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實(shí)用丨膝關(guān)節(jié)韌帶正常解剖與損傷的 MRI 表現(xiàn)

 姜太公人生如夢 2015-03-25

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來源:放射沙龍


  膝關(guān)節(jié)韌帶損傷常見,,會嚴(yán)重影響患者的生活或運(yùn)動員的訓(xùn)練及比賽,。因此,創(chuàng)傷后快速,、準(zhǔn)確,、可靠地評估這些損傷對患者和臨床醫(yī)學(xué)專家顯得尤為重要。普通 X 線檢查和 CT 對膝關(guān)節(jié)韌帶損傷的診斷不敏感,。而關(guān)節(jié)鏡技術(shù)盡管可以保證高度精確,,但屬于有創(chuàng)操作,且有手術(shù)風(fēng)險(xiǎn),,近年來單純診斷性關(guān)節(jié)鏡檢查已很少使用,。


  相比之下,MRI 有高軟組織分辨力和多層面成像的能力,,可以較清晰地顯示關(guān)節(jié)軟組織的變化情況,,有研究報(bào)道 MRI 對前交叉韌帶損傷診斷的敏感性高達(dá) 93%- 96%,特異性高達(dá) 89%-98%,,后交叉韌帶及內(nèi)外側(cè)副韌帶損傷的敏感性和特異性也與之相似,,因此成為診斷關(guān)節(jié)韌帶損傷的首選方法。本文就從膝關(guān)節(jié)韌帶正常解剖,、損傷的 MRI 表現(xiàn)作一介紹,。


   膝關(guān)節(jié)韌帶解剖

  

  穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)主要由 4 個(gè)韌帶構(gòu)成:前交叉韌帶 (anterior cruciate ligament,ACL),、后交叉韌帶 (posterior cruciate ligament,,PCL)、內(nèi)側(cè)副韌帶 (medial collateral ligament,,MCL),、外側(cè)副韌帶 (lateral collateral ligament,LCL),。其他韌帶還包括:膝橫韌帶,、股板韌帶、內(nèi)側(cè)支持帶,、髕韌帶等,。


  從側(cè)面及正面觀察,ACL 和 PCL 成十字交叉狀,,又合稱十字韌帶,。ACL 起于脛骨平臺內(nèi)側(cè)髁間嵴前方、近內(nèi)側(cè)半月板前角附近關(guān)節(jié)面,,向外,、上、后方走行,,止于股骨外髁內(nèi)側(cè)面,,韌帶在進(jìn)入脛骨髁間嵴之前該韌帶從上至下呈扇形散開,。ACL 主要作用是防止脛骨前移,前交叉韌帶的次要作用是防止脛骨過度內(nèi)旋,、維持膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻角度以及防止膝關(guān)節(jié)伸展過度。


  PCL 起于脛骨平臺髁間區(qū)后部近脛骨骺線處,,斜向內(nèi),、上、前方走行,,止于股骨內(nèi)髁外側(cè)骨前部,。PCL 是膝關(guān)節(jié)主要的后穩(wěn)定結(jié)構(gòu),可防止脛骨過度后移,,限制膝關(guān)節(jié)的過伸,,限制膝關(guān)節(jié)的側(cè)方活動,并對膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定起著重要的支持作用,,在膝關(guān)節(jié)的韌帶中,,PCL 最為強(qiáng)大。


  外側(cè)副韌帶或稱腓側(cè)副韌帶,,起自股骨外上髁而止于腓骨小頭(圖 1),,此韌帶下延時(shí)有輕微的前傾角,因此在連續(xù)的冠狀狀圖像時(shí)易觀察,,其深層沒有附著于外側(cè)半月板,。膝關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶主要是對抗膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻的主要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

  內(nèi)側(cè)副韌帶或稱為脛側(cè)副韌帶,,起自股骨內(nèi)髁,,位于內(nèi)收肌結(jié)節(jié)前下方,附著于脛骨內(nèi)側(cè)面,,距脛骨平臺表面約 2.0-2.5 cm,,韌帶深層緊密附著于內(nèi)側(cè)半月板旁,內(nèi)側(cè)副韌帶是膝關(guān)節(jié)對抗外翻負(fù)荷和限制脛骨外旋的重要結(jié)構(gòu),。特別需要認(rèn)識的是半月板股骨韌帶,,它起自股骨內(nèi)髁外側(cè)面,斜向外下方走行,,附著于外側(cè)半月板后角,。


