孟凡華 林祥明 林麗萍 鄭雷 鄒彪 趙小虎
前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)損傷是膝關(guān)節(jié)最常見的損傷之一,根據(jù)其受傷機(jī)制可分為接觸性損傷和非接觸性損傷,大部分ACL損傷是非接觸性損傷,即損傷時(shí)膝關(guān)節(jié)并沒有與其他人或物體接觸,約占ACL損傷比例的70%~90%[1]。非接觸性ACL損傷常由于ACL損傷瞬間脛骨和股骨的猛烈撞擊、擠壓或牽拉而使關(guān)節(jié)受損力度更大,從而導(dǎo)致更為嚴(yán)重的骨挫傷、半月板損傷、側(cè)副韌帶損傷和關(guān)節(jié)軟骨損傷[2-3]。
目前,國(guó)內(nèi)對(duì)于非接觸性ACL撕裂骨挫傷發(fā)生率、分布情況及與其他關(guān)節(jié)伴隨損傷的關(guān)聯(lián)性尚缺乏相關(guān)研究[4]。因此,本研究擬通過對(duì)一組臨床資料完整的非接觸性ACL撕裂重建病例的術(shù)前MRI資料進(jìn)行回顧性分析,以探討急性非接觸性ACL撕裂后骨挫傷的發(fā)生率及分布部位、內(nèi)外側(cè)副韌帶(medial collateral ligament,MCL;lateral collateral ligament,LCL)和內(nèi)外 側(cè)半月 板(medial meniscus,MM;lateral meniscus,LM)損傷及關(guān)節(jié)軟骨損傷情況,并分析骨挫傷發(fā)生部位與上述關(guān)節(jié)伴隨損傷間的相關(guān)性。
收集2015年6月至2019年5月期間在我院放射科行膝關(guān)節(jié)MRI檢查的病例,所選病例均有明確的非接觸性外傷史,急性損傷病史定義為受傷后1個(gè)月內(nèi),所有患者均行患側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI檢查并隨后行關(guān)節(jié)鏡下ACL重建術(shù)。共201例急性ACL撕裂病例納入本研究,男103例,女98例,年齡17~42歲,平均27.1歲。右膝117例,左膝84例,受傷與MRI檢查時(shí)間間隔為2 h~20 d。
排除標(biāo)準(zhǔn):①年齡大于45歲者;②有膝關(guān)節(jié)慢性疼痛、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等慢性疾??;③有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史者;④合并有后交叉韌帶(posterior cruciate ligament,PCL)撕裂者。
檢查設(shè)備為Siemens公司Skyra 3.0 T超導(dǎo)型MR掃描儀,采用4通道膝關(guān)節(jié)專用表面線圈,患者仰臥,足先進(jìn),腿伸直位,踝部墊軟海綿墊,并加以固定,減少掃描過程中患者運(yùn)動(dòng)偽影;線圈中心對(duì)準(zhǔn)髕骨下緣;膝關(guān)節(jié)掃描層面取橫斷面、斜矢狀面和冠狀面,膝關(guān)節(jié)檢查序列及參數(shù)見表1。
表1 膝關(guān)節(jié)MR掃描參數(shù)
骨挫傷診斷以MR脂肪抑制圖像上骨髓內(nèi)見斑片狀、地圖樣、網(wǎng)格狀和非線性異常高信號(hào)區(qū)。對(duì)骨挫傷的具體部位(股骨內(nèi)髁、股骨外髁、脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)、脛骨外側(cè)平臺(tái))進(jìn)行記錄并加以分類:骨挫傷位于僅股骨外髁和/或脛骨外側(cè)平臺(tái)者定義為外側(cè)間室骨挫傷,骨挫傷僅位于股骨內(nèi)髁和/或脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)者定義為內(nèi)側(cè)間室骨挫傷,二部位均有骨挫傷者定義為聯(lián)合間室骨挫傷;其他關(guān)節(jié)伴隨損傷包括內(nèi)外側(cè)半月板損傷、內(nèi)外側(cè)副韌帶損傷和關(guān)節(jié)軟骨損傷。MCL、LCL損傷根據(jù)既往研究[5]標(biāo)準(zhǔn)將MCL、LCL的Ⅱ、Ⅲ級(jí)損傷定義為損傷,將Ⅰ級(jí)損傷定義為正常;半月板損傷根據(jù)文獻(xiàn)[6]研究標(biāo)準(zhǔn)將半月板的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)損傷定義為損傷,0級(jí)定義為正常;參照既往研究標(biāo)準(zhǔn)將軟骨骨折和骨軟骨骨折統(tǒng)稱為關(guān)節(jié)軟骨損傷[7]。
