膝关节半月板MRI的新进展

膝关节半月板MRI的新进展
MRI应用于膝关节半月板已有十多年的历史，多数报道对目前半月板损伤的敏感性和特异性达到90～95%［１—５］。在过去的几年中，半月板MR成像取得了一些进展，主要包括恰当的成像技术、桶柄状撕裂、半月板囊肿、半月板的移位碎片撕裂、放射状撕裂、边缘性撕裂、半月板挫伤、软骨钙化的影响和一些半月板正常变异等方面所有报道。本文就上述方面的新进展作一讨论。
成像技术
短TE对半月板线状撕裂成像是必需的［３,6］,此技术包括传统的自旋回波T1加权，质子密度加权和梯波回波序列。快速自旋回波质子密度加权序列对半月板成像是否有效存在着争议，有报道赞成［７，８］，也有反对［９－１２］。许多研究者报道快速自旋回波成像的敏感性约为80%［表１］，而传统的自旋回波如前面所述其敏感性至少达到90%。因此，快速自旋回波半月板成像的敏感性的多数报道结果是一致的，仅在结论上存在差异。如果使用快速自旋回波，在成像时间上快了2-3分钟，而对半月板损伤的敏感性将从90%下降到80%。因此，半月板使用快速自旋回波成像是不合理的［图１］。虽然不能明确为什么快速自旋回波质子密度加权像比传统的序列成像要差，但我们推测快速自旋回波序列增加了图象的模糊是其内在原因。


图1：33岁男性半月板撕裂患者的传统的自旋回波与快速自旋回波图像对比。
A．内侧半月板MR矢状位质子密度加权像（TR/TE，2000/20）显示内侧半月板后角斜形撕裂（箭头），邻近的两幅图像亦可见。
B．内侧半月板MR矢状位快速自旋回波图像（3000/18）未显示内侧半月板撕裂。

虽然脂肪抑制的使用在评价半月板成像中没有文献正式报道，但许多放射学者都把脂肪抑制应用到半月板成像敏感序列，以除去由骨髓和软组织内的脂肪所形成的高信号影的干扰。脂肪抑制也增加了半月板的信号活动范围，使半月板损伤显示更明显。就我们所知，没有证据表明使用脂肪抑制提高了半月板损伤的准确性，但这种技术的使用已被广泛接受。脂肪抑制也适用快速自旋回波序列，它能帮助把脂肪抑制和液体区分开来，因脂肪和液体在快速自旋回波序列中均显高信号。
近年来，膝关节ＭＲ成像主要兴趣集中在软骨方面，因为外科在对处理异常的软骨方面有新技术的发展。研究者也报道了软骨敏感成像序列的结果：有脂肪抑制的三维容积损毁梯度回波［１３，１４］，脂肪抑制［１５］或无脂肪抑制［１６］的快速自旋回波序列，梯度回波和快速反转恢复成像作为对软骨显示准确的方法也被探查过［１７，１８］。不管使用何种序列，整个膝关节软骨检查，包括整个关节部分都是非常耗时间的［１９］。
桶柄状撕裂
桶柄状撕裂是一种垂直的纵行撕裂，约占半月板损伤的10％［２０，２１］。由于桶柄状撕裂常会导致关节交锁，所以典型的桶柄状撕裂需要外科关节镜修补或切除。据报道桶柄状撕裂的敏感性低于大多数其它半月板撕裂，一些报道显示敏感性仅44-46％［２０，２２］。
利用“蝴蝶结征”消失，发现桶柄状撕裂的敏感性明显增加，尽管特异性是低的，但这种征象可作为对发现桶柄状撕裂的一些警惕［２１］。“蝴蝶结征”消失主要依据在于正常半月板的宽度是9-12mm，半月板体部在矢状位像上应有连续２层图像出现［图２］，在矢状位这些图像上半月板常呈蝴蝶结样表现，故以此命名之。如果存在桶柄状撕裂，半月板游离边缘部分将移位，剩下或内侧体部部分（带状）将消失，这种特征被作为桶柄状撕裂存在的典型的第一线索，并且在各地的研究中均发现半月板碎片移位的显像而得到证实［图３］。如果没有碎片移位，应该考虑到下列引起蝴蝶结征消失的原因：儿童的小半月板或成人半月板宽度比正常小，小半月板通常较容易鉴别，因小半月板仅有２－３个补充图像存在（正常大小的半月板有四个补充图像），且这种情况内外侧半月板都有（桶柄状撕裂是少见的）；其他可能的原因有手术后表现，半月板游离缘部分被外科切除；长期半月板损伤或严重的骨关节炎的病人，其游离缘被磨损留下一薄的半月板体部。
虽然在最初报道的３２例桶柄状撕裂患者的弓带消失征的敏感性有97％，但也另有报道并没有把这一征像作为一有效的方法。其中有一报道弓带消失征的敏感性仅为77％［２２］。然而，在研究中发现，如果蝴蝶结征消失，桶柄状撕裂的敏感性仅为44％。通过多次试验证实，蝴蝶结征消失是非常有价值的征像。


