CT 和MRI 在膝关节前交叉韧带撕裂诊断中的应用价值

刘常锋

（佛山中医院三水医院放射科，广东 佛山 528100）

膝关节前交叉韧带（ACL）最早由Galen 提出，可追溯到1 600 年以前。 ACL 是关节囊和筋膜网络的中心，对保持膝盖的稳定性至关重要，超过70%的患者在膝关节出现外伤后会出现ACL 损伤。调查显示，在美国人口中，ACL 的患病率达到1/3 000，尤其是从事职业足球、滑雪运动人员，发病率显著高于普通群体。 国内目前还缺乏关于整个群体的病例报告[1]。 基于此， 有学者针对现役集训运动群体ACL 损害情况展开调查， 发现中国现役集训运动员ACL 损伤患病率约为0.43%。近年来，随着体育普及、专业化和公路运输发展，ACL 损伤的发生率逐年上升。ACL 撕裂会导致膝关节疼痛和功能障碍， 临床上均以膝关节稳定性差、关节活动功能受限、疼痛剧烈等症状为主要表现， 因此在受伤后， 患者早期诊断和治疗十分重要，需及时采取有效治疗措施解决其病理反应。 如果不及时进行处理， 很可能会引起患者膝关节稳定性下降， 并相继损伤半月板及关节软骨等关节内主要结构，加速骨性关节炎发展，影响运动能力，增加治愈难度[2]。 关节镜下ACL 修复与重建技术日趋成熟，临床可以对ACL 损害情况进行准确判断，并给予患者对症治疗。 但对症治疗前需借助有效检查手段确诊患者病情，才能综合其身体特性、病情来制定最佳治疗方案。 随着临床影像技术的发展，CT、MRI 等影像学技术也在不断优化， 在各类病症诊断中有一定检测价值。 本研究选取佛山中医院三水医院收治的86 例ACL 撕裂患者为对象， 旨在探讨CT 和MRI 在ACL撕裂诊断中的应用价值并分析ACL 撕裂的影像学特点。 现报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料

选取2020 年8 月—2023 年8 月佛山中医院三水医院收治的86 例ACL 撕裂患者为研究对象。 其中，男性45 例，女性41 例；年龄27～70 岁，平均（43.66±4.15）岁；致伤原因为车祸50 例，遭受打击12例，扭伤18 例，高处坠落6 例；受伤部位为左膝46例，右膝40 例。 本研究符合《赫尔辛基宣言》要求。（1）纳入标准：至医院就诊时可见明显外伤，患肢疼痛、肿胀感明显；活动受限不能正常活动。（2）排除标准：既往病史中记录有行膝关节手术治疗； 合并其他类型膝关节病变、关节肿瘤等症状患者。

1.2 方法

所有患者均进行CT 和MRI 检查。

MRI 检查：指导患者取仰卧位，选择西门子1.5T超导型磁共振成像系统来扫描其患肢膝关节， 在表面线圈内放置好患肢并做好肢体固定后， 以0°呈现角度伸直双膝， 注意扫描期间保证受检者髌骨下极水平需处于表面线圈中心内。 扫描时先进行冠状位、矢状位的FSET2WI 参数值设定。 其中，冠状位fs 的TE 设为43 ms、TR 设为2 855 ms，横轴位FSEfsPD 的TE设为30 ms、TR 设为2 100 ms； 后者FSEfsPD 的TE 设为35 ms、TR 设为2 250 ms， 矢状位的FSET1WI 设为570 ms，矢状位CUBEP 的TE 设为38 ms，TR 设为1 500 ms。最后将扫描间距、层厚、矩阵大小对应参数值设为1.5 mm、1.5 mm、256×256。 检查时间共计15 分钟。

CT 检查： 选择西门子16 排螺旋CT 扫描仪，指导患者取仰卧位，然后将患肢置于仪器扫描范围中，以0°呈现角度伸直双膝关节， 固定好后从患者股骨远端到胫骨近端的范围进行扫描， 将仪器电流、电压、管电压、扫描层厚的参数值分别设定为360 mA、120 kV、120 kV、1.20 mm，经骨窗和软组织窗来观察管道。 完成扫描后，将扫描数据上传至工作站，借助MIP 技术来重建图像，得到成像结果。

在进行关节镜检查的时候， 由2 名有丰富经验的骨外科医生完成操作， 如果关节镜下发现韧带存在一定程度病变，由主治医生实施对症治疗。 当患者韧带已经完全撕裂或纤维撕裂程度超过50%， 可以选择自体半腱肌或者股薄肌肌肉完成重建手术；若患者纤维撕裂程度不超过50%， 可以进行刺激增强手术。 若患者胫股骨韧带起止点撕脱骨折，韧带检查未见明显损伤，则可对骨折端采取复位和固定，若合并韧带严重损伤则选择重建手术治疗。 关节镜检查通常需要与MRI 检查间隔1 周左右， 间隔时间最长不得超过1 个月。 由有经验的影像科医师完成相关检查并作出诊断决定，对不能一致判定的结果，由副高级以上医师作出判断， 以确保结果的准确率和可靠性。