201例患者的MRI資料隨機(jī)編號(hào),由2名高年資骨關(guān)節(jié)影像診斷醫(yī)師獨(dú)立閱片,重點(diǎn)判定骨挫傷損傷部位、內(nèi)外側(cè)半月板和內(nèi)外側(cè)副韌帶及關(guān)節(jié)軟骨是否損傷,記錄各自診斷結(jié)果,最后協(xié)商達(dá)成統(tǒng)一診斷。
應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理,應(yīng)用χ2檢驗(yàn)對(duì)骨挫傷發(fā)生部位和MM、LM、MCL、LCL和關(guān)節(jié)軟骨損傷發(fā)生率進(jìn)行樣本率的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。隨機(jī)抽取30例病例圖像應(yīng)用Kappa檢驗(yàn)對(duì)2名閱片者的閱片結(jié)果進(jìn)行一致性分析,檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。根據(jù)Landis可信度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),Kappa值=0.81~1.0提示一致性非常好,0.61~0.8提示一致性好,0.41~0.6提示一致性一般,Kappa值<0.40提示一致性差。
201例急性ACL撕裂病例中,MRI發(fā)現(xiàn)172例骨挫傷(圖1~3),骨挫傷發(fā)生率為85.6%,其中單純內(nèi)側(cè)間室6例(3.0%),單純外側(cè)間室(圖1)50例(24.9%),聯(lián)合間室(圖2、3)116例(57.7%),其余29例(14.4%)未見骨挫傷(圖4)。
圖1 男性34歲ACL撕裂患者(A)LM損傷(B和C,實(shí)心箭頭),股骨外髁及脛骨外側(cè)平臺(tái)骨挫傷(單純外側(cè)間室骨挫傷,C)
圖2 女性25歲ACL撕裂患者(A)聯(lián)合間室骨挫傷和LM損傷(B,實(shí)心箭頭),MCL損傷伴攣縮(B,虛尾箭頭)
201例病例中,共發(fā)現(xiàn)MCL損傷61例(圖2、3),LCL損傷9例,LM損傷91例(圖1~3),MM損傷73例(圖4),關(guān)節(jié)軟骨損傷33例(圖3)。無(wú)骨挫傷組、單純外側(cè)間室骨挫傷組和聯(lián)合間室骨挫傷組伴發(fā)MCL損傷發(fā)生率、LCL損傷發(fā)生率、MM損傷發(fā)生率、LM損傷發(fā)生率、關(guān)節(jié)軟骨損傷發(fā)生率統(tǒng)計(jì)分析見圖5。
圖3 男性30歲ACL撕裂患者(A)股骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)軟骨損傷(B,空心箭頭),聯(lián)合間室骨挫傷、MCL損傷、形態(tài)變粗并信號(hào)增高(C,虛尾箭頭),LM損傷(C,實(shí)心箭頭)
圖4 男性31歲ACL撕裂患者(A)無(wú)骨挫傷,伴MM損傷(B,實(shí)心箭頭)
圖5 ACL撕裂患者伴發(fā)MCL損傷(A)、LM損傷(B)、關(guān)節(jié)軟骨損傷(C)、MM損傷(D)、LCL損傷(E)時(shí)骨挫傷分布情況
2名閱片者間對(duì)于骨挫傷發(fā)生部位、MCL、LCL、MM、LM和關(guān)節(jié)軟骨損傷判定,Kappa值分別為0.872、0.789、0.63、0.769、0.713和0.706,參照評(píng)價(jià)原則,均具有良好的一致性。
