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MRI显像定量评价在诊断盘状半月板运动损伤中的应用

2022-07-19邹叔彪

影像科学与光化学 2022年4期
关键词:半月板变性定量

饶 瑶,邹叔彪

1.江西科技学院体育学院,江西 南昌 330098;2.南昌大学第二附属医院骨科,江西 南昌 330008

盘状半月板主要是由于半月板异常发育而形成的近似盘状的纤维软骨板,多见于外侧,可导致半月板外形与运动形态发生不同程度改变,对膝关节表面机械性造成明显影响,从而在体育运动时极易发生损伤,引发膝关节功能障碍[1,2]。同时,有报道显示,部分外侧盘状半月板损伤患者会合并膝关节软骨损伤,需及时给予有效诊治[3]。既往临床诊断盘状半月板损伤以膝关节镜、放射线关节造影等有创性检查为主,患者接受度较低。磁共振成像(MRI)显像定量评价技术是基于MRI成像对病变类型、范围、形态学差异等情况进行定量分析的一种成像手段,在半月板损伤中有良好应用价值[4]。本研究探讨MRI显像定量评价在盘状半月板运动损伤中的诊断价值及与膝关节软骨损伤的相关性,旨在为临床诊治提供相关参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年6月至2021年6月南昌大学第二附属医院113例疑似盘状半月板体育运动损伤患者为研究对象,根据膝关节镜检查盘状半月板情况分为3组进行本次研究。完整组(27例):男19例,女8例,年龄20~48岁,平均年龄(31.52±4.12)岁;损伤部位:左侧膝关节14例,右侧膝关节13例。变性组(61例):男44例,女17例,年龄21~47岁,平均年龄(30.96±3.79)岁;损伤部位:左侧膝关节33例,右侧膝关节28例。撕裂组(25例):男18例,女7例,年龄20~49岁,平均年龄(31.14±4.05)岁;损伤部位:左侧膝关节15例,右侧膝关节10例。3组年龄、性别、损伤部位等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经我院伦理委员会审批通过。纳入标准:均属于外侧盘状半月板;均因体育运动而致膝关节疼痛就诊;经膝关节X线检查确认疑似盘状半月板损伤;经膝关节镜检查证实是否存在盘状半月板损伤与损伤类型及伴或不伴膝关节软骨损伤;均为单侧膝关节损伤;患者及家属均知情,签订知情承诺书。排除标准:既往存在膝关节手术史者;膝关节X线检查显示有明显的关节间隙狭窄及骨赘形成;合并膝关节交叉韧带、侧副韧带损伤者;伴有类风湿性关节炎、膝关节感染者。

1.2 方法

采用Siemens Medical Systems 3.0T MR系统进行MRI检查。矢状位T1 SE序列扫描参数:TE:10~16 ms,TR:450~650 ms;矢状位PD FSE序列:TE:13~25 ms,TR:2510~3500 ms;矢状位脂肪抑制T2 FSE序列:TE:81~85 ms,TR:2510~3500 ms;冠状位PD FSE序列:TE:13~25 ms,TR:2510~3500 ms;冠状位脂肪抑制T2 FSE序列:TE:81~85 ms,TR:2510~3500 ms。以上所有序列扫描层厚:4 mm,层间距:0.4 mm,视野:160 mm,矩阵:256×256。采用GE HealthcareCentricity RIS/PACKS系统,选取膝关节髁间窝最宽层面的MRI冠状面图像作为研究层面,由2名影像学专家测量、评价盘状半月板形态学指标,包括绝对形态学参数[外侧盘状半月板体部宽度(WDLM)、股骨外髁宽度(WLFC)、体部高度(HM)、游离缘高度(HF)、关节囊缘高度(HP)],其中WDLM为关节囊缘至游离缘的距离;HM为股骨外髁中部最低点处;HP为外侧盘状半月板与关节囊相附着处。并计算相对形态学参数(WDLM/WLFC、HF/HM、HP/HM),取两名专家测量的平均值作为最终值。

