膝關(guān)節(jié)半板損傷損傷mri診斷

1、MRI膝關(guān)節(jié)半月板病變的影像學(xué)診斷,南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像科 曾獻(xiàn)軍,半月板的正常影像解剖,MM 呈“C”形或半月形，前、后角相距較遠(yuǎn)，前窄后寬LM 略呈 “O ”形，周徑小而面積大，中部寬而后部略窄MM與LM各覆蓋相應(yīng)脛骨平臺關(guān)節(jié)面的外周2/3外緣厚與關(guān)節(jié)囊相連接,半月板的正常影像解剖,半月板通過附麗于關(guān)節(jié)囊來保持位置MM堅(jiān)固地附麗于脛骨的后方髁間凹，但前方髁間凹相對薄弱LM也附麗于髁間凹后方，前方附麗于ACL的

2、外、后方，Humphry Wriberg將LM連接于緊鄰PCL的股骨處半月板變異：盤狀半月板、LM缺后方的冠狀紉帶（Wriberg型盤狀半月板）,尚未統(tǒng)一矢狀位5mm層厚連續(xù)掃描，連續(xù)3個(gè)或3個(gè)以上層面顯示半月板前后角相連體部正中橫徑＞ 15mm，橫徑/脛骨平臺＞20％ 板/臺比即冠狀位半月板最小橫徑與脛骨平臺最大橫徑的比值≥20％（超過髁關(guān)節(jié)面的1/3），或半月板覆蓋脛骨關(guān)節(jié)面≥75％(最準(zhǔn)確).,盤狀半月板診斷標(biāo)準(zhǔn),,外側(cè)盤

3、狀半月板 Discoid lateral meniscus.,半月板的正常影像解剖,呈“C”形或半月形，前、后角相距較遠(yuǎn)，前窄后寬前角薄而尖，以細(xì)腱附著于脛骨髁間前區(qū)，位于ACL附著點(diǎn)前后角寬而厚，附著于髁間后區(qū),居LM后角附著點(diǎn)與PCL起點(diǎn)之間MM內(nèi)側(cè)緣與關(guān)節(jié)囊的纖維層及TCL的深層緊密相連，膝前部關(guān)節(jié)囊深層纖維將半月板前緣與脛骨髁以縱行纖維相連，形成冠狀韌帶,內(nèi)側(cè)半月板,PCL,半月板的正常影像解剖,前角附著于脛骨外側(cè)髁間隆

4、起前方，恰好在ACL之后，后角附著于脛骨外側(cè)裸間隆起后方，位于MM后角附著點(diǎn)之前LM中、后1/3交界處的外緣有溝容納腘肌腱通過并與之相貼，與FCL不相連半月板股骨韌帶，LM后角發(fā)出一條纖維帶參與PCL,在接近PCL時(shí)再分為兩束分別居PCL的前、后方，向上伴隨PCL止于股骨內(nèi)髁，前側(cè)者稱Humphry韌帶,后側(cè)者稱Wrisberg韌帶,外側(cè)半月板,腘肌腱,腓側(cè)副紉帶,LM,Humphry,Wrisberg,PCL,ACL,半月板的正常

5、影像解剖,纖維軟骨－膠原纖維、粘多糖和糖旦白纖維細(xì)胞和纖維軟骨細(xì)胞散在分布于嗜酸膠原纖維構(gòu)成的有機(jī)基質(zhì)內(nèi)膠原纖維束呈半圓拱形排列，縱向走行的纖維在半月板周緣部分占主要，并被放射狀、垂直和斜行走行的纖維鎖加固有利于吸收應(yīng)力，表面和脛骨平臺平行部分有放射狀纖維排列以增加強(qiáng)度防止半月板劈裂,半月板的組織結(jié)構(gòu),半月板的血供,胚胎發(fā)育期半月板有血管分布和血供成人半月板只有周緣部分有血管滋養(yǎng)Arnoczky和Warren的分區(qū)法周緣紅－

6、紅區(qū)，半月板邊緣3mm處，豐富血供紅區(qū)損傷有愈合潛力中央紅－白區(qū)，從3～5mm區(qū)，血供減少游離緣白－白區(qū)，5mm至游離緣，基本缺乏血供,半月板的正常影像解剖,半月板外周撕裂,,RADIAL（FFE）,發(fā)生于內(nèi)側(cè)半月板后角紅區(qū)的撕裂，手術(shù)未進(jìn)行處理，期待其自然愈合,半月板的正常影像解剖,與半月板有關(guān)的紉帶半月板股骨紉帶,連接外側(cè)半月板后角和股骨髁間窩前－Humphry Lig.(33~83%)后－Wrisberg Lig.(9

