正常前交叉韌帶高頻超聲和MRI測量對照分析

席曉萍，閆　瑋，丁　雪，徐　聞，張怡靚，劉銳洪

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正常前交叉韌帶高頻超聲和MRI測量對照分析

席曉萍1，閆瑋1，丁雪1，徐聞1，張怡靚1，劉銳洪2

目的探討應(yīng)用高頻超聲測量前交叉韌帶(anterior cruciate ligament, ACL)厚徑的可行性及準(zhǔn)確性。方法選擇2015-01至2015-09現(xiàn)役男性軍人健康志愿者30名，分別應(yīng)用高頻超聲及MRI測量右膝關(guān)節(jié)ACL脛骨止點(diǎn)端厚徑。對比分析兩名不同醫(yī)師應(yīng)用高頻超聲測量ACL厚徑的結(jié)果，再對比分析應(yīng)用高頻超聲及MRI測量ACL厚徑的結(jié)果。結(jié)果兩名醫(yī)師應(yīng)用高頻超聲測量ACL厚徑具有較好的一致性及可重復(fù)性，其組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC=0.934，95%區(qū)間為(0.867，0.968)；使用Bland-Altman法分析：兩位醫(yī)師測量ACL厚徑差值(mm)均值為-0.04，95%區(qū)間為(-0.55，0.47)。應(yīng)用高頻超聲與MRI測量ACL厚徑具有較好的一致性，提示兩種方式是可替代的；其組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC=0.914，95%區(qū)間為(0.822，0.959)；使用Bland-Altman法分析：應(yīng)用高頻超聲與MRI測量ACL厚徑差值(mm)均值為0.04，95%區(qū)間為(-0.62，0.70)。結(jié)論高頻超聲可作為測量膝關(guān)節(jié)ACL厚徑的常規(guī)方法。

前交叉韌帶；高頻超聲；核磁共振成像

膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶(anterior cruciate ligament, ACL)是一條重要韌帶。ACL損傷是軍人、運(yùn)動員較為常見而又嚴(yán)重影響膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的運(yùn)動損傷，因此準(zhǔn)確測量ACL具有重要的意義。目前，MRI被認(rèn)為是ACL影像學(xué)檢查的“金標(biāo)準(zhǔn)”[1]，隨著超聲技術(shù)的發(fā)展，高頻超聲在肌骨方面的應(yīng)用亦日益增多[2-4]。筆者通過應(yīng)用高頻超聲測量ACL脛骨止點(diǎn)端最大厚徑(下文簡寫為厚徑)，并與MRI測量結(jié)果對照，旨在探討應(yīng)用高頻超聲測量ACL厚徑的可行性及準(zhǔn)確性，以指導(dǎo)后續(xù)研究。

1　對象與方法

1.1對象選擇現(xiàn)役男性軍人健康志愿者30名，年齡范圍16～24歲，平均(19.40±2.24)歲；身高范圍167～180 cm，平均身高(171.23±3.68)cm；體重范圍55～72 kg，平均體重(64.58±5.65)kg。

1.2儀器與方法

1.2.1超聲檢查應(yīng)用Philips IU-22彩色多普勒超聲診斷儀，配備線陣探頭L12-5，線陣探頭頻率9～12 Mhz。每位志愿者均檢查右側(cè)膝關(guān)節(jié)ACL，取仰臥位，屈膝約90°，探頭于關(guān)節(jié)前間隙先尋找髕韌帶，然后探頭置于髕韌帶內(nèi)側(cè)緣，由外上向內(nèi)下約30°呈矢狀斜位(圖1)，觀察ACL形態(tài)、內(nèi)部回聲等聲像圖特征，觀察時行運(yùn)動試驗(yàn)加大或減少膝關(guān)節(jié)彎曲角度，可動態(tài)觀察到ACL的運(yùn)動，有助于更好地分辨ACL邊界。每位志愿者分別由兩名不同醫(yī)師獨(dú)立進(jìn)行檢查測量，測量時膝關(guān)節(jié)彎曲約90°，垂直于ACL長徑測量最大厚徑并記錄。

