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投稿郵箱:yxfw8436@163.com版主微信號:yxyxfwzx目前,MRI在骨骼系統的創傷急救過程中起著舉足輕重的作用。它的優勢在於良好的軟組織對比成像、高空間解析度和無電離輻射。雖然X線平片依然是骨折疾病的診療基礎,但是還需要依靠CT協助診斷骨盆、脊柱或大關節的創傷,而且還有一些特殊的情況需要使用MRI。例如肌腱、韌帶損傷或軟骨和半月板損傷的關節內骨折都可以在MRI上很好地成像。
三維磁共振掃描成像技術目前已得到廣泛應用,它可以提供高空間解析度,幫助手術醫生了解患者骨折部位的損傷情況,並可以多個平面重建,從而減少病例信息採集的時間。
來自希臘的Apostolos H. Karantanas醫生總結了MRI在創傷骨科的最近進展,該文章最近發表在Injury上。
前言
創傷骨科患者主要是由於高能量創傷、低能量創傷或運動相關性的慢性損傷造成,這都可引起全身多系統功能障礙。而兒童和青少年由於骨骼、肌肉和韌帶等結構的強度不如成年人,所以發生的骨折類型和嚴重程度也不同。另外一個原因是,生長板容易受壓縮、牽拉或扭轉的力量。
同樣,年齡相關性疾病也會發生在老年人身上,如骨質疏鬆、肌肉的退化等問題。最近30年,MRI越來越多地用於上述的骨骼肌肉系統功能障礙的早期診斷。同時,MRI的發明和在臨床的不斷地深入研究和發展有效地降低了疾病的漏診率。
目前,MRI的最新技術更多地著重於定量的測量,而不是以往單一的形態學影像,這決定了它將在未來幾十年的診療過程中依然發揮著重要作用。同時,軟體技術的提升也減少了金屬植入物對術後影像診斷的影響。另外,作者認為一個規範的影像報告系統可以幫助影像醫生和臨床醫生更好地交流及共同制定治療計劃。
骨的損傷
年輕運動員的撕裂性骨折通過X線平片即可診斷,但是無明顯移位的撕裂性骨折或那些還沒系統分型的骨折則需要MRI協助診斷,因為後者可以清楚顯示骨髓及其周圍軟組織水腫情況。所以MRI可以很好地發現成人或老年人的隱匿性的撕裂性骨折(圖1A,B)。臨床上遇到無明顯創傷史的患者發生股骨大轉子或小轉子撕裂性骨折,臨床醫生可通過MRI來發現是否合併有轉移瘤或原發性的骨腫瘤(圖1C,D)。
圖1:45歲男性患者,摔倒病史。
(A)前後位X線平片,實心箭頭處可見肱骨大結節有一輕微的皮質下骨質硬化區,提示輕微的骨質壓縮性損傷,空心箭頭處骨質減少。
(B)由於持續性疼痛和功能障礙,3周後行MRI檢查,質子密度加權脂抑制成像可見肱骨隱匿性的無移位骨折(實心箭頭),周圍骨髓水腫(空心箭頭),窄箭頭所指的囊邊為骨髓水腫吸收。
29歲女性運動員有氧運動後突發的髖關節疼痛。
(C)短時反轉恢復序列(STIR)的冠狀面掃描和T1加權脂抑制成像,股骨近端可見佔位性損傷(窄箭頭)和小轉子撕脫性骨折(空心箭頭),股方肌上方可見坐骨股骨間組織水腫(實心箭頭)。病理活檢結果為惡性成纖維細胞骨肉瘤。
應力性損傷的範圍包括從骨的應力性反應即骨折前的狀態到完全性骨折。X線平片對應力性損傷的診斷漏診率高達50%,而MRI則可以發現早期應力性的改變,從而早期治療、預防骨折的發生(圖2)。例如,對於患有骨質疏鬆症、放射後骨炎、類風溼關節炎或Paget’s病的患者遭受輕微碰撞引起的骨盆不完全性的微小骨折,MRI的診斷準確性非常高。
