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MRI水脂分离序列成像对膝关节半月板损伤的诊断价值

2016-09-19于秀英

中国中西医结合影像学杂志 2016年5期
关键词:磁共振成像诊断

于秀英,韩 广,何 勇

(山东省临沂市中医医院①放射科②骨科,山东 临沂 276002)



MRI水脂分离序列成像对膝关节半月板损伤的诊断价值

于秀英1,韩广1,何勇2

(山东省临沂市中医医院①放射科②骨科,山东 临沂 276002)

目的:探讨MRI水脂分离技术——扰相梯度回波水脂分离T2WI(简称FatSepG-WFT2*)序列对膝关节半月板损伤的诊断价值。方法:回顾性分析MRI诊断的62例372个半月板区域的相关资料,以关节镜诊断为金标准,对结果行统计学分析。用χ2检验比较不同MRI序列对膝关节半月板损伤的差异。采用Kappa检验分析MRI诊断半月板撕裂与关节镜诊断的一致性。采用χ2检验分析MRI对内外侧半月板撕裂部位诊断准确性的差异。结果:以关节镜结果作为标准,MRI FatSepG-WFT2*序列诊断半月板撕裂的准确度为94%(350/372)、敏感度为93%(140/149),特异度为94%(210/223),对诊断半月板撕裂有较好的有效性(K=0.877)。结论:MRI FatSepG-WFT2*序列较常规MRI序列具有更高的敏感性和特异性,两者结合可提高低场强MRI对膝关节病变的检出率。MRI是诊断膝关节半月板损伤的有效手段,与关节镜有较好的一致性,两者结合具有更好的诊断和治疗效果。[关键词]半月板损伤;关节镜检查;磁共振成像;诊断

[Abstract]Objective:Analyze MRI water grease separation technology-water spoiled gradient echo T2-weighted imaging sequences(referred FatSepG-WFT2*)of the knee meniscus,and in contrast with the results of arthroscopic diagnosis,evaluate clinical applications of MRI FatSepG-WFT2*.Methods:Relevant information on 62 cases 372 MRI diagnosis of meniscus region,in order to diagnose the performance of arthroscopic meniscus"gold standard"application SPSS 17.0 software for statistical analysis of the results.Chi-square test was used to compare the different MRI sequences of the knee meniscus differences. Kappa values using MRI diagnosis of meniscus tear test validity and arthroscopic diagnosis.MRI using the chi-square test internal difference validity lateral meniscus tear parts diagnosis.Result:With arthroscopic findings as the standard,MRI Fat-SepG-WFT2*sequence diagnostic accuracy of meniscus tears 94% (350/372)、Sensitivity 93% (140/149),Specificity 94% (210/ 223),MRI FatSepG-WFT2*sequence diagnosis of meniscus tears had better effectiveness(K=0.877).Conclusion:Magnetic resonance FatSepG-WFT2*sequence compared with conventional MRI sequences have a higher sensitivity and specificity,combined with conventional MRI sequences to improve the low-field MRI of the knee lesion detection rate is an effective method.MRI is an effective method to diagnose the knee meniscus injury,MRI and arthroscopy in the diagnosis of meniscus tear on the good agreement,the two complement each other to produce better diagnosis and treatment.

[Key words]Meniscus;Arthroscopy;Magnetic resonance imaging;Diagnosis

膝关节是人体中结构最复杂、损伤最多的负重关节。本研究回顾性分析62例半月板损伤患者术前MRI常规及水脂分离技术——扰相梯度回波水脂分离T2WI(FatSepG-WFT2*)序列图像,并与术后结果对照,评价MRI FatSepG-WFT2*成像对诊断膝关节半月板损伤的价值,为半月板损伤患者关节镜术前诊断提供更有效的方法。

1 资料与方法

1.1一般资料收集我院2011年2月至2013年12月收治的62例膝关节半月板损伤患者,男33例,女29例;年龄14~69岁,平均32.5岁。左膝32例,右膝30例;内侧半月板34例,外侧半月板28例;其中盘状半月板4例;均有膝关节疼痛或有疼痛病史,其中有明确外伤史48例,交锁病史6例。

