膝关节半月板损伤的MR检查技术

膝关节半月板损伤的MR检查技术

李明国

李明国（延边大学附属医院影像一科133000）

【中图分类号】R684【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2011）39-0119-03

【摘要】MRI已成为诊断膝关节半月板损伤的首选方法。目前有多种脉冲序列及技术应用于膝关节损伤检查。本文就膝关节半月板损伤MR多种脉冲序列及检查技术的特点与应用情况进行综述。

【关键词】膝关节半月板胫骨

磁共振成像半月板损伤是临床常见疾病,可导致膝关节疼痛及功能障碍,其中撕裂伤最常见,多需手术治疗。为明确诊断及制定手术方案,术前膝关节MR检查非常必要。MRI可多参数、多平面成像,具有高分辨力,联合应用各种序列能清楚显示半月板等膝关节结构,对显示损伤有较高的敏感度和特异度;而膝关节专用表面线圈、梯度场等硬件以及脉冲序列的快速发展更使图像质量和诊断水平得到很大提高,也使得MRI成为评价非侵入性半月板病变的首选影像学方法。

1正常半月板的形态结构及MRI表现

半月板是位于胫骨平台和股骨内外侧髁透明软骨之间的半月状纤维软骨盘,分为前角、体部、后角三个部分,其间无明显分界,主要由纤维软骨和含有大量软骨细胞的□型胶原纤维组成。内侧半月板环较大,呈“C”形,自后向前逐渐变小;外侧半月板环较小,呈“O”形。正常半月板只有微量游离氢质子,在MRI各个序列上均表现为近似三角形的低信号区[1-2]。

2半月板损伤机制及MRI信号产生机制

半月板出现退变或撕裂时，关节腔内滑液经半月板关节面缺口渗入退变或撕裂的半月板，使水分子局限于分界面区域,增加了该区域的质子浓度;半月板内大分子和滑液相互作用使质子的旋转率降低，缩短了T1、T2值，因此T1WI和质子密度加权成像（protondensityweightedimaging,PDWI)对于显示半月板损伤较为敏感,并且在各种脉冲序列中均表现为高信号[1]。

3半月板损伤MR检查技术

3.1SE序列与FSE序列SE是诊断半月板损伤的常用序列,其中T1WI具有较高的信噪比和空间分辨率，无明显磁敏感性伪影,组织间对比好,能够清晰显示软骨与周围组织的解剖结构关系。SE序列对半月板损伤诊断的敏感度和特异度均为90.0%～95.0%[3]，但扫描时间长；此外，虽然SET1WI中短TR利于显示病变，但由于T1WI上滑液为低信号，病变与周围结构缺乏明显对比，易与2级和3级半月板损伤信号相混淆。FSE序列是由快速采集弛豫增强序列改进而来，其基本特征与常规SE序列相似，扫描时间比SE序列显著缩短，但同时出现了图像模糊效应，导致对诊断半月板损伤敏感度和准确率有一定程度的降低。Blackmon等[4]报道应用高性能梯度线圈可明显缩短回波链中的回波间隙，从而减少图像模糊；改进后的FSE序列诊断半月板损伤的敏感度和特异度与传统SE相比虽无统计学差异,但能明显地缩短扫描时间。

3.2GRE序列□GRE序列是目前较成熟的一种成像技术,时间短、信噪比高及组织对比好,临床应用广泛。与SE序列相比,GRE用小于90射频脉冲对成像组织进行激发,使组织的纵向磁化矢量损失减少，节省了纵向弛豫时间，并且采用梯度场切换采集回波信号，进一步加快了采集速度。Heron等[5]研究表明三维GRE序列对半月板撕裂诊断的敏感度和特异度分别为97.0%和94.0%，并认为GRE序列是半月板检查的必选序列之一。尽管GRE序列对半月板损伤的显示较为敏感,但仍存在正常结构易与半月板损伤混淆的缺陷,如垂直走行的腘窝肌腱腱鞘、滑膜嵌顿于关节间隙及半月板周围正常解剖结构的变异。

3.3快速小角度激发(fastlowangledshot,FLASH)序列□FLASH序列采用小角度激发,在GRE序列之后层面选择梯度方向上再加一□扰相梯度□,使残留的质子横向磁矩在下次射频脉冲到来之前完全去相位。由于FLASH序列所采集的回波未剔除主磁场不均匀造成的质子失相位,故仅能反映组织T2*弛豫信息,只能得到T2*WI,而非T2WI。此序列显示半月板的低信号与关节软骨和关节液的高信号形成良好对比,当半月板发生变性、撕裂时,半月板内部的异常信号（高信号)可以清晰地显示,是诊断半月板变性、撕裂的最重要序列之一;但同时骨髓水肿及关节积液在T2WI上也呈明显高信号,可能影响对半月板病变的检出率[6]。

3.4PDWI及脂肪抑制质子密度加权成像(fat-sup-pressed-PDWI,FS-PDWI)-PDWI具有TE较短、组织的横向磁化矢量衰减较少、信噪比和清晰度较高等特点。半月板退变或撕裂时,关节液渗入退变或撕裂处,使得半月板局部的质子密度增高,呈较高信号,可与正常半月板低信号形成较好对比。Yoon等[7]使用1mm层厚FSE-PDWI序列扫描膝关节半月板，并行MPR，与常规MR检查对比，其诊断半月板损伤的敏感度和准确率差异无统计学意义，但扫描时间缩短一半以上。半月板周围的脂肪等组织显示为高信号，易与半月板损伤的高信号混淆,若结合压脂扫描，脂肪的高信号被抑制，显示病变更佳。FSEFSPDWI诊断半月板损伤的敏感度、特异度和准确率均高于冠状位SET2WI及FSEPDWI。