應力性骨折部位在所有脈衝序列中都顯示為低信號的不規則線,周圍水腫的骨髓則在水敏感序列中顯示為高信號。短時反轉恢復序列(STIR)、高解析度的脂抑制成像或T2加權成像最適合用於評估應力誘導的損傷。
圖2:
(A)9歲藝術體操女運動員,腹股溝左側到中間疼痛。STIR序列的冠狀位掃描可見左側恥骨有水腫信號,即應力性反應。
(B)10歲花樣遊泳女運動員,3周前出現左側臀部深處疼痛。STIR序列的斜冠狀位掃描在左骶骨翼處可見低信號的脆性骨折線(空心箭頭),周圍骨髓水腫(窄箭頭)。(C)9歲藝術體操女運動員,持續性左髖部疼痛,無明顯外傷史。前後位X線平片見髖臼負重線骨質減少。
(D)同一患者STIR序列的冠狀位掃描可見低信號的脆性骨折線,周圍骨髓水腫。
X線平片可診斷出大部分的骨盆骨折、長骨和短骨骨折,而CT可協助診斷髖臼、長骨和跟骨的關節內骨折。骨盆骨折大部分是由高能量損傷造成的,多伴有內臟或血管的損傷,因此,CT可幫助醫生快速評估此類患者內臟損傷情況。然而,最近一項研究證明了MRI診斷骶骨骨折比CT更敏感,而且還可協助判斷周圍軟組織的損傷情況。
MRI適用於高度懷疑髖關節骨折而X線平片陰性的老年患者。隱匿性骨折在T1加權成像的冠狀位掃描中的顯示為低信號線(圖3)。而移位性骨折則表現為水敏感序列的高信號影。通過增加STIR序列的冠狀位掃描可顯示其他類型骨折、軟組織損傷。
圖3:67歲男性患者,從1.5m處摔下來,出現雙側髖部疼痛和以左側為主的活動受限。X線平片可見股骨頸頭下型骨折(沒給出圖片)。T1加權成像(A、B)和T2加權脂抑制成像(C)的冠狀位、軸位掃描可見左側股骨移位性骨折(實心箭頭),右側股骨可見隱匿性的無移位骨折(空心箭頭)。
隱匿性骨折多發生於外側和後側距骨突、跟骨突前面、手舟骨和Salter-Harris型骨骺損傷。而質子密度加權脂抑制或STIR等水敏感序列可診斷上述疾病(圖4、5)。
圖4:(A)25歲男性患者,4年前肘關節在伸展位摔倒後出現手舟骨假關節。T1加權成像可見手舟骨有不均勻的低信號密度影(左上圖),T2加權脂抑制成像的冠狀位掃描可見假關節周圍有囊性邊界(左下圖)。T1加權脂抑制成像可見手舟骨遠端高信號影(窄箭頭),近極端的缺血性壞死呈低信號影。
(B)40歲男性患者,手舟骨骨折後假關節形成。T1加權成像可見假關節線(左上圖),T2加權GRE成像的冠狀位掃描見假關節處增厚(左下圖),T1加權脂抑制成像可見遠端手舟骨增大(長箭頭),近極端缺血性壞死呈低信號影(空心箭頭)。
圖5:MRI診斷隱匿性骨折。9歲女孩從1m高處摔下後出現膝關節上的疼痛。質子密度加權脂抑制成像的冠狀位(A)、矢狀位(B)、軸位(C)掃描可見Salter-Harris Ⅱ型骨折和股骨後側骨膜下血腫(空心箭頭)。12歲女孩最近在一次籃球比賽中扭傷踝關節。脂抑制成像的矢狀位(D)、冠狀位(E)、軸位(F)掃描在低位脛骨可見Salter-Harris Ⅰ型骨折和骨膜下血腫(空心箭頭)。
肩關節前脫位可發生關節盂前面骨質減少,術前定量MRI掃描可發現上述骨質改變,而且還可評估周圍軟組織的損傷情況,從而選擇正確手術方式修復。
關節內的損傷
多通道線圈的高磁場掃描(High field scanners matched with multi-channel coils)可準確診斷出半月板損傷、膝關節後外側角損傷或腕關節內韌帶損傷等關節內的微小創傷。另外,創傷性關節積脂血徵可幫助診斷關節內骨折。