图2：蝴蝶结征消失。A=第一矢状层面，B=下一邻近矢状层面。
A．横过半月板体部的连续2层MRI示意图和矢状位图像的蝴蝶结表现。
B．当存在桶柄状撕裂和半月板部分游离缘移位时，第2矢状位图像上蝴蝶结表现消失。


图3；25岁男性桶柄状撕裂患者。
A．内侧半月板MR快速自旋回波T2加权像（TE/TE，3000/60）显示内侧半月板体部正常表现。
B．矢状位MR图像显示弓带表现，但前后角被间隙分离。
C．脂肪抑制的冠状位快速自旋回波T2加权MR图像（3000/60）显示截去尖角的内侧半月板（直箭头）和髁状切迹处的移位部分（弯箭头）。
D．通过髁状切迹的MR矢状位快速自旋回波T2加权图像显示在后交叉韧带下方的移位部分（箭头）。
半月板囊肿
最近几篇膝关节ＭＲ成像的报道指出半月板囊肿的发生率为４－６％［２３，２４］，半月板囊肿好发于内侧半月板，可被局限在半月板内也可不被局限在半月板内。有报道指出90％以上的半月板囊肿与半月板撕裂有关［２４］，而另有研究指出不到50％的半月板囊肿发现有半月板撕裂［２３］。对外科医生来说撕裂的存在是一个重要因素，因为它可改变外科的手术方案［２５］。对不伴有半月板撕裂的半月板囊肿的手术经皮肤来进行，经过减压可避免损伤半月板关节面并由此达到半月板囊肿周边，清除半月板囊肿后并用血纤维蛋白凝块来填塞。其他的外科方法是用关节镜，关节镜外科不管是否合并半月板撕裂存在。如果不合并半月板撕裂，外科手术将打开囊肿壁，清除内容并填塞，然后缝合半月板。但这一过程破坏了半月板的关节面。就我们所知，把一种技术和另外一种技术进行比较需要我们不加人为因素去研究。
半月板囊肿的发生原因不明，然而半月板囊肿的ＭＲ成像应该被认识，因为半月板囊肿是症状的来源，不管是否合并半月板撕裂。
在肿胀的半月板中发现高信号，可作为半月板囊肿的ＭＲＩ诊断依据［图４］。由于不明原因，这种高信号没有Ｔ２加权的液体高信号亮。结果又导致许多放射学者作出不正确的推断即半月板囊肿不存在。当囊肿周边的液体被挤进邻近软组织时，半月板外的液体在Ｔ２加权序列上呈明显高信号（图５），并且肿胀的半月板减压成一比较正常的形状。如果半月板撕裂并液体漏进关节腔，肿胀的半月板也会恢复到正常形状。

图4：40岁女性半月板囊肿患者。
A．内侧半月板的脂肪抑制矢状位质子密度加权图像（TR/TE，2000/20）显示肿胀的前角内见高信号，提示半月板囊肿。
B．脂肪抑制的MR快速自旋回波T2加权像（3000/20）显示半月板周边成分（箭头），信号与关节液相似，而半月板内仍呈中等信号。

图5：27岁男性半月板周边部囊肿。脂肪抑制的冠状位快速自旋回波T2加权MR图像（TR/TE，3000/20）显示整个内侧半月板中等信号的半月板囊肿（实箭头）邻近半月板周边成分（空箭头），其信号与关节液信号强度相似。
移位碎片撕裂
这种半月板撕裂很容易被放射学者和外科医生疏忽，关节镜下表现为一种内侧半月板下方的移位碎片状的撕裂［２６］。ＭＲ成像能清晰显示这种类型的撕裂，在通过半月板的体部的第一矢状位像显示的半月板长方形形态消失，且在半月板体部下方可见这片半月板（图６），在其后的矢状位像显示的相邻体部部分变形，是由于缺损一块半月板组织表面变低造成。冠状位图像显示这块半月板从中部移位到内侧半月板下方。如果内侧沟没有被充分探查到半月板碎片，这种移位碎片撕裂很容易被外科医生所忽视。


