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编号:10264088
应用MR仿真内镜诊断膝半月板病变
http://www.100md.com 《中国医学影像技术》 2000年第7期
     作者:张镭 戴敏红 Lee C Chiu

    单位:张镭(首都医科大学附属北京红十字朝阳医院放射科,北京 100020);戴敏红(美国圣约瑟夫医学中心放射科);Lee C Chiu(首都医科大学附属北京红十字朝阳医院放射科,北京 100020)

    关键词:磁共振;仿真;内窥镜;膝;关节造影;半月板

    中国医学影像技术000740[摘 要] 目的 研究半月板MR仿真内镜(MMRVE)在诊断膝关节Stoller分级3级半月板损伤中的临床应用价值和方法。方法 59例采用快速自旋回波序列(FSE),获得质子密度像、T2加权像;8例应用马根维显(Magenvist)膝关节造影MRI获得FSE序列T1加权像。应用工作站对图像数据进行MMRVE重建。结果 本组MMRVE的敏感度96%,准确度93%,特异度73%。MMRVE可以显示常规MRI上难以显示的半月板局部翻转及游离缘拉长、表面腐蚀、角分离和离断等,利于全面了解复杂性半月板撕裂(包括桶柄样撕裂)以及游离碎片的数量和位置。结论 应用MMRVE诊断膝关节关月板病变已是一种有效而可靠的方法。
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    [中图分类号] R445.2 R684 [文献标识码] A

    [文章编号] 1003-3289(2000)07-0598-04

    Diagnostic of Meniscal Tears of Knee Using Magnetic Resonance Virtual Endoscopy

    ZHANG Lei, DAI Min-hong,Lee C Chiu

    (Radiologic Department,Beijing Red Cross Chaoyang Hospital Affiliate of Capital University of Medical Sciences, Beijing 100020, China)

    [Abstract] Objective To investigate the methods of examination,value of clinical application of meniscal magnetic resonance virtual endoscopy (MMRVE)for Stoller grade 3 meniscal tears. Methods 59 cases introduced fast spin echo (FSE) sequences,proton density imaging and T2 weighted imaging,8 cases introduced T1 weighted imaging after knee joint arthrography with contrast (Magenvist)injection.The workstation and software is GE AW and Navigator,which was used to become the row images to three-dimension virtual endoscopic imaging. Results MMRVE can reveal meniscal focal reversal,strained of free edge,surface erosion,separated horn and broken horn.MMRVE can explain complex meniscal tears (included bucket-handle tears) entirely,those are difficult to reveal on traditional 2D MR imaging.The accuracy,sensitivity and specificity of MMRVE are 93%,96% and 73% respectively.It is quite useful to detect free bodies in amount and position. Conclusion It is a available and reliable means to diagnose meniscal tears using MMRVE.
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    [Key words] Magnetic resonance imaging; Virtual; Endoscopy; Knee; Arthoscopy; Meniscus

    磁共振技术诊断膝半月板病变广泛应用于临床[1-13],但如何直观的观察半月板损伤以及精确的分类有待进一步研究。本研究目的在于研究半月板MR仿真内镜(meniscal magnetic resonance virtual endoscopy;MMRVE)在诊断膝关节Stoller分级[14]3级半月板损伤中的临床应用价值和方法。

    1 材料和方法

    扫描方法:使用GE Signal 5X 1.5T扫描机对67例可疑膝半月板病变患者行MR扫描,59例中等量(大于20ml)关节积液者采用快速自旋回波序列(fast spin echo,FSE),层厚4mm,层间隙0,TE1/TE2=15/90ms,TR4000~5000ms,回波链长度6~8,以获得矢状、冠状及轴面质子密度像及T2加权像。8例关节积液少于20ml或无积液者经关节囊注入马根维显(Magenvist)20~40ml,浓度0.05mmol/ml,采用FSE序列,层厚4mm,层间隙0,TE15~18ms,TR800ms,以获得矢状、冠状及轴面T1加权像。应用GE AW工作站及Navigator软件对图像数据进行三维仿真内镜(MMRVE)的图像重建。以膝关节光学内镜(knee joint optical endoscopy;KJOE)的结果为最终评判标准。按统计方法计算本组MMRVE的准确度、敏感度和特异度。
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    2 结果

