膝关节急性前交叉韧带撕裂的常见MRI征象分析

王海波，张振勇，段宏伟

（1.漯河医学高等专科学校第二附属医院影像科，河南 漯河462300；2.漯河医学高等专科学校第一附属医院影像科，河南 漯河462000）

膝关节急性前交叉韧带撕裂的常见MRI征象分析

王海波1，张振勇2，段宏伟1

（1.漯河医学高等专科学校第二附属医院影像科，河南 漯河462300；2.漯河医学高等专科学校第一附属医院影像科，河南 漯河462000）

目的：分析膝关节急性前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）撕裂的MRI征象，提高对ACL撕裂的术前诊断和评估能力。方法：回顾性分析117例经关节镜或手术证实急性ACL撕裂患者的临床及影像学资料，分析其MRI征象。结果：117例MRI直接征象主要为ACL纤维中断或部分不连续、弥漫性增粗并信号增高、走行异常、胫骨附着处撕脱骨折；间接征象主要为胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤或骨折、后交叉韧带曲率增大、胫骨前移位、内侧副韧带损伤、内侧半月板撕裂。评估分析5种MRI直接征象得出，ACL走行异常具有相对高的诊断敏感度和特异度；5种MRI间接征象均诊断特异度高而敏感度低。结论：MRI直接征象能较准确地诊断急性ACL撕裂，并评估其撕裂程度，可作为主要诊断依据；而MRI间接征象特异度较高、敏感度相对较低，不能作为主要诊断依据，但对明确诊断具有较大帮助，可作为辅助诊断依据。

磁共振成像；前交叉韧带；撕裂伤；膝关节

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）主要功能是限制胫骨前移、维持膝关节稳定，易受损，受损时需积极治疗以防止半月板和关节软骨进一步损伤导致骨关节炎。因此，及时、正确诊断对指导临床治疗意义重大。MRI以其无创性及对软组织的高分辨力、对ACL损伤的高敏感度和特异度等特点成为诊断膝关节ACL损伤的重要手段［1］。现回顾性分析我院2012年5月至2014年11月收治的117例经关节镜或手术证实为ACL撕裂患者的临床及影像学资料，评估MRI征象对ACL撕裂诊断的准确性，提高对ACL撕裂的术前诊断和评估能力。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组117例中，男78例，女39例；年龄15～47岁，平均28.3岁。均为单膝ACL撕裂，左膝51例，右膝66例。均有明确外伤史，主要临床表现为关节肿胀、疼痛、活动受限等。

1.2 仪器与方法 采用GE HDe Signa 1.5 T超导型MRI仪，膝关节专用线圈。患者仰卧，足先进，双腿尽力伸直，足外旋10°～15°。常规扫描矢状位、冠状位及轴位FSE T1WI（TR 320 ms，TE 14.9 ms）、FSE PDWI（TR 1820ms，TE 33.5ms），FOV 15cm×15cm，层厚4 mm，层距0.5 mm，NEX 3。对ACL显示欠佳者加行斜矢状位（平行于股骨外侧髁骨皮质）FSE T2WI（TR 3 500 ms，TE 87.3 ms）或斜冠状位（平行于前交叉正常走行方向）FSE T2WI（TR 3 500 ms，TE 87.3 ms），层厚2 mm，无间隔。

1.3 评价方法 ACL撕裂MRI的直接征象为ACL本身形态或信号的异常，包括ACL纤维中断或部分不连续、韧带局限性或弥漫性增粗并信号增高、走行异常、胫骨附着处撕脱骨折；间接征象为ACL本身之外其他结构的异常，包括胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤或骨折、后交叉韧带（posterior cruciateligament，PCL）曲率增大、胫骨前移位、内侧副韧带（medial collateral ligament，MCL）损伤、内侧半月板撕裂等。MRI诊断由2名或以上高年资医师独立阅片，主要观察ACL的形态、信号、纤维连续性、走行，继而依次观察评估PCL、半月板、侧副韧带及周围骨质情况。结果不一致时，讨论达成一致。

1.4 诊断标准 关节镜或手术诊断ACL损伤标准［2］：①部分撕裂（捩伤）为韧带纤维前内侧束或后外侧束断裂；②完全撕裂为韧带纤维束完全断裂。关节镜或手术均由关节骨科同一组经验丰富的医师完成，对MRI提示损伤部位重点检查，并与MRI图像认真比对。

1.5 统计学分析 采用SPSS 19.0软件进行统计处理，计算各个征象诊断ACL的敏感度和特异度。对各种MRI征象出现率的比较采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组117例中，MRI诊断ACL完全撕裂92例（78.63%），部分撕裂 25例（21.37%）；关节镜或手术诊断完全撕裂94例（80.34%），部分撕裂23例（19.66%）。