  該韌帶通常有 2 個(gè)分支,其中一個(gè)分支走行于后交叉韌帶前方,,稱為前半月板股骨韌帶(Humphrey 韌帶),,另外一個(gè)分支走行于后交叉韌帶后方,稱為后半月板股骨韌帶(Wrisberg 韌帶),。Gupte 等對尸體研究發(fā)現(xiàn),,93% 的標(biāo)本中存在半月板股骨韌帶,。臨床上,診斷這些正常韌帶是很重要的,,以防與半月板損傷混淆,。


   膝關(guān)節(jié)韌帶損傷機(jī)制


  ACL 損傷的機(jī)制較復(fù)雜,主要是突然減速,、過伸,、脛骨前移、外旋和外展等,??赏瑫r(shí)合并有關(guān)節(jié)其他結(jié)構(gòu)損傷:如內(nèi)側(cè)副韌帶撕裂、內(nèi)側(cè)半月板撕裂,、脛骨后內(nèi)側(cè)平臺骨折,、脛骨后外側(cè)平臺骨折、股骨外側(cè)髁骨挫傷等,。


  ACL 損傷很常見,,在非接觸性運(yùn)動中,伸展的膝關(guān)節(jié)扭傷通常發(fā)生在足穩(wěn)定在地面而軀干扭轉(zhuǎn)時(shí),,多見于滑雪和足球運(yùn)動,;而在身體接觸的運(yùn)動中,ACL 損傷見于后方直接暴力作用于膝關(guān)節(jié)或小腿,;ACL 部分或完全損傷,,多見于橄欖球運(yùn)動。


  ACL 損傷 MRI 可見形態(tài)異常和信號改變,,而一旦 ACL 撕裂,,脛骨就相對前移,典型表現(xiàn)為外側(cè)半月板后角暴露,、股骨外側(cè)髁和脛骨外側(cè)骨挫傷,。


  PCL 損傷是脛骨相對于股骨的過伸、外旋和后移造成的,,如“儀表盤損傷”,,常見于膝關(guān)節(jié)屈曲時(shí),外力作用于脛骨近端前方,,多見于車禍時(shí)膝關(guān)節(jié)撞擊前方的儀表盤,,也見于跌倒以后膝關(guān)節(jié)撞擊地面,使得脛骨前方損傷,,而合并 PCL 損傷或撕裂,。


  外側(cè)副韌帶損傷為膝外翻暴力所致,多是由于膝關(guān)節(jié)彎曲時(shí),小腿突然內(nèi)收,、內(nèi)旋,,或大腿突然外展、外旋引起,。外側(cè)副韌帶可發(fā)生部分或完全斷裂,,在嚴(yán)重創(chuàng)傷時(shí),側(cè)副韌帶,、十字韌帶和半月板可同時(shí)損傷,。


  內(nèi)側(cè)副韌帶損傷為膝內(nèi)翻暴力所致,多是由于膝關(guān)節(jié)輕度屈曲時(shí),,小腿突然外展、外旋,,或足及小腿固定,,大腿突然內(nèi)收、內(nèi)旋造成,。由于內(nèi)側(cè)副韌帶較薄弱,,膝關(guān)節(jié)外翻暴力較常見,以近端撕裂尤其是股骨附著點(diǎn)處撕裂最常見,。


  典型的是剪切傷,,當(dāng)膝關(guān)節(jié)中度屈曲(10°-30°)時(shí)受到一個(gè)純粹的外翻力作用,常有脛骨外側(cè)平臺和股骨外側(cè)髁的損傷,。其次,,是股骨內(nèi)側(cè)髁的內(nèi)側(cè)副韌帶附著點(diǎn)損傷,可合并 ACL 撕裂,、內(nèi)側(cè)半月板撕裂,,多見于橄欖球運(yùn)動員。


   正常韌帶MR及信號特點(diǎn)


  檢查膝關(guān)節(jié)及韌帶的 MRI 序列主要有自旋回波序列 (SE),、梯度回波序列(GRE) 及其衍生序列,。最常用的是 SE 序列,包括 TIWI,、T2WI 及質(zhì)子密度加權(quán)成像(PDWI),,特別是水敏感序列,如快速自旋回波(FSE) -T2WI 序列,、反轉(zhuǎn)恢復(fù)和質(zhì)子密度加權(quán)序列,,用于評估膝關(guān)節(jié)主要韌帶及其損傷的程度,如膝關(guān)節(jié)韌帶形態(tài)和一些常見的損傷,。


