MRI 3D序列對踝關節跗骨竇區的顯示價值

王志煒 萬業達 李天云,*

1.空軍軍醫大學第一附屬醫院放射科 (陜西 西安 710000)

2.天津市天津醫院放射科 (天津 300000)

跗骨竇是由距骨溝與跟骨溝相對合而形成的自后內側向前外側走行的圓錐形或漏斗形的空腔。跗骨竇內有5條韌帶：頸韌帶(cervical ligament，CL)、距跟骨間韌帶(interosseous talocalcaneal ligament，ITCL)(前、后束)及伸肌下支持帶(inferior extensor retinaculum ，IER)外、中、內側束，其內CL和ITCL對距下關節的穩定起主要作用,是關節囊前后的屏障[1]。CL阻止距骨向前、向內移位，防止足過度內翻。ITCL分為前、后兩束，主要功能為穩定距下關節，防止距骨及跟骨向后脫位。O'Connor于1958年首次提出跗骨竇綜合征這一概念：患者因創傷或炎癥等原因造成踝關節外側長期疼痛不適、活動受限[2]。跗骨竇解剖結構較為復雜，造成臨床診療困難，致病情遷延不愈，影響患肢功能，給患者帶來極大困擾。MRI具有較高的軟組織對比度和多平面成像功能,近年來在骨關節疾病的評價中具有越來越重要的作用,尤其適用于軟組織病變。但由于跗骨竇解剖結構精細，常規2D序列無法顯示跗骨竇內的解剖細節，對于跗骨竇的病變，常常無能為力，而3D序列則擁有層厚小、各向同性、可沿任意角度進行重建等優勢。因此本文將利用3D序列，對跗骨竇韌帶進行顯示，從而為臨床上對跗骨竇病變診斷的精準性和治療提供影像學基礎。

1 資料與方法

1.1 一般資料募集志愿者 155人，男79人，平均年齡23.4±2.5歲；女76人，平均年齡23.5±2.8歲。

納入標準：同意行MRI檢查者；能夠配合檢查者；年齡在18-35歲之間者；能夠在MRI檢查床上堅持較長時間者。排除標準：有踝關節外傷史或踝關節臨床癥狀者；有踝關節手術史者；有幽閉恐懼癥者；體內有心臟起搏器者。

1.2 設備與方法采用聯影uMR 3.0T MRI 掃描設備和8通道相控陣踝關節線圈進行掃描，告知志愿者相關檢查注意事項，囑志愿者取下隨身攜帶金屬物品，將待掃描的足按掃描要求置于踝關節線圈之中，采取仰臥位，足先進，囑患者在 MRI 檢查過程中閉目放松，保持肢體不動。待掃描結束后，確認采集圖像完整，清晰后，協助志愿者離開掃描床。具體序列及參數如下：(1)T1-mx3D-sag-uCS:TR/TE 500ms/15ms，讀出FOV 160，相位FOV 160，層厚 0.66mm，讀出分辨率240，相位分辨率100；(2)pdmx3d-sag-spair-uCS:TR/TE:1000ms/52.8ms，讀出FOV 160，相位FOV 160，層厚 0.66mm，讀出分辨率240，相位分辨率100。整個過程掃描時長為16分14秒。

1.3 圖像處理和數據分析(1)在PACS系統中打開生成的2D T1WI平掃圖像，觀察跗骨竇的位置、形態及其內CL、ITCL起、止點及走行的顯示情況。滿足以下所有條件者記為“韌帶顯示”：①韌帶起止點可見；②韌帶的走行、輪廓可見；③韌帶顯示完整、連續性未中斷；④韌帶未與其他結構重疊、融合影響觀察。若有一項不滿足，則記為該韌帶“未顯示”，統計并記錄155位志愿者在2D T1WI中CL、ITCL在冠狀位、矢狀位、軸位三個方位的顯示情況，并計算顯示率。(2)在PACS系統中打開采集的3D矢狀位T1WI序列圖像，重建為MPR圖像，得到各向同性的冠狀位、矢狀位、軸位T1WI三組圖像，分別選中冠狀位、矢狀位T1WI圖像，轉動定位線，使之與韌帶的走行方向一致，此時在軸位T1WI圖像中可顯示完整的韌帶，記錄下冠、矢狀位圖像定位線的轉動角度α、β，即韌帶與矢狀面、水平面夾角分別為(90°-α)、β。利用PACS系統中長度測量工具測得韌帶的長度L，測量三次并取其平均值。如圖2所示。

圖2A-圖2C CL斜軸位重組方法圖。圖2A為冠狀位重組方法，圖2B為矢狀位 重組方法，圖2C為斜軸位重組圖。圖3A-圖3C T1WI跗骨竇韌帶斜軸位重組圖。圖3A為CL(箭頭)；圖3B為ITCL 前束(箭頭)；圖3C為ITCL后束(箭頭)。

1.4 統計學方法采用 SPSS 23.0統計學軟件進行統計學分析，統計155名志愿者男女性別比例，計算年齡均值及標準差，用(±s)的形式表示，分別對CL、ITCL前、后束在冠狀位、矢狀位、軸位的顯示數目進行計數，計算其顯示率(%)，并利用χ2檢驗進行分析，分別計算CL、ITCL前、后束的長度，與矢狀面、水平面夾角的均值、標準差，用(±s)的形式表示。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.12D序列中，CL及ITCL前、后束在三個方位可不同程度顯示，CL在冠狀位顯示較好，矢狀位次之，軸位顯示最差。ITCL前束在冠狀位顯示較好，軸位次之，矢狀位顯示效果最差。ITCL后束同樣在冠狀位顯示較好，軸位次之，矢狀位顯示最差。CL、ITCL前、束在三個方位顯示率差異有統計學意義。詳見表1、圖1。

