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​图文详解|膝关节韧带常见病MRI怎么看?独立值班应急宝典!

 昵称P2u81 2022-08-31 发布于云南

磁共振成像(MRI)现在在膝关节韧带损伤的诊断中具有无可争议的作用。一些技术进步提高了MRI的诊断能力,因此可能会改变治疗方法的诊断,例如前交叉韧带的部分撕裂或不稳定半月板损伤的确认,现在变得更加容易。本文介绍了膝关节副韧带和交叉膝韧带中央枢轴损伤的MRI技术和病理结果。

膝关节韧带结构的解剖


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前交叉韧带

前交叉韧带由大量的胶原纤维束组成,表面有滑膜包裹,平均长度38mm(25~41mm),平均宽度10mm(7~12mm)。前交叉韧带位于膝关节的中央,起自股骨外髁内侧面后部,向前、内方向走形,止于两侧胫骨髁间棘的前内区域。股骨附丽区呈椭圆形或半圆形(图1A),附丽区长轴与股骨纵轴交角是26°。胫骨附丽区呈三角形(图1B),内侧为胫骨平台内侧关节面,外侧为外侧半月板前角,前方为半月板横韧带

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图1 前交叉韧带附丽区A.股骨附丽区;B.胫骨附丽区

前交叉韧带与髁间窝无碰撞:在膝关节伸直时,前交叉韧带与股骨髁间窝紧密相邻,平行并列而无碰撞(图2)。从三维立体角度看,它位于股骨髁间窝顶部,内外两侧之间的正中,与股骨髁间窝两侧也无碰撞

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图2 前交叉韧带与髁间窝顶平行排列无撞击

前交叉韧带相对等长:在膝关节屈伸活动过程中,前交叉韧带两附丽区间距长度变化<2mm。目前,治疗前交叉韧带损伤的等长重建技术正是建立在这种韧带等长概念之上的。

多数学者同意将前交叉韧带分为两束:前内束和后外束。前内束起于股骨附丽区的近端部分,止于胫骨附丽区的前内部分。后外束起于股骨附丽区的远端部分,止于胫骨附丽区后外部分。膝关节伸直时后外束拉紧,变得扁平;膝关节屈曲时前内束拉紧(图3)。基于这种解剖形态,前交叉韧带可以限制胫骨前移和内旋,另外对限制膝关节内、外翻和过伸也有一定作用。

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图3 前交叉韧带的双束结构在膝关节屈伸活动时交替拉紧

前交叉韧带的作用主要是限制胫骨前移,其次是限制膝关节内外翻和旋转。

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后交叉韧带

后交叉韧带(PCL)较厚,从股骨内侧髁外侧表面的前部延伸至椎后表面。它既是包膜外的又是滑膜外的,并且严格沿矢状面定向。它偶尔会伴随着Wrisberg和Humphrey的半月板-股骨韧带,这可能使其在矢状图像上呈局灶结节状或双重外观。


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内侧副韧带

内侧副韧带(MCL)宽而平坦,由两个浅层和深层平面组成,由脂肪组织和浆液囊组成的中间层隔开。浅平面插入股骨内侧上髁,紧贴内侧半月板和关节囊的浅部。深平面由半月板-胫骨韧带和股半月板韧带组成,并与关节囊紧密贴合。半膜肌的滑囊和前肌腱在这两束之间穿过。

MCL的后方有重要的韧带、关节囊结构,称为后内角,对于膝关节的内侧直向与旋转稳定性起重要作用,同时与损伤后的预后相关。后内角包括后内关节囊与后斜韧带(posterior oblique ligament,POL),还包括半膜肌的5个止点,即直接附着点,位于胫骨后内侧;MCL附着点,位于MCL深层;后内关节囊附着点,沿半月板水平;后斜韧带附着点;腘斜韧带(oblique popliteal ligament,OPL)附着点。


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外侧副韧带

外侧副韧带(LCL)在下方和前方形成一条斜粗带,将外侧髁的粗隆固定在腓骨头上。LCL有腓骨止点,常见于股二头肌腱,由于腘肌腱的介入,不附着于关节囊。


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后外侧角点

后外侧角点由多个解剖结构组成,它们或多或少地相互连接,对稳定性起着基础性作用。它包括腓肠肌外侧头、前囊后外侧部分、外侧半月板后角、腘肌和肌腱(关节内但滑膜外)、腘腓韧带弓形和fabellofibular韧带,不是恒定的发现和髂胫束。再远一点,腓侧副韧带(外侧副韧带)和股二头肌肌腱也构成了有助于膝关节后外侧稳定性的结构的一部分。

