磁共振成像（MRI）在膝关节外伤中的诊断价值

                   作者：陈海波 赵顺标 郑胜 张在沛 

【摘要】  目的 探讨MRI在膝关节外伤中的诊断价值。 方法 对69例患者70个外伤膝关节进行T1W/SE、T2W/TSE、STIR序列扫描，并与X线及CT结果对比分析。 结果 70个膝关节MRI诊断25例骨折，35例骨髓水肿，31例半月板损伤，40例韧带损伤，46例关节积液。X线和CT诊断17例骨折，3例关节积液。 结论 MRI能够清楚地显示膝关节损伤的部位、性质和程度，其准确性和临床应用价值明显优于传统X线和CT，有利于患者及时有效的。

【关键词】  膝关节外伤 磁共振成像 X线 体层摄影术 X线机

　　【Abstract】  Objective  To evaluate the diagnostic value of MRI in the knee joint trauma. Methods  MR images of 70 cases of traumatic knee joint were obtained using T1W/SE, T2W/TSE, STIR and contrastively analyzed with the X-ray and CT findings. Results  25 cases of fracture, 35 of bone marrow edema, 31 of meniscus trauma, 40 of ligament trauma and 46 of hydrarthrosis were diagnosed by MRI, whilst 17 cases of fracture and 3 of hydrarthrosis were diagnosed by X-ray and CT. Conclusion  Being able to manifest the location, kind and degree of trauma, MRI has better accuracy and clinic value than traditional X-ray examination and CT in the diagnosis of knee acute injury.

　　【Key words】  Knee injury  Magnetic resonance imaging  X-ray  Tomography  X-ray computed   

　　用骨关节损伤的影像学检查方法对膝关节损伤的预后与实施治疗的方案是密切相关，如X线、CT、MRI等均可为临床治疗提供重要依据。本文70个膝关节外伤的MRI表现，并与X线平片及CT对照分析，评价MRI在膝关节外伤中的诊断价值。

　　1  资料和方法

　　1.1  病例资料    收集本院2004年11月～2006年2月膝关节损伤的69例患者MRI资料（其中一例55岁女性患者为双膝关节损伤）。全部病例均摄X线平片， 12例行CT扫描检查。69例患者中，男43例，女26例，年龄18～83岁，平均年龄43岁。左膝关节47例，右膝关节23例，病史1d～2个月。

　　1.2  影像学检查方法    MRI使用SIEMENS迈迪特公司NOVUS 0.35T永磁开放型磁共振扫描仪，采用多功能柔性线圈。扫描序列：常规采用自旋回波（spin echo，SE）、快速自旋回波（turbo spin echo，TSE）和短时反转恢复序列（short TI inversion recovery，STIR）。扫描参数：SE T1WI TR 414ms，TE 15ms，Flip Angle 90°；矢状位TSE T2WI TR 2500ms，TE 84ms，Flip Angle 180°；冠状位TSE T2WI TR 4000ms，TE 132ms，Flip Angle 180°；STIR TR 3840ms，TE 47ms，Flip Angle 180°；激励3～5次；层厚4mm，层间隔4mm；矩阵256×256。所有患者均常规行矢状面和冠状面T1W、T2W及STIR序列成像。X线机为东芝 KXO-15R 640mA，所有病例均摄常规正侧位片。螺旋CT扫描仪为GE HiSpeed NX/i，扫描层厚3mm、螺距3mm，应用骨重建算法。
                    
　　2  结果

　　2.1  X线平片和CT表现  69名患者70例外伤膝关节中：X线平片和CT共发现17例膝关节23处骨折，其中4例有2处或3处骨折；17例有骨折的膝关节中，发现关节积液3例。53例膝关节未见明显骨折、积液等阳性征象。

　　2.2  MRI表现  X线平片和CT发现骨折的17例膝关节，MRI均能明确显示骨折部位及周围骨髓水肿。而且，其中7例MRI发现非骨折部位的骨髓水肿病灶12处，10例发现半月板损伤12处，13例发现韧带撕裂伤17处；17例均有不同程度的关节囊积液，其中1例发现关节囊积血、1例关节囊内见脂-液分层现象。见表1。
   
