三維CT聯(lián)合MRI分析膝關(guān)節(jié)ACL損傷重建術(shù)后移植物、周圍結(jié)構(gòu)與膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性關(guān)系

靳莉丹， 申瑞田

1. 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院體育學(xué)院， 河南 新鄭 451100；2. 鄭州西區(qū)中醫(yī)院超聲科， 河南 鄭州 450000

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷為臨床常見(jiàn)疾病，目前導(dǎo)致ACL損傷患病人數(shù)最多的項(xiàng)目是籃球和足球運(yùn)動(dòng)，球類運(yùn)動(dòng)過(guò)程中常因劇烈撞擊或扭傷導(dǎo)致ACL損傷，常見(jiàn)的受傷動(dòng)作如足球運(yùn)動(dòng)中與對(duì)方球員對(duì)腳發(fā)生外翻傷，籃球運(yùn)動(dòng)中帶球過(guò)人時(shí)支撐腿膝關(guān)節(jié)發(fā)生急速扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生外旋傷，投籃后單腿落地扭傷，常見(jiàn)的受傷機(jī)制包括屈膝外翻傷、外旋傷、過(guò)伸傷等[1,2]。球類運(yùn)動(dòng)的主要群體為青壯年群體，因此ACL損傷主要發(fā)生于青壯年，ACL損傷可以產(chǎn)生明顯的膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，嚴(yán)重影響患者膝關(guān)節(jié)功能及日常生活[3]。關(guān)節(jié)鏡下重建術(shù)作為治療ACL損傷的主要方法，可獲得良好治療效果[4]。但ACL的重建術(shù)有一定的失敗風(fēng)險(xiǎn)，影響術(shù)后膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的原因眾多，如術(shù)前膝關(guān)節(jié)損傷情況、術(shù)后移植物情況等，對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估有助于指導(dǎo)術(shù)后康復(fù)及并發(fā)癥預(yù)防與處理[5]。有證據(jù)表明CT三維重建、磁共振成像(MRI)在ACL損傷病情評(píng)估及治療方面均具有良好應(yīng)用價(jià)值[6,7]，但均存在一定不足之處，推測(cè)可將兩種方法聯(lián)合應(yīng)用，或許能為臨床提供更全面的參考依據(jù)。本研究主要探討CT三維重建技術(shù)聯(lián)合MRI檢測(cè)球類運(yùn)動(dòng)致膝關(guān)節(jié)ACL損傷重建術(shù)后移植物、周圍結(jié)構(gòu)與膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的關(guān)聯(lián)性，尋找導(dǎo)致關(guān)節(jié)不穩(wěn)的相關(guān)原因，為術(shù)后療效評(píng)估及二次手術(shù)方案提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年4月至2021年2月238例球類運(yùn)動(dòng)致膝關(guān)節(jié)ACL損傷患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：膝關(guān)節(jié)外傷<3周，MRI檢查顯示膝關(guān)節(jié)ACL體部斷裂，且為單側(cè)損傷；年齡≥18歲；均由同一組醫(yī)生行關(guān)節(jié)鏡下重建術(shù)治療；認(rèn)知功能良好，無(wú)溝通交流障礙；無(wú)其他下肢損傷及功能障礙；本研究獲批并且患者知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：臟器功能損傷患者；其他原因引起的膝關(guān)節(jié)功能障礙者；合并患側(cè)股神經(jīng)損傷或坐骨神經(jīng)損傷者；膝關(guān)節(jié)Ⅱ度以上開(kāi)放性損傷者；術(shù)前合并后外、后內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)或髕骨關(guān)節(jié)嚴(yán)重?fù)p傷者；合并其他全身急、慢性疾病影響功能恢復(fù)者。238例患者根據(jù)關(guān)節(jié)鏡下重建術(shù)治療后膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，分為不穩(wěn)組(n=31)和穩(wěn)定組(n=207)。兩組年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、性別、受傷側(cè)、移植物材料、影像學(xué)檢查與重建術(shù)間隔時(shí)間、術(shù)前Tegner膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)評(píng)分比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 方法

