高场强MRI联合128层CT三维重建技术在诊断膝关节外伤中的应用效果

张学军，陈亚明，李 猛，王海洋 (.皖北煤电集团总医院影像科，安徽 宿州 34000；.皖北煤电集团总医院骨关节外科，安徽 宿州 34000)

膝关节是人体最大、最复杂的关节，在承重、运动方面发挥着重要作用，但其周围软组织较少，在外力作用下易发生损伤，其常见损伤原因包括交通事故伤、扭伤、坠落伤、击打伤等[1-2]。影像学检查是诊断膝关节外伤的重要方法，常用的有X射线、CT、MRI等。由于膝关节结构复杂，其外伤存在多种类型，X射线检查难以准确显示膝关节外伤情况，尤其对隐匿性骨折的检出率较低，易导致患者错失最佳治疗时机[3]。研究显示，在四肢外伤诊断中，应用128层CT三维重建技术能获得比X射线检查更全面、更准确的结果[4]。此外，高场强MRI被证实在膝关节半月板撕裂的诊断中具有较高的灵敏度、特异度、准确度[5]。但高场强MRI与128层CT三维重建技术联合诊断膝关节外伤的效果目前尚不明确。基于此，本研究重点探究高场强MRI联合128层CT三维重建技术诊断膝关节外伤的应用效果，旨在为临床无创诊断膝关节外伤提供更可靠的方法。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2019年1月至2021年11月就诊于我院的77例膝关节外伤患者，其中男38例，女39例；年龄为25～81岁，平均(49.25±11.83)岁；患肢：左侧38例，右侧39例；BMI为18.7～26.1 kg/m2，平均(23.15±1.47)kg/m2；受伤原因：交通事故伤39例，扭伤33例，坠落伤2例，击打伤3例。纳入标准：①因外伤引起膝关节疼痛、肿胀、活动受限；②年龄≥18岁；③单侧、新发损伤；④无CT、MRI检查禁忌；⑤首次发生膝关节损伤；⑥影像资料图像清晰。排除标准：①有膝关节手术史；②患有精神疾病；③处于妊娠期或哺乳期；④患有其他骨关节病。本研究经我院医学伦理委员会审批通过(WBZY-LLWYH-2022-007)，患者均知晓本研究，并已签署知情同意书。

1.2 检查方法

CT检查：入院当天检查，仪器为德国西门子Somatom Definition AS+64排128层螺旋CT扫描仪。患者取仰卧位，足先进，双膝关节伸直固定，扫描患者整个膝关节。扫描参数：有效管电流120 mA，管电压120 kV，层厚4 mm，螺距0.8，1 mm重建。扫描数据传送至syngo CT Workplace后处理工作站，进行轴位、冠状位、矢状位多平面重建，并进行三维重建。

MRI检查：入院当天检查，仪器为德国西门子Magnetom Verio 3.0T超导磁共振扫描系统，配备膝关节专用线圈。检查时嘱患者将患肢尽量伸直，膝关节外旋10°～15°，对膝关节冠状面、矢状面、横断面进行多序列扫描。T1WI序列扫描参数：TR 306 ms，TE 16 ms，层厚0.35 cm，层距0.035 cm，矩阵320×320；PD序列扫描参数：TR 2 000 ms，TE 31 ms，层厚0.35 cm，层距0.035 cm，矩阵256×256；PDFs序列扫描参数：TR 2 300 ms，TE 32 ms，层厚0.35 cm，层距0.035 cm，矩阵256×192。

1.3 结果判读

由2名资深(5年以上工作经验)影像学医师采用盲法阅片，对膝关节外伤类型、骨折类型、骨折部位、韧带损伤分级、半月板损伤分级进行判断。当诊断结果有分歧时，通过商讨后给出一致结果。韧带损伤分级[6]：韧带膜微小损伤为1级，韧带部分破裂为2级，韧带完全破裂为3级。半月板损伤分级[7]：半月板损伤未至关节面为Ⅰ级，半月板损伤至关节囊及半月板连接处为Ⅱ级，半月板撕裂、损伤至关节面为Ⅲ级。

