边界较清楚。慢性损伤的交叉韧带周围信号由高信号转变为中低信号，可见大量疤痕形成，韧带结构紊乱。见图1。

2.2 CT与MRI对前、后交叉韧带不同平面的成像比较

CT对前交叉韧带斜矢状面的Ⅰ级成像率为97.34%，对前交叉韧带斜冠状面的Ⅰ级成像率为98.94%，对后交叉韧带正中矢状面的Ⅰ级成像率为99.47%。MRI对前交叉韧带斜矢状面的Ⅰ级成像率为98.94%，对前交叉韧带斜冠状面的Ⅰ级成像率为100%，对后交叉韧带正中矢状面的Ⅰ级成像率为98.94%。CT与MRI对前、后交叉韧带不同平面的Ⅰ级成像率比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 CT与MRI对前、后交叉韧带不同平面的成像比较[n(%)]

2.3 CT及MRI对各类前、后交叉韧带损伤的检出率比较

对于前交叉韧带断裂，CT与MRI的检出率分别为96.49%和98.25%，差异无统计学意义(P>0.05)。对于后交叉韧带断裂，CT与MRI的检出率分别为93.48%和95.65%，差异无统计学意义(P>0.05)。对于前、后交叉韧带断裂合并止点撕脱骨折，CT的检出率均为100%，MRI的检出率为100%和95.00%，差异无统计学意义(P>0.05)。对于前、后交叉韧带断裂合并半月板损伤，CT的检出率为86.36%和92.00%，MRI的检出率为90.91%和92.00%，差异无统计学意义(P>0.05)。CT的总检出率为94.68%，MRI的总检出率为95.74%，联合诊断的总检出率为100%。CT与MRI的总检出率差异无统计学意义(χ2=0.233，P=0.629)。见表2。

表2 CT及MRI对各类前、后交叉韧带损伤的检出率比较[n(%)]

3 讨论

膝关节交叉韧带可维持膝关节稳定，具有紧张、松弛作用，共同制约膝关节的过伸过屈活动，从而保护膝关节，避免发生骨折、关节软骨损伤等[9-11]。患者一般表现为膝关节疼痛、活动受限，临床表现复杂难以鉴别诊断。X线检查仅能发现膝关节部位是否存在骨折，无法检出软组织损伤。MRI具有高对比度的特点，十分适合软组织显影，因此被视为膝关节交叉韧带损伤的最佳诊断方法[12]。本研究发现，交叉韧带损伤MRI表现为T1WI低中信号，韧带连续性中断，边缘欠清晰，T2WI则为高信号，与既往研究[13-15]报道相符。

本研究结果显示，CT对前交叉韧带斜矢状面、斜冠状面、后交叉韧带正中矢状面的Ⅰ级成像率分别为97.34%、98.94%、99.47%；MRI对前交叉韧带斜矢状面、斜冠状面、后交叉韧带正中矢状面的Ⅰ级成像率分别为98.94%、100%、98.94%，CT与MRI对前、后交叉韧带不同平面的Ⅰ级成像率差异无统计学意义(P>0.05)，说明CT多平面重建后处理技术成像与MRI成像基本一致。孙小煜等[16]研究也发现两者检出率无差别， MRI具有良好的软组织分辨率[17]，CT多平面重建空间立体感更好[18]，各有优势。膝关节组织结构复杂，尤其是韧带损伤合并骨折，显影不全，会降低MRI成像质量。CT具有良好的空间分辨力和密度分辨力，通过CT多平面重建后处理技术，多方位、多角度、连续性地观察膝关节交叉韧带，可以作为MRI扫描的补充。CT多平面重建后处理指导MRI成像的可能机制为CT扫描各个断层面上的图像，通过多平面重建后处理技术将二维图像建立成三维图像，增强立体感，突显周围组织的毗邻关系，从而诊断膝关节交叉韧带损伤及是否伴随止点撕脱骨折、半月板损伤。目前临床应用的多平面重建技术可以进行任何方位的图像重建，重现三维立体结构，诊断更加直观清晰[19-20]。通过CT多平面重建后处理技术可以探寻膝关节交叉韧带成像的最佳方位，指导交叉韧带MRI扫描，提高交叉韧带MRI图像的显示程度，故两种方法联合诊断将膝关节交叉韧带的总体检出率提高至100%。本研究发现，CT多平面重建对交叉韧带损伤的总检出率为94.68%，MRI对膝关节交叉韧带损伤的总检出率为95.74%，联合诊断的总检出率提高至100%，提高了诊断率，对于膝关节交叉韧带MRI成像具有重要的指导意义。

综上，CT多平面重建后处理技术可以清楚地显示膝关节三维立体空间结构，有助于指导膝关节交叉韧带MRI成像的最佳方位，提高诊断效能，值得临床推广应用。