影像學(xué)檢查：(1)分別于術(shù)前(入院時(shí))、術(shù)后第3天行患側(cè)MRI檢查，所有患者均采用德國(guó)西門子Symphony 1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀進(jìn)行MRI檢查，患者平躺，下肢自然伸直，足先進(jìn)，對(duì)移植物的評(píng)價(jià)主要在矢狀位的自旋回波序列圖像，掃描參數(shù)：TE 13 ms，TR 450 ms，層間距0.9 mm，層厚3 mm。將掃描圖像上傳至后處理工作站進(jìn)行分析，對(duì)手術(shù)前后ACL角、Blumensaat角、后交叉韌帶(posterior cruciate ligament，PCL)夾角、術(shù)后移植物情況(移植物連續(xù)性、移植物走向、移植物信號(hào)強(qiáng)度、移植物直徑)、關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況、脛骨前移進(jìn)行評(píng)估和測(cè)定。(2)于術(shù)后第3天行患側(cè)CT檢查，儀器為飛利浦Brilliance 64排螺旋CT機(jī)，患者平躺，下肢自然伸直，對(duì)膝關(guān)節(jié)部位進(jìn)行CT掃描，掃描參數(shù)：寬度0.75 mm，厚度0.75 mm，層厚0.75 mm，螺距0.75，掃描時(shí)間10～12 s。將原始圖像拆分成厚1.25 mm、層距0.625 mm的重組數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維重建，得到患肢膝關(guān)節(jié)交叉韌帶的三維模型，對(duì)膝關(guān)節(jié)骨隧道、螺釘、隧道周圍骨質(zhì)情況進(jìn)行觀察。由2名影像學(xué)醫(yī)師(5年以上工作經(jīng)驗(yàn))獨(dú)立閱片，對(duì)患者術(shù)后移植物情況、周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，意見(jiàn)不一致時(shí)進(jìn)行討論分析并取得一致結(jié)果。

術(shù)后6個(gè)月評(píng)估膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性：(1)Lachman試驗(yàn)：患者平臥，患肢置于檢查床上，屈膝10°～15°，檢查者雙手分別抓住患者股骨下端和脛骨上端，作相反方向前后推動(dòng)，若有超過(guò)健側(cè)的向前移位則判定為陽(yáng)性。(2)前抽屜試驗(yàn)：患者平臥，患肢置于檢查床上，屈膝90°，屈髖45°，檢查者坐在患者足背上以固定，分別在小腿外旋位、中立位、內(nèi)旋位向前牽拉脛骨上端，若脛骨結(jié)節(jié)向前移位>5 cm則判定為陽(yáng)性。(3)軸移試驗(yàn)：患者側(cè)臥，檢查者一手握住踝部，屈曲膝關(guān)節(jié)90°，另一手在膝外側(cè)施力，使膝外翻，然后緩慢伸直膝關(guān)節(jié)，至屈曲30°位時(shí)覺(jué)得疼痛與彈跳，即為陽(yáng)性。以上任一結(jié)果為陽(yáng)性則判定為膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)[8]。

移植物連續(xù)性：移植物信號(hào)增高，呈部分低信號(hào)帶或移植物斷裂，為陽(yáng)性；移植物在關(guān)節(jié)腔內(nèi)為連續(xù)低信號(hào)，與股骨髁間窩頂無(wú)接觸，為陰性。移植物走向：MRI檢查可清晰顯示移植物走向，包括正常和松弛。骨隧道：與原隧道內(nèi)徑比較，增加數(shù)值≥2 mm判定為擴(kuò)大，<2 mm判定為正常。螺釘：根據(jù)螺釘走向分為正常、螺釘中斷、與隧道成角、部分位于隧道外，后3種情況判定為陽(yáng)性。隧道周圍骨質(zhì)：對(duì)冠狀位和矢狀位T2脂肪抑制序列進(jìn)行觀察，將2個(gè)序列上隧道壁周圍同一位置均存在高信號(hào)判定為陽(yáng)性，否則為陰性。關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況：根據(jù)滑膜增厚及關(guān)節(jié)積液情況分為輕度、中度和重度，將中度和重度定義為陽(yáng)性，輕度定義為陰性。移植物信號(hào)強(qiáng)度根據(jù)近側(cè)部、中部、遠(yuǎn)側(cè)部3部分信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估，每部分0～3分，3部分總分之和即為移植物信號(hào)強(qiáng)度評(píng)分。移植物直徑為近、中、遠(yuǎn)3部分直徑的平均值。

1.3 觀察指標(biāo)