7、0~93%)冠狀紉帶，內(nèi)側(cè)半月板的脛骨附著部，附著于關(guān)節(jié)面外約幾mm的脛骨邊緣形成滑囊窩內(nèi)側(cè)半月板與關(guān)節(jié)囊連續(xù)附麗，而外側(cè)半月板的附麗被腘肌腱的腘裂縫阻斷，外側(cè)半月板與副紉帶不直接相連，故活動(dòng)度更大，外側(cè)半月板的活動(dòng)受腘肌腱和半月板股骨紉帶的限制，故損傷較少半月板間斜紉帶（1－4％）,半月板的固定,半月板的MRI掃描技術(shù)要點(diǎn)半月板的正常影像解剖半月板損傷的MRI改變分類創(chuàng)傷性－正常結(jié)構(gòu)異常外力退變性－異常結(jié)構(gòu)正常外力,

8、后角多見，水平撕裂多見MRI表現(xiàn)常見的半月板撕裂類型按血管分區(qū)按撕裂方向和外觀，垂直、水平、復(fù)雜性 少見的半月板撕裂,√,根據(jù)半月板內(nèi)MRI的T2W信號強(qiáng)度分為3～4型,I型半月板內(nèi)球形高信號II型半月板內(nèi)線狀高信號，未累及半月板的關(guān)節(jié)面III型半月板內(nèi)高信號累及半月板的關(guān)節(jié)面,其生物力學(xué)特性取決于半月板組織的材料性質(zhì)和解剖特點(diǎn)，最終由半月板的固態(tài)基質(zhì)和組織液所決定,Negendank 注意到，30歲以上，大部分出現(xiàn)半

9、月板信號增高,半月板Stoller 分級,,Ⅰ級：半月板內(nèi)孤立的灶性橢圓形或球形異常高信號，未延伸至半月板各緣。病理為早期局灶性半月板粘液樣變性、軟骨細(xì)胞缺乏。關(guān)節(jié)鏡下半月板大體形態(tài)正常，表面光滑，與關(guān)節(jié)軟骨界限銳利，用探針輕觸時(shí)富有彈性。,基于MRI信號,半月板損傷Stoller 分級,,Ⅱ級：半月板內(nèi)異常高信號影（通常為水平線樣）延伸至半月板關(guān)節(jié)囊緣，未達(dá)半月板關(guān)節(jié)面緣。病理上為半月板內(nèi)粘液樣變性進(jìn)一步發(fā)展。關(guān)節(jié)鏡下半月板形態(tài)基本正

10、常，表面毛糙或局灶性發(fā)白，探針輕觸時(shí)硬度下降。,半月板損傷Stoller 分級,Ⅲ級：半月板內(nèi)異常高信號灶（通常為斜形或不規(guī)則形線樣）延伸至半月板關(guān)節(jié)面緣或游離緣，并常伴有形態(tài)不規(guī)則。組織學(xué)上半月板發(fā)生纖維軟骨板的破裂。,,半月板撕裂類型：縱行撕裂、放射狀撕裂（橫行撕裂）、斜行撕裂、水平狀撕裂、復(fù)合性撕裂，前三種又可統(tǒng)歸于垂直撕裂 外側(cè)半月板活動(dòng)性大于內(nèi)側(cè)半月板，前角大于后角，因此側(cè)半月板后角最易受到損傷，,外側(cè)半月板體部縱行撕裂,,

11、BHT診斷依據(jù),“蝶結(jié)缺失征” “雙后交叉韌帶征” “雙前角征” “翻轉(zhuǎn)半月征” “碎塊內(nèi)移征” “外周殘半月板征”,BHT——“蝶結(jié)缺失征”,Helms等認(rèn)為該征象對診斷BHT非常有效，敏感度97％，特異度100％。,BHT——“雙后交叉韌帶征”,Helms等報(bào)道此征象診斷BHT敏感度為30％，Wright等報(bào)道為53％。Ruff等報(bào)道此征象只見于內(nèi)側(cè)半月板BHT，因外側(cè)半月板與后交叉韌帶之間有ACL阻隔。,后角桶柄狀撕裂