1.4 观察指标

以关节镜检查或手术结果作为“金标准”，比较高场强MRI、128层CT三维重建单独及联合诊断膝关节外伤类型、膝关节骨折类型、骨折部位、韧带损伤分级、半月板损伤分级的准确度。

1.5 统计学方法

数据处理采用SPSS 22.0软件，计数资料以率(%)描述，采用χ2检验。采用组内相关系数(intraclasscorrelationcoefficient，ICC)评价2名医师诊断膝关节外伤类型结果的一致性，ICC<0.4为一致性差，0.4≤ICC<0.75为一致性中等，ICC≥0.75为一致性好。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 膝关节外伤类型的诊断

本研究共纳入77例膝关节外伤患者，临床综合检查结果为：膝关节骨折66例，韧带损伤56例，半月板损伤44例，关节腔积液77例。高场强MRI与128层CT三维重建联合诊断膝关节外伤类型的准确度高于二者单独诊断(P<0.05)，见表1。2名医师采用高场强MRI、128层CT三维重建诊断膝关节外伤类型的一致性ICC分别为0.812(95%CI：0.726～0.903)、0.803(95%CI：0.711～0.895)，具有较好的一致性。

表1 高场强MRI、128层CT三维重建单独及联合诊断膝关节外伤类型的准确度[例(%)]

2.2 膝关节骨折类型的诊断

66例膝关节骨折患者中，2例为隐匿性骨折，64例为非隐匿性骨折。高场强MRI与128层CT三维重建联合诊断膝关节骨折类型的准确度高于二者单独诊断(P<0.05)，见表2。不同骨折类型患者影像学资料见图1～2。

表2 高场强MRI、128层CT三维重建单独及联合诊断膝关节骨折类型的准确度[例(%)]

a：高场强MRI可清晰观察到隐匿性骨折；b：128层CT三维重建观察到的隐匿性骨折相对较大 箭头：骨折部位图1 隐匿性骨折影像学资料

a：高场强MRI能清晰观察到骨折；b：128层CT三维重建能清晰观察到骨折 箭头：骨折部位图2 非隐匿性骨折影像学资料

2.3 膝关节骨折部位的诊断

66例膝关节骨折患者中，胫骨平台骨折35例，胫骨髁尖棘骨折和骰骨内外髁骨折各12例，胫骨内外髁骨折7例。高场强MRI与128层CT三维重建联合诊断膝关节骨折部位的准确度高于二者单独诊断(P<0.05)，见表3。

表3 高场强MRI、128层CT三维重建单独及联合诊断膝关节骨折部位的准确度[例(%)]

2.4 韧带损伤分级的诊断

56例韧带损伤患者中41例1级损伤，10例2级损伤，5例3级损伤。高场强MRI与128层CT三维重建联合诊断韧带损伤分级的准确度高于二者单独诊断(P<0.05)，见表4。不同韧带损伤分级患者影像学资料见图3～5。

表4 高场强MRI、128层CT三维重建单独及联合诊断韧带损伤分级的准确度[例(%)]

a:高场强MRI可清晰观察到韧带损伤；b:128层CT三维重建观察韧带损伤相对较困难 箭头：韧带损伤部位图3 1级韧带损伤影像学资料

a:高场强MRI可清晰观察到韧带损伤；b:128层CT三维重建观察韧带损伤相对较困难 箭头：韧带损伤部位图4 2级韧带损伤影像学资料

a:高场强MRI可清晰观察到韧带损伤；b:128层CT三维重建观察韧带损伤相对较困难 箭头：韧带损伤部位图5 3级韧带损伤影像学资料

2.5 半月板损伤分级的诊断

44例半月板损伤患者中2例Ⅰ级损伤，35例Ⅱ级损伤，7例Ⅲ级损伤。高场强MRI与128层CT三维重建联合诊断半月板损伤分级的准确度高于二者单独诊断(P<0.05)，见表5。不同半月板损伤分级患者影像学资料见图6～8。