梯度回波序列(GRE)脂抑制成像和質子密度加權脂抑制成像可用於關節軟骨損傷的顯像和定量分析,可幫助評估軟骨損傷情況以及分離性骨軟骨炎關節的穩定性。儘管MRI可以很好地準確診斷軟骨的病變,但是關節鏡技術在關節內軟骨病變的診斷中仍然是最重要的方法(圖6)。
圖6:19歲足球運動員,有外傷病史。T2加權成像的軸位掃描(A)和質子密度加權脂抑制成像矢狀位掃描(B)可見關節內軟骨骨折(窄箭頭)。
髖臼上唇撕裂可出現明顯關節疼痛,尤其是合併有骨關節炎的患者。高空間解析度的3-T系統在診斷上述疾病時會出現假陽性(圖7),而磁共振關節造影比傳統的MRI診斷準確率更高(圖8)。同時磁共振關鍵造影技術可用於肩關節盂上唇前後位(SLAP)損傷的分型。
圖7:高解析度的3-T 質子密度加權脂抑制成像可見左右髖關節盂唇前面撕裂,而在關節鏡下只顯示為關節盂前上位的溝。
圖:8:20歲男性帆船運動員因持續性左髖關節疼痛行3-T磁共振掃描。高解析度質子密度加權脂抑制成像的斜軸位(A)和矢狀位(B)掃描可見髂腰肌關節處水腫,在前面可見部分盂唇撕裂(窄箭頭)。高解析度的磁共振關節造影術軸位(C)、矢狀位(D)掃描可見上唇前面完全性撕裂。
三角軟骨纖維複合體損傷的運動員經常有腕部尺側疼痛。運用專門的表面線圈和三維GRE序列的高磁場掃描可顯示出高解析度圖片,幫助診斷上述疾病。脂抑制質子密度加權成像技術通過顯示骨質水腫情況和軟骨退化來解釋尺側壓迫症狀。另外,磁共振關節造影仍然是該疾病的診斷方法之一。
軟組織的損傷
質子密度加權脂抑制成像、T2加權成像和短時反轉恢復序列(STIR)都是評估肌肉組織損傷情況的主要方法。肌肉的病變部位的長徑以及該部位所佔的比例與損傷嚴重程度和恢復所需時間密切相關。
水敏感序列適用於描述由於神經壓迫或局部炎症導致的肌肉早期的去神經病變。創傷導致的肩胛上神經壓迫主要是由肩胛骨骨折、肱骨骨折或肩關節前脫位造成,由此引起的去神經改變表現為水敏感序列的岡上肌和岡下肌的水腫。四邊孔症候群主要是由於腋神經受壓迫引起的一系列症狀,主要表現為水敏感序列上的小圓肌和三角肌的水腫。因此,肩胛上神經壓迫和四邊孔症候群可較容易區分。
韌帶損傷較常見。MRI診斷韌帶損傷的優勢在於可評估有持續性疼痛的患者的基本情況和功能障礙,以及是否合併有其他組織的損傷。特別是踝關節和足區域的相關的隱匿性韌帶損傷需要MRI協助診斷。三維GRE序列脂抑制成像診斷踝關節的慢性損傷的準確性明顯高於較傳統的序列。該技術同樣適用於腕關節韌帶損傷的評估(圖9)。
圖9:GRE序列T1加權脂抑制成像的關節造影術冠狀位清楚可見腕關節背側(A)和背側(B)的韌帶。
3-T掃描和多通道線圈技術為臨床醫生提供了高空間解析度的圖像。如圖10,大部分患者都可清晰辨認出前交叉韌帶,從而顯示出前內側或前外側可能出現的損傷。
圖10:質子密度加權脂抑制成像矢狀位(A)和T2加權成像斜矢狀位(B)可見前交叉韌帶的前內側(窄箭頭)和後外側束(空心箭頭)。A圖還可見膕肌牽拉損傷。
術後的患者
金屬植入物可影響術後患者的損傷部位的成像,但MRI可通過特定的軟體,減少金屬植入物的影響,從而更準確地顯示術後患者軟組織的損傷(圖11)。
圖11:金屬植入物植入前(A)、後(B)的質子密度加權