圖1　正常前交叉韌帶MR圖像

1.2.2MRI檢查采用GE Signa 1.5T超導(dǎo)型MRI掃描儀，使用肩關(guān)節(jié)線圈。檢查體位與超聲檢查相似，受檢查者取仰臥位，屈膝約90°，線圈的中心位置對準(zhǔn)髕骨下緣。垂直于ACL長徑測量最大厚徑并記錄(圖2)，每位志愿者分別由兩名不同醫(yī)師獨(dú)立進(jìn)行檢查測量，然后取平均值。

圖2　高頻超聲檢查前交叉韌帶體位及探頭位置

2　結(jié)　　果

2.1正常ACL聲像圖特征因?yàn)锳CL的解剖特點(diǎn)，高頻超聲較難完整顯示ACL全貌，但能清晰顯示ACL脛骨止點(diǎn)處端[5]，縱切面呈條帶狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為均勻絲狀中等至低回聲，雙側(cè)對稱，周圍無異?；芈?圖3)。兩名不同超聲醫(yī)師測量30名志愿者ACL厚徑分別為(8.04±0.70) mm及(8.07±0.71) mm，MRI醫(yī)師測量30名志愿者ACL厚徑為(8.12±0.50) mm。

圖3　正常前交叉韌帶超聲圖像

2.2兩名醫(yī)師應(yīng)用高頻超聲測量ACL厚徑一致性分析兩名醫(yī)師應(yīng)用高頻超聲測量ACL厚徑的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC=0.934，95%區(qū)間為(0.867，0.968)。使用Bland-Altman法分析(圖4)：兩位醫(yī)師測量ACL厚徑差值(mm)均值為-0.04，95%區(qū)間為(-0.55，0.47)。

圖4　兩名醫(yī)師應(yīng)用超聲測量ACL厚徑的Bland-Altman分析圖(n=30)

2.3應(yīng)用高頻超聲與MRI測量ACL厚徑一致性分析應(yīng)用高頻超聲與MRI測量ACL厚徑的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC=0.914，95%區(qū)間為(0.822，0.959)。使用Bland-Altman法分析(圖5)：應(yīng)用高頻超聲與MRI測量ACL厚徑差值(mm)均值為0.04，95%區(qū)間為(-0.62，0.70)。

圖5　應(yīng)用超聲及MRI測量ACL厚徑的Bland-Altman分析

3　討　　論

國外學(xué)者研究表明，ACL體積較小的人群，由于其膠原纖維束較少，容易發(fā)生ACL損傷[6]。所以，準(zhǔn)確測量ACL對于ACL損傷具有一定的預(yù)測價值。MRI被認(rèn)為是ACL影像學(xué)檢查的“金標(biāo)準(zhǔn)”，研究表明MRI亦可清晰顯示ACL并精確測量[7]，與解剖測量具有較高的一致性[8]。但MRI機(jī)器龐大，無法床旁檢查；檢查時間較長，費(fèi)用較高，難以多次重復(fù)檢查等缺點(diǎn)而較難作為常規(guī)檢查手段[9]。高頻超聲具有實(shí)時快捷、價格低廉、移動靈活可床旁檢查等優(yōu)點(diǎn)。目前，在韌帶方面的應(yīng)用亦日益增多，但目前國內(nèi)外尚未有應(yīng)用高頻超聲對ACL進(jìn)行測量的系統(tǒng)性報道。