　　在X线平片和CT未能发现骨折的53例膝关节中，8例MRI发现隐匿性骨折9处，40例发现非骨折部位骨髓水肿46处，21例发现半月板损伤33处，27例发现韧带损伤35处，47例有关节囊积液。见表2。

　　表1  17例X线发现骨折膝关节的影像学表现（略）

　　表2  53例X线阴性膝关节的影像学表现（略）

　　3  讨论

　　3.1  MR信号的特点及产生的病理基础  (1)骨损伤：当膝关节发生骨损伤时，就造成骨髓充血、水肿，含水成分增加，MRI可以清晰地显示这些病理改变。在T1WI中，水分子成分所表现的低信号与脂肪所表现的高信号呈现较好的组织对比。而在T2WI中，水分子和脂肪均呈高信号，组织对比欠佳。在STIR序列图像中，骨髓腔内的脂肪信号被抑制呈现为低信号，从而与骨髓充血、水肿等富含水分的高信号形成鲜明对比［１］。所以骨损伤在T1WI表现为低信号，T2WI表现为稍高信号，STIR像呈高信号影、而周围呈黑色低信号背景。（２）半月板损伤：当半月板出现退变或发生撕裂时可吸收滑液，滑液经半月板关节面渗入退变或撕裂的半月板，增加了局部氢原子的浓度，半月板内大分子和滑液相互作用使氢原子的旋转率降低，缩短了T1、T2值［２］。T1WI空间分辨率高，能较好的显示半月板的结构和周边组织，故T1WI对半月板病变的显示较为敏感；而T2WI能显示半月板的损伤程度。将半月板的病变分为3级：I级，半月板内局灶性球形、椭圆形或线形信号增高影，不与半月板关节面相接触；II级，半月板内线状高信号影，可延伸至半月板的关节囊缘，但未达到半月板的关节面缘；III级，半月板内的高信号影达到半月板的关节面［２～６］。本文统计的半月板损伤是指达到关节面的III级病例或半月板前后角正常形态或信号消失的病例。(3)韧带损伤：当韧带发生损伤时，MR表现为韧带肿胀、增粗，T1WI呈中等信号、T2WI信号增高、STIR上呈高信号。如果韧带部分撕裂，MR可表现为韧带变细和信号增高或韧带表面有水肿或与邻近的脂肪分界不清。如果韧带完全撕裂伤可见韧带低信号中断不连续或局部扭曲呈波浪状。(4)关节囊积液。MRI可以显示膝关节内少至1ml的积液，表现为T1WI低信号影，T2WI及STIR像高信号影。若为关节囊内积血，T1WI可呈稍高或高信号影，T2WI及STIR像呈高信号。在较严重的骨折的急性期，关节囊内可见液-液平面，上层为低密度的脂肪，在T1WI和T2WI均呈高信号、STIR像呈低信号，下层为积血， T1WI、T2WI和STIR像均呈高信号，各序列信号强度不一。

　　3.2  MRI和X线、CT的对比分析  (1)X线平片：对局部骨小梁发生断裂的隐匿性骨折；对半月板和韧带损伤都不能显示。当关节囊内有大量积液引起关节肿胀时才能显示。(2)CT扫描：CT为横断面成像，解决了影像重叠问题。常规CT扫描多采用软组织重建算法，相对空间分辨率低，若采用骨重建算法比软组织算法增加28％的空间分辨率［７］。CT扫描，尤其是HRCT扫描，大大提高了骨细微结构的显示能力，可显示局部骨小梁结构的紊乱、髓腔密度的增高等，为膝关节损伤提供了更多的细节。虽然CT的软组织分辨率比X线平片高，但对于韧带和半月板的损伤，CT仍然有局限性。(3)MR检查：MR检查能直接任意方位成像，因而定位诊断准确。MRI具有高组织分辨率和较高空间分辨率，对组织水肿有高度敏感性,组织内轻微的水肿改变即可造成MRI信号的明显变化［８］。所以MRI能清晰显示隐匿性骨内骨折和单纯骨髓水肿。本文有8例X线检查阴性的膝关节MRI发现骨折（图1），35例膝关节发现单纯骨髓水肿。
   
