第一部分正常青年人膝关节半月板根部3D MRI研究研究背景:膝关节半月板根部对关节的稳定性具有重要作用。以往研究认为半月板根部撕裂对膝关节的影响与半月板全切相同,早期修复撕裂的半月板根部对半月板功能恢复具有重要意义,因此半月板根部受到外科和影像科医生越来越多的关注。MRI是目前诊断根部撕裂最重要的方法,但认识其正常MRI解剖特点是诊断根部撕裂的前提。以往对于根部的MRI解剖研究较少,且主要为2D序列,因为根部解剖结构小,2D序列(层厚一般≥3mm)的容积效应会影响观察。3D序列层厚更薄(可≤0.6mm),并可以在3D工作站行任意方位的重建和三个方位联动观察,利于细微解剖结构的显示。MRI 3D带快速恢复脉冲的可变翻转角快速自旋回波(Sampling perfection with application-optimized contrasts using different flip angle evolutions,SPACE)序列是目前相对较新的序列,不同于以往的3D梯度回波序列,其能产生类似快速自旋回波(Fast spin echo,FSE)的T2加权成像(T2 weighted imaging,T2WI)或中间加权成像(Intermediate weighted imaging,IWI)对比的图像,能清晰显示膝关节解剖及损伤。以往对于根部正常MRI解剖的研究对象是病人,会存在退变等因素的影响,关于正常青年人根部的MRI解剖研究尚未见报道。研究目的:用各向同性3D IWI SPACE序列研究正常青年人半月板根部影像学表现,总结其影像学特点。研究方法:31个青年志愿者(13男,18女,年龄范围为20-23岁,平均年龄为22岁)为研究对象,其中2个志愿者扫描了一侧膝关节,所以本研究共纳入60个膝关节。所有志愿者均无膝关节外伤、感染、关节炎等病史及异常临床症状。检查设备:德国西门子3.0TMR(型号:MagnetomSkyra)。检查线圈:膝关节专用8通道线圈。检测时被检查者仰卧于检查床上,线圈放于检查床中间,患者膝关节置于线圈中心,并适当固定膝关节。3D SPACE的扫描参数:TR/TE:12000ms/60ms,层厚/层间距:0.6mm/0mm,NSE:1,FOV:160mm×160mm;矩阵,256×256。图像分析:由2名经验丰富的骨肌专家(工作时间分别为10年和9年)对所有图像进行分析,并分别记录2个专家的意见,如意见不一致,2位专家再一起协商统一。评判者之间一致性检验采用kappa检验,κ=0提示无相关性,κ=0.0-0.2提示相关性非常差,κ=0.21-0.40提示相关性差,κ=0.41-0.60提示相关性中等,κ=0.61-0.80提示相关性较好,κ=0.81-1.00提示相关性非常好。在PACS工作站(GERA 1000)上分析图像,结合矢状位、冠状位和横轴位3个方位综合评估。分析内容包括半月板根部的胫骨附着区、构成及信号特点,并记录半月板根部间及半月板根部与邻近结构的联系。结 果:评判者间对于各半月板根部附着、构成及信号特点评判一致性均非常好(0.84≤κ≤0.93)。外侧半月板后根胫骨附着区比内侧半月板前、后根和外侧半月板前根更复杂。内侧半月板前根(96.7%)、外侧半月板前根(100%)和内侧半月板后根(100%)在胫骨一般只有一个附着区;53.3%的外侧半月板后根有一个附着区,而46.7%的外侧半月板后根有两个附着区,并可分为主干和附根两部分。半月板根部可由单束、双束或多束构成(≥3束)。外侧半月板前根(100%)和内侧半月板后根(68.3%)一般由多束构成;内侧半月板前根(95%)和外侧半月板后根的主干(100%)和副根(89.3%)一般由单束构成。正常青年人半月板根部在IWI序列可以表现为高信号、低信号或高低混杂信号。内侧半月板前根(95%)和外侧半月板后根(76.7%的主干和63.2%的副根)一般表现为均匀低信号,而外侧半月板前根(100%)和内侧半月板后根(91.7%)一般表现为高低混杂信号。内、外侧半月板后根间及半月板根部与前、后交叉韧带间部分存在融合或纤维样的连接。