12、,雙PCL征,,,BHT——“雙前角征”及“翻轉(zhuǎn)半月征”,Haramati等認(rèn)為半月板前角異常增大，高度≥6mm即“翻轉(zhuǎn)半月征”（flipped meniscus sign），也是診斷BHT的一個(gè)可靠征象，形成原因與“雙前角征”相同。,,BHT——“碎塊內(nèi)移征”及“外周殘半月板征”,Sparacia及Tsou等研究均表明，MRI對識別半月板BHT移位碎塊的位置有很高的準(zhǔn)確性。本例半月板BHT見到內(nèi)移的碎塊及外周殘留體積縮小的半月板。,,

13、,,,半月板關(guān)節(jié)囊分離并反轉(zhuǎn)(reverse and separation of meniscus articular capsule）,常發(fā)生于嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)外傷后，臨床少見與半月板BHT同屬半月板縱行撕裂可以復(fù)位常見于外側(cè)半月板的體部及后角,半月板關(guān)節(jié)囊分離并反轉(zhuǎn)與BHT鑒別,,,BHT尚可見殘缺的后角結(jié)構(gòu),半月板關(guān)節(jié)囊分離并反轉(zhuǎn)半月板后角消失，僅見增生肥厚的關(guān)節(jié)囊緣,半月板關(guān)節(jié)囊分離并反轉(zhuǎn)：髁間的低信號影走向與脛骨平臺接近平

14、行，且邊緣比較鈍圓。,半月板關(guān)節(jié)囊分離并反轉(zhuǎn)與BHT鑒別,半月板BHT,后交叉韌帶損傷,后交叉韌帶損傷,半月板周圍囊腫,與半月板撕裂有關(guān)：創(chuàng)傷、退變半月板撕裂導(dǎo)致滑膜組織發(fā)生破裂，關(guān)節(jié)液外滲相關(guān)的撕裂：水平、放射狀和瓣?duì)睿鈧?cè)常見。Baker囊腫可能與內(nèi)側(cè)半月板后角撕裂有關(guān),PD,SPIR+C,半月板囊腫,,,后交叉韌帶損傷伴囊腫,內(nèi)側(cè)副韌帶損傷,二、關(guān)節(jié)面軟骨 結(jié)構(gòu)與組成：,軟骨細(xì)胞 細(xì)胞外基質(zhì) 水

15、 膠原纖維 II型 蛋白多糖 氨基葡聚糖（GAG）依據(jù)膠原排列方向和分布差異，軟骨由淺及深可分為切線層、移行層、輻射層和鈣化層無血管、神經(jīng)纖維和淋巴組織，主要依靠關(guān)節(jié)液的彌散提供營養(yǎng),,,軟骨基質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖，四層組織學(xué)結(jié)構(gòu)：表層膠原纖維緊密相連并且平行排列；過渡層的膠原纖維隨機(jī)排列成粗斜束狀；放射層的纖維與表面垂直排列，象錨一樣將未鈣化的軟骨

16、拴固在鈣化區(qū)域或軟骨下層。軟骨細(xì)胞從表層到深層逐漸增成熟，水分逐漸減少，蛋白多糖含量逐漸增加,形態(tài)學(xué)成像,序列,FS-TSET2-trufi-3d-weT2-me3d-we,,FS-TSE：厚層，但能夠清晰辨別軟骨及滑液、軟骨下骨等結(jié)構(gòu)輪廓，掃描時(shí)間短（3:38），可應(yīng)用于常規(guī)檢查T2-ME3D-WE：軟骨信噪比最高，但顯示軟骨及滑液間對比欠佳T2-TRUFI-3D-WE：擁有較高的軟骨SNR及較好的軟骨/其他組織CNR，為推

17、薦的最佳序列,生理學(xué)成像,延遲增強(qiáng)成像（dGEMRIC）T2*Map,MR關(guān)節(jié)軟骨生理性成像技術(shù),主要用來評價(jià)關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)成分變化按照觀察對象不同，可將其分成與蛋白多糖、膠原和水含量相關(guān)的三類技術(shù),與蛋白多糖相關(guān)的MR技術(shù),延遲增強(qiáng)成像T1ρ成像Na譜成像,延遲增強(qiáng)成像（dGEMRIC）,原理 帶負(fù)電荷的GAG是軟骨內(nèi)固定電荷密度(fixedchargedensity，F(xiàn)CD)的主要來源，軟骨退變時(shí)逐漸丟失，此時(shí)若軟骨周圍