在解剖學(xué)上，一般應(yīng)用長度、寬度、厚度、橫截面積及體積等參數(shù)來全面評價ACL[10]，因?yàn)锳CL的解剖特點(diǎn)，高頻超聲能清晰顯示ACL脛骨止點(diǎn)處端，但較難完整顯示ACL全貌[5]，所以在本研究中筆者選擇ACL脛骨止點(diǎn)端厚徑作為觀察指標(biāo)。MRI測量肌肉及韌帶的誤差僅為0.8%[11]，所以本研究直接應(yīng)用兩名MRI醫(yī)師的ACL測量值取平均值作為對照。為了使超聲及MRI的測量結(jié)果具有可比性，在做MRI檢查時筆者應(yīng)用與超聲檢查一致的體位；使用膝關(guān)節(jié)專用線圈進(jìn)行檢查時，膝關(guān)節(jié)無法彎曲90°，因此在本研究選擇肩關(guān)節(jié)線圈進(jìn)行檢查。在圖像分辨率上，雖然高頻超聲在ACL的顯示分辨上無法媲美MRI；但超聲檢查是實(shí)時動態(tài)的，在檢查時行運(yùn)動試驗(yàn)有助于清晰分辨出ACL邊界，以便進(jìn)行較精確測量。

本研究結(jié)果顯示，兩名醫(yī)師應(yīng)用高頻超聲測量ACL厚徑結(jié)果的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC=0.934，95%區(qū)間為(0.867，0.968)。使用Bland-Altman法分析，兩位醫(yī)師測量ACL厚徑差值(mm)均值為-0.04，95%區(qū)間為(-0.55，0.47)。上述兩種統(tǒng)計學(xué)方法都說明兩名醫(yī)師的測量結(jié)果具有較高的一致性，提示應(yīng)用高頻超聲測量ACL厚徑是確實(shí)可行的，其測量結(jié)果具有較好的一致性及可重復(fù)性。本研究結(jié)果顯示，應(yīng)用高頻超聲與MRI測量ACL厚徑的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC=0.914，95%區(qū)間為(0.822，0.959)。使用Bland-Altman法分析，應(yīng)用高頻超聲與MRI測量ACL厚徑差值(mm)均值為0.04，95%區(qū)間為(-0.62，0.70)。提示應(yīng)用高頻超聲及MRI測量ACL厚徑的結(jié)果具有較高的一致性，兩種方式是可替代的。據(jù)此我們亦可認(rèn)為，高頻超聲測量結(jié)果與解剖測量具有較高的一致性，具有較好的準(zhǔn)確性。

ACL的正常值與種族、性別、年齡、身高、體重、運(yùn)動量等因素有關(guān)[10],現(xiàn)仍未有關(guān)于超聲測量ACL正常值的權(quán)威正常參考值報道。王曉宇等[8]測量中國成人新鮮離體膝關(guān)節(jié)標(biāo)本，采用了伸膝約135°的MRI常用體位，ACL呈拉伸狀態(tài)，結(jié)果顯示ACL厚度解剖測量值為(6.0±2.2) mm, MRI測量值(6.09±1.76)mm。本研究選取30名16～24歲健康男性現(xiàn)役軍人進(jìn)行觀察，該群體具有相同的種族、性別，以及具有相似的年齡、身高、體重及運(yùn)動量，研究采用了屈膝90°的體位，ACL呈松弛狀態(tài)，所以ACL厚度的測值較大，結(jié)果顯示其平均值為(8.05±0.65)mm。本研究初步驗(yàn)證了高頻超聲測量ACL厚徑的可行性及準(zhǔn)確性，嘗試初步建立該群體ACL厚徑超聲測量的參考值范圍，下一步將進(jìn)行大量樣本研究來總結(jié)出較可靠的正常參考值范圍。

綜上所述，高頻超聲能清晰顯示ACL脛骨止點(diǎn)端，且可精確測量ACL厚徑，其測量結(jié)果具有較好的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性。高頻超聲可作為ACL厚徑測量的常規(guī)方法。

[1]Van Dyck P, De Smet E, Veryser J,etal. Partial tear of the anterior cruciate ligament of the knee: injury patterns on MRI imaging[J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2012,20(2):256-261.

[2]陳一武,王曉剛,施曉琳,等.高頻超聲在胸背部肌骨中的應(yīng)用進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)綜述,2014,20(10):1799-1803.