2.1 ACL完全撕裂MRI表现 直接征象：①纤维中断57例，表现为ACL不显影或纤维无连续性、断端挛缩（图1）；②弥漫性增粗并信号增高10例（图2）；③走行异常25例，表现为走行平直或扭曲呈“波浪状”，走行平直表现为矢状位上ACL与胫骨平台夹角变小（正常约55°）（图3）；④胫骨附着处撕脱骨折9例，即使无韧带的严重损伤，仍需在关节镜下行复位内固定术，因此也归入完全断裂［3］。间接征象：①胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤或骨折59例，表现为胫、股外侧关节软骨下骨质的片状长T1、长T2信号（图4）；②胫骨前移位17例，表现为在股骨外侧髁中部的矢状面上，胫骨后缘皮质垂直线位于股骨外侧髁后缘皮质垂直线前方7 mm以上（图5）；③PCL曲率增大32例，表现为矢状位上PCL近段部分与远段部分夹角＜105°，呈弓状改变（图6）；④MCL损伤41例，表现为MCL增粗及信号增高（图7）；⑤内侧半月板撕裂29例，表现为半月板内线状或片状高信号影，达或未达半月板关节面缘。

2.2 ACL部分撕裂MRI表现 直接征象：①ACL纤维部分不连续7例，表现为ACL股骨附着端局限性信号增高且纤维不连续（图8）；②弥漫性增粗并信号增高18例。间接征象：①胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤或骨折8例；②PCL曲率增大2例；③MCL损伤13例；④内侧半月板撕裂7例。

2.3 MRI直接征象评价结果 57例MRI表现为ACL消失，9例MRI表现为胫骨附着处撕脱骨折，因无法分析ACL的形态和信号改变而未纳入其他3项直接征象的分析。ACL部分不连续敏感度28.00%（7/25），特异度87.5%（7/8）；ACL水肿增粗敏感度54.90%（28/51），特异度91.30%（21/23）；ACL走行异常敏感度96.15%（25/26），特异度100%。ACL断裂敏感度61.96%（57/92），特异度100%；胫骨附着处撕脱骨折敏感度9.78%（9/92），特异度100%。ACL部分不连续、水肿增粗、走行异常出现率比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05），走行异常的诊断敏感度和特异度均较高。

2.4 MRI间接征象评价结果 对吻性骨挫伤或骨折敏感度57.26%（67/117），特异度94.00%（47/50）；胫骨前移位敏感度18.48%（17/92），特异度98.67%（74/75）；PCL曲率增大敏感度29.06%（34/117），特异度97.59%（81/83）；MCL损伤敏感度46.15%（54/117），特异度93.65%（59/63）；内侧半月板撕裂敏感度30.77%（36/117），特异度93.83%（76/81）。5种MRI间接征象出现率比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05），均具有相对高的特异度（＞90%），但敏感度均较低（＜60%）。

3 讨论

ACL是膝关节的重要解剖结构，对维持膝关节的稳定有重要作用，由于其特殊的解剖位置而成为膝关节韧带中最易损伤的韧带［4］，且自我修复能力差，如不及时治疗，可导致膝关节半月板、软骨等发生退化、磨损、撕裂，最终演变为骨关节炎，因此，早期正确诊断对指导临床治疗意义重大。关节镜可观察膝关节内貌，被视为诊断ACL损伤的“金标准”［5］，但为有创检查。MRI能直接显示撕裂的ACL及关节其他结构的继发改变，是检查ACL撕裂准确和有效的非创伤性方法［6］。

ACL由胶原纤维组成，其氢原子被固定在多肽形成的致密网架上不能参与MRI成像，故在任何序列上均呈低信号［7］。ACL损伤时，多肽网架遭到破坏，氢原子及水肿液在MRI图像上表现为韧带内出现高信号［8］。出血或水肿时，ACL肿胀超过正常的宽径，MRI呈现韧带形态改变。T1WI的空间分辨力较高，显示解剖结构清晰，能较好地显示ACL的形态变化；T2WI及STIR对病变显示较敏感，水肿在T2WI及STIR上表现为高信号，当韧带损伤时，水肿的韧带组织与未发生水肿的韧带组织分界较清，可观察到残余韧带的量及形态，客观评价韧带损伤的程度。

ACL撕裂分为完全撕裂和部分撕裂，本组117例中，MRI诊断为完全撕裂92例（78.63%），部分撕裂25例（21.37%）。

ACL撕裂的MRI直接征象为ACL形态异常和信号异常，包括ACL纤维中断或部分不连续、韧带局限性或弥漫性增粗并信号增高、走形异常、胫骨附着处撕脱骨折。本组92例完全撕裂MRI直接征象表现为ACL纤维中断57例（图1）、韧带弥漫性增粗并信号增高 10例（图2）、走行异常25例（图3）、胫骨附着处撕脱骨折9例；25例部分撕裂MRI直接征象为ACL纤维部分不连续7例（图8）、韧带弥漫性增粗并信号增高18例。文献报道［9-10］出现假阳性是由于韧带内出现变性或韧带周围脂肪部分产生容积效应或扫描角度等因素造成。本组MRI 2例假阳性主要原因是急性外伤后韧带周围出血和积液影响所致，ACL黏液样变性致韧带弥漫性增粗并信号增高。文献报道［11］，MRI直接征象对ACL撕裂检出的敏感度92%～96%，特异度89%～99%。依据ACL的形态和信号改变，MRI诊断ACL损伤的准确性可达95%以上［12］。本研究中ACL撕裂的5种MRI直接征象中，走行异常的诊断敏感度较高，约96.15%，而全部直接征象均具有较高的特异度，与文献报道［13-14］相似。

