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膝关节前外侧韧带的影像研究进展

更新时间:2009-03-28

近年来,关于膝关节大体解剖、生物力学的研究发展迅速,对局部精确解剖的认识也逐步提高,这对于诊断及治疗膝关节韧带损伤具有重要价值。但对膝关节局部精确解剖影像特征的了解仍不够完善,特别是对于膝关节前外侧结构中的韧带组织认识不完全,更缺少详尽的影像特征描述。前外侧韧带(anterolateral ligament,ALL)是目前国际上研究的热点,研究的内容主要涉及解剖学、生物力学、损伤机制和修复原则,但影像研究尚不完善。本文系统回顾了ALL影像研究的相关文献,旨在明确ALL影像特征及其与“Segond”骨折的相关性。

1 ALL大体解剖

1879年,法国医生Paul Segond首次描述了正常人膝关节前外侧区的 “珍珠色、有弹性的纤维带”,以及与这条纤维带相关的胫骨撕脱骨折,命名为“Segond 骨折”。 1976 年,Hughston 等[1-2]描述了膝关节前外侧区的旋转不稳定性,并确定了膝关节中1/3外侧囊韧带的存在及其起止点。近年,Claes等[3-4]通过解剖研究人的膝关节标本,比较精确地描述了膝关节ALL的解剖学特征:ALL是一条起自股骨外侧髁,位于外侧副韧带 (lateral collateral ligament,LCL)附着点前下方,在LCL和腘肌腱间向前下方走行,中部进行分叉,分别止于外侧半月板和胫骨外侧髁的韧带结构。Claes等[4]将ALL按照解剖学形态分为3部分:股骨部(外侧髁起点至ALL分叉部)、半月板部(分叉部至半月板止点)及胫骨部(分叉部至胫骨止点)(图1)。Helito等[5]通过解剖研究证实了ALL与外侧半月板的解剖关系。近年一些研究[6-7]更加注重于研究ALL解剖特点与其生物力学功能的相关性,力求通过生物力学功能的研究,进一步了解ALL在膝关节稳定性中的重要作用。

2 ALL影像检查技术

  

图1 ALL解剖示意图。LFC:股骨外侧髁,LTP:胫骨外侧髁,M(白色):外侧半月板,P:腘肌腱,AV:外侧膝下动静脉,F:股骨部,M(黑色):半月板部,T:胫骨部

随着超声技术的发展和关节表面探头的广泛应用,利用超声评价ALL的研究逐渐增多,但目前绝大多数研究还是主要利用MRI来评价膝关节韧带结构。由于CT对软组织分辨力较差,因此很少用于膝关节韧带的评价。

2.1 超声 超声检查以其良好的灵活性、可重复性以及无创性等特点,在临床筛查中起重要作用,近年逐渐应用于肌骨系统的诊断。Oshima等[8]对9名志愿者的正常膝关节进行实时虚拟超声和MRI的对比研究,超声检查中膝关节屈曲30°,ALL胫骨部显示率为100%,股骨部为77.78%,半月板部均不可见。超声检查未能显示半月板部,原因可能是超声成像为二维成像,而ALL斜向前下的走行特点使其显示效果较差。Cavaignac等[9]采用12 MHz表面探头对18例膝关节标本进行了超声检查,膝关节屈曲,检查中ALL显示率为100%,但ALL半月板附着点只有2例标本显示,这与Oshima等[8]研究结果一致。Cavaignac等[10]对30例前交叉韧带(anterior cruciateligament,ACL)损伤的病人行超声及MRI检查,其中超声检查采用12 MHz探头,病人取仰卧位,膝关节屈曲70°,稍内旋,结果ALL显示率为100%,而MRI的显示率为96%,可见超声检查显示效果较好。Faruch Bilfeld等[11]对30例怀疑ACL损伤的病人行超声检查及MRI检查,超声检查采用14~18 MHz探头,病人取仰卧位,膝关节屈曲70°,稍内旋,探头倾斜角为20°。超声和MRI对ALL显示率分别为 63%和53%,与Cavaignac等[10]研究结果一致。超声成像可显示ALL,但由于探头频率、膝关节体位及探头倾斜角不同,显示率也有所差异;同时超声成像属于二维成像,ALL三维的走行特点使其部分结构(如外侧半月板附着点)很难通过超声成像显示出来。另外,由于超声信号的不稳定性,对更加细微的结构显示欠佳,无法详细显示ALL的解剖细节,其诊断结果的准确性尚需更多的研究进一步证实。