根据膝关节镜检查结果,分为盘状半月板完整、变性与撕裂三组:其中,撕裂包括边缘裂、放射裂、纵裂、水平裂、水平裂合并纵裂、水平裂合并边缘裂等情况,镜下可见损伤病灶但未出现上述撕裂情况为变性。

1.3 观察指标

(1)3组MRI显像定量参数。(2)MRI显像定量参数对盘状半月板运动损伤与损伤类型的诊断价值。(3)MRI显像定量参数联合诊断价值。(4)伴与不伴膝关节软骨损伤患者MRI显像定量参数。(5)MRI显像定量参数与膝关节软骨损伤的相关性。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 3组MRI显像定量参数比较

单因素方差分析,3组WLFC、HM差异无统计学意义(P>0.05);3组WDLM、HF、HP、WDLM/WLFC、HF/HM、HP/HM差异有统计学意义(P<0.05);撕裂组WDLM、HF、WDLM/WLFC、HF/HM显著高于变性组和完整组,HP、HP/HM显著低于变性组和完整组(P<0.05);变性组WDLM、HF、WDLM/WLFC、HF/HM显著高于完整组,HP、HP/HM显著低于完整组(P<0.05)。见表1。

表1 3组MRI显像定量参数比较

2.2 MRI显像定量参数对盘状半月板运动损伤与损伤类型的诊断价值

以变性组与撕裂组作为阳性样本,完整组作为阴性样本,MRI显像定量参数诊断盘状半月板运动损伤的曲线下面积(AUC)从大到小依次为HF/HM(0.826)、WDLM/WLFC(0.808)、HP/HM(0.796)、WDLM(0.789)、HF(0.777)、HP(0.742);以撕裂组作为阳性样本,变性组作为阴性样本,MRI显像定量参数诊断盘状半月板运动损伤类型的AUC从大到小依次为HF/HM(0.828)、WDLM/WLFC(0.806)、HP/HM(0.791)、WDLM(0.778)、HF(0.766)、HP(0.725)。具体数据见表2。

表2 MRI显像定量参数对盘状半月板运动损伤与损伤类型的诊断价值

2.3 MRI显像定量参数联合诊断价值

以单独诊断价值最优的WDLM/WLFC、HF/HM进行联合诊断,结果显示,WDLM/WLFC联合HF/HM诊断盘状半月板运动损伤的AUC为0.907(P<0.001),联合诊断盘状半月板运动损伤类型的AUC为0.915(P<0.001),均大于各参数单独诊断。见图1。

图1 MRI显像定量参数联合诊断盘状半月板运动损伤与损伤类型的ROC曲线(a) 联合诊断盘状半月板运动损伤;(b) 联合诊断盘状半月板运动损伤类型

2.4 伴与不伴膝关节软骨损伤患者MRI显像定量参数

86例盘状半月板运动损伤患者中,伴膝关节软骨损伤32例,不伴膝关节软骨损伤54例。伴膝关节软骨损伤患者WDLM、HF、WDLM/WLFC、HF/HM高于不伴膝关节软骨损伤患者,HP、HP/HM低于不伴膝关节软骨损伤患者(P<0.05),两组WLFC、HM差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 3组MRI显像定量参数比较

2.5 MRI显像定量参数与膝关节软骨损伤相关性

Spearman相关性分析显示,盘状半月板运动损伤患者WDLM、HF、WDLM/WLFC、HF/HM与膝关节软骨损伤呈正相关,HP、HP/HM与膝关节软骨损伤呈负相关(P<0.05)。见表4。