表5 高场强MRI、128层CT三维重建单独及联合诊断半月板损伤分级的准确度[例(%)]

a：高场强MRI可清晰观察到半月板损伤；b：128层CT三维重建观察半月板损伤相对较困难 箭头：半月板损伤部位图6 Ⅰ级半月板损伤影像学资料

a：高场强MRI可清晰观察到半月板损伤；b：128层CT三维重建观察半月板损伤相对较困难 箭头：半月板损伤部位图7 Ⅱ级半月板损伤影像学资料

a：高场强MRI可清晰观察到半月板损伤；b：128层CT三维重建观察半月板损伤相对较困难 箭头：半月板损伤部位图8 Ⅲ级半月板损伤影像学资料

3 讨论

膝关节外伤可引起膝关节疼痛、肿胀、活动受限，尽早诊断并给予有效治疗是恢复患者膝关节功能的关键环节[8]。本研究结果显示，膝关节外伤包括膝关节骨折、韧带损伤、半月板损伤、关节腔积液，说明膝关节外伤类型多样复杂，而不同损伤类型的治疗方法存在明显差异，因此，早期准确判断膝关节外伤类型非常重要。

目前临床诊断膝关节外伤以关节镜检查或手术结果作为“金标准”，但二者属于有创检查，临床应用存在一定局限性[9-10]。CT和MRI是目前较先进的无创检查技术，均可获得清晰的影像学图像，且操作简单、可重复性强，已广泛应用于膝关节外伤的诊断、术前评估、疗效判定等方面。本研究结果显示，高场强MRI、128层CT三维重建单独诊断膝关节外伤类型的准确度分别为87.01%、83.12%，与国内相关研究[11]报道结果相近，进一步说明高场强MRI与128层CT三维重建技术均为诊断膝关节外伤的可靠方法，且高场强MRI的诊断准确度更高。但CT和MRI检查也存在各自的不足，如128层CT三维重建虽然能全面显示损伤情况，但对隐匿性骨折的检出率相对较低，而高场强MRI虽然能发现细微关节损伤，但难以全面显示关节损伤情况，因此两种方法均存在一定漏诊的可能[12-13]。本研究结果还显示，高场强MRI与128层CT三维重建联合诊断膝关节外伤类型的准确度高达100%，可明显提高诊断准确度，这是因为两种方法联合应用能互相弥补不足之处，为临床诊断膝关节损伤情况提供更准确、更全面的信息，从而提高诊断准确度。

膝关节骨折包括隐匿性骨折和非隐匿性骨折。本研究发现，高场强MRI诊断膝关节骨折类型的准确度为90.91%，高于128层CT三维重建，这是因为对于透亮度低的骨折平面，采用CT检查难以充分显示，且CT检查对关节周围的软组织显影欠佳，会造成其检测隐匿性骨折时存在一定漏诊的可能，而MRI能多方位、多序列成像，可观察到细微骨损伤，从而有效提高隐匿性骨折检出率[14-15]。但也有研究指出，多层螺旋CT三维重建技术诊断膝关节隐匿性骨折的准确度明显高于MRI，且能更好地显示患者骨折和骨髓水肿情况[16]。本研究结果与这一结论存在一定差异，其原因可能与MRI仪器型号、阅片者临床经验不同有关。朱永斌等[17]的研究显示，对于膝关节隐匿性骨折患者，采用MRI的诊断效能明显高于多层螺旋CT三维重建。张朝阳等[18]也认为，高场强MRI诊断膝关节隐匿性骨折的准确度明显高于多层螺旋CT三维重建。本研究发现高场强MRI联合128层CT三维重建诊断膝关节骨折类型的准确度为100%，同时二者联合诊断在膝关节骨折部位、韧带损伤分级、半月板损伤分级的诊断方面均获得了较高的准确度，其原因在于MRI软组织分辨率更高，CT具有高空间分辨率，两种方法联合能更清晰、更准确地进行韧带损伤分级和半月板损伤分级，可为临床判断骨折类型、骨折部位以及韧带、半月板损伤情况等提供可靠的参考依据，在术前制定治疗方案中具有重要指导意义。

综上，采用高场强MRI和128层CT三维重建技术均能准确诊断膝关节外伤类型，两种方法联合应用能有效提高诊断准确度，且在膝关节骨折类型、骨折部位、韧带损伤分级、半月板损伤分级的判断方面均具有较高的准确度。