三維穩(wěn)態(tài)進(jìn)動結(jié)構(gòu)相干序列顯示膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶

朱玉鵬，唐曉燕，孫 磊，王紹華，段 峰，張傳玉，于騰波，郝大鵬*

(1.青島大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，2.運(yùn)動醫(yī)學(xué)科，山東 青島 266061)

膝關(guān)節(jié)周圍韌帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，近年來，膝關(guān)節(jié)外側(cè)區(qū)的解剖逐漸成為研究熱點(diǎn)[1-2]，其中前外側(cè)韌帶(anterolateral ligament， ALL)作為膝關(guān)節(jié)前外側(cè)區(qū)的獨(dú)立韌帶，已逐漸被認(rèn)識。1879年，Paul Segond教授首次描述了ALL，認(rèn)為其與脛骨外側(cè)近端過度軸移所引發(fā)的撕脫骨折相關(guān)；直到2007年，Vieira等[3]將其命名為ALL。既往研究[4-6]主要采用MR常規(guī)2D序列顯示和評價(jià)ALL，但顯示率各異。Klontzas等[7]采用三維穩(wěn)態(tài)進(jìn)動結(jié)構(gòu)相干(three-dimensional constructive interference in steady state， 3D-CISS)序列評價(jià)ALL，認(rèn)為顯示率較高，但并未描述具體影像學(xué)表現(xiàn)。本研究探討3D-CISS序列結(jié)合MPR和CPR技術(shù)顯示ALL的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2016年8月—2016年10月招募30名健康成人志愿者，其中男20名，女10名，年齡24～36歲，平均(26.5±2.8)歲；身高162～185 cm，平均(171.50±6.07)cm；體質(zhì)量50～85 kg，平均(65.00±9.39)kg。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無膝關(guān)節(jié)外傷史；②無膝關(guān)節(jié)疼痛及關(guān)節(jié)不穩(wěn)等癥狀；③MR常規(guī)序列掃描顯示膝關(guān)節(jié)無異常。本研究經(jīng)我院倫理委員會批準(zhǔn)，其試驗(yàn)設(shè)計(jì)充分考慮了安全性和公平性原則，研究內(nèi)容不會對志愿者造成傷害和風(fēng)險(xiǎn)。志愿者的招募均基于自愿和知情同意的原則，研究內(nèi)容和研究結(jié)果不存在利益沖突。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Magnetom Skyra 3.0T MR掃描儀，膝關(guān)節(jié)線圈(HD T/R 8-channel High Resolution Knee Array)。掃描時(shí)囑受試者仰臥，膝關(guān)節(jié)自然伸直，均掃描右側(cè)膝關(guān)節(jié)。掃描參數(shù)：①3D-CISS序列，TR 8.56 ms，TE 3.91 ms，F(xiàn)OV 15 cm×15 cm，矩陣320×307，重復(fù)激發(fā)次數(shù)1，層厚0.5 mm，層間隔0.1 mm，掃描時(shí)間5～6 min；②冠狀位脂肪抑制質(zhì)子密度加權(quán)成像(fat suppression proton density weighted imaging， FS-PDWI)，TR 2 600 ms，TE 33 ms，F(xiàn)OV 17 cm×17cm，矩陣320×272，重復(fù)激發(fā)次數(shù)1，層厚4 mm，層間隔0.8 mm，掃描時(shí)間1～2 min；③軸位FS-PDWI，TR 5 250 ms，TE 92 ms，F(xiàn)OV 15 cm×15 cm，矩陣320×272，重復(fù)激發(fā)次數(shù)1，層厚4.0 mm，層間隔0.8 mm，掃描時(shí)間1～2 min。

1.3 圖像分析 由2名具有10年以上骨關(guān)節(jié)診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師分別評價(jià)MRI，有分歧時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。采用Siemens工作站，對3D-CISS序列原始圖像進(jìn)行MPR和CPR后處理，獲得可同時(shí)顯示ALL和外側(cè)副韌帶(lateral collateral ligament， LCL)的斜矢狀位圖像及不同角度(沿ALL走行勾畫曲線，沿該曲線行CPR，并對重建后圖像行多角度旋轉(zhuǎn)存儲，包括0°、30°、60°、90°、120°、150°和180°)的冠狀位ALL圖像，見圖1、2。計(jì)算冠狀位FS-PDWI圖像和重建圖像(MPR斜矢狀位和CPR中顯示效果最佳的冠狀位)中ALL股骨部、半月板部、脛骨部、半月板附著點(diǎn)、股骨附著點(diǎn)和脛骨附著點(diǎn)的顯示率及斜矢狀位中ALL與LCL的夾角。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或率表示，以配對χ2檢驗(yàn)比較不同成像方法對ALL顯示率的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，3組間的兩兩比較則以P<0.017為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