1.3 评价指标

（1）ACL 撕裂诊断标准。ACL 撕裂划分为韧带正常、部分撕裂、完全撕裂3 个等级。 ①韧带正常：患者具有良好的韧带形态。 ②部分撕裂：患者局部韧带提示信号异常，ACL 部分韧带增粗， 经影像学技术检查，可见异常部位显示信号增高。 ③完全撕裂：患者韧带连续性中断，形态呈现波浪状，韧带明显异常，冠状面与矢状面的信号提示异常， 胫骨与股骨的起点、止点均出现撕脱骨折现象。 （2）以关节镜检查结果和上述标准为依据， 记录CT、MRI 检测的准确率和影像学特点，并对比阳性、阴性检出情况，其中阳性表示撕裂（包括完全撕裂和部分撕裂），阴性表示正常。 计算不同检测方法的诊断效应，具体公式如下：准确率=（真阳性+真阴性）/总例数×100%；灵敏度=真阳性例数/（真阳性+假阴性）例数×100%；特异度=真阴性例数/（真阴性+假阳性） 例数×100%； 阳性预测值=真阳性例数/（真阳性+假阳性）例数×100%；阴性预测值=真阴性例数/（真阴性+假阴性）例数×100%。

1.4 统计学分析

使用SPSS 22.0 统计学软件进行数据处理。 符合正态分布的计量资料采用（）表示；计数资料用（n，%）表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 种检测方法诊断准确率比较

研究所选86 例患者均经关节镜检查，14 例正常，30 部分撕裂，42 例完全撕裂。 其中，MRI 共检出14 例正常，28 部分撕裂，40 例完全撕裂，诊断准确率为97.67%（82/86）；CT 共检出10 例正常，21 部分撕裂，34 例完全撕裂，诊断准确率为75.58%（65/86），MRI诊断准确率高于CT，差异有统计学意义（χ2=13.520，P=0.000）。

2.2 2 种检测方法诊断效能比较

MRI 检测阳性预测值、阴性预测值、灵敏度、特异度、诊断准确率均高于CT 检测，组间差异有统计学意义（P＜0.05）。 见表1、表2。

表1 2 种检测方法的阳性检测情况比较（n）

表2 2 种检测方法的诊断效能比较（%，n/N）

2.3 CT、MRI 在ACL 诊断时的影像学表现

CT 检测ACL 撕裂呈现低密度表现，患者可见韧带增宽、挛缩、交叉韧带有断裂。 MRI 检测若可见T1、T2 分别为低信号、高信号，表明患者ACL 撕裂处于急性发作期；若可见T1 信号长过T2，关节韧带扭曲、增粗，且撕裂断端边缘较模糊，或断痕情况显著，表明ACL撕裂处于慢性发作期，信号异常明显。 具体见图1～4。

图1 MRI 矢状位T2（可见ACL 增宽、变粗，走形区信号明显增高）

图2 MRI 矢状位T2（箭头提示ACL 中部出现连续中断，韧带影呈现游离状态及飘带样改变）

图3 MRI 矢状位T2（ACL 股骨附着点中断呈现连续性，且信号增高）

图4 MRI 横轴位的CUBE PD（ACL 断端挛缩，走形区信号提示增高）

3 讨论

人体膝关节结构独特，损伤后治愈困难。 因此，临床在诊断膝关节损伤类型时， 需综合其实际情况来实施科学检测， 尽早确诊患者病情来开展有效治疗[3]。 其中，ACL 作为膝关节内的纤维组织，主要位于膝关节内滑膜外， 由纤维呈直线状或螺旋状排列组成，用于稳定人体膝关节、帮助人体膝部过伸。 当人体膝关节出现损伤时，ACL 相继诱发病理撕裂，需及时采取有效治疗来恢复膝关节性能至稳定状态，避免其他损伤并影响康复[4]。

有报道表示，患者若处于急性ACL 损伤阶段，若能在非自主保护性肌痉挛发生前及时评估膝盖的稳定程度，通常可以快速诊断疾病。 然而，由于疾病的突发性，立即就诊的机会非常罕见。在ACL 撕裂较晚期展开检查， 术前非麻醉情况下评估膝关节稳定性通常存在较高假阴性率。 Lachman 试验、前抽屉试验是目前最常见的用于ACL 的检测手段，Lachman试验时ACL 处于最大张力， 而前抽屉试验则无法让ACL 的张力达到最大值，同时，对于新鲜ACL 受损患者，因为关节内血液淤塞影响，前抽屉试验会拉大关节屈曲角度，促使关节内张力增加，进而加剧关节痉挛问题[5-6]。 与此同时，上述检测受检查人员经验影响较大， 尤其是在急性ACL 损伤的初期， 因为关节积血、疼痛和肌肉痉挛，导致检查的假阴性率增加。 考虑到大部分膝关节韧带损伤均是复合型， 且各韧带之间存在着相关的协同效应，间接性提高了ACL 损伤的诊断难度。