结 论:正常青年人半月板根部在3D IWI SPACE序列观察其附着区、构成和信号表现多样,但具备一定影像学特点:内侧半月板前根、外侧半月板前根和内侧半月板后根在胫骨一般只有一个附着区,而外侧半月板后根在胫骨可有两个附着区;内侧半月板前根和外侧半月板后根的主干和副根一般由单束构成,而外侧半月板前根和内侧半月板后根一般由多束构成;内侧半月板前根和外侧半月板后根一般表现为低信号,而外侧半月板前根和内侧半月板后根一般表现为高低混杂信号;半月板根部间及半月板根部与邻近结构间存在一些联系。第二部分3D MRI对膝关节半月板后根撕裂的诊断价值研究背景:膝关节半月板根部对关节的稳定性具有重要作用。以往研究认为半月板根部撕裂对膝关节造成的影响与半月板全切相同,而早期修复撕裂的半月板根部对半月板功能恢复具有重要意义。因为缺乏特异性的临床症状及有效的查体,临床诊断根部撕裂困难,MRI是目前术前诊断根部撕裂最好的方法。半月板前根撕裂罕见,目前半月板根部撕裂的MRI报道只见于后根,选用的序列均为常规的2D序列,结果显示MRI诊断半月板后根撕裂的敏感性、特异性和阴性预测值较高,而阳性预测值较低。低阳性预测值意味着许多MRI诊断为撕裂的半月板根部经关节镜证实为正常完整的根部。低阳性预测值可能与容积效应有关,再加上正常半月板根部信号特点多样(很多表现为高或高低混杂信号,见第一部分),在2D序列容易类似撕裂表现。目前尚未见半月板根部撕裂的3D MRI报道。3D序列层厚薄,能降低容积效应影响,我们推测一些常规2D序列诊断为根部撕裂的正常半月板根部,能在3D序列上做出正确诊断。以往有研究对内侧或外侧半月板后根撕裂的伴随征象如半月板脱出、关节退变等做过一定的总结,但尚未见对内、外侧半月板后根撕裂间伴随征象及临床特点的系统分析与比较。研究目的:研究3D MRI对膝关节半月板后根撕裂的诊断价值,并总结比较内、外侧半月板后根部撕裂间的临床特点及伴随征象。研究方法:研究对象为2014年7月到2017年3月本院行膝关节2D及3D MR检查并行关节镜检查的520个病人。去除了 33个既往膝关节手术史的病人,16个膝关节感染的病人及26个存在膝关节运动伪影,无法评判的病人,最终共445个病人,445个膝关节纳入本研究。其中男性202个,女性243个,年龄范围为18-73岁,平均年龄为47岁。MRI检查和关节镜检查的时间间隔小于90天。检查设备是德国西门子3.0TMR(型号:MagnetomSkyra)。检查线圈:膝关节专用8通道线圈。检测时被检查者仰卧于检查床上,线圈放于检查床中间,患者膝关节置于线圈中心,并适当固定膝关节。所有膝关节均行常规2D和3D SPACE序列的扫描。3D SPACE序列扫描参数同第一部分。2D序列扫描参数:矢状位IWI压脂:TR/TE:2400ms/61ms,矢状位T2WI:TR/TE:3600ms/119ms,矢状位T1WI:TR/TE:793ms/11ms,冠状位IWI压脂:TR/TE:2660ms/63ms,横轴位IWI压脂:TR/TE:2780ms/62ms,余参数相同:层厚/层间距:3mm/0mm,FOV:160mm×160mm;矩阵,256×256。在PACS工作站(美国GE RA 1000)上评估图像。由2名经验丰富的骨肌专家(工作时间分别为10年和9年)对所有图像进行分析,并分别记录2个专家的意见,如意见不一致,2位专家再一起协商统一。2D图像分析评估结合所有序列和方位;3D图像分析评估在3D三维重建模式下综合评估。评判内容包括:是否存在根部撕裂、半月板脱出、交叉韧带断裂、膝关节退变。半月板后根撕裂的MRI诊断标准为:半月板后根形态信号异常,伴有根部部分或完全撕裂,包括:横轴位观察到线样高信号垂直或斜行于半月板长轴;冠状位观察到根部线样或片状缺损;矢状位观察到半月板根部“鬼影征”,表现为根部撕裂区信号增高等。半月板脱出诊断标准为:冠状位半月板脱出最外缘超出胫骨平台关节软骨最外缘大于3mm,并测量半月板脱出最外缘超出胫骨平台关节软骨缘的距离。交叉韧带撕裂的标准为:交叉韧带不连续伴局灶性或弥漫性信号增高。