ACL是維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的主要韌帶之一,可限制脛骨過度向前移位及關(guān)節(jié)的過度旋轉(zhuǎn)。ACL非接觸性損傷常由于膝關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過程中突然改變方向或者發(fā)生軸移運(yùn)動(dòng)而致使膝關(guān)節(jié)過度伸直或過度旋轉(zhuǎn)(內(nèi)旋、外旋)從而導(dǎo)致脛骨前向剪切力、膝外展和脛骨內(nèi)旋轉(zhuǎn)力矩的瞬間劇增而導(dǎo)致非接觸性ACL撕裂[8]。在ACL非接觸撕裂瞬間由于脛骨、股骨間多個(gè)平面高壓力負(fù)荷作用也常致使脛骨、股骨發(fā)生較為嚴(yán)重的骨挫傷[9]。
ACL斷裂后骨挫傷最常見于膝關(guān)節(jié)外側(cè)間室,相關(guān)研究證實(shí)這是因?yàn)橄リP(guān)節(jié)軸移外翻損傷所致[8]。Viskontas等[9]的研究表明,非接觸性ACL損傷較接觸性ACL損傷產(chǎn)生更大的能量沖擊,因此在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室骨挫傷也較接觸性ACL損傷者更常見。在本研究中,所選取的患者均為非接觸性ACL撕裂病例,骨挫傷總發(fā)生率為85.6%,與Bisson等[10]和Illingworth等[11]的研究結(jié)果基本一致。Yoon等[3]、Bisson等[10]的研究表明,ACL損傷時(shí)所觸發(fā)的能量水平從無(wú)骨挫傷者、單純外側(cè)間室骨挫傷者、聯(lián)合間室骨挫傷者逐漸提升。與以往研究相比,本研究組中聯(lián)合間室骨挫傷者(57.7%)較單純外側(cè)間室(24.9%)更多,這可能因?yàn)榉墙佑|性ACL撕裂病例在ACL撕裂瞬間爆發(fā)的能量更為劇烈,從而導(dǎo)致股骨、脛骨間發(fā)生更為猛烈的撞擊而致使聯(lián)合間室骨挫傷。如果ACL撕裂瞬間未發(fā)生過于猛烈的旋轉(zhuǎn)碰撞而僅在輕度屈膝位發(fā)生外旋外翻,則股骨外側(cè)髁與脛骨外側(cè)平臺(tái)相互碰撞而會(huì)發(fā)生單純外側(cè)間室骨挫傷?,F(xiàn)階段對(duì)于非接觸性ACL損傷者中單純內(nèi)側(cè)間室骨挫傷的發(fā)生機(jī)制尚不明確,這或與單純內(nèi)側(cè)間室骨挫傷在非接觸性ACL損傷者非常少見有關(guān),在本研究組中單純內(nèi)側(cè)間室骨挫傷的發(fā)生率僅為3%,與Yoon等[3]的報(bào)道基本一致。
ACL損傷常伴隨其他一些關(guān)節(jié)損傷,了解其伴隨傷的特點(diǎn)有助于在MRI檢查和關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中予以關(guān)注,避免不必要的誤診、漏診。以往報(bào)道急性ACL損傷后MM、LM損傷發(fā)生率分別為22.2%~43.5%、38%~64.8%不等[2,10,12]。在本研究中MM、LM損傷發(fā)生率分別為36.3%(73/201)、45.3%(91/201),分別與Bisson等[10]、Song等[2]和孫英彩等[13]的研究結(jié)果基本一致。本研究組中關(guān)節(jié)軟骨損傷的發(fā)生率為16.4%(33/201),與Bisson等[10]的研究結(jié)果基本一致。本研究結(jié)果提示無(wú)骨挫傷組、單純外側(cè)間室骨挫傷組、聯(lián)合間室骨挫傷組間MCL損傷發(fā)生率、LM損傷發(fā)生率和關(guān)節(jié)軟骨損傷發(fā)生率逐漸提升;聯(lián)合間室骨挫傷者較無(wú)骨挫傷者更易伴發(fā)MCL損傷和關(guān)節(jié)軟骨損傷,聯(lián)合間室骨挫傷者和單純外側(cè)間室骨挫傷者間伴發(fā)MCL損傷和關(guān)節(jié)軟骨損傷發(fā)生率差異雖無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但二者間P值均小于0.1,亦提示聯(lián)合間室骨挫傷者較單純外側(cè)間室骨挫傷者有更易于導(dǎo)致MCL和關(guān)節(jié)軟骨損傷的趨勢(shì)。