2.2 MRI MRI不仅具有良好的软组织分辨力,还具有不同的成像序列,因此能够很好地评价软组织,尤其是韧带结构。Helito等[12]对42例膝关节进行研究,扫描序列包括矢状面T1WI和脂肪抑制T2WI,冠状面T1WI、脂肪抑制T2WI及质子密度加权成像(proton density weighted image,PDWI), 横断面脂肪抑制T2WI。PDWI中ALL部分(1或2个部位)显示率约97.4%,半月板部显示率为94.8%,股骨部为89.7%,胫骨部为79.4%,ALL三部分完全显示率为71.7%,而T1WI和T2WI中ALL显示率较低。Helito等[13]对急性ACL损伤膝关节ALL特征研究发现,ALL的显示率为87.2%。上述两项研究表明,冠状面PDWI序列显示ALL的效果最佳;ALL半月板部显示率最高,胫骨部最低,其完全显示率较低。Kosy等[14]回顾性分析了100例膝关节的MRI影像,包括T1WI、PDWI及脂肪抑制PDWI序列,结果显示ALL三部分完全显示率为57%,部分(1或2个部位)显示率为37%,半月板部和胫骨部显示率均为94%,股骨部为59%,ALL胫骨止点显示率为94%。所有病例ALL的起点均分辨不清,与LCL和髂胫束起点相混合,其中直接起自股骨外侧髁的概率为98.3%,仅1例起自外侧髁前远端。ALL半月板部显示清晰,且解剖分型特征明显。Macchi等[15]对10例膝关节标本和50例病人膝关节分别进行了研究,成像序列包括冠状面T1WI、T2WI和脂肪抑制PDWI,结果显示多数ALL存在分支与外侧半月板相连(半月板部),这与Helito等[5]结果相符。冠状面PDWI显示ALL最佳,ALL部分显示率为93%,股骨部、胫骨部显示率均为80%,半月板部显示率为66%,ALL三部分完全显示率为54%。其中3例病人ALL不显示,年龄均<20 岁,Macchi等[15]分析认为,ALL 周围较少的纤维、脂肪组织缺乏信号对比,从而影响了ALL的显示率。另外他还分析了ALL起点与LCL起点的关系,发现ALL起点位于LCL起点前远端概率为54%,位于后近端概率为14%,此结果与Caterine等[16]的结果相吻合。Klontzas等[17]在9例膝关节标本及36例志愿者膝关节研究中,选用矢状面T2WI多回波合并成像(multiple-echo dataimage combina-tion,MEDIC)序列及 PDWI、冠状面 T1WI、PDWI 及脂肪抑制PDWI以及3D稳态进动结构相干(constructive interference in steady state,CISS) 序列来显示ALL的解剖细节,结果显示2D矢状面影像中均未发现ALL,而3DCISS重组影像中ALL显示率为92.3%,其中斜矢状面能够清晰显示ALL股骨附着点。他们是首次利用3D CISS序列来评价ALL的,借助MPR技术完整显示了ALL倾斜向下走行的特征,并与解剖相吻合。

3.1 超声成像特征 Oshima等[8]对9名志愿者的正常膝关节进行实时虚拟超声和MRI对比研究,测得 ALL 厚度为(1.3±0.1)mm,长度为(30.4±3.1)mm,胫骨附着点到胫骨平台的距离为 (7.9±1.1)mm,此结果与MRI测量结果具有良好的相关性,表明超声能够较准确地测量ALL。Cavaignac等[9]描述了ALL与周围结构的位置关系和解剖特征。对18例膝关节标本研究显示,ALL为高回声结构,位于髂胫束底层,内旋时紧张,测得 ALL长度为(41.55±4.2)mm,股骨附着点位于外上髁后方(12.08±4)mm,距腘肌腱附着点中点 (20.5±3)mm,距股骨远端软骨面(26.08±3.2) mm; 胫 骨 附 着 点 距 Gerdy’s 结 节(19.05±2.1)mm,距腓骨头(19.13±2.3)mm,距胫骨软骨面(8.88±1.2)mm。Faruch Bilfeld 等[11]对 30 例怀疑ACL损伤的病人进行超声检查,结果显示ALL呈低回声线状纤维结构,走行于外侧膝下动脉和腘肌腱浅层,此与Cavaignac等[9]研究结果相悖。因此,ALL的超声表现还有待进一步研究证实。