(1)兩組基線資料，包括年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、性別、受傷側(cè)、移植物材料、影像學(xué)檢查與重建術(shù)間隔時(shí)間、術(shù)前Tegner膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)評(píng)分[9]。(2)兩組CT三維重建技術(shù)聯(lián)合MRI檢測(cè)的術(shù)后移植物情況(移植物連續(xù)性、移植物走向、移植物信號(hào)強(qiáng)度、移植物直徑)、周圍結(jié)構(gòu)(骨隧道、螺釘、隧道周圍骨質(zhì)、關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況、脛骨前移、ACL角、Blumensaat角、PCL夾角)，其中ACL角、Blumensaat角、PCL夾角包括術(shù)前數(shù)據(jù)，分析術(shù)后移植物、周圍結(jié)構(gòu)與膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的相關(guān)性，并分析Logistic回歸模型預(yù)測(cè)術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的價(jià)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組術(shù)后影像學(xué)檢查計(jì)數(shù)資料結(jié)果比較

不穩(wěn)組移植物連續(xù)性陽(yáng)性率、移植物走向松弛率、螺釘陽(yáng)性率、隧道周圍骨質(zhì)陽(yáng)性率、關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況陽(yáng)性率均顯著高于穩(wěn)定組的，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組術(shù)后骨隧道比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組術(shù)后影像學(xué)檢查計(jì)數(shù)資料結(jié)果比較[n(%)]

2.2 兩組ACL周圍結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果比較

不穩(wěn)組術(shù)后移植物信號(hào)強(qiáng)度、脛骨前移、Blumensaat角高于穩(wěn)定組，ACL角顯著低于穩(wěn)定組(P<0.05)；兩組術(shù)后ACL角、PCL夾角均顯著高于術(shù)前，Blumensaat角均顯著低于術(shù)前(P<0.05)；兩組術(shù)后移植物直徑、PCL夾角比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組ACL周圍結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果比較

2.3 多因素分析

以膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性為因變量(0=穩(wěn)定，1=不穩(wěn))，多因素Logistic回歸分析顯示，移植物連續(xù)性、移植物走向、螺釘、隧道周圍骨質(zhì)、關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況、術(shù)后移植物信號(hào)強(qiáng)度、術(shù)后脛骨前移、術(shù)后ACL角、術(shù)后Blumensaat角均與重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的多因素Logistic回歸方程分析

2.4 Logistic回歸模型預(yù)測(cè)術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的ROC分析

ROC曲線顯示，該模型預(yù)測(cè)術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的曲線下面積(AUC)為0.909，敏感度為83.87%，特異度為85.02%。見(jiàn)圖1。

圖1 ROC曲線

3 討論

目前臨床診斷ACL損傷主要結(jié)合患者病史、臨床檢查和影像學(xué)檢查，治療主要目的為恢復(fù)膝關(guān)節(jié)功能，預(yù)防進(jìn)一步損害和骨關(guān)節(jié)炎，優(yōu)化患者長(zhǎng)期生活質(zhì)量[10,11]。

本研究結(jié)果中，部分患者通過(guò)規(guī)范關(guān)節(jié)鏡下重建術(shù)治療后仍存在膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，膝關(guān)節(jié)功能未得到良好恢復(fù)，積極尋找術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的相關(guān)影響因素對(duì)改善患者預(yù)后至關(guān)重要。目前，影像學(xué)技術(shù)規(guī)范應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)ACL損傷的診斷、術(shù)前評(píng)估、療效判定等方面，如X線、CT、MRI等，其中X線片檢查能較好地顯示膝關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)的損傷情況，但不能良好地展現(xiàn)軟組織前后的半月板和交叉韌帶等結(jié)構(gòu)[12]。CT、MRI均可獲得更清晰的圖像，從而對(duì)病變情況進(jìn)行更準(zhǔn)確判定，但CT不能較好地顯示韌帶和半月板等結(jié)構(gòu)[13]。國(guó)內(nèi)外對(duì)ACL損傷的MRI影像學(xué)已有諸多研究，均指出MRI可準(zhǔn)確顯示較多的三維信息[14,15]。但在MRI檢測(cè)觀察某些重要的信息可能被逐層排列的二維影像所掩蓋，致使臨床醫(yī)師無(wú)法準(zhǔn)確、全面地掌握前后交叉韌帶的信息[16]。此外，還有關(guān)節(jié)鏡和關(guān)節(jié)腔造影檢查都屬于創(chuàng)傷性檢查，臨床應(yīng)用存在一定局限性。既往有學(xué)者[17]通過(guò)對(duì)CT和MRI的比較發(fā)現(xiàn)，在骨隧道開(kāi)口位置、螺釘情況觀察、周圍骨質(zhì)密度改變的顯示方面，CT檢測(cè)效果優(yōu)于MRI，而MRI對(duì)移植物的形態(tài)和內(nèi)部病理改變及關(guān)節(jié)周圍結(jié)構(gòu)變化更為敏感?；诖?，筆者認(rèn)為CT與MRI聯(lián)合應(yīng)用或許能互相彌補(bǔ)各自不足，為疾病的療效評(píng)估提供更全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。

