膝关节损伤已经成为临床上比较常见的病变。传统的X射线平片及CT扫描不能清晰显示半月板、韧带及关节软骨, X射线关节造影及CT关节造影虽能部分显示, 但因属于有创检查, 且CT扫描角度的限制, 所以临床很少应用。MRI为非损伤性影像诊断新技术, 具有多方向、多层面、多参数成像, 软组织对比度高、图像清晰等优势, 在国外已广泛应用于膝关节病变的诊断[1, 2]。笔者对113例膝关节损伤患者的MRI图象进行分析, 旨在评价MRI在膝关节半月板、软骨、韧带损伤中的诊断价值。
1 材料与方法 1.1 一般材料本组108例患者113例损伤的膝关节, 所有病例均经骨科检查初诊为半月板、关节软骨或韧带损伤。其中男67例, 女41例, 年龄16~72岁, 平均38.7岁。临床表现为膝关节疼痛、肿胀、弹响、关节绞锁和功能障碍等。
1.2 MRI检查及分级病人取仰卧位, 患膝屈曲15°并外旋20°置线圈中心, 常规采用GE signa 1.5T Twinspeed超导型磁共振仪和膝关节表面线圈进行扫描, 扫描序列包括:矢状位及冠状位SE序列T1WI (TR 540 ms, TE 9ms, 视野18cm × 18cm, 激励次数3, 层厚4mm, 间距0.8mm); 冠状位或矢状位脂肪抑制FSE序列T2WI (TR 3500 ms, TE 80ms, 视野18cm × 18cm, 激励次数3, 层厚4mm, 间距0.8mm); 矢状位GRE T2★序列(TR 600 ms, TE 15ms, 视野18cm × 18cm, 激励次数3, 层厚4mm, 间距0.8 mm); 部分矢状位3D SPGR序列(TR 38 ms, TE 6.9ms, 视野18cm × 18cm, 激励次数1, 层厚2mm, 间距0mm, 块厚100mm, 翻转角20°)
2 结果113例膝关节损伤均经手术或关节镜证实。半月板损伤共有76个。其中Ⅰ级损伤9个。在MRI的GRE T2*上表现为半月板内点状或类圆形高信号, 高信号影未达到关节面缘, 半月板形态正常; Ⅱ级损伤23个。在MRI的GRE T2*上表现为水平、垂直或斜形高信号影, 高信号影未达到关节面缘, 半月板形态正常(图 1); Ⅲ级损伤44个。在MRI的GRE T2*上表现为各种形态高信号影均已达到关节面缘, 部分同关节腔相通(图 2); 45例为多发韧带损伤, 19例为单发韧带损伤, 其中前交叉韧带(ACL)合并内侧副韧带(MCL)损伤19例, 前交叉韧带合并外侧副韧带(LCL)损伤3例, 前交叉韧带合并后交叉韧带(PCL)损伤9例(图 3), 内侧副韧带合并外侧副韧带损伤3例, 内侧副韧带合并后交叉韧带损伤5例, 外侧副韧带合并后交叉韧带损伤4例, 前交叉韧带、后交叉韧带、内侧副韧带同时损伤2例。每个膝关节共分为8个关节软骨面。0级:正常关节软骨, 共有587个; Ⅰ级损伤共有33个; Ⅱ级损伤共有54个; Ⅲ级损伤共有98个; Ⅳ级损伤共有132个。
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图片说明:图 1:矢状位T1WI及GRE T2*表现为内侧半月板后角内出现斜形条状高信号, 未达到半月板的关节面缘, 半月板形态正常。图 2:冠状位T2WI表现为内侧半月板体部出现斜形高信号影, 矢状位GRE T2*上表现为内侧半月板前角、体部、后角均可见条形混杂高信号影均已达到关节面缘, 部分同关节腔相通, 半月板形态异常。图 3:后交叉韧带断裂(箭所指), 断端呈结节状突起, 并呈"八"字形改变。胫骨平台骨挫伤, 关节腔积液。图 4:外伤导致外侧胫骨平台骨折伴关节面软骨Ⅳ级损伤(箭所指)。关节面软骨消失, 伴关节面下骨髓水肿, 关节腔积液, 周围软组织肿胀, 外侧副韧带损伤。 |
半月板位于胫骨平台上, 是两个半月形的纤维软骨组织。正常半月板在MRI各序列成像均为低信号。在半月板损伤产生退变和撕裂时关节滑液渗入并在半月板内渗透, 因此呈高信号; 稳定膝关节主要是依靠前后交叉韧带、胫侧副韧带和腓侧副韧带。韧带主要是由胶原纤维组成的, 所以在任何序列韧带均为低信号[3]; 关节表面覆盖着一层无血管、坚硬而有弹性的透明软骨, 镜下由大量的细胞外基质和稀疏的软骨细胞组成。