而目前研究 3D 梯度回波序列 (3D-GRE),、3D 自旋回波序列(3D-TSE) 以及 3D 超短回波序列(3D-UTE) 等的資料顯示,這些三維序列的優(yōu)勢是能更清楚地顯示關(guān)節(jié)的細(xì)微解剖結(jié)構(gòu),并能夠進(jìn)行多平面及曲面重建,,診斷準(zhǔn)確性有所提高,,正在逐漸應(yīng)用于臨床。當(dāng)然,,加上脂肪抑制技術(shù),,更有利于對合并其他結(jié)構(gòu)損傷如骨髓、軟骨,、軟組織等結(jié)構(gòu)損傷的顯示,。

ACL 近端附著在股骨外側(cè)髁的后內(nèi)側(cè)面,沿股骨外側(cè)髁內(nèi)側(cè)向前下方走行,,遠(yuǎn)端附著于脛骨髁間隆起的前外側(cè)面,。ACL 的走行與髁間窩頂一致,長約 1.1 cm,,寬約 3.1-3.8 cm,,由多條纖維組成,呈線狀或輕度螺旋狀排列,。主要分為兩部分,,較粗大的前內(nèi)束和較小的后外束,但在 MRI 上兩者難以區(qū)分,。

ACL 在矢狀面,、冠狀面和橫斷面上均可顯示,但在矢狀面上顯示較好,。它前面的纖維束在所有的 MRI 序列上均表現(xiàn)為低信號,,而在中間和后面部分的纖維束之間常存在少量的脂肪組織和疏松結(jié)締組織,因此呈稍高信號(圖 1),。


  PCL 近端起于股骨內(nèi)側(cè)髁的外側(cè)面,,向后、下,、外走行,,遠(yuǎn)端附著于脛骨后髁間凹和脛骨平臺的后面。PCL 位于 ACL 的后內(nèi)側(cè),,較后者粗大,。PCL 主要由前外側(cè)束和后內(nèi)側(cè)束組成,從近端至遠(yuǎn)端逐漸變細(xì),。


  其平均長度 3.8 cm,,寬度 1.3 cm。在矢狀面上,,PCL ??稍趲讉€(gè)層面上顯示,并在不同的序列上均表現(xiàn)為邊界清楚和均勻的低信號帶,這與 ACL 有所不同,。大多數(shù)情況下,,PCL 信號強(qiáng)度低于 ACL,而且 PCL 信號比較均勻,,不同于 ACL,。


  外側(cè)副韌帶長度為 4.1-6.2 cm,平均長度為 5.7 cm,,在冠狀位,、橫斷位及矢狀位的 TIWI 及 T2WI 上均呈低信號,與內(nèi)側(cè)副韌帶相同,,但在冠狀面顯示最佳,。


  內(nèi)側(cè)副韌帶呈扁平條狀,長度為 4.5-7.7 cm,,平均為 6.8 cm,,呈拉緊的細(xì)帶狀,在冠狀位,、橫斷位及矢狀位的 TIWI 及 T2WI 上均呈低信號,內(nèi)側(cè)副韌帶被脂肪組織包繞,。在股骨,、脛骨韌帶附著點(diǎn)處,韌帶與骨皮質(zhì)融合難以區(qū)分,,內(nèi)側(cè)副韌帶冠狀位顯示最佳,,表現(xiàn)為一線形低信號,偶爾在冠狀面 T2WI 上內(nèi)側(cè)副韌帶淺層和深層間有一細(xì)線狀中等信號影,,為淺層滑囊內(nèi)脂肪所致,。


   韌帶損傷的MR診斷


  膝關(guān)節(jié)韌帶主要由膠原纖維組成,其內(nèi)的氫原子固定在多肽鏈形成的致密網(wǎng)架上,,因此在所有的序列上均呈低信號,,韌帶損傷時(shí),多肽網(wǎng)架破壞,,出現(xiàn)水腫或出血,,表現(xiàn)為 TI2WI 上高信號,韌帶增粗腫脹,。


  ACL 在 MRI 矢狀位顯示最清楚,,T1WI、T2WI 均表現(xiàn)為斜行的帶狀低信號,,界限清楚,,前緣均光滑,大部分后緣欠光滑。ACL 撕裂的程度分為完全撕裂和部分撕裂,。ACL 撕裂在斜矢狀位觀察最佳,,當(dāng)然同時(shí)需要結(jié)合橫斷位及冠狀位觀察,最常見的撕裂部位是韌帶中部,,其次是股骨髁附著點(diǎn),,而脛骨附著處則較少見。