目前，关节镜检查被视为ACL 撕裂诊断的“金标准”，镜像能清晰呈现患者关节内部情况。 然而，操作具有创伤性，患者接受度不高，在临床应用中存在一定局限性。 随着影像仪器和技术的进步，影像检查技术在膝关节ACL 损伤诊断中的作用日益显现。 其中，X 线是一种非侵入性的检查方法， 在ACL 损伤的诊断中发挥重要作用，特别是对于因牵引效应引起的韧带附着处撕裂和骨软骨断裂的诊断，同时还能观察到周围的软组织水肿和关节腔的变化[7]。 但X 线只能看到骨骼结构，对于软组织的检查较差，不能直接观察ACL 的周围软组织如韧带、肌肉等，且无法确定ACL的功能状态， 即ACL 是否完全撕裂或部分撕裂， 以及ACL 在关节运动中的支持和稳定作用等。

此外，尽管X 线的辐射量很小，但长时间重复检查可能会对人体造成一定的辐射损害，尤其是对于孕妇和儿童来说，需要谨慎考虑。 ACL 的早期损伤通常不易被X 线发现， 因为撕裂部位的骨质不会立即发生改变，需要其他检查方法的配合才能做出准确的诊断。超声检查同样具有无创优势，安全性高，可以清晰反映各种组织的解剖学和病理学的联系，还可以了解到ACL 撕裂的位置、范围和并发症，对急性ACL 损伤的判断至关重要。 与此同时，超声诊断ACL 撕裂可以在实时监测中进行，医生可以观察到受损韧带的位置及其运动情况，从而更加准确地诊断病情。然而，此类技术成像分辨率有限，不能很好地对前交叉韧带起始处的撕裂骨折进行准确地定位，对医生操作水平要求较高，且受检者需要积极配合医生操作，如伸直膝关节等[8]。 MRI 软组织对比度大，分辨率高，且操作无创伤，可以从多切面去清晰反映关节内部的解剖构造。与其他检查方式相比，该技术不仅无创、无痛、无放射，还能省去造影步骤，并清晰呈现出关节内外的组织结构，为临床提供更多的影像学资料。 上述优点使MRI 在膝关节疾病的检测中具有广泛的应用价值[9]。近年来，由于医疗成本的降低及人们的医疗服务质量的改善，MRI 已逐渐发展为一项重要技术， 并广泛应用于膝关节损伤诊断。

基于此，本研究以关节镜检查结果为标准，通过对比分析CT、MRI 在ACL 撕裂患者中的检测价值，结果显示，MRI 阳性预测值、阴性预测值、灵敏度、诊断准确率均高于CT（P＜0.05），提示相较于CT，MRI在膝关节前交叉韧带撕裂诊断中的应用价值较高。 CT 作为临床常用影像学技术，操作具有无创性，用于ACL撕裂检测中， 对ACL 起始点处的微小撕脱性骨块的大小、数目、移位和软组织肿块等具有更多的检查优点，影像图可显示出ACL 病变情况，包括增宽、增厚及挛缩等。 而常规CT 仅依赖于横断面影像来观察十字韧带起始点处的撕脱性骨块，从而直接对其进行判断， 而不能对其完整的解剖形态进行完整的观察，也不能对其进行全面的影像学检查[10]。 与此同时，CT 检测分辨率较低，软组织检测漏诊、误诊风险高，用于评估患者ACL 撕裂情况的诊断准确率有待提高。 临床上认为多层螺旋CT 多平面重建（MPR）技术在确定交叉韧带的位置上有积极应用价值，冠矢状位和斜冠斜矢状位的MPR 均可以在工作站上进行， 并得到交叉韧带的完整影像，从而准确判断韧带的起始和病变程度。 但是检查容易受软组织对比度影响，导致其在实体病变中的定位精度较低[11]。MRI 基于无创基础上，具有组织分辨率高优势， 通过全方位扫描患者患肢，清晰显示其膝关节结构及周围组织的解剖结构，明确患者骨质、 韧带组织情况， 进而提高诊断准确率[9]。MRI 检测通过分析患者膝关节韧带形态、 连续性、矢状面与冠状面表现来评估病情，影像学特征明显。 在急性期发作时，可通过T1、T2 信号低、高来进行确诊；而在慢性期，病症T1 信号长过T2，关节韧带扭曲、增粗，撕裂断端边缘较模糊，或断痕情况显著[12]。究其原因， 可能是患者致密网架受ACL 撕裂影响而出现破损，T2 则是因水肿、 出血压迫组织而提示出高信号。因此，MRI 在ACL 撕裂患者诊断中的准确率明显高于CT 检测， 可清晰显示出患者软组织和膝关节结构、韧带损伤情况，是提高诊断准确率的有效方法。

综上所述，ACL 撕裂患者采用MRI 进行检测的阳性预测值、阴性预测值、灵敏度、特异度、诊断准确率等指标均高于CT 检测，且影像学特征明显，在提高患者诊断准确率方面有较好应用价值。