3 ALL影像特征

MRI以其良好的软组织和空间分辨力,以及3D序列及多平面重组技术的应用,能够更加直观地显示ALL。但不同研究关于ALL显示率的结果不尽相同,主要由于扫描序列的选取、2D或3D序列的应用和图像后处理技术的应用不完全相同,以及对ALL显示的普遍性。

MRI能够很好地评价ALL影像特征及其与周围结构的解剖关系,但关于ALL的影像特征前期研究存在不同观点,主要由于:①ALL解剖结构的普遍性;②ALL起止点位置及各部分影像参数不同;③ALL与周围组织影像解剖关系不完全相同。造成这些不同的可能原因包括:①MRI显示效果差异性;②参照点选择不同造成的测量误差;③对膝关节解剖理解的深度不同[1-2,4,6,12,15]

3.2 MRI特征 MRI能够很好地显示ALL,正常ALL的MRI表现为:起自股骨外侧髁,止于外侧半月板体部及胫骨外侧髁,呈两端附着、中间分叉的线状低信号结构,其内侧走行外侧膝下动静脉(图2)。Helito等[12]对42例膝关节研究发现,冠状面显示ALL最佳,测得厚度为1~3 mm;横断面显示ALL位于髂胫束和LCL之间。胫骨部较半月板部走行更加垂直,向下走行(7.0±1.0)mm后止于胫骨外侧髁。此后,Helito等[18]对13例膝关节标本进行研究,进一步明确了ALL影像解剖特征,测得ALL长度为(36.15±3.88) mm,厚度为(1.54±0.52) mm,宽度为(5.23±0.73)mm;ALL 起点到 LCL 起点的距离为(3.92±1.94) mm,ALL 起 点 到 分 叉 部 的 距 离 为(17.92±2.77)mm,ALL 止点到胫骨平台的距离为(5.46±1.33)mm。关于ALL与外侧半月板的关系,Helito等[5]的膝关节标本研究测得外侧半月板周长为 (97.4±13.9)mm,ALL半月板部主要附着在外侧半月板体部与前角的中间区,与Vincent等[19]研究结果相一致,确切地说是位于半月板周长(36.0±4.7)%~(41.9±4.6)%区域,长度为(5.6±1.2)mm,约为半月板周长的1/3。ALL半月板附着点后缘到腘肌腱沟前缘的平均距离为(12.9±4.0)mm。Kosy等[14]回顾性分析了100例膝关节的MRI影像,结果显示ALL厚度为(1.75±0.66)mm,胫骨止点距关节水平线的距离为(7.64±1.33)mm。ALL与外侧半月板相附着,其显示率为94%,附着类型分4型:完全附着型、中央附着型、两端附着型和下端附着型,4型所占比例分别为31.90%、5.32%、30.90%和31.90%,表明ALL外侧半月板附着点的解剖学变异性。ALL附着点的确定有助于进一步研究ALL损伤与外侧半月板相关性,与 Van Dyck等[20]的假设相吻合。Taneja等[21]回顾性分析70例膝关节的MRI影像,测得ALL全长平均为33.2 mm(范围为24.1~39.9 mm),平均厚度为1.9 mm(范围为1.2~2.5 mm),平均宽度为5.6 mm(范围为4.4~7.1 mm),ALL止点到胫骨平台软骨面的距离为5.7 mm(范围为2.4~10.5 mm)。研究对不同性别的ALL进行了对比分析,发现男性ALL长度较女性更长。ALL股骨外侧髁起点为扇形,结构较为复杂,并没有直接的骨性附着点,与Caterine等[16]和Dodds等[22]描述相符合。Macchi等[15]对膝关节标本和病人膝关节分别进行研究,测得ALL全长为(32.0±4.6)mm,厚度为(1.1±0.4)mm;首次测得 ALL股骨部长度为(16.0±4.0)mm,厚度为(1.0±0.4)mm,胫骨部长度为(12.0±2.0)mm,厚度为(0.9±0.3)mm;还对不同性别病人的ALL对比分析,男性ALL长度明显长于女性,此结果与Taneja等结果相吻合。Macchi等[15]分析了ALL起点与LCL起点的关系,发现ALL起点位于LCL起点前远端概率为54%,位于后近端概率为14%,此结果与Caterine等[16]的研究结果相吻合。他们还测得ALL半月板附着点平均高度为(3.8±1.2)mm,附着点位于外侧半月板中1/3区约占46%,半月板下1/3区约占14%,附着点位置较为坚固。而Dodds等[22]认为ALL只发出细小分支与外侧半月板相连接。孙等[23]回顾性分析损伤膝关节的MRI影像,发现ALL损伤(图3)与外侧半月板损伤相关性较高,外侧半月板损伤多位于外侧半月板前角和体部,原因可能是ALL半月板部与外侧半月板前2/3区紧密相连,故易造成此处损伤。

