3.0 T磁共振成像膝關節半月板后根部撕裂的診斷準確性分析

寇占輝，張建軍，張志剛，劉沖，王淑梅

(1.保定市唐縣中醫醫院放射科，河北 保定 072350；2.保定市第一中心醫院影像科，河北 保定 071000)

0 引言

半月板根部是保持半月板正常位置及發揮正常功能的重要結構。半月板根部撕裂后，在上下應力的作用下半月板發生移位，減少關節接觸面，從而加快關節骨軟骨損傷退變[1]。半月板根部撕裂如果早期診斷，及時采取預防措施及治療，對膝關節正常功能的保護及避免關節進一步損傷退變有重要意義[2-3]。但實際工作中臨床醫師僅憑病史及體格檢查診斷半月板根部損傷是很困難的，一些體格檢查方法，如McMurray測試和Thessaly測試，被報道敏感性較低，導致了后根部撕裂的漏診[4-6]。MRI對半月板損傷的診斷價值已經得到公認，而且MRI是評估半月板根部的首選檢查方法[7]。雖然有研究報道3.0 T MRI對半月板根部撕裂的診斷準確性，但結果和成像技術仍然不一致[8-9]。本研究分析3.0 T MRI對內、外側半月板后根部撕裂的診斷準確性，包括敏感性、特異性、準確率，探討MRI診斷半月板后根部撕裂的價值，為半月板后根部撕裂的診斷及治療提供有價值的信息。

1 資料與方法

1.1 患者資料

搜集并回顧性分析2018年1月至2020年9月保定市第一中心醫院行膝關節鏡檢查的患者，符合以下條件的患者納入研究：(1)MRI檢查前均無膝關節手術史，無結核、腫瘤病史；(2)具有完整的術前膝關節MRI資料，并隨后在保定市第一中心醫院接受關節鏡檢查的患者；(3)關節鏡檢查在MRI查完之后3個月之內進行。共計326例患者納入研究 ，其中男205例、女121例；年齡16～77歲，平均(41.24±11.40)歲。其中右膝134例、左膝192例。骨科醫生術前對MRI影像進行評估，進一步行關節鏡以明確半月板后根部正常及撕裂情況。

1.2 MRI掃描參數

所有患者采用Philips Achieva 3.0 T TX多源發射MR儀，8通道膝關節Sense線圈行膝關節掃描，包括冠狀面、矢狀面及橫斷面脂肪抑制質子加權成像 (fat-suppression proton-density-weighted imaging，FS-PDWI)，矢狀面T1WI成像。PDWI掃描參數：TR 2 753 ms，TE 30 ms，FOV 160 mm×160 mm，矩陣292×218，層厚3 mm，層間隔0.3 mm，采集次數矢狀面及冠狀面1次，橫斷面2次。T1WI參數：TR 581 ms，TE 20 ms，FOV 160 mm×160 mm，矩陣384×319，層厚3 mm，層間隔0.3 mm，采集2次。部分患者行脂肪抑制的矢狀面各向同性T2加權容積成像(volumetric isotropic T2-weighted acquisition，VISTA)。掃描參數：矢狀面 VISTA，TR 1 350 ms，TE 35 ms，FOV 140 mm×160 mm，矩陣280×266，體素0.5 mm×0.5 mm×0.35 mm，層數458層，采集2次。

1.3 圖像分析

由影像科2名骨關節方向的醫師共同評價上述圖像。首先定義半月板后根部為半月板后角末端走行方向發生稍向下改變，至脛骨髁間區附著位置的最后一小段[10]。正常內側半月板后根部矢狀面呈高低相間的信號，冠狀面呈條狀略高信號，附著于脛骨髁間后區；正常外側半月板后根部矢狀面及冠狀面均呈較扁的低信號，附著于脛骨髁間區(圖1—2)。半月板后根部撕裂影像診斷標準為后根部形態失常、消失或出現異常高信號[11]。2名醫師在未獲得查體結果及關節鏡結果的前提下在醫學圖像存儲與通信系統(picture archiving and communication systems，PACS)工作站上同時評價MRI圖像，意見不一致時協商取得一致結果。評價過程中結合3個不同掃描方向的圖像，有3D-VISTA序列的亦參考該圖像，共同評判半月板后根部損傷。