    2.1 临床资料和发病部位 67例可疑膝半月板撕裂者,男40例,女27例,年龄19~79岁,平均年龄49.5岁。MMRVE发现半月板病变54例,左外侧9例,左内侧18例,右外侧13例,右内侧14例;后角损伤17例,体部损伤10例,体部至后角交界区损伤10例,广泛损伤14例,体至前角2例,前角并后角1例。

    2.2 54例病变类型和MMRVE表现 垂直撕裂9例,为自上而下纵行裂伤,均发生在游离缘。斜行或放射状撕裂11例(其中鸟嘴样撕裂1例),裂伤抵达上关节面或下关节面或沿放射状走行(图1~2)。水平长轴撕裂6例,为游离缘沿水平方向的沟槽样腐蚀。游离缘局部腐蚀消失5例。桶柄样撕裂10例,可见沿长轴的范围广泛的垂直性裂伤,并可见内侧部分(桶柄)向内移位(图3~4),6例移入髁间窝,4例桶柄翻转至前脚处形成双重前角征(图5)。单纯性角分离或离断各1例。局部半月板翻转2例,半月板撕裂部分向周围缘上或下翻转。外周性损伤1例,表现为半月板外周部分破孔。游离缘拉长呈波浪状并有轻微腐蚀1例(图6~7)。复杂性撕裂2例,兼有多种撕裂类型。盘状半月板(图8~9)伴内缘斜性撕裂1例。半月板部分切除术后复发2例,手术部位残存半月板再发裂伤。半月板表面损伤(腐蚀)2例,表现为半月板表面浅表凹陷及不平整。
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    图1、2 图1MMRVE,图2KOJE,右侧半月板后角斜行鸟嘴样撕裂(箭)。

    图3、4桶柄样撕裂,图3MMRVE示桶柄撕裂后角部分的撕裂,可见撕裂游离缘侧部分(桶柄 白长箭)、周边侧部分(桶 短箭)、U形缺损(黑箭)。图4KJOE示游离缘侧(短箭)、U形缺损(长箭)

    图5 桶柄样撕裂,MMRVE示撕裂的半月板后部游离缘侧部分(桶柄)翻转至前角即双重前角征,正常前角(短箭)、桶柄翻转(长箭)
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    图6、7 半月板游离缘拉长,图6MMRVE示游离缘拉长松弛(黑箭)、正常游离缘(白箭)。图7KJOE示游离缘拉长松弛伴轻度腐蚀(长箭)、正常游离缘(短箭)

    图8、9 MMRV和KJOE显示盘状半月板游离缘达髁间窝边缘、游离缘肥

    厚(箭),二者显示相同

    2.3 观察方法 38例损伤包括放射状、水平方向和垂直性撕裂,单纯角离断或分离、局部翻转、游离缘腐蚀或拉长及局部切除复发等,均在采用观察中心固定时沿游离缘旋转观察时得到良好显示,观察中心确定在半月板弧线的圆心上;10例桶柄样撕裂选择观察中心在撕裂口内做旋转观察时,对显示“桶”及“柄”均满意,同时对双重前角征显示满意;2例周边性撕裂采用进入半月板上下间隙观察法易于发现病变;3例复杂半月板损伤或表面损伤(腐蚀)结合几种方法方可显示。1例盘状半月板的观察点确定在髁间窝近侧缘前部可观察游离缘情况,可显示半月板裂伤,但同时还须进入半月板上下间隙观察盘状半月板全貌。
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    2.4 不同扫描序列和技术对MRVE影响 半月板满意显示率:质子密度像97%(65/67),T2加权像67%(45/67),8例经关节造影的T1加权像中88%(7/8)。MRVE阈值的选取:采用适用于不同序列的可显示半月板的最低至最高阈值之间的中心阈值,经与KJOE对照最为真实。

    2.5 MMRVE与KJOE对照 就形态学上二者十分相象。但4例KJOE镜下发现的半月板纤毛样退变MMRVE未能显现。本组MMRVE 54例真阳性,8例真阴性,3例误将Stoller分级2级半月板变性诊断为3级半月板损伤造成假阳性,2例关节积液不足部分半月板不能显示而遗漏病变造成假阴性。MMRVE的敏感度96%,准确度93%,特异度73%。