  ACL 損傷的 MRI 直接征象表現(xiàn)包括:信號增高,、走行異常,、連續(xù)性部分或完全中斷以及出現(xiàn)假瘤征、空虛征(圖 2),。間接征象則包括:膝關(guān)節(jié)外側(cè)部骨挫傷或骨軟骨損傷,、脛骨后內(nèi)側(cè)平臺骨折合并半膜肌附著點(diǎn)撕裂、PCL 角度改變,、脛骨位置前移,、半月板和其他韌帶撕裂。在部分和完全性 ACL 撕裂時(shí)骨挫傷的發(fā)生率分別為 12% 和 72% ,,同時(shí)可見合并有其他損傷,,包括半月板撕裂。

  ACL 急性損傷時(shí),,合并半月板撕裂的發(fā)生率達(dá) 52%,;ACL 慢性損傷時(shí),合并半月板損傷發(fā)病率高達(dá) 83%,。而外側(cè)半月板撕裂在急性 ACL 損傷時(shí)更為常見,,內(nèi)側(cè)半月板撕裂在慢性 ACL 損傷時(shí)略多見。ACL 手術(shù)重建是目前損傷后最常見的韌帶重建,。與原來韌帶相比,,重建韌帶也可產(chǎn)生損傷或撕裂。關(guān)節(jié)纖維化是 ACL 重建后一個(gè)已知的并發(fā)癥,,可能會導(dǎo)致關(guān)節(jié)伸展活動受限,。


  PCL 在 MRI 矢狀位顯示最佳,T1WI,、TI2WI 均表現(xiàn)為斜行的帶狀低信號,,信號略低于 ACL,界限清楚,,邊緣光滑,。撕裂也分為完全撕裂及部分撕裂。PCL 完全撕裂 MRI 表現(xiàn)主要是 PCL 連續(xù)性中斷,,殘余的交叉韌帶退縮,、扭曲,,而有時(shí)也可見 PCL 缺如,多見于慢性損傷后吸收改變,;部分撕裂則表現(xiàn)為 PCL 有信號異常改變,,部分纖維連續(xù)性中斷而部分纖維完整(圖 3)。間接征象則包括內(nèi)側(cè)脛骨平臺的撕脫骨折等,。


  內(nèi)側(cè)副韌帶損傷則以冠狀位和橫斷位掃描為主,,根據(jù)側(cè)副韌帶損傷的 MRI 表現(xiàn)將其分為Ⅰ、Ⅱ,、Ⅲ級,。Ⅰ級損傷:韌帶形態(tài)及厚度無明顯改變,與鄰近的脂肪組織分界清楚,,主要為韌帶局部水腫和新生的肉芽組織增生,,所以 T2WI 顯示韌帶內(nèi)出現(xiàn)條形高信號。


 ?、蚣墦p傷:側(cè)副韌帶纖維呈縱行部分撕裂,,纖維束撕裂分離出現(xiàn)水腫及出血,但信號連續(xù)性依然存在,,韌帶局部不同程度增粗,,邊緣模糊,韌帶與周圍脂肪分界不清,,T2WI 顯示韌帶內(nèi)出現(xiàn)不規(guī)則條形高信號,。Ⅲ級損傷:韌帶失去正常形態(tài),信號的連續(xù)性大部分或全部中斷,,韌帶斷裂處卷曲、攣縮成團(tuán)塊狀,,T2WI 呈混雜信號 (圖 4),。

  內(nèi)側(cè)副韌帶損傷常合并其他結(jié)構(gòu)的損傷,文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)生率約為 73%,。合并的損傷包括骨挫傷,,ACL、PCL,、半月板損傷等,。其中骨挫傷以膝關(guān)節(jié)的外側(cè)部多見,另外脛側(cè)副韌帶損傷可合并大量的關(guān)節(jié)液滲出,。


  外側(cè)副韌帶損傷的 MRI 表現(xiàn)與內(nèi)側(cè)副韌帶相似,,同樣也是在冠狀位上顯示較好,尤其是在脂肪抑制序列上,,對韌帶損傷顯示更加敏感,、準(zhǔn)確,。根據(jù)韌帶損傷的程度分為 3 級,與內(nèi)側(cè)副韌帶分類方法相同(圖 5),。


  但是外側(cè)副韌帶損傷較內(nèi)側(cè)少見,,而且多為單發(fā)損傷,嚴(yán)重者可伴有關(guān)節(jié)囊和外側(cè)半月板損傷,。


  MRI 是評估膝關(guān)節(jié)韌帶損傷的重要工具,。詳細(xì)了解這些韌帶的正常解剖和其病變征象可以早期確診和及時(shí)治療,從而減少治療康復(fù)時(shí)間,。




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