圖1 FS-PDWI示正常內側半月板后根部

圖2 FS-PDWI示正常外側半月板后根部

1.4 統計學方法

以膝關節鏡檢查結果為標準，計算MRI診斷膝關節內、外側半月板后根部撕裂的敏感性、特異性、準確率和約登指數。通過卡方檢驗檢測內、外側半月板后根部撕裂的敏感性、特異性及準確率的差別，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

在納入的326例患者中，經膝關節鏡證實為半月板后根部撕裂的患者共計56例，年齡16～73歲，平均(42.64±14.41)歲；右膝21例，左膝35例；男34例，女22例。該組中內側半月板后根部撕裂41例，圖3為同一患者的質子加權抑脂圖像，3個掃描方向均可見內側半月板后根部走行不連續，呈高信號，圖4為術中關節鏡圖片，示內側半月板后根部離斷。外側半月板后根部撕裂15例，圖5質子加權抑脂圖像顯示外側半月板后根部形態失常，信號增高，圖6為關節鏡圖片，示外側半月板后根部離斷。

圖3 FS-PDWI示內側半月板后根部撕裂

圖4 關節鏡下的內側半月板后根部撕裂

圖5 FS-PDWI示外側半月板后根部撕裂

圖6 關節鏡下的外側半月板后根部撕裂

在本組326例患者中，56例發生半月板后根部撕裂，撕裂發生率為17.18%(56/326)。以關節鏡診斷結果為金標準，MRI的敏感性為91.07%(51/56)，特異性為80.74%(218/270)，準確率為82.52%[(51+218)/326]。見表1。

表1 以關節鏡為金標準MRI診斷半月板后根部撕裂結果

對于內側半月板后根部撕裂情況，關節鏡診斷結果顯示，共41例發生撕裂，撕裂發生率為12.58%(41/326)。以關節鏡診斷結果為金標準，MRI對內側半月板后根部撕裂診斷的敏感性為97.56%(40/41)，特異性為94.39%(269/285)，準確率為94.79%[(40+269)/326]，約登指數為0.92。見表2。

表2 以關節鏡為金標準MRI診斷內側半月板后根部撕裂結果

關節鏡診斷結果顯示，外側半月板后根部撕裂者共15人，撕裂發生率為4.60%(15/326)。以關節鏡診斷結果為金標準，MRI對外側半月板后根部撕裂診斷的敏感性為73.33%(11/15)，特異性為88.42%(275/311)，準確率為87.73%[(11+275)/326]，約登指數為0.76。見表3。

表3 以關節鏡為金標準MRI診斷外側半月板后根部撕裂結果

將MRI對內、外側半月板后根部撕裂的診斷敏感性、特異性及準確率進行比較，差異均有統計學意義(χ2和P值分別為χ2=5.228，P=0.022；χ2=6.636，P=0.010；χ2=10.170，P=0.001)，內側均高于外側。

3 討論

半月板是維持膝關節正常功能的重要結構，半月板根部半月板前后角附著于脛骨髁間區的纖維結構，對半月板保持正常的形態及位置、發揮正常功能起著關鍵作用。半月板根部撕裂相對半月板主體部分撕裂少見，但半月板根部撕裂后，在應力的傳導過程中由于缺乏根部的固定，半月板發生移位、半月板功能喪失，從而導致關節接觸面積減少，脛骨與股骨間應力增加，從而加快關節骨軟骨損傷退變[1]。

3.1 半月板后根部撕裂診斷敏感性、特異性

半月板根部撕裂的準確診斷有賴于術前檢查及關節鏡。由于MRI具有高的軟組織分辨率及無創性，對半月板及半月板根部診斷有很大優勢。正常內、外側半月板后根部的形態、信號及附著點位置不同，在MRI上表現有較大的差異[12]，而且內、外側半月板后根部損傷的機制亦不同，所以導致二者的診斷也存在差異。Laprade等[13]研究顯示，3.0 T MRI檢查對內外側半月板后根部撕裂的敏感性和特異性分別為77%和72.9%，內側半月板后根部撕裂的敏感性(82.4%)高于外側半月板后根部撕裂(60.0%)，而內側半月板后根部撕裂的診斷特異性(80.0%)低于外側半月板(90.3%)。本研究所有半月板后根部撕裂3.0 T MRI顯示，總的敏感性為91.07%，特異性為80.74%，準確率為82.52%；內側半月板后根部撕裂的敏感性、特異性及準確率均高于外側半月板后根部。