图6：20岁男性内侧半月板移位碎片撕裂。
A．内侧半月板MR矢状位快速自旋回波T2加权像（TE/TR，3000/60）显示在正常长方形体部下方低信号块影（箭头）。
B．相邻的MR矢状位图像显示弓带中央部分明显缺损（箭头），原因是半月板下方的碎片移位到内侧沟和半月板体部中央部分塌陷。
C．冠状位快速自旋回波T2加权MR图像（3000/60）显示在内侧沟处的内侧半月板下方的移位碎片（箭头）。
放射状撕裂
放射状撕裂也称游离缘撕裂，好发于半月板内缘，半月板内缘放射状撕裂又称鹦嘴状撕裂。放射状撕裂较大时，半月板在承受重力时保护软骨的能力会减弱，主要是减弱了半月板　所谓的环状承压的功能。在这些病例中，据报道会加速关节退变的发生［２７］。据悉，ＭＲＩ在显示半月板放射状撕裂方面报道较少。然有报道，在一组近200例连续行外科关节镜检查中显示放射状撕裂发生率为15％，在这份报告中指出ＭＲＩ对放射状撕裂的显示有四个特点：主要是撕裂的位置和图像平面，阴影、裂口、截去尖端的三角形以及裂缝的方向［图7-10］。利用这四个特征，我们能正确鉴别出89％的放射状撕裂。多数放射状撕裂发生在半月板后角（79％），仅5％发生在前角。

图7：25岁男性放射状撕裂患者，线图显示阴影的半月板。半月板后角完全性放射状撕裂的矢状位梯度回波MR图像显示整个中等信号的后角（箭头）与前角的比较。

图8：32岁女性放射状撕裂患者，线图显示半月板裂口。半月板体部放射状撕裂的脂肪抑制矢状位T2加权MR图像显示“弓带”处的小间隙（箭头）。

图9：45岁女性放射状撕裂患者，线图显示截去尖角的三角。中体部放射状撕裂的脂肪抑制冠状位T2加权MR图像显示中等信号的半月板尖部与剩余半月板信号的比较。

图10：26岁男性放射状撕裂患者，线图显示行进性裂口。脂肪抑制矢状位T2加权MR图像显示放射状撕裂排列成斜形的裂口（箭头），每个裂口比前一裂口要稍微偏后。A，B和C=通过半月板的矢状层面。
边缘性撕裂
边缘性撕裂常发生在半月板关节囊附着点附近（图11），这一区域含血管丰富[29]。因而这一区域的半月板撕裂比非边缘性半月板撕裂修补的要好[30，31]。有报道指出边缘性撕裂在存在前交叉韧带撕裂的情况下较容易被忽视[2]，当存在对侧骨挫伤时，边缘性撕裂和半月板关节囊损伤更容易发生[32]，在前交叉韧带撕裂后较容易发生内侧胫骨平台后缘的挫伤，在前交叉韧带撕裂中，胫骨内旋刺激前或中侧的股骨髁状突以抵抗后外侧的胫骨平台，然后内侧股骨髁状突以相反方向旋转刺激内侧股骨平台。

图11：24岁男性半月板边缘性撕裂患者，脂肪抑制矢状位质子密度加权图像（TR/TE，2000/20）显示在后角边缘的半月板撕裂（箭头）。
半月板挫伤
在外伤时，位于股骨和胫骨之间的半月板发生挫伤，常涉及前交叉韧带的撕裂[33]。半月板边缘信号增高代表有损伤，然而半月板挫伤的信号强度是模糊的，无定型的，而不是清晰的，具体的[图12]，邻近的骨挫伤警示了半月板挫伤的可能存在而不是半月板撕裂。