本研究采用CT三維重建技術(shù)聯(lián)合MRI對(duì)膝關(guān)節(jié)ACL損傷患者重建術(shù)后移植物情況及周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定患者的術(shù)后移植物連續(xù)性陽(yáng)性率、移植物走向松弛率、螺釘陽(yáng)性率、隧道周圍骨質(zhì)陽(yáng)性率、關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況陽(yáng)性率及移植物信號(hào)強(qiáng)度、脛骨前移、Blumensaat角均明顯高于膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定患者，而ACL角低于膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定患者，觀察骨隧道開(kāi)口、螺釘、隧道周圍骨質(zhì)采用CT，觀察移植物情況、關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況等采用MRI，由此可見(jiàn)CT三維重建技術(shù)聯(lián)合MRI可對(duì)ACL損傷患者重建術(shù)后移植物情況及周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面準(zhǔn)確評(píng)估，且術(shù)后移植物情況及周圍結(jié)構(gòu)可能與膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性有關(guān)。分析其原因在于，MRI的多平面成像能良好地顯示關(guān)節(jié)內(nèi)和關(guān)節(jié)周圍韌帶、軟骨的損傷情況，特別是一些難以被觀察到的具有隱匿性的骨髓挫傷情況，所得圖像具有分辨力高、和其他軟組織對(duì)比度大、可以多方位成像等優(yōu)勢(shì)[18,19]。而CT三維重建技術(shù)對(duì)骨組織具有較高的掃描速度、時(shí)間分辨率和空間分辨率、快速成像、輻射劑量少、立體直觀等特性，在一次掃描時(shí)獲取被檢部位的容積數(shù)據(jù)，可對(duì)多個(gè)平面進(jìn)行各個(gè)結(jié)構(gòu)的三維重建[20]，測(cè)量股骨骨隧道及脛骨骨隧道的中心在三維空間內(nèi)的方位，從而對(duì)骨隧道開(kāi)口等情況進(jìn)行準(zhǔn)確判定。本研究還發(fā)現(xiàn)，移植物連續(xù)性、移植物走向、螺釘、隧道周圍骨質(zhì)、關(guān)節(jié)腔內(nèi)情況、術(shù)后移植物信號(hào)強(qiáng)度、術(shù)后脛骨前移、術(shù)后ACL角、術(shù)后Blumensaat角均為重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的影響因素，由此可見(jiàn)，通過(guò)CT三維重建技術(shù)聯(lián)合MRI檢測(cè)可對(duì)膝關(guān)節(jié)ACL損傷術(shù)后關(guān)節(jié)不穩(wěn)定因素進(jìn)行全面評(píng)估，從而指導(dǎo)臨床制定更全面術(shù)后干預(yù)措施。此外，本研究進(jìn)一步通過(guò)ROC曲線分析了上述因素預(yù)測(cè)膝關(guān)節(jié)ACL損傷患者預(yù)后的價(jià)值，結(jié)果顯示Logistic回歸模型預(yù)測(cè)術(shù)后膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的AUC達(dá)到0.909，預(yù)測(cè)敏感度、特異度分別為83.87%、85.02%，具有較高預(yù)測(cè)效能。

綜上可知，CT三維重建技術(shù)聯(lián)合MRI檢測(cè)可對(duì)球類運(yùn)動(dòng)致膝關(guān)節(jié)ACL損傷患者重建術(shù)后移植物情況及周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面準(zhǔn)確判定，從而對(duì)術(shù)后膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)。但本研究仍存在一定局限性，未對(duì)術(shù)后移植物情況及周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，后續(xù)工作中仍需進(jìn)一步深入探討。