　　MRI对骨皮质、骨髓、关节软骨、半月板、韧带等组织分辨率高［9］，上述结构损伤后引起的出血、水肿等改变，MRI能呈现出比较明显的信号异常和其他间接征象，作出比较准确的诊断(图2)。

　　图1  A：常规X线平片，左膝关节未见明显骨折征象。B矢状位T1WI、C矢状位T2WI、D冠状位T1WI、E冠状位T2WI、F冠状位抑脂像：左胫骨平台偏外侧见片状、线状稍长T1W稍低、T2W稍高信号，以T1WI明显，相应关节软骨信号中断，外侧平台塌陷；左外侧半月板前角内见条状信号增高影，未达到关节面；左膝内侧副韧带增粗，T2W及抑脂像信号不均匀增高；关节囊内见液性信号影，髌上囊见液-液平面，上层为T1W高、T2W稍高的脂类信号，下层为T1W低、T2W高的水样信号；?窝内见多发大小不等的圆形T1W低、T2W高信号，边界清楚（略）

　　图2  A、B、E矢状位T2WI，C矢状位T1WI，D、F矢状位抑脂像，G冠状位T1WI，H冠状位T2WI：A～D显示左膝后交叉韧带连续性中断，后交叉韧带短缩、迂曲，相应部位肿胀，T2WI及抑脂像信号不均匀增高。左膝前交叉韧带形态及信号未见明显异常。左膝后交叉后方见多发小结节状长T1、短T2信号，抑脂像呈低信号，边界清楚，考虑为钙化灶。左髌骨后上缘变尖。左膝关节囊内见液性信号影。E～F显示左膝外侧半月板前角内见条状信号增高影，达到关节面缘，左膝外侧半月板后角见团状信号增高影，未达到关节面缘。左股骨外侧髁斑片状稍长T2信号、抑脂像呈高信号，边界不清。左膝关节囊内见液性信号。G～H显示内侧副韧带增粗、松弛，信号增高。（略）

【】
  　　1 徐文坚,徐爱德.骨髓弥漫性病变MRI应用德现状与展望.中华放射学杂志，2001，6:422.

　　2 江浩，主编.骨与关节MRI.上海：上海技术出版社,1999.264.

　　3 De Smet AA, Marartha An, Donald RY, et al. MR diagnosis of meniscal tears of the knee:I'm portance of high signal in the meniscus that entends to the surface, AJR, 1993,161(1):101.

　　4 Holder J, Parviz H, Mini NP, et al.Meniscl changes in the elderly:correlation of MR imaging and histologic findings. Radiology, 1992, 184(1): 221.

　　5 Sonin AH, Steven WF, Haroldf, et al. Posterior cruciate ligament injury: MR imaging diagnosis and patterns of injury. Radiology, 1994,190(2): 455.

　　6 Pereira ER, Ryu KN, Ahv JM, et al. Evaluation of the anterior cruciate ligament of the the knee:Comparsion between partial flexion ture sagittal and extension sagittal oblique positions during MR imaging. Clincial Radiology, 1998, 53: 574.

　　7 李果珍,戴建平,王仪生,主编.临床CT诊断学.北京：科学技术出版社,1994.256.

　　8 高元桂,蔡幼铨,蔡祖龙, 主编.磁共振成像诊断学.北京：人民军医出版社,2002，80.

　　9 Colletti P,Greenberg H,Terk MR,et al.MR findings in patients wit acuatetibialplateau fractures.Comput Med Imaging Graph,1996,20:389.