3.2 半月板、韧带、关节软骨损伤的MRI分级半月板Ⅰ级损伤:即早期退行性变或变性, 在MRI的GRE T2*上表现为半月板内点片状或类圆形高信号影, 未达到半月板的关节面缘(图 1)。半月板Ⅱ级损伤:MRI上表现为半月板内部出现水平或斜形条状高信号, 未达到半月板的关节面。半月板Ⅲ级损伤:MRI上表现为半月板内部出现水平或斜形条状高信号, 已达到半月板的关节面。
根据MRI表现按Ruiz等[4]对韧带损伤进行分级:1级微小的韧带周膜损伤; 2级韧带的部分破裂; 3级韧带的完全破裂。前交叉韧带因其特殊的解剖位置也是膝关节韧带中最易受伤的韧带之一。膝关节韧带损伤中最常见的是内侧副韧带合并前交叉韧带损伤。
软骨病变按照Outerbridge法进行分级, 0级:正常关节软骨; Ⅰ级:软骨软化水肿或出现泡状结构; Ⅱ级:软骨变薄, 出现轻中度纤维化或裂隙; Ⅲ级:软骨非全层剥脱, 呈蟹肉样外观; Ⅳ级:软骨全层缺损或剥脱, 软骨下骨质外露。
3.3 关节损伤的并发症① 半月板囊肿:大多数半月板囊肿是由于关节滑液通过撕裂的半月板蓄积在半月板包膜下而形成的。②骨挫伤:骨挫伤是指由于外伤所致骨髓的出血、水肿和骨小梁的微骨折。③骨软骨骨折:指关节软骨和其下的骨质的损伤, 可以由直接的损伤、韧带的撕裂和非直接损伤所产生的切应力所致(图 4)。④骨折:膝关节的骨折包括3个组成骨即胫骨、股骨、髌骨的骨折, 其中以外侧胫骨平台骨折最多见(图 4)。⑤半月板挫伤:股骨髁与胫骨平台撞击伤时可致半月板挫伤, 常涉及前交叉韧带的损伤。
3.4 MRI诊断膝关节半月板、关节软骨、韧带损伤在临床中的应用MRI信号表现为Ⅰ、Ⅱ级信号提示半月板退行性改变, 临床处理膝关节其他损伤时, 对半月板只需保守治疗, 并可缓解或消除症状。Ⅲ级信号即半月板撕裂是损伤的重要类型, 到目前行关节镜下修补术、部分切除术、半月板缝合术及可吸收半月板箭治疗[5]。
前交叉韧带(ACL)对于维持膝关节的稳定性具有重要作用, 近来ACL损伤逐年增多, 仅在美国每年大约发生80 000例以上[6]。韧带及其周围软组织内有无水肿是鉴别急、慢性损伤的主要依据。慢性撕裂时, 水肿常已消退, 由于纤维瘢痕的修复, 可使损伤韧带恢复为带状低信号, 形态类似正常, 但局部成角变形可提示诊断。尽管本文主要讨论膝关节韧带损伤的MRI表现, 但膝关节损伤常为复合性损伤, 单一的某韧带损伤较少, 其中包括多个韧带损伤, 局部半月板损伤、关节囊积液、骨挫伤、骨髓水肿、撕脱骨折、骨软骨骨折等(图 4), 只有将膝关节创伤诊断明确, 才能为临床提供明确的治疗方向。
软骨损伤早期在MRI上可见软骨表面不平整、信号不均, 在T2WI上呈点状和小片状信号增高, 原因为软骨T2弛豫时间明显增加[7]。随病情进展可表现为较明显的软骨缺失与剥脱。关节软骨损伤在MRI上的形态异常改变可归纳为以下几种类型:①软骨局限性变薄、凹陷或压迹, 软骨下方低信号带轮廓正常, 无变形、移位。②软骨凹陷或压迹, 软骨下方的低信号带轮廓不规则, 内凹或下陷。③软骨表面不光滑、凹凸不平。④软骨连续性中断, 呈裂隙状或见斜行骨折线与软骨下应力性骨折线相连。⑤软骨缺损, 伴或不伴有关节内游离体。在关节软骨急性损伤的同时一般总伴有邻近骨及其他关节结构的损伤。在本研究中最为常见的软骨下损伤是骨挫伤, 其次是骨折。急性前交叉韧带断裂多并发膝关节外侧间隙的软骨损伤, 主要是由于暴力作用于膝关节外侧间隙所致。膝关节外伤大多为复合性损伤, 单一出现半月板、关节软骨及韧带甚至骨组织的损伤比较少见, 常常合并出现, 这对诊断医师提出了更高的要求。
总之, MRI是诊断膝关节损伤的有效无创性检查方法, 对临床治疗有重要指导意义[8]。MRI良好的组织分辨力和较高空间分辨力检查, 具有无创性及客观性, 随着该项技术的不断发展和医师诊断水平的不断提高, 提高MRI诊断准确率对筛查韧带损伤及手术治疗有指导性意义。
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