3.5脂肪抑制(fat-suppressed,FS)技术FS技术有多种,膝关节检查中主要采用短时间反转恢复(shorttimeinversionrecovery,STIR)序列和频率选择预饱法(化学饱和法)两种。STIR序列对脂肪信号的抑制是基于弛豫时间的长短,频率选择预饱和法是利用脂肪与水的化学位移效应所致的差别进行成像,二者均是通过抑制骨髓及关节周围脂肪来凸显半月板内信号的改变,以提高半月板病变的诊断阳性率。Magee等[8]发现冠状位STIR检查小的半月板桶柄状撕裂的敏感度为93.0%。SET1WIFS序列的优越性在于可较清晰显示半月板周围组织,如关节软骨,其信号明显高于半月板的低信号,二者之间形成明显反差,有利于将半月板衬托出来,对诊断半月板损伤有较高价值[9-10]。

3.6MR仿真内镜(magneticresonancevirtualen-doscopy,MRVE)MRVE是对MR采集的原始容积数据进行三维表面再现和容积再现,并以模拟光学内镜的方式获得人体腔道内动态三维解剖学图像的方法。MRVE诊断半月板损伤的敏感度为96.0%，准确率为93.0%,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、表面腐蚀等病变,还可以全面解释复杂性半月板撕裂的结构，对术前预测多发游离碎片的数量和位置特别有价值。MRVE是一种新兴检查方法，具有类似关节镜的直观检查效果，缺点是需要图形工作站，对设备要求高，后处理时间长，处理效果与工作人员经验密切相关。

3.7MR膝关节造影MR膝关节造影包括直接法和间接法。直接法是在关节腔内直接注射对比剂后进行MR扫描；间接法是经静脉注入对比剂,使之通过膝关节的血管和滑膜组织弥散入关节腔内,从而产生类似关节造影的效果。与常规MR相比，MR膝关节造影诊断半月板损伤的准确率和敏感度有一定程度提高，其优点是使在自然条件下低信号的关节腔信号强度增加，加大半月板与周围组织的信号差,使病变组织易于显示。直接法MR膝关节造影的缺点是高信号的对比剂不能渗入撕裂的半月板裂隙，不易判断是否存在内撕裂,而且无菌要求严格，并发感染概率高，患者痛苦较大而不易普及；间接法造影的缺点是对比剂不易进入某些潜在间隙，使其显示不清。

3.8其他MR技术

3.8.1超短回波时间（ultrashorttimeofecho，UTE）序列UTE序列是近年新出现的一种成像技术，其使用一个持续时间很短的激发脉冲，并且在射频脉冲作用完之后的很短时间内开始采集信号，使用的TE非常短,故可采集到短T2组织本身的信号，并以高信号形式显示。在UTE序列上半月板显示为高信号，而半月板的撕裂和退变表现为低信号。此外，UTE成像还可区分半月板的红区和白区，对比增强后，半月板边缘的红区显示更加清晰,增加了临床诊断信息;缺点是扫描时间较长,对扫描条件要求较高,仍有待于进一步完善。

3.8.2MRT2-mapping成像T2-mapping成像是国外应用较为广泛的软骨MR生理性成像技术,采用多回波SE序列,用同一TR及多次不同的TE采集得到多幅原始图像，通过工作站后处理形成有不同色彩组成的伪彩图，可以测量不同ROI的T2值，从而达到量化分析不同组织结构的目的。软骨T2弛豫时间增加与软骨超微结构破坏具有相关性，故T2-map-ping成像可以通过测定T2弛豫时间发现无明显形态学改变的软骨早期损伤的组织成分的变化，为早期诊断提供重要依据,防止软骨发生不可逆改变，因此有较高的应用价值,但缺点是特异度较低。

3.8.3多回波数据联合(multiechodataimaginecombination,MEDIC)序列MEDIC序列是在同一TR内采集多个时间点的回波数据,综合后获得重T2WI，具有更高的对比度,在减轻磁敏感伪影的同时保持较高的空间分辨率。杨琼等比较各序列软骨信噪比及软骨—半月板对比噪声比(contrasttonoiseratio,CNR)，发现MEDIC序列均显著高于稳态双回波与真实稳态进动快速成像序列。MEDIC的优点是具有较高的软骨信噪比，能较好区分关节软骨与骨髓、半月板;缺点是软骨与滑液信噪比较低，区分度差，影响软骨边界及表面微小病变的显示,且成像时间较长。

目前临床常规采用T1WI/SE、T2WI/FSE、T2*WI/FLASH及脂肪抑制序列和梯度回波序列进行矢状位、冠状位、轴位扫描,对半月板损伤诊断的准确率可达到90%以上,对于不易区分的信号可以进行特殊序列扫描,或行MR膝关节造影。

总之,MRI具有高清晰度、高分辨力、多参数及可任意方位成像等特点,不仅能够反映半月板病变的组织学及病理学变化,准确提供撕裂的部位、形态,判定撕裂的稳定性,为制定治疗方案提供依据,而且可以对关节镜盲区（半月板前角、半月板下面）实施检查。充分认识各种序列及技术检查半月板损伤的优越性和局限性，根据不同需要对各种序列进行合理组合,才能获得最佳诊断效果。

参考文献

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