膝关节退变标准遵照Kellgren-Lawrence(K-L)分级系统。临床特点包括:病人年龄、是否有外伤史。评判者之间一致性检验采用kappa检验,κ=0提示无相关性,κ=0.0-0.2提示相关性非常差,κ=0.21-0.40提示相关性差,κ=0.41-0.60提示相关性中等,κ=0.61-0.80提示相关性较好,κ=0.81-1.00提示相关性非常好。以关节镜作为金标准计算MRI诊断半月板后根撕裂的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值。2D和3D序列诊断半月板后根部撕裂的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值比较、内、外侧半月板后根撕裂组间伴发征象:半月板脱出、韧带断裂、膝关节外伤史比较采用卡方检验;内、外侧半月板后根撕裂组间膝关节退变程度比较采用秩和检验;内、外侧半月板后根撕裂组间病人年龄比较采用独立样本t检验。P<0.05差异有统计学意义。结果:关节镜证实:9.9%(44/445个膝关节)的半月板后根存在撕裂,其中6.1%(27/445个膝关节)为内侧半月板后根撕裂;4.0%(18/445个膝关节)为外侧半月板后根撕裂;1例患者膝关节同时伴有内、外侧半月板后根撕裂。评判者间诊断内、外侧半月板后根撕裂、半月板脱出、交叉韧带断裂、膝关节退变的一致性非常很好(0.823≤κ≤1)。常规2D、3D序列诊断内侧半月板后根撕裂的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为:0.926、0.950、0.543、0.995(常规2D);0.963、0.993、0.897、0.998(3D);诊断外侧半月板后根撕裂的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分为:0.833、0.951、0.417、0.993(常规2D);0.944、0.993、0.850、0.998(3D)。MRI诊断内、外侧半月板后根撕裂的敏感性和阴性预测值常规2D和3D序列间比较均无统计学差异(P>0.05);而对于特异性和阳性预测值3D序列均明显高于常规2D序列(P<0.05).27例内侧半月板后根撕裂关节、18例外侧半月板后根撕裂关节中:1、半月板脱出见于22例内侧半月板后根撕裂组(脱出范围0.6-7.6mm,平均4.3mm);1例外侧半月板后根撕裂组(脱出范围-1.4-3.3mm,平均0.9mm)。内侧半月板后根撕裂组较外侧半月板后根撕裂组更容易伴有半月板脱出(P<0.05);2、前交叉韧带撕裂见于4例内侧半月板后根撕裂组;17例外侧半月板后根部撕裂组。外侧半月板后根撕裂组较内侧半月板后根撕裂组更容易伴有前交叉韧带撕裂(P<0.05)。3、内侧半月板后根撕裂组:23个关节存在骨性关节炎,其中K-L 2级5例、3级16例、4级2例;外侧半月板后根撕裂组5个关节存在骨性关节炎,其中K-L分级2级4例、K-L分级3级1例。膝关节退变的K-L分级,内侧半月板后根撕裂组明显高于外侧半月板后根撕裂组(P<0.05)。4、膝关节外伤史见于6例内侧半月板后根撕裂组;16例外侧半月板后根部撕裂组。外侧半月板后根撕裂组较内侧半月板后根撕裂组更容易见于膝关节外伤史病人(P<0.05)。5、年龄:内侧半月板后根撕裂组患者平均年龄53岁,范围28-70岁;外侧半月板后根撕裂组患者平均年龄31岁,范围18-64岁。外侧半月板后根撕裂组年龄明显小于内侧半月板后根撕裂组(P<0.05)。结论:1、MRI常规2D和3D序列诊断半月板后根撕裂的敏感性、特异性和阴性预测值较高,而常规2D序列诊断半月板后根撕裂的阳性预测值较低,3D序列明显高于常规2D序列。如临床工作中常规2D序列怀疑半月板后根撕裂,有必要加扫3D序列进一步明确。2、内、外侧半月板后根撕裂关节间的伴随征象及临床特点不同。内侧半月板后根撕裂关节较外侧半月板后根撕裂关节更容易伴有半月板脱出和关节骨性关节炎;而外侧半月板后根撕裂关节较内侧半月板后根撕裂关节更容易伴有前交叉韧带断裂和膝关节外伤。