    2.6 传统MR影像与MMRVE比较 本组56例阳性患者在传统MR影像上的半月板损伤显示率:矢状面94%(52/56),冠状面91%(51/56),轴面34%(19/56);在MMRVE上的显示率:96%(54/56)。传统MR影像对水平沿长轴的撕裂无1例显示;2例MMRVE正确判断了半月板表面腐蚀性损伤,而在传统MR二维影像上不能显示;对2例复杂性撕裂及12例桶柄样撕裂MMRVE对病变显示既具体又全面;MMRVE所显示的2例半月板局部翻转及1例游离缘拉长、1例角分离及1例角离断,在传统MR二维图像上均难以显示;MRVE可以正确区分2例半月板切除后残留光滑的半月板边缘与5例边缘腐蚀性损伤;MRVE对显示盘状半月板的效果与传统二维MR影像相当。
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    3 讨论

    膝关节损伤按Stoller分级,3级是真正意义的半月板撕裂[14],常需手术治疗,而Stoller分级1~2级仅表明半月板变性[14],无需手术治疗。磁共振检查为主要的术前检查手段,但传统二维MRI不能满足全面的临床诊断需要,本研究应用MRVE技术试图寻找一条更直观、更细致诊断半月板损伤的途径。

    本组半月板损伤中,内侧损伤59%(32/54),外侧损伤41%(22/54),二者发生率无明显差异。后角损伤或体后角交界区损伤发生率最高占50%(27/54),其次广泛性损伤占26%(14/54),体部占18%(10/54),前角或前后角并存损伤占6%(3/54)。

    应用FSE脉冲序列非关节造影检查时,利用中等以上的关节积液在质子密度加权像和T2加权像上造成液体、关节面软骨与半月板在MRI上的信号差别,构成半月板MMRVE影像;在关节造影时利用顺磁物质的T1加权像上的高信号与半月板软骨的低信号之间的信号差别,构成半月板MMRVE影像。非关节造影时,质子密度加权像病变满意显示率达97%,而T2加权像仅为67%,其原因是关节积液往往不易存留在半月板周边上下间隙内,应用质子密度加权像往往可以借用膝关节面的透明软骨,此时透明软骨的信号强度与关节积液的信号强度相似,共同构成与半月板之间的信号强度差,形成更为完整的MMRVE影像;在T2加权像时关节积液的信号强度明显上升,上述作用消失。由于在质子密度加权像时关节积液与关节面软骨的MR信号相似,此时MMRVE不能正确显示关节面软骨结构,这是质子密度加权像的缺陷。在关节造影T1加权像是真正意义的膝关节MMRVE,由于造影剂用量可相当充分,关节面与半月板分离度增加,半月板显示满意率有所增加,达88%,但也不具备质子密度像时的借用原理,显示满意率仍低于质子密度像。
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    应用中心点设在半月板所在弧线圆心做旋转观察,有利于对半月板游离缘病变的检出;在桶柄样撕裂时,中心点在撕裂中央做360°旋转,即可观察“桶”的全貌,也可观察“柄”的移位。周边性的半月板撕裂需要进入半月板上下间隙观察方能发现病变。盘状半月板的MMRVE显示尚存一定难度,主要由于缺乏足够的显示空间;若从髁间窝近侧缘前部观察则显示较为满意,同时还需分别在半月板上下间隙观察方可看清全貌。MMRVE的阈值对影像质量有明显影响,采用中心阈值时影像最为真实。

    MMRVE的研究表明:尽管传统二维MRI能够诊断多数半月板撕裂,其传统冠状、矢状位对半月板损伤的显示率为91%、94%,与MMRVE(96%)相似,但是MMRVE可以显示传统二维MRI上难以显示的半月板局部翻转及游离缘拉长、表面腐蚀、角分离和离断等病变;还可以全面解释复杂性半月板撕裂(包括桶柄样撕裂)的结构,特别对多发游离碎片的数量和位置的术前预报尤为有用;对KJOE难以发现的周缘性损伤有明示作用;MMRVE对半月板撕裂的精细分类,将大大提高半月板损伤的诊断水平。本组MMRVE的敏感度96%,准确度93%;MMRVE与KJOE所见十分相似,有相当的可信度。本组MMRVE的特异度73%,还存在一定假阳性的问题,有待进一步研究。
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    作者简介:张镭(1961—),男,北京人,副主任医师,现任北京朝阳医院放射科CT诊断组组长,曾赴德国和美国研修CT及MR理论和临床诊断。主要研究:CT和MR影像诊断,特别重点研究CT和MR仿真内窥镜的临床应用和评价。

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    (收稿日期:2000-01-25), 百拇医药