柏 瑞 黄俊成 何小华 黄文健 郭元星 李凭跃

1.高尚医学影像诊断中心放射科(广东 广州 510017)

2.南部战区总医院放射科 (广东 广州 510010)

3.南部战区总医院骨科 (广东 广州 510010)

在临床疾病中ACL(前交叉韧带)受损属于多发且常见症，而对于诊断检查的开展，针对查体与病史的结合的实施为最常见的。MRI(磁共振成像)作为医学影像新设备和技术的普及与发展代表，对于ACL受损情况，早期无创检查的实施能有效提高诊断准确性。但是MRI存在着扫描时间长、相对禁忌较多等缺陷。近十余年，陆续有学者将“双能量CT”这一重焕新生的CT技术应用于ACL损伤的成像与诊断上。比如，孙丛等报道：双源CT双能量成像可以立体清晰的显示交叉韧带走行、形态等，并可进行多角度、方位的细节观察[1]。我们经分析研究双能量CT交叉韧带成像，发现了一个适用于诊断ACL损伤的征象—“双能染色减少征”[2-3]。在此发现基础上，我们又使用膝关节标本进行了低剂量成像参数优化研究，证实了对于ACL成像，双能量CT扫描参数在低剂量条件下具有一定可行性[4]。然而，我们还要对接下来的问题进行回答，即：在低剂量研究中，膝关节标本为我们应用的标本，但未在活体上开展。那么，在临床日常工作中是否也可应用这个低剂量参数条件？特别是对膝关节ACL受损的受检者，相比正常韧带和四周组织间的界限，其受损的韧带和四周组织间的界限的清晰度相对低下，成像是否清晰，是否能正确诊断ACL损伤？另外，在临床工作中，我们感觉“双能染色减少征”的影像诊断效能不会由于减低扫描管电流而受到影响，提示“双能染色减少征”依然适用。然而，这属于主观感受，并非经系统分析整理临床数据后得出的严谨结论。结合上述各方面的出发点，经重新整理既往一定数量的临床数据，并分析对照关节镜手术结果，对于双能量CT在剂量参数条件下诊断ACL损伤诊断实用性的问题进行客观回答。

1 资料和方法

1.1 患者基础资料回顾性分析35例伴膝关节受损患者的临床资料，于关节镜术前实施双源CT低剂量参数双能量技术扫描，其中男、女例数占比为27/8；最小年龄17岁，最大年龄57岁，平均 (29.3±9.5)岁；26例患者左膝出现问题，9例右膝出现问题。

1.2 方法

1.2.1 扫描方法 实施双源螺旋CT(西门子)双能量成像模式、低剂量条件，球管A管电压140kV、球管B的管电压80kV，管电流分别是123mAs与29mAs，准直为20×0.6mm，螺距为0.7，扫描视野为250mm，重建层厚为1mm、增量为0.7mm、D30s为算法，四肢预设窗值。以股骨髁上缘为起始，直至腓骨小头的下缘与胫骨髁下缘作为扫描范围。

1.2.2 图像后处理 传输所有图像至图像后处理站，双能量模式tendon模块下进行双能染色显影，顺着韧带走向重建斜矢状位平面，其目的是将染色下ACL走行和形态显示出来。

1.2.3 CT图像分析 对于本案例患者的膝关节图像，选择工龄不低于10年，且职称为副主任医师的影像医师(2名)实施低剂量双源CT双能量进行数据分析。主要观察内容有：双侧ACL形态在双能模式tendon模块下是否清楚；双侧的ACL染色相同与否；有无“双能染色减少征”，两位医生的意见形成统一后输出结果。

1.2.4 低剂量双能量CT结果与MRI及关节镜结果对照分析 通过采取关节镜手术方案对纳入的病例进行明确诊断，实施关节镜手术治疗前开展MRI检查患者有31例，把“双能染色减少征”作为诊断标准，分析对照组CT诊断结果和关节镜手术、MRI结果，“金标准”为关节镜手术结果。对于ACL损伤者，对MRI或CT诊断的特异性、敏感性、阴性和阳性预测值进行计算。

1.2.5 统计学分析 选取工具SPSS 23.0软件。对于MRI与CT诊断结果和关节镜结果一致性的分析采取Kappa检验，和关节镜结果一致，当Kappa值＞0，则说明相比机遇一致性，观察一致性更大；当Kappa值未超过0.4，则表示较差的一致性；当Kappa值不低于0.4，但未超过0.7，则表示一致性尚好；当Kappa值不低于0.7，则表示一致性良好。0.05为检验标准，P＜0.05，表示差异有统计学意义。

2 结 果

在研究所选病例中伴“双能染色减少征”者有22例。在这诊断ACL损伤的22例患者中18例与关节镜检查结果一致，误诊4例；13例ACL诊断正常，1例误诊，12例与关节镜检查结果一致。对“双能染色减少征”采取低剂量参数成像诊断，其敏感性为94.7%，特异性：75%，阳性预测值 (positive prediction value,PPV)：81.8%，阴性预测值(negative prediction value,NPV)：92.3%，85.7%则为整体诊断准确度，具体见表1。在35例患者中，行关节镜手术治疗前实施MRI检查者共计31例，其中有25例诊断ACL受损，和关节镜术后结果相符的患者共计20例，有5例误诊；ACL经诊断显示正常共计6例，和关节镜术后结果相符。经MRI诊断的特异性、敏感性为54.5%、100%，NPV、PPV分别是100%、80%，83.9%为整体诊断准确度，具体见表2。通过Kappa经验分析CT诊断结果与关节镜术后结果一致性的Kappa值是0.836(P＜0.001)，MRI诊断结果和关节镜术后结果一致性Kappa值是0.755(P＜0.001)，得出CT诊断结果与关节镜手术结果相符，证实“双能染色减少征”在低剂量参数成像下仍是对ACL受损诊断的有效双能CT征象，具体见图1～图2。MRI及CT二者与关节镜术后结果一致性的Kappa值没有统计学差异，说明二者都有较好诊断效能。

表1 分析关节镜结果和CT诊断结果

表2 MRI结果与关节镜结果对比

图1 男性，20岁，经关节镜手术证实，左侧ACL撕裂、右侧ACL重建术后。于左侧：ACL灰阶图像为图1A；ACL双能伪彩图像为图1B；于右侧：ACL灰阶图像为图1C；ACL双能伪彩图像为图1D。图2 男性，19岁，左侧ACL完全撕裂(关节镜手术证实)。图2A：左侧ACL双能伪彩图像；图2B：右侧ACL双能伪彩图像。

3 讨 论

对于关节运动受损，MRI是进行影像诊断的首选方法。纤维组织为韧带主要成分。它的氢质子锚定在由肽构成的密集网格结构中，不参与磁共振成像。因此，它在任何序列中都显示低信号。然而，韧带损伤后，纤维组织中的肽条被破坏，从而干扰氢质子的固定。在所有序列中，水肿液与氢质子会增加信号[5]。许多研究和报告已经进行了磁共振韧带成像和损伤报道。在ACL损伤方面，MRI作用已得到认可，对于ACL受损的判断，特别是ACL撕裂，其准确性较高。然而，相比完全撕裂，MRI诊断ACL部分撕裂其难度仍较大[6-9]。有研究学者指出，对于ACL部分撕裂，对其开展MRI诊断，相比ACL完全撕裂，其准确性、特异性和敏感度性均相对偏低[10]。在临床工作中，漏诊或误诊的ACL损伤诊断也较多。其原因具体体现在以下几方面：①由于黏液变性，ACL会出现与撕裂水肿相似的高信号；②含水结缔组织包裹ACL双束结构，会有高信号出现，与韧带撕裂类似；③因部分容积效应，ACL中下段信号呈递增趋势，特别是在对中下段受损情况判断时，易导致准确性降低；④ACL滑膜即便在发生撕裂后，有时也会较为完整，易被看做韧带连续性未中断，而对于急性完全性撕裂，也易视为部分撕裂；⑤韧带走行与扫描层面不平行时，有时无法将ACL的全长显示出来，容易漏诊ACL部分撕裂。这些原因影响下的ACL撕裂，尤其是对于部分撕裂，易出现漏、误诊情况，其发生率在年轻医师或是中小医院中都相对较高。另外，MRI的检查禁忌，比如幽闭恐惧症等，也是会对临床诊断产生影响的主要问题。即便是抗磁金属植入物，其四周结构的显示情况也会由于植入物伪影出现清晰度不高的情况，进而影响诊断结果。经常有临床医生或者患者会诉说对于ACL受损拟实施MRI检查，但由于存在相关禁忌症而无法开展的无奈。他们认可在ACL受损影像学检查中，MRI的应用为首选，但也希望有其他备选方法。

在韧带成像方面，传统CT存有局限性，然而，伴随CT技术水平的提高，各向同性在容积扫描下不断提高，对于任意方向的重建图像和传统横断位图像相比，二者的一致性较高，在图像空间、密度分辨率均未超过0.4毫米[11]，因此，韧带结构情况能在CT灰阶图像上有效显示出来。也有研究指出，对于CT值的比较，相比60HU的肌肉组织，正常膝关节韧带的CT值则为100HU，即便不开展增强扫描也能对二者密度予以分辨[12-13]。ACL撕裂在传统CT灰阶成像中以减低密度、中断连续性和增宽韧带为主要表现。与正常韧带相比，受伤韧带明显增粗，厚度变化最显著。尤其是在韧带开端处。经比较CT数据发现，正常韧带的CT值明显高于受损韧带CT值，考虑其原因可能为受韧带四周水肿和渗出影响CT值变化以韧带完全撕裂最为显著[14]。然而，诊断ACL撕裂时，相比MRI，传统CT灰阶图像的实施效果仍有很多不足。

伴随近年来双能量CT开展的深入及推广，在骨肌系统成像上此技术亦得到应用，包括韧带和肌腱成像。然而，在出现韧带成像之初，大多数的研究开展只是对单纯成像可行性进行分析，得出相比传统多层螺旋CT，在分辨软组织方面，双能量CT成像的效果更好，交叉韧带的形状、走行和边缘在二维/三维中清晰地显示出来,并可进行多方位/角度的细节观察[1,15-17]，有关评估膝关节软组织受损，应用研究相对较少。对于双能量CT交叉韧带成像，经我们前期研究发现其表现体现在以下几方面：①对于双能染色程度与染色均匀度，正常后交叉韧带高于正常ACL；②双侧正常前交叉韧带染色程度在同一受试者中比较相似，前交叉韧带染色程度会因不同受试者而出现一定差异；③相比对侧正常ACL，受损ACL染色程度相对偏低，甚至会出现不染色情况，我们称其为“双能染色减少征”，我们将其用于临床中并和关节镜手术结果分析比较，该征象诊断ACL损伤的特异性97.1%，敏感性94.5%，95.5%诊断符合率，这与关节镜检查结果高度一致[2-3]。国外学者的研究表明[18]，对于急性ACL完全撕裂的评估，双能量CT为相对实用的方法，其特异性、敏感性较高，占比分别是100%、79%。针对ACL撕裂的一致性比较，观察者间和观察者内为良或优。对于ACL撕裂，MRI和双能量CT有较好符合率。而且，也有学者报道[19]，以ACL撕裂患者16例为对象，予以分析对照，认为斜矢状位是对ACL有效识别的最佳断面，研究发现，在对亚急性、慢性创伤患者行双能量CT检测，其诊断ACL完全性撕裂准确性及观察者间一致性较高。另外，有学者指出[20]，研究对象取猪后腿，通过开展离体实验，结果显示，对于ACL完全撕裂情况，开展双能量CT诊断，其特异性、敏感性占比分别是68.8%、75%；针对ACL前内侧束的部分撕裂，相比双能量CT，开展MRI诊断有较高敏感性，但特异性则相对偏低；针对ACL后外侧束部分撕裂，相比MRI，双能量CT诊断的实施有较高敏感性，但特异性则相对偏低。针对ACL完全撕裂的NPV与PPV，双能量CT诊断低于MRI；在ACL后外侧束部分撕裂中，相比MRI诊断，双能量CT实施有较好的NPV与PPV。近年来，国内也有学者通过开展双能量CT分析ACL损伤。在任瑞[21]等研究中，对于ACL损伤，行双能染色成像诊断，其正确率达到86.67%，我们进行的早期研究结果一致。其在分析中还发现，相比健侧CT值，患侧韧带CT值呈递减状态，其中降低最为显著的是完全撕裂韧带CT值。其原因认为和韧带四周渗出或水肿有一定相关性。在翟长彬[14]等研究中，取ACL受损患者30例为对象，有26例为韧带双能染色消失、减少，此结果和我们早期所得结果基本相符。此次研究应用低剂量扫描参数，在选取的35例患者中，伴“双能染色减少征”征患者有22例，其中18例经关节镜术后证实；无“双能染色减少征”患者13例，有12例经关节镜证实。“双能染色减少征”在低剂量参数成像下对ACL受损患者实施诊断，其特异性、敏感性分别是75%、94.7%，NPV、PPV占比分别是92.3%、81.8%。本研究诊断结果符合关节镜检查结果。另外，本研究结果和国内外相关研究结果一致，在早期诊断ACL受损患者中，结果类似于常规剂量双能CT交叉韧带成像下的“双能染色减少征”诊断结果[22]。当然，相比于我们早期研究，在样本数量方面，本组低剂量研究的临床数据仍存在一定不足；在所随访到的病例资料中，有部病例的MRI诊断是外院检查，比如在中小医院检查，受前述介绍的一些误诊、漏诊因素的不利影响，会一定程度影响诊断准确性。这些都可能会影响对于低剂量条件下双能量CT诊断ACL损伤的结果与MRI结果一致性的精准评价[23]。

综上所述，利用“双能染色减少”征开展低剂量参数成像，双能量CT诊断结果和关节镜术后结果一致性较好，和MRI的诊断效能相当，证实，对于CT诊断ACL损伤，低剂量扫描方案的实施具有较好价值。