[3]雷志輝,王少特,金鵬,等. 軍事訓(xùn)練致膝關(guān)節(jié)滑膜炎的高頻超聲診斷[J].武警醫(yī)學(xué),2014,25(6):554-556.

[4]Grzelak P, Podgórski M T, Stefańczyk L,etal.Ultrasonographic test for complete anterior cruciate ligament injury [J].Indian J Orthop. 2015,49(2):143-149.

[5]陳君潔,梁峭嶸,劉照宏,等. 高頻超聲膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷分級診斷與關(guān)節(jié)鏡對比研究[J].中國中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué)雜志,2012,10(4):314-315.

[6]Sutton K M, Bullock J M. Anterior cruciate ligament rupture: differences between males and females[J]. J Am Acad Orthop Surg,2013,21(1):41-50.

[7]Ng A W, Lee R K, Ho E P,etal. Anterior cruciate ligament bundle measurement by MRII[J]. Skeletal Radiol,2013,42(11):1549-1554.

[8]王曉宇,楊柳,陳偉,等. 膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶解剖測量和M RI測量對照分析[J].重慶醫(yī)學(xué),2006,35(13):1171-1173.

[9]Nam T S, Kim M K, Ahn J H,etal. Efficacy of magnetic resonance imaging evaluation for meniscal tear in acute anterior cruciate ligament injuries[J].Arthroscopy,2014,30(4):475-482.

[10]何國超, 汪青春,向孝兵,等.前交叉韌帶脛骨附著處臨床解剖學(xué)研究[J].中國臨床解剖學(xué)雜志,2011,29(2):155-158.

[11]Tate C M, Williams G N, Barrance P J,etal. Lower extremity muscle morphology in young athletes: an MRII-based analysis[J]. Med Sci Sports Exerc, 2006, 38(1):122-128.

(2015-10-10收稿2015-12-24修回)

(責(zé)任編輯張楠)

Comparion of high frequency ultrasound imaging and magnetic resonance imaging in measurement of normal anterior cruciate ligament

XI Xiaoping1, YAN Wei1,DING Xue1,XU Wen1,ZHANG Yiliang1,and LIU Ruihong2.

1.Department of Specific Care, Beijing Municipal Corps Hospital of Chinese People’s Armed Police Force, Beijing 100027, China; 2. Department of Ultrasound, Chenxinghai Hospital Affiliated to Guangdong Medical College, Zhongshan 528415, China

ObjectiveTo test if the thickness of normal anterior cruciate ligament (ACL) can be measured by high frequency ultrasound(US). MethodsThe thickness of ACL near tibial insertion site was measured by US and magnetic resonance imaging(MRI) in 30 normal right knees of young male soldiers. The thickness of ACL near tibial insertion site which was measured by two different radiologists by US were compared and analysed. The thickness of ACL near tibial insertion site which was measured by US and MRI were compared and analysed. ResultsThe intraclass correlation coefficient for these 2 radiologists was 0.934(95%CI:0.867 to 0.968) and Bland Altman plot showed that the mean difference was -0.04 ( 95%CI:-0.55 to 0.47 ), indicating a very strong agreement between these 2 radiologists in measuring the thickness of ACL by US. The intraclass correlation coefficient for US and MRI was 0.914 (95%CI:0.822 to 0.959) and Bland Altman plot showed the mean difference was 0.04 (95%CI:-0.62 to 0.70), indicating a very strong agreement between these 2 methods in measuring the thickness of ACL. ConclusionsHigh frequency ultrasound can be used as a conventional method for measuring the thickness of ACL.

anterior cruciate ligament；high frequency ultrasound；magnetic resonance imaging

席曉萍，本科學(xué)歷，副主任醫(yī)師。

1.100027，武警北京總隊醫(yī)院特診科;2.528415中山，廣東醫(yī)學(xué)院附屬陳星海醫(yī)院超聲科

劉銳洪，E-mail:wellknows@126. com

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