3D-CISS序列CPR冠狀位圖像可清晰顯示ALL纖維走行方向。ALL表現(xiàn)為細(xì)線狀結(jié)構(gòu)，起自股骨外側(cè)髁，向前下方走行，遠(yuǎn)端附著于外側(cè)半月板和脛骨近端外側(cè)面(Gerdy結(jié)節(jié)和腓骨頭頂端之間)；周圍可見脂肪組織包繞，內(nèi)側(cè)走行外側(cè)膝下動靜脈(圖3)。CPR冠狀位圖像上ALL可分為股骨部、半月板部和脛骨部3部分，能夠清晰顯示半月板附著點(diǎn)、股骨附著點(diǎn)和脛骨附著點(diǎn)，其中半月板附著點(diǎn)位于外側(cè)半月板體部上緣(圖2B)。MPR斜矢狀位圖像可清晰顯示股骨外側(cè)髁ALL和LCL的共同起點(diǎn)(圖1B)，ALL和LCL之間的夾角為(18.34±1.88)°。

FS-PDWI中，ALL表現(xiàn)為線狀低信號，兩端分別附著于股骨外側(cè)髁及脛骨外側(cè)髁，中部與外側(cè)半月板相附著，內(nèi)側(cè)走行外側(cè)膝下動靜脈，外側(cè)可見LCL和髂脛束走行，周圍有脂肪組織包繞(圖3)。

3D-CISS序列MPR、CPR圖像及FS-PDWI對ALL各部分及附著點(diǎn)的顯示率見表1。3D-CISS序列CPR圖像對脛骨附著點(diǎn)和股骨附著點(diǎn)的顯示率與MPR圖像差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.554)，3D-CISS序列CPR和MPR圖像對脛骨附著點(diǎn)和股骨附著點(diǎn)的顯示率均高于FS-PDWI(P均<0.017)。3D-CISS序列CPR圖像對ALL脛骨部、半月板部和半月板附著點(diǎn)的顯示率均高于FS-PDWI(P=0.023、0.024、0.006)，對ALL股骨部的顯示率與FS-PDWI差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.095)。

表1 不同序列圖像對ALL各部分及附著點(diǎn)的顯示率[%(例)，n=30]

注：—：3D-CISS序列MPR圖像無法分辨

圖1 志愿者女，24歲，3D-CISS序列MPR斜矢狀位圖像 A.定位像，藍(lán)色線為斜矢狀位定位線； B.ALL斜矢狀位圖像，ALL位于前方，斜行走行(箭頭)，LCL位于其后方(粗箭)，二者有共同起點(diǎn)(星號)，下方見腓骨頭(細(xì)箭) 圖2 志愿者男，27歲，3D-CISS序列CPR圖像 A.虛線表示沿股骨附著點(diǎn)、ALL和脛骨附著點(diǎn)的重建路徑; B.CPR圖像，ALL(箭頭)分為3部分：股骨部、半月板部和脛骨部，可清晰顯示ALL半月板附著點(diǎn)(箭)、股骨附著點(diǎn)(白色星號)和脛骨附著點(diǎn)(黑色星號)

圖3 ALL對照圖 A.示意圖； B.FS-PDW序列冠狀位圖像； C.大體解剖圖像 (LFC：股骨外側(cè)髁；LTP：脛骨外側(cè)平臺；LM：外側(cè)半月板；P：腘肌腱；AV：外側(cè)膝下動靜脈；F：ALL股骨部；M：ALL半月板部；T：ALL脛骨部)