图1 女，45岁，前交叉韧带（ACL）完全撕裂，矢状面FSE PDWI示ACL消失，其走行区域内未见韧带显示 图2 男，22岁，ACL完全撕裂，矢状面FSE PDWI示ACL弥漫性增粗并信号增高 图3 男，23岁，ACL完全撕裂，矢状面FSE T1WI示ACL走行平直，与胫骨平台夹角变小呈水平走行（箭头） 图4 男，47岁，ACL完全撕裂，矢状面FSE PDWI示胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤，胫骨外侧平台及股骨外侧髁片状高信号（箭头） 图5 女，43岁，ACL完全撕裂，矢状面FSE PDWI示股骨外侧髁中部矢状面上，胫骨后缘皮质垂线位于股骨髁后缘皮质垂线之前方7 mm以上（箭头），为胫骨前移位 图6 男，46岁，ACL完全撕裂，矢状面FSE PDWI示后交叉韧带（PCL）曲率增大，近段部分与远段部分所形成的夹角缩小，向后呈弓形改变（箭头） 图7 男，15岁，ACL完全撕裂，冠状面FSE PDWI示内侧副韧带（MCL）损伤，韧带增粗并信号增高（箭头） 图8 男，30岁，ACL部分撕裂，矢状面FSE T1WI，ACL股骨附着端局限性信号增高且纤维不连续（箭头）

ACL撕裂的MRI间接征象为胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤或骨折、胫骨前移位、PCL曲率增大、MCL损伤、内侧半月板撕裂等。本组92例完全撕裂MRI表现为胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤或骨折59例（图4）、胫骨前移位17例（图5）、PCL曲率增大32例（图6）、MCL损伤41例（图7）、内侧半月板撕裂29例；25例部分撕裂MRI表现为：胫、股骨外侧髁的“对吻性”骨挫伤或骨折8例、PCL曲率增大2例、MCL损伤13例、内侧半月板撕裂7例。其中2例关节镜诊断MCL损伤而MRI诊断正常，是MCL邻近软组织损伤肿胀影响而误判；3例关节镜诊断半月板损伤而MRI诊断正常，是急性外伤后关节腔内出血和积液的影响干扰而误判。本研究中ACL撕裂5种较为常见的MRI间接征象，特异度均较高（＞90%），但敏感性度较低（＜60%），故不能作为ACL撕裂的主要诊断依据，与Brandser等［15-17］结论相似。但这5种间接征象出现率的差异均有统计学意义，说明具有一定的诊断价值，可作为辅助诊断依据。

综上所述，本研究通过分析急性ACL撕裂的MRI常见征象，发现MRI直接征象能较准确地诊断急性ACL撕裂，并能评估其撕裂程度，可作为诊断ACL撕裂的主要依据。而MRI间接征象特异度较高、敏感度较低，不能作为主要诊断依据，但对明确诊断有较大帮助，可作为辅助诊断依据。

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Analysis of common MRI signs of acute anterior cruciate ligament rupture in knee joint

WANG Haibo，ZHANG Zheny-ong，DUAN Hongwei.The Second Affiliated Hospital of Luohe Medical College，Luohe，462300，China.

Objective：To analyze the direct or indirect MRI signs in knee joint acute anterior cruciate ligament （ACL）rupture，to improve the preoperative diagnosis and the estimation ability of ACL rupture.Methods：Collecting 117 cases（117 knees）of acute anterior cruciate ligament （ACL）rupture proved by arthroscopy and surgery，retrospective analyzing and summarizing their MRI signs.Results：117 cases of acute ACL rupture direct signs were mainly the ACL fiber completely or partially discontinuous，diffuse enlargement and higher，abnormal contour.Indirect signs were mainly the tibia and the lateral femoral condyle “kissing”bone bruise，PCLS curvature increases，anterior tibial translation，MCL injury，medial meniscus tear，ministry of tibial insertion of ACL avulsion fracture.Among the 5 primary signs，abnormal contour of ACL had relatively higher of diagnostic sensitivity and specificity.The 5 indirect signs had high specificity and low sensitivity.Conclusion：Direct MRI signs can accurately diagnose acute ACL rupture，and can evaluate the degree of tear，can be used as the main diagnostic basis. Indirect MRI signs has higher specificity and lower sensitivity，which cannot serve as main diagnosis basis，but with great help for diagnosis，can be used as auxiliary diagnosis.

Magnetic resonance imaging；Anterior cruciate ligament；Lacerations；Knee joint

10.3969/j.issn.1672-0512.2015.05.005

王海波，E-mail：ivan9583@163.com。

2015-02-02）