筆者分析這與ACL撕裂的骨挫傷的受力機(jī)制有關(guān),無(wú)骨挫傷者、單純外側(cè)間室骨挫傷者、聯(lián)合間室骨挫傷者間骨挫傷累及范圍的擴(kuò)大,表明了ACL撕裂瞬間脛骨、股骨間的碰撞擠壓力度和外翻外旋角度的逐漸增大,勢(shì)必導(dǎo)致更多的MCL和關(guān)節(jié)軟骨損傷;而聯(lián)合間室骨挫傷則表明兩個(gè)間室間的碰撞、擠壓力度更大,從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨受力程度更大,因此更易于發(fā)生關(guān)節(jié)軟骨損傷,聯(lián)合間室骨挫傷亦表明膝關(guān)節(jié)發(fā)生了更大角度的旋轉(zhuǎn)、外翻,也必然致使MCL遭受更為劇烈旋轉(zhuǎn)牽拉作用,從而導(dǎo)致其更易于發(fā)生損傷。在本研究中發(fā)現(xiàn)單純外側(cè)間室骨挫傷者和聯(lián)合間室骨挫傷者均較無(wú)骨挫傷者更易伴發(fā)LM損傷,這也可以通過ACL損傷機(jī)制進(jìn)行分析。在常見的膝關(guān)節(jié)外旋外翻導(dǎo)致ACL損傷瞬間股骨與脛骨呈半脫位狀態(tài),股骨外髁與脛骨外側(cè)平臺(tái)后緣相撞擊而導(dǎo)致外側(cè)間室骨挫傷,從而導(dǎo)致LM受到較大力量的擠壓、碾壓而最終發(fā)生損傷,而聯(lián)合間室骨挫傷則表明在ACL撕裂瞬間膝關(guān)節(jié)外旋更為嚴(yán)重,導(dǎo)致內(nèi)側(cè)間室與外側(cè)間室均發(fā)生撞擊,致使LM受到碰撞、擠壓的力度更大,從而導(dǎo)致LM更易于損傷。因此對(duì)伴有聯(lián)合間室骨挫傷的ACL撕裂病例,需要更加仔細(xì)觀察有無(wú)LM、MCL和關(guān)節(jié)軟骨損傷。同時(shí)本研究中單純外側(cè)間室骨挫傷者與無(wú)骨挫傷者伴發(fā)關(guān)節(jié)軟骨損傷發(fā)生率差異雖無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但其P值為0.052,亦提示單純外側(cè)間室骨挫傷者較無(wú)骨挫傷者有易于伴發(fā)關(guān)節(jié)軟骨損傷之趨勢(shì)。
本研究存在以下不足:一是本研究所入選病例的關(guān)節(jié)伴隨損傷僅根據(jù)MRI圖像進(jìn)行判定,而沒有與關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。然而以往研究[5-6,13-14]已表明MRI能較為準(zhǔn)確地判定MCL、MM、LM和關(guān)節(jié)軟骨損傷情況;同時(shí)本研究中2名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師對(duì)各種伴隨損傷的判定一致性良好。因此,我們認(rèn)為本研究建立在MRI影像上同樣是科學(xué)可靠的。二是本研究是回顧性研究,病例相對(duì)較少,尚需要大樣本的多中心的前瞻性研究來(lái)驗(yàn)證其可行性。
總之,本研究結(jié)果初步提示:急性非接觸性ACL撕裂后骨挫傷常見,無(wú)骨挫傷者少見。骨挫傷最易發(fā)于聯(lián)合間室,其次為單純外側(cè)間室,而單純內(nèi)側(cè)間室骨挫傷者罕見;其骨挫傷部位分布與伴發(fā)LM損傷、MCL損傷及關(guān)節(jié)軟骨損傷具有一定的相關(guān)性。隨著骨挫傷累及區(qū)域的擴(kuò)大,LM、MCL和關(guān)節(jié)軟骨損傷的發(fā)生率趨向于逐步增高。聯(lián)合間室骨挫傷者和單純外側(cè)間室骨挫傷者更易于伴發(fā)LM損傷,聯(lián)合間室骨挫傷者更易于伴發(fā)MCL損傷、關(guān)節(jié)軟骨損傷。當(dāng)在非接觸性ACL撕裂患者的MRI上觀察到聯(lián)合間室或單純外側(cè)間室骨挫傷時(shí),影像醫(yī)師需要對(duì)LM、關(guān)節(jié)軟骨和MCL進(jìn)行更為仔細(xì)的觀察,以避免漏診。
中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志2021年6期