3 討論

近年來，作為膝關(guān)節(jié)外側(cè)區(qū)的獨(dú)立韌帶結(jié)構(gòu)，ALL逐漸成為研究的熱點(diǎn)。2013年以前，研究方向主要集中于解剖學(xué)、生物力學(xué)及ALL與周圍結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)關(guān)系等方面。Helito等[5,8-9]采用解剖學(xué)和影像學(xué)的方法描述ALL特征，并發(fā)現(xiàn)ALL半月板附著點(diǎn)位于外側(cè)半月板前角與體部之間。Van Dyck等[10]回顧性分析ALL損傷患者的影像學(xué)資料，認(rèn)為ALL損傷與外側(cè)半月板損傷密切相關(guān)。Macchi等[11]發(fā)現(xiàn)ALL股骨附著點(diǎn)位置存在變異，主要位于LCL附著點(diǎn)的近側(cè)端后方或遠(yuǎn)側(cè)端前方。

解剖學(xué)研究與影像學(xué)研究對于ALL顯示率結(jié)果存在差異。解剖學(xué)研究[12-16]中，ALL顯示率較高(83%～100%)，而影像學(xué)研究[4,5,9-11,17-19]中ALL顯示率較低(51%～100%)，但Van Dyck等[10]的影像學(xué)研究中，ALL顯示率達(dá)100%。Kosy等[6]研究發(fā)現(xiàn)PDWI序列對ALL股骨部、半月板部和脛骨部的顯示率分別為59%、94%和94%，而Helito等[9]采用T2WI-FS序列，發(fā)現(xiàn)其顯示率分別為69.6%、75.7%和39.3%，Macchi等[11]采用T1WI及T2WI-FS獲得的ALL顯示率為80%、66%和80%。本組FS-PDWI對ALL股骨部、半月板部和脛骨部的顯示率分別為73.33%、56.67%和76.67%，與上述研究有所差異，其原因可能與圖像質(zhì)量、膝關(guān)節(jié)體位及閱片醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。本組FS-PDWI對ALL半月板附著點(diǎn)、股骨附著點(diǎn)和脛骨附著點(diǎn)顯示率分別為50.00%、16.67%和66.67%，股骨附著點(diǎn)顯示率較低，其原因可能是ALL與LCL股骨附著點(diǎn)為共同起點(diǎn)，關(guān)系密切，難以區(qū)分。

隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于ALL的細(xì)微解剖、高分辨率影像學(xué)表現(xiàn)和MR掃描技術(shù)等方向的研究逐步展開。Klontzas等[7]利用3D-CISS序列結(jié)合MPR技術(shù)評價(jià)ALL，描述了ALL與LCL的關(guān)系，但未詳細(xì)闡述ALL的影像學(xué)特征。CISS是基于雙激發(fā)普通穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動的序列，采用兩次射頻激勵但相位編碼方向不同，進(jìn)行兩組真穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像，將其合二為一，可消除條紋狀偽影，多用于內(nèi)耳水成像、顯示腦神經(jīng)及脊神經(jīng)根等，也有研究[7]將其用于評價(jià)前交叉韌帶重建術(shù)后功能康復(fù)情況。3D-CISS序列結(jié)合CPR技術(shù)可以獲得滿意的顯示效果。

本組ALL各部分顯示率中，CPR圖像的顯示率高于MPR圖像和FS-PDWI，與Helito等[8]的研究結(jié)果相符。因ALL斜行走行的解剖學(xué)特征，常規(guī)單層圖像難以完整顯示ALL形態(tài)，而3D-CISS序列圖像可顯示ALL的纖維走行等解剖細(xì)節(jié)，且CPR技術(shù)可將不同層面結(jié)構(gòu)進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)，可在單一層面或兩個(gè)層面內(nèi)完整顯示ALL。3D-CISS序列MPR斜矢狀位圖像對ALL 各部分的顯示能力較差，但對ALL股骨附著點(diǎn)的顯示率較高(93.33%，28/30)。分析原因：①M(fèi)PR斜矢狀位單層圖像無法區(qū)分ALL各部分；②MPR過程中存在數(shù)據(jù)缺失。

綜上所述，3D-CISS序列結(jié)合MPR和CPR技術(shù)，可更多顯示ALL的解剖細(xì)節(jié)，為臨床進(jìn)一步認(rèn)識ALL提供影像學(xué)基礎(chǔ)。

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