表1 跗骨竇韌帶在各掃描方位顯示情況(例)

2.2利用3D序列重建可完整顯示CL、ITCL前束、ITCL后束，在MRI圖像上均表現為界限清晰的帶狀低信號，詳見圖3。CL最長，ITCL前束次之，ITCL后束最短，男女性長度差異無統計學意義。與矢狀面夾角CL最大，ITCL后束次之，ITCL前束最小，男女性夾角差異無統計學意義；與水平面夾角ITCL前束最大，CL后束次之，ITCL后束最小，男女性夾角差異無統計學意義。詳見表2、表3。

表2 男女性跗骨竇韌帶長度比較

表3 男女性跗骨竇韌帶與矢狀面、水平面成角比較

3 討 論

據Paul Thacker等[3]研究，CL在冠狀位、矢狀位顯示較好，而在軸位顯示較差，ITCL在冠狀位顯示較好，矢狀位、軸位次之。本研究中，CL顯示情況一致，而ITCL在冠狀位、軸位顯示率較高。本研究與之前研究相比，ITCL的顯示率在軸位要高于矢狀位，這可能是因為在判定韌帶顯示的條件上不同而造成的。相較于之前研究，本研究在判定韌帶顯示的條件上更為全面，將“能看到韌帶整體”記為韌帶顯示。而在之前的研究中，韌帶的一部分可見即記為韌帶顯示。在矢狀位圖像中，ITCL前、后束經常僅部分走行可見，因此，這些圖像在本研究中被判定為ITCL未顯示，進而得到ITCL在軸位顯示率高于矢狀位的結果。在矢狀位上，CL與IER走行方向一致且部分重疊，不易區分；在冠狀位及矢狀位上，ITCL的信號與骨皮質相仿且距離較近，易與骨皮質相混淆[4]。其次由于2D序列不能進行斜位重建，而CL、ITCL的走行在冠狀位、矢狀位、軸位均呈一定的角度，因而在一個層面中只能顯示韌帶的一部分，不能完整顯示[5]。日常工作中因為2D MRI對跗骨竇顯示能力有限，很少有人關注跗骨竇內病變情況[6]，本研究通過3D序列提升對跗骨竇區解剖的認識，從MRI表現出發，在日常工作的基礎上，對跗骨竇內韌帶的解剖進行了更深一步的研究，為診斷跗骨竇病變奠定基礎。

常規MRI 2D掃描是在三個方向進行空間編碼，先進行層面選擇，然后在層面內，通過頻率編碼梯度和相位編碼梯度進行空間編碼，最終把人體不同空間上的組織位置和這個二維圖像上的不同空間信號強度進行一一對應，形成解剖圖像。而3D掃描，則沒有經過層面選擇，直接通過射頻脈沖激發一個三維容積，再采用三個方向的編碼梯度磁場對空間進行編碼[7-9]。在2D序列中，由于層厚大、分辨率低，而跗骨竇韌帶解剖精細，故不能對韌帶做到清晰顯示。3D序列的優勢在于各向同性掃描，層厚比2D掃描更薄，對組織細節的顯示比2D掃描更好，可以像CT一樣在掃描得到的圖像上進行三維重建，可在冠、矢、軸三個方位定位同一個區域進行查看，提供多方位信息，不僅減輕了部分容積效應，而且信號區域較大、強度較高，其信噪比足以支持高維度的高分辨率成像[10-12]。因此，3D序列與常規 2D 序列相比，在評估小關節以及關節內小韌帶上具有顯著優勢[13]，通過選擇合適的掃描參數和薄層重建角度使得CL、ITCL的形態、連續性在同一層面上完整展現，為臨床評估跗骨竇提供更為可靠的依據?？傊?，3D序列高分辨率、各向同性、三維及角度重建等優點為跗骨竇韌帶的形態、輪廓、損傷程度的精確判斷提供更直觀的依據，對臨床評估跗骨竇病變具有潛在應用價值。

有相關文獻[14]利用7例踝關節截肢的新鮮足標本，解剖出CL及ITCL前、后束，應用游標卡尺測量韌帶的長度，得到CL的長度為18.43±1.47mm，ITCL前束的長度為13.90±1.55mm，ITCL后束的長度為9.89±1.17mm，與本研究利用MRI 3D序列測得的數值基本一致。而文獻中7例足標本樣本量較少，男性5例，女性2例，性別比例不均，本研究選取了155例健康志愿者，樣本比例較大，男79例，女76例，性別比例均衡，因此本研究誤差更小，更接近真實值。跗骨竇內的CL及ITCL前、后束與矢狀面、水平面均成一定的角度，若懷疑跗骨竇內韌帶損傷，進行踝關節MRI掃描時，需與韌帶的長軸平行，才可完整的顯示韌帶。本研究統計了CL與ITCL與矢狀面及水平面的夾角，依據這些數據可為跗骨竇區的掃描技術提供指導性意見，在進行MRI掃描時，采取斜冠30°-55°，斜矢40°-55°掃描，獲取斜軸位圖像，可最大限度的滿足同時相對完整的顯示CL及ITCL前、后束。

本研究仍存在不足之處：首先，入組者數量不足，且為得到MRI表現正常的踝關節選取的樣本主要為中青年人群體，會因樣本偏倚而導致誤差；其次，本研究對象僅為踝關節表現正常者，因成像時間較長，踝關節存在相關癥狀、臨床上懷疑存在跗骨竇病變患者往往無法堅持，故未對此類病人展開研究。在后續的研究中應擴大樣本量及樣本群體范圍，完善研究方案；在保證成像需求的基礎上，縮短掃描時間，對跗骨竇存在病變者展開研究。