18、存在對比劑GD-DTPA2-負(fù)電荷，則GD-DTPA2-進(jìn)入退變軟骨內(nèi)，使局部軟骨T1弛豫值下降,技術(shù)與方法 較為常用的方案是在雙倍劑量 GD-DTPA2- 靜脈內(nèi)注射后立即進(jìn)行主動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，2~3小時(shí)后進(jìn)行多次翻轉(zhuǎn)恢復(fù)擾相自旋回波序列成像并建立T1圖像曲線，以色階或灰階后處理方式產(chǎn)生參數(shù)圖（T1map）研究表明考慮dGEMRIC的對比能力及延遲時(shí)間以0.2 mmol／kg的GD-DTPA2-濃度為較好的選擇Tiderius等

19、認(rèn)為是注射對比劑后股軟骨信號達(dá)高峰時(shí)間為1~2h內(nèi)，推薦dGEMRIC選擇注射對比劑后2h為最佳時(shí)間窗,雙翻轉(zhuǎn)角GRE序列,顯示軟骨完整連續(xù)，信號柔和，map中呈均勻藍(lán)色,正常組,OA組,,股骨內(nèi)側(cè)髁髕股關(guān)節(jié)軟骨變薄、缺損，軟骨下骨質(zhì)裸露,T1ρ成像,主要評價(jià)處于射頻脈沖磁場中組織自旋弛豫值T1實(shí)驗(yàn)表明蛋白多糖丟失與T1ρ值延長之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，因此T1ρ成像可用于標(biāo)記軟骨蛋白多糖分布目前較常采用的方法是在標(biāo)準(zhǔn)TSE或GRE序列

20、前加用自旋鎖定的預(yù)脈沖進(jìn)行預(yù)磁化不需要靜脈內(nèi)注射對比劑，也不需要進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和長時(shí)間等待，因此可部分替代dGEMRIC,Na譜成像,與dGEMRIC的原理相同，23Na帶有正電荷，因此局部23Na濃度與FCD有直接的關(guān)系，鈉分布圖可以顯示蛋白多糖崩解區(qū)域研究顯示OA軟骨的GAG降解區(qū)域 23Na 譜信號強(qiáng)度下降50%以上由于需要采集鈉譜信號的前置放大器和雙調(diào)諧線圈等特殊硬件設(shè)備，該技術(shù)目前尚難以應(yīng)用于臨床。,與膠原纖維相關(guān)MR技術(shù)

21、,T2/T2*map成像磁化轉(zhuǎn)移成像(magnetic transfer imaging，MTI）,T2/T2*map成像,原理 退變軟骨膠原纖維破壞、膠原成分改變及排列方式改變，軟骨組織中水含量相對增多，T2 值延長，測量T2 值空間分布可揭示水異常區(qū)和膠原纖維方向改變。,,技術(shù)與方法 采用多回波SE或GRE序列，用相同的TR時(shí)間和多個(gè)不同的TE時(shí)間進(jìn)行掃描，獲得系列T2/T2* 加權(quán)圖像，然后用公式S(t)=S0exp

22、(-t/T2)計(jì)算圖像中每個(gè)體素的T2/T2* 值，并重構(gòu)成可以進(jìn)行量化分析的彩色階或灰階T2/T2* 弛豫時(shí)間圖像。,正常組,OA組,,關(guān)節(jié)軟骨的T2/T2* 值受多種因素影響，主要與軟骨結(jié)構(gòu)的各向異性(即魔角效應(yīng))、膠原排列方向、膠原和水、糖胺聚糖含量有關(guān)正常人關(guān)節(jié)軟骨各部分的T2* 值淺層比深層高OA 早期橫向弛豫時(shí)間的延長即T2/T2* 值增加。軟骨T2/T2* 弛豫時(shí)間增加與軟骨超微結(jié)構(gòu)破壞具有相關(guān)性,磁化轉(zhuǎn)移成像（MTI

23、）,由膠原纖維相關(guān)結(jié)合性氫原子和存在于水分子中的游離氫原子的不同自旋狀態(tài)，高度分化的軟骨組織具有磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng)成像時(shí)首先利用非共振射頻脈沖飽和結(jié)合性氫原子，然后再變換自由水自旋以測定組織的磁化轉(zhuǎn)移率具有完整膠原框架的軟骨存在大量的水合大分子藕聯(lián)，因此正常軟骨磁化轉(zhuǎn)移率顯著低于出現(xiàn)膠原崩解的軟骨該技術(shù)存在減影偽影及在個(gè)體間和同個(gè)體不同時(shí)期差異性，定量數(shù)據(jù)推廣意義受到限制,反映軟骨內(nèi)水分布變化MR技術(shù),彌散加權(quán)成像（DWI）在蛋白多糖