表4 MRI显像定量参数与膝关节软骨损伤相关性

3 讨论

相关研究表明,与正常形态下外侧半月板相比,外侧盘状半月板因存在组织学、形态学、解剖学异常而更易发生损伤[5-7]。据报道显示,外侧盘状半月板在所有行膝关节镜检查的患者中发生率为0.4%~16.6%,撕裂率较正常外侧半月板高55%左右[8]。膝关节旋转、伸屈运动会使盘状软骨的股、胫面受到股骨髁与胫骨平台的影响随之运动,两者会形成对盘状软骨的剪切力,但盘状半月板相对较为肥厚,并在胫骨关节间隙占据、填充,促使在膝关节运动时剪切力作用面积较大,从而导致盘状半月板更易磨损、变性及撕裂[9,10]。

膝关节镜是临床诊断盘状半月板损伤的金标准,但其属于有创检查,加之盘状半月板具有肥厚畸形的特点,膝关节镜检查较难动态全面呈现其结构变化。MRI显像具有高空间分辨率、对比度分辨率、信噪比、对比度噪声比,可通过多切面、多角度呈现病变情况,且内部信号可在较短的回波时间序列尤其是质子密度序列上很好地显示,从而更为准确反映具体损伤情况[11,12]。孙晓新等[13]报道中显示,MRI影像学指标可有效评价外侧盘状半月板损伤。本研究结果发现,盘状半月板完整组、变性组、撕裂组WDLM、HF、WDLM/WLFC、HF/HM呈逐渐升高趋势,HP、HP/HM呈逐渐下降趋势,说明MRI显像参数能够作为诊断盘状半月板运动损伤的定量指标。研究表明,外侧盘状半月板失稳、中心性移位是其形态学改变的始动因素[14]。当外侧盘状半月板受到不断挤压向中心移位时会遭受到前交叉韧带的阻挡,从而堆积在髁间窝内,最终在MRI影像学表现上呈现为WDLM显著增加、HF不断升高的形态学特征[15]。而外侧盘状半月板周缘损伤是导致其关节囊附着处高度降低的主要原因,故HP在MRI影像学表现中呈下降趋势[16]。此外,MRI多方位成像能评估盘状半月板不同损伤情况,矢状位能评估半月板撕裂与后附着物,冠状位能评估半月板厚度与形状,轴位能有效显示复杂撕裂翻转的碎片或放射性撕裂。本研究结果显示,MRI显像定量参数诊断盘状半月板运动损伤与损伤类型的AUC从大到小依次为HF/HM、WDLM/WLFC、HP/HM、WDLM、HF、HP,可见在上述参数均对盘状半月板损伤与损伤类型具有一定诊断价值,其中WDLM/WLFC、HF/HM诊断价值较优,且两者联合诊断盘状半月板运动损伤与损伤类型的AUC大于各参数单独诊断,为临床早期诊断提供新思路。

另有文献指出,半月板在关节传导应力中具有重要作用,与内侧半月板相比,外侧半月板在传导应力方面作用更显著,一旦外侧半月板受损,关节面所受应力便会随之改变[17]。而王雲蛟等[18]研究显示,关节面所受应力变化是膝关节软骨损伤的危险因素。故本研究创新性探讨盘状半月板损伤MRI显像定量参数与膝关节软骨损伤的关系,结果发现,WDLM、HF、WDLM/WLFC、HF/HM与膝关节软骨损伤呈正相关,HP、HP/HM与膝关节软骨损伤呈负相关,主要是由于盘状半月板损伤后,膝关节关节面所受应力与外侧压力升高,引发并加剧膝关节软骨损伤。说明通过MRI显像定量参数还能为临床判断盘状半月板损伤是否伴有膝关节软骨损伤提供相关依据。本研究局限性在于:由于临床实际限制,未纳入内侧盘状半月板损伤患者进行对比分析,需做进一步探讨,以获取更为全面的数据支持。

综上可知,MRI显像定量参数WDLM、HF、HP、WDLM/WLFC、HF/HM、HP/HM对盘状半月板体育运动损伤及损伤类型具有一定诊断价值,WDLM/WLFC、HF/HM联合诊断价值最优,且上述参数均与膝关节软骨损伤显著相关,可为临床诊治提供相关依据。

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