膝关节韧带结构的正常MRI成像


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前交叉韧带

在MRI上,ACL经常出现曲折,并且经常仅在一个或两个严格的矢状切片上可见(图4)。

来自两个前内侧和后外侧束的纤维在冠状切片上更清楚,特别是在垂直于ACL轴的细轴向切片上。整体信号是中间的和条纹的,这是由于不同的纤维成分的方向,它们以螺旋状相互缠绕,在部分断裂的情况下可能会增加诊断困难。

在这种情况下,应在冠状和横向视图上检查两个束的连续性,理论上它们可以清楚地区分(图5)。

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图4前交叉韧带:正常质子密度矢状MRI视图:韧带外观相对曲折,无关节内积液。

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图5 前交叉韧带:外观正常。MRI:具有脂肪饱和度的质子密度正面视图。可以看到两个韧带片(箭头)。

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后交叉韧带

后交叉韧带较厚且沿严格的矢状面定向。无论使用何种图像序列,其MRI表现都是均匀的低信号(图6)。在它穿过Wrisberg和Humphrey的半月板-股韧带的区域,它呈现出局部结节状外观,并且由于魔角伪影偶尔显示出局部高信号。

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图6 后交叉韧带:外观正常。MRI:质子密度加权矢状视图。PCL出现低信号且均匀。

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外侧韧带

这些在所有图像上都是低信号的。胫骨侧副韧带的不同层由代表滑膜和脂肪界面的高信号带分割(图7)。

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图7 内侧副韧带:外观正常。a:MRI :质子密度加权正面脂肪饱和度:侧副韧带规则、薄且低信号(箭头);b:根据截面,可以看到代表两个韧带层之间的脂肪界面的高信号带(箭头)。

膝关节韧带结构的病理MRI表现
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前交叉韧带

急性破裂:

根据专业指南,前交叉韧带的MRI检查仅用于模棱两可的诊断或与临床检查不一致的情况,在急性期可能由于关节积血和肌肉挛缩而难以进行。MRI也可用于调查经常伴随的骨骼或半月板损伤。

破裂可能是弥漫性的或局部的,通常发生在近端插入点,偶尔会发生在主体中。应检查两束ACL纤维之间的连续性,特别是在冠状平面或垂直轴向平面中,以确认韧带的完整性并识别存在的任何部分断裂。急性期可见水肿和血肿引起的局部高信号,在T1加权和PD加权图像上是适度的,而在T2加权图像上则更强烈(图8)。

这种高信号不应与两种不同的实体混淆:与韧带接触的积液在T2加权图像上表现为明显的高信号和粘液样变性,其中肌腱周长增加,但肌腱纤维定义不清,在T1 和T2加权图像上均表现为高信号。

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图8 前交叉韧带完全断裂。MRI:T1加权矢状视图(a)、PDfat-sat (b) 和PDfat-sat 轴向视图(c)。急性ACL损伤导致韧带严重水肿,在T1加权成像上为低信号,在脂肪饱和的质子密度图像上明显为高信号(箭头)。

极少数情况下,ACL断裂可能会嵌顿在髁间切迹前,然后导致膝关节屈曲畸形,并在MRI上在股骨外侧髁或胫骨或舌头之间出现结节肿块,并在切迹前有一个自由边缘图9) 。在这种情况下,MRI的诊断准确率为90% 。

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图9 结节性肿块位于股骨外侧髁和胫骨之间,反映断裂的ACL在髁间切迹前方嵌顿。

破裂的间接迹象:

前交叉韧带断裂的许多继发性迹象已发现。文献中描述的前交叉韧带损伤的主要次要体征是:

  • ACL方向异常,与胫骨平台的角度小于45°,与Blumensaat髁间线的角度超过15°;

  • 是否存在骨挫伤(图10 )或骨软骨骨折。这尤其涉及外侧胫骨平台 。然而,这种迹象是短暂的,特别是在 初始影响后9 周后会减少;

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图10 与前交叉韧带损伤相关的骨挫伤。MRI:脂肪饱和的PD加权正面视图。胫骨外平台挫伤表现为水肿性高信号( * ),通常与前交叉韧带断裂有关。注意切迹处韧带异常高信号(箭头)。

PCL呈松散的曲线外观,这是前抽屉的间接征兆

  • 股骨外侧髁存在深扇形

  • 外侧半月板后移超过3.5 毫米结合“不可恢复”标志(穿过胫骨平台后缘的垂直线不应穿过半月板)

  • 从穿过外侧胫骨平台后缘的垂直轴测量至少5 mm的前抽屉的存在

  • 侧副韧带的垂直移位

部分破裂:

临床表现通常与完全破裂相同,尽管在急性期通常难以解释松弛程度。

使用MRI进行诊断可能很困难:在至少一张图像上可以看到持续延伸的直线纤维,可以看到定义不明确的局部水肿。正面和横切面应显露两个韧带束直至其插入点(图11)。额外的PD加权图像在与韧带垂直的平面(双斜轴平面)中以切口为中心获得2毫米截面厚度,膝关节处于20° 屈曲(图12)通过单独可视化前-韧带后外侧束的内侧束。它还允许将部分破裂量化为3 个等级之一:

  • 1级:最小病变,其中一个束中仅存在非液体高信号;

  • 2级:50%或更少的损伤,两束之一的局部液体高信号;

  • 3级:两束之一完全损伤。

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图11 正面MRI视图显示两个韧带束。

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图12 部分前交叉韧带损伤。垂直于ACL轴的薄斜轴向质子密度加权截面:分别可见后外侧(箭头)和前内侧(箭头)束。一个出现明显高信号,表明部分损伤。

慢性破裂:

在慢性期,远端不再有血管化,水肿逐渐消失,残余韧带纤维萎缩,ACL保持回缩状态。

通常情况下,可以看到不连续的ACL,其厚度可变而无水肿。ACL也可能不可见,没有明显的疤痕反应。然后髁间切迹显示为空白信号。然而,这种外观是特征性的,但很少观察到。

ACL片段也可能变得异常定向和水平,成为PCL的“馈线”并使用PCL血管化。萎缩是局部的,临床不稳定性通常远没有那么严重。

残留疤痕的存在和角度方向会产生不规则的增厚外观,有时甚至会替换其腔内的ACL,从而使其外观错误地正常。然后就不可能做出诊断,并且必须使用许多次要体征来帮助诊断。

其他疾病

在粘液样变性或十字韧带帐篷囊肿中可见局部病理性高信号,类似于ACL部分断裂(图13)。这些囊肿的原因尚不清楚,它们通常是有症状的。它们充满粘液,前交叉韧带在囊状结构之间变得难以可视化,在T2加权成像上表现为高信号,沿前部或PCL延伸的多房或梭形轮廓。

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图13 十字韧带帐篷的囊肿。MRI:T1加权矢状面(a)、额面(b)和矢状面(c)质子密度视图与脂肪饱和度。与十字韧带接触的囊状结构(箭头)。ACL呈高信号( * ),由于与囊肿相邻,因此边界不清。

后交叉韧带(PCL) 和后外侧角点的损伤:

由于后交叉韧带比ACL更厚且更具抵抗力,因此该韧带的断裂较少见。它们通常发生在整个身体或胫骨插入处,然后可能伴随着骨撕脱,不仅来自PCL附件,还来自后外侧角点的其他插入。

PCL 的破裂(图14、图15)导致T2加权图像异常高信号以及纤维的不连续外观。这种高信号可能只是非常轻微的,“灰色”韧带外观本身应该是一个警告信号。此外,应该报告PCL的“膨胀”外观,因为这通常代表韧带的生物力学功能不全,因此相当于完全断裂。在PCL的孤立破裂中(其解剖位置位于关节外侧),不会发生积液。

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图14 部分后交叉韧带损伤(1级)。MRI:质子密度加权冠状位图仅显示PCL近端插入的水肿,没有纤维连续性丧失。

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图15 后交叉韧带完全断裂。MRI:脂肪饱和质子密度矢状视图:图像是高信号的,不再可能区分可见纤维(箭头)。

主要的诊断缺陷是粘液变性,表现为髁突插入处的局部高信号或其成角部分的高信号,从而导致魔角伪影。在部分断裂中,一些连续纤维仍然可见,并且在更慢性的阶段,PCL的断裂导致图像信号保留或适度增加、厚度变化、扩张路径和韧带周围瘢痕反应。

次要体征可以消除诊断不确定性,例如韧带胫骨插入点的水肿或骨水肿前脱位。此外,在PCL紧张的30°屈曲时记录的图像可用于在最困难的情况下进行诊断。

最后,应始终寻找对后外侧角点不同结构的损坏。这些通常会导致相关解剖结构变宽和高强度。应考虑手术治疗这些损伤,以达到最佳效果。

参考文献
M.Faruch-Bilfeld, F. Lapegue, H. Chiavassa, N.Sans,Imagingof meniscus and ligament injuries of  the knee,Diagnosticand Interventional Imaging, Volume97, Issues 7–8,2016,Pages749-765,ISSN2211-5684.
《实用骨科学第二版》 主编 田伟 人民卫生版社

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