  

图2 正常ALLMR冠状面脂肪抑制PDWI影像。股骨外侧髁与胫骨外侧髁之间走行的ALL,可见分叉,与外侧半月板存在附着点,呈均匀低信号(箭头)。

  

图3 损伤ALLMR冠状面脂肪抑制PDWI影像。ALL正常形态消失,脂肪抑制像呈高信号(箭头),周围可见软组织损伤及外侧半月板撕裂。

层次分析法基本思想是对所研究问题建立层次分析模型,通过对建立的各级层次进行两两比较从而构造出比较判断矩阵,最终将定性问题转化为定量分析的方法。

3.3 ALL与“Segond”骨折 “Segond”骨折首次提出时被描述为膝关节过度屈曲、内旋导致外侧胫骨平台近端的撕脱性骨折。Claes等[3]认为膝关节前外侧区“Segond”骨折部位为ALL胫骨附着点区域,证明了 “Segond”骨折为ALL异常活动而引发的骨折。Porrino等[24]描述“Segond”骨折中 ALL与胫骨外侧区骨折片相连接。但孙等[23]分析损伤膝关节的MRI影像时发现仅有1例Segond骨折,认为如此低的发生率可能提示Segond骨折不是ALL损伤或者伴随前外侧结构不稳定的唯一征象。由于“Segond”骨折的影像研究较少,且各项研究结果不尽相同,因此,ALL与“Segond”骨折的确切相关性仍需研究进一步证实。

高血压的发生与多种危险因素均有关系,如遗传、性别、年龄、饮食、肥胖、心态等,临床发现,针对高血压患者予以相应护理措施[2~3],能够显著改善患者治疗依从性,引导其养成健康生活方式,进而消除疾病危险因素,促使病情得到有效控制。

再则,苏教版《唐诗宋词选读》中李煜《浪淘沙》一词,该词是李煜降宋后被软禁在汴京时所作。曾经的帝王,如今的阶下囚,曾经的“车如流水马如龙”,如今的“罗衾不耐五更寒”,巨大的落差使词人痛苦不堪,他凭栏远眺,一抒故国之思自在情理之中。然而,词人竟说“独自莫凭栏”,这就不合情理了,词人为什么会这样劝自己呢?原来,凭栏南望,更加牵动内心的无限痛楚,除此之外,别无他用。“莫凭栏”这一看似“无理”“反常”之语,却是无奈之语,恰恰道出了词人亡国之恨,处境之惨。

4 小结

目前关于ALL的影像研究仍处于发展阶段,不同研究者的观点多有分歧,主要体现在ALL结构显示率不同,以及ALL与周围结构的关系存在差异,但多数研究发现ALL半月板部、胫骨部显示率较高,ALL股骨起点分辨不清,以及ALL与外侧半月板存在附着点。应用3D序列可以较为清晰地显示ALL的影像特征,但研究观点目前尚未一致。MRI扫描技术的进一步发展及影像质量的提高,可以更为精细、准确地显示ALL的影像特征及其与周围结构的确切关系。随着ALL解剖、影像和临床研究进一步深入,ALL的重建手术方案、膝关节前外侧区稳定性的恢复以及“Segond”骨折的临床诊治必将获得良好的临床效果。

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朱玉鹏,郝大鹏,于腾波
《国际医学放射学杂志》2018年第03期文献

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