內側半月板后根部撕裂3.0 T MRI診斷敏感性高于外側的原因可能有以下因素：(1)解剖學上，內側半月板后根部較粗較短，形態及信號在三個掃描方向均容易辨識，解剖位置比較清晰，而且在高場MRI更容易觀察到；而外側半月板后根部較長，呈斜行走行，并且外側半月板后根部存在變異[14]；(2)外側半月板后根部附著處前方為前交叉韌帶下止點，周圍還有板股韌帶、弓狀韌帶和腘筋膜[7]，該區域各結構較小且較多，MRI診斷中需要鑒別，所以容易引起誤診漏診；(3)MRI圖像中腘血管的波動偽影位于與外側半月板后根部重疊的中間區域，以及運動偽影，均可以影響外側半月板后根部撕裂的診斷；(4)外側半月板后根部撕裂常常合并前交叉韌帶斷裂[15]，造成該區域結構不清，信號混雜，導致診斷困難；(5)常規膝關節MRI檢查存在局限性，本組病例中9例加掃了3D-VISTA序列，該序列分辨率高，層厚更薄，顯示根部的細微結構更清晰，在診斷中更有優勢；該9例患者5例常規圖像顯示外側半月板后根部撕裂漏診，但3D-VISTA序列可以觀察到根部形態及信號異常。

特異性為正確診斷未發生半月板后根部撕裂的患者百分比。特異性方面外側半月板后根部撕裂MRI診斷亦較低，說明本組病例中正常的外側半月板后根部沒有發生撕裂的患者誤診為根部撕裂的比例比內側高。準確認識并掌握半月板根部的正常位置、形態及信號是正確診斷半月板根部損傷與否的前提。外側半月板后根部自半月板后角向前內側延伸，且走行角度自后角邊緣發生改變，附著于前交叉韌帶下止點的后方。外側半月板后根部MRI信號與內側半月板后根部不同，以低信號為主，由于外側半月板后根部水平走行且較薄，故橫斷面常規掃描不易顯示，矢狀面及冠狀面顯示較好，矢狀面呈略扁的三角形，冠狀面可呈抬起的蛇頭形或錐形[12]，尤其是3D-VISTA薄層圖像顯示清晰，所以對可疑撕裂的患者建議加掃3D薄層序列，以期提高診斷的敏感性和特異性。

3.0 T MRI臨床工作中廣泛應用，其相對1.5 T MRI在以下方面更有優勢：(1)信噪比及空間分辨率相對于1.5 T MRI更高；(2)相同的時間內可以得到更優質的圖像，行3D薄層序列掃描時，對設備的要求更高一些，尤其是多通道線圈的應用。有研究者[13]報道相對于高場MRI設備，低場MRI檢查的敏感性與高場的敏感性一致，但是特異性較低。低場MRI特異性值較低表明低場設備將正常根部誤診為根部損傷的比例較高，其原因可能是低場設備顯示的細節不佳或容積效應導致的稍高信號誤認為異常信號。

3.2 本研究的局限性

(1)本組患者均為膝關節感覺異常來就診，其后根部撕裂的發生率結果可能會發生偏倚風險，不是整體人群準確的發生率；(2)由于內側半月板后根部的解剖特點，關節鏡的探查存在一些困難[16]，外科醫生如果不是有意識地觀察該區域，也存在漏診的可能性；(3)有些患者不能配合檢查，導致部分圖像移動偽影較明顯，亦影響診斷的準確性。

4 結論

半月板后根部撕裂在臨床中并不少見，臨床病史及體格檢查的檢出率較低，所以MRI較高的診斷準確性對及時治療及患者預后更有意義。本組研究結果提示，3.0 T MRI對半月板后根部撕裂具有較高的敏感性和特異性，尤其是內側半月板后根部撕裂的診斷準確性幾乎可以代替關節鏡檢查。另外，診斷外側半月板后根部撕裂較低的敏感性提示還需要進一步提高檢查技術及診斷水平，掌握正常及異常MRI表現，并建議臨床醫生在關節鏡檢查時關注半月板根部，以明確半月板后根部的完整性。