图12：39岁女性半月板挫伤患者。
A．前交叉韧带的撕裂患者的内侧半月板的脂肪抑制矢状位质子密度加权图像（TR/TE，2000/20）显示后角信号增加（实箭头），半月板关节面交界处有些模糊。邻近的胫骨挫伤（弯箭头），外科没有发现半月板撕裂。
B．相邻的MR图像亦显示半月板内不定形的高信号。
C．通过髁状切迹的MR矢状位图像显示前、后交叉韧带撕裂。
软骨钙化
在关节软骨中，软骨钙化被界定为一种放射线下可见的钙化，常发生于关节面的透明软骨和半月板纤维软骨。尽管许多种钙晶体都可以发生钙化，但最常见的是来自假性痛风中的钙焦硝酸盐碳水结晶沉淀，这就是所谓二水化合钙焦硝酸盐沉积病。
当MRI被应用与半月板软骨钙化是，T1加权或质子密度加权序列显示为高信号，这可被误认为半月板撕裂（图13）[34]。有一报道显示在37例软骨钙化的患者与34例内外侧半月板的特异性为100%的对照组作比较，外侧半月板的特异性为71%。37例软骨钙化患者有12例MRI发现了关节镜检查不能发现的半月板撕裂[35]。在这份报告中，敏感性也下降了，可能是由于关节软骨钙化的高信号掩盖了半月板撕裂。
区分半月板撕裂和软骨钙化所形成的高信号是困难的，多数半月板撕裂比软骨钙化的球状高信号有更多线状表现。如果软骨钙化存在，查看膝关节图像能预先提醒放射学者注意半月板异常信号。但是，软骨钙化也含掩盖半月板撕裂并且得出错误的结果。

图13：63岁半月板撕裂软骨钙化患者。
A．膝关节X线片显示内、外侧半月板软骨钙化（箭头）。
B．外侧半月板的矢状位质子密度加权图像（TR/TE，2000/20）显示整个半月板软信号明显增高（箭头）。
半月板正常变异
放射学者应当注意近年来报道的几种半月板反正常变异。这些变异包括：荷叶边状半月板，外侧半月板前角斑点，以及外侧盘状半月板Wrisberg变异，所有这些变异并不提示韧带撕裂。
荷叶边状半月板是内侧半月板内缘的卷曲或折叠表现（图14），是韧带松弛的一种正常表现，并不代表有韧带撕裂。Yu等[36]报道。荷叶边状半月板在其收集病例中发生率为0.2%（6/3159），这种表现就像地毯有一皱折的边缘。实际上，人们推测其有类似的引起原因-即半月板内缘折叠或弯曲导致韧带松弛，使胫骨在股骨面上滑动造成，其意义仍不清楚。
外侧半月板前角斑点经常出现，是由于前交叉韧带纤维附着于半月板引起。在多数内侧矢状位像上可见到1-2层（图15），这种表现常被误认为外侧半月板撕裂。
外侧盘状半月板是一种正常变异，发生率约为3%[38，39]。外侧盘状半月板的一种罕见变异是Wrisberg变异，这种变异是半月板后角没有附着在关节囊上，使半月板能自由移动而引起关节的半脱位，关节痛，偶尔引起关节交锁[40]。MRI表现为外侧盘状半月板后角没有附着和自由移动（图16）。这种变异不像其他的盘状半月板，它有症状，除非被撕裂。Wrisberg变异是关节痛的来源，需要外科手术。这种变异虽然在各个年龄可发生，但好发于儿童。
总之，矫形外科在外科手术前主要依靠膝关节MR成像，MRI对半月板、韧带和软骨异常的显示率高而准确。虽然膝关节MR成像作为一种有效的临床工具被很好的利用。但成像技术和知识需要不断更新和提高。本文旨在希望能对放射学者理解膝关节MR成像的异常和与时俱进有所启示。


图14：21岁男性荷叶边状半月板。内侧半月板的矢状位质子密度加权图像（TR/TE，2000/20）显示波浪样表现，而半月板是正常的。


图15：25岁女性外侧半月板前角斑点。外侧半月板的脂肪抑制矢状位质子密度加权图像（TR/TE，2000/20）显示前角斑点表现（箭头），是由于前交叉韧带纤维与半月板相互交错造成。

图16：16岁男性外侧盘状半月板Wrisberg变异。
A．外侧盘状半月板的脂肪抑制快速自旋回波T2加权MR图像（TR/TE，4000/75）显示后角没有附着于关节囊（箭头）。
B．相邻矢状位MR图像显示后角没有附着于关节囊（箭头）。外科手术发现后角没有附着于关节囊且自由移动。

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图末附上。