1.2仪器与方法采用Hitachi AIRIS-Ⅱ 0.3 T MRI扫描仪,膝关节专用表面线圈。患者取仰卧位,膝关节自然伸直,脚先进。FatSepG-WFT2*序列:TR 400 ms,TE 17.1 ms,翻转角30°,FOV 200 mm× 200 mm,层厚3 mm,层距4 mm,NEX 4.0。常规序列:T1WI(冠状位、矢状位)TR 460 ms,TE 26 ms,FOV 200 mm×200 mm,层厚3.0 mm,层距4 mm,NEX 2.0;T2WI(矢状位)TR 4 000 ms,TE 46 ms,FOV 200 mm ×200 mm,层厚3.0 mm,层距4 mm,NEX 2.0。

1.3图像分析由2位影像诊断医师先后评价膝关节MRI FatSepG-WFT2*序列和常规序列图像,判断半月板退变或损伤的级别。根据Fischer等[1]的MRI分级标准,半月板损伤被分为3级,MRI诊断为2级及以下损伤时,病变未达到关节面,因此关节镜检查结果均为阴性。临床无明显症状及体征,半月板完整性较好,多为半月板退行性变[2-6]。本研究MRI图像仅判断半月板是否撕裂,对半月板2级及以下损伤未进行2种序列对比。

把膝关节半月板分为外侧半月板的前角、后角和体部,以及内侧半月板的前角、后角和体部[7]。本研究关节镜检查62例372个半月板区域。

1.4统计学处理采用SPSS 17.0统计软件,计数资料采用χ2检验。以膝关节镜检查结果为金标准,分别计算MRI FatSepG-WFT2*序列和常规序列诊断半月板撕裂的敏感度、特异度和准确度。用χ2检验比较不同MRI序列对膝关节半月板损伤的差异,以P<0.05为差异有统计学意义。对于MRI不同序列诊断半月板撕裂与关节镜下诊断一致性的比较采用Kappa检验,K>0.75表明一致性高,0.4≤K≤0.75表明一致性中等,K<0.4表明一致性低。

2 结果

2.1MRI FatSepG-WFT2*序列及常规序列诊断半月板撕裂结果见表1~3。MRI FatSepG-WFT2序列对半月板撕裂的诊断与关节镜一致性高(K=0.877)。2种序列对半月板撕裂诊断敏感度、特异度、准确度差异均有统计学意义(均P<0.05)。

表1 半月板撕裂的MRI FatSepG-WFT2*序列诊断与关节镜对照结果 个

表2 半月板撕裂的MRI常规序列诊断与关节镜对照结果 个

表3 2种序列评价半月板撕裂比较 %(个/个)

2.2半月板损伤部位见表4。本研究157个半月板区域诊断为撕裂(外侧半月板撕裂89个,内侧半月板撕裂68个),半月板前角损伤24个,体部损伤45个,后角损伤88个;斜行撕裂89个,纵行撕裂28个,放射状撕裂11个,水平撕裂5个,复杂撕裂24个;余215个区域未见撕裂征象。

表4 半月板撕裂部位分布 个

3 讨论

3.1半月板的结构、功能半月板是构成膝关节的重要结构之一,是2个半月状纤维软骨,位于股骨髁与胫骨平台之间。半月板内的纤维为有规律的环形和横向排列,半月板分为前角、体部和后角3部分,其间无明显的分界。半月板外缘较厚,与关节囊紧密附着,内缘薄而游离。上面略凹陷,对向股骨髁,下面平坦,朝向胫骨髁。内侧半月板较外侧半月板半径大且较薄,呈“C”形,弯曲弧度小[8-9]。外侧半月板较小,呈环形,前端附着于髁间前窝,位于前交叉韧带的后外侧,后端止于髁间后窝,外侧半月板与关节囊的结合处薄弱。

半月板本身的超微结构和解剖上的特殊性,使其具有承受和传导载荷、吸收震荡、稳定关节、协助关节润滑和接受本体感觉等功能。膝关节半月板属于少血供组织[10]。超微结构主要由纤维软骨组织、细胞成分和基质部分组成[11]。半月板含有大量能保持水分的蛋白多糖,使其能缓冲冲击力[12]。Adams等[13]发现,在炎症性关节炎的早期,半月板的蛋白多糖含量已下降。

3.2半月板MRI检查序列及关节镜表现半月板在所有MRI序列上均呈均匀低信号,因半月板主要由纤维软骨组成,缺乏氢质子。当半月板退变和撕裂时,纤维软骨内的游离氢质子增加,以及关节液渗入到半月板损伤的部位,使水分子局限于该区域,局部氢质子浓度增加,在MRI各种脉冲序列上表现为等或高信号[14-15]。T1WI图像SNR较高,组织对比较好,特别是对磁场的不均匀敏感性低,空间分辨力高,显示半月板的结构和周边组织较好;T2WI与T1WI序列相比,成像速度更快,T2对比较好,脂肪组织信号强度增高,对磁场的不均匀性不敏感,无明显的磁敏感伪影。FatSepG-WFT2*序列,是在梯度回波之后,在层面选择梯度方向上施加扰相位的射频脉冲,使残留的质子横向磁矩在下次射频脉冲到来之前完全去相位。在低场MRI上FatSepG-WFT2*序列选用相位对比方法(如三点Dixon等),使用了较短TE时间(17.1 ms)和小激发角度(30°),主要利用水脂之间的频率差进行压脂,一次扫描同时获得水、脂2幅图像[16-23]。MRI信号由水、脂2个分量构成。MRI图像中的高亮脂肪往往会掩盖水肿、炎症或肿瘤等病变。本研究中FatSepG-WFT2*序列诊断半月板损伤的敏感度、特异度和准确度均高于常规序列。

正常半月板MRI表现为形态规则均匀的低信号。撕裂的半月板在MRI上表现为以下类型[10]:①斜行撕裂,在矢状面上见Ⅲ级高信号影达半月板关节面上缘或下缘,是半月板撕裂常见的类型。②水平撕裂,Ⅲ级高信号影与胫骨平台平行,到达半月板游离缘或一侧关节面,较少见。③纵行撕裂,在矢状面上Ⅲ级高信号影与半月板长轴方向平行,前后角的纵行撕裂表现为垂直或斜行走向的Ⅲ级高信号影。冠状面上半月板体部的纵行撕裂为垂直或斜行走向的Ⅲ级高信号影。④放射状撕裂,撕裂方向和半月板的长轴方向垂直,体部的半月板撕裂矢状面表现为蝶形的半月板内出现与长轴垂直的线状高信号;冠状面上前后角的放射状撕裂表现为上下方向线状高信号,外侧半月板后角的放射状撕裂可伴有前交叉韧带损伤。⑤复合撕裂,常见于垂直撕裂同时伴水平撕裂,半月板失去原有的形态,是最严重的半月板撕裂。盘状半月板属先天性发育异常,其主要表现为半月板增宽、体积增大、肥厚且形态异常,呈圆盘状。

本研究关节镜检查62例372个半月板区域,157个区域诊断为半月板撕裂,半月板损伤以外侧半月板后角多见,与文献报道[24]一致。中国人的半月板损伤以外侧多见,因为中国人的外侧半月板宽径较大,受挤压时受损机会多[25]。内侧半月板开口较欧美人种的半月板开口大,附着在半月板前角或后角上的韧带也较长,受挤压时由于韧带的缓冲作用使其受损伤的机会少[25]。MRI FatSepG-WFT2*序列能比较灵敏、准确地从临床怀疑半月板损伤的患者中筛选出半月板损伤患者。关节镜对双侧半月板损伤或合并关节软骨、韧带损伤,以及膝关节韧带、滑膜和关节内游离体等能够及时发现和治疗,且手术切口小、创伤轻、恢复快[26-27]。因此,关节镜手术成为治疗半月板损伤的首选。

综上所述,MRI FatSepG-WFT2*序列对膝关节损伤较MRI常规序列具有更高的诊断敏感度及特异度,两者结合能有效提高低场强MRI对膝关节病变的检出率。MRI FatSepG-WFT2*序列诊断半月板撕裂与关节镜手术有较好的一致性,两者结合可提高诊断和治疗效果。

图1 女,53岁,右侧膝关节内侧半月板后角退变伴撕裂 图1a,图1b分别为冠状位T1WI、FatSepG-WFT2*示右侧膝关节内侧半月板后角条状高信号 图1c,图1d 分别为矢状位T1WI、T2WI示右侧膝关节内侧半月板示条状高信号 图1e关节镜下半月板退变伴撕裂

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The value of MRI water fat separation sequence imaging in diagnosing arthroscopy of knee meniscus injury

YU Xiuy-ing,HAN Guang,HE Yong.Linyi City Hospital of TCM,Linyi,276002,China.

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.05.011

于秀英,E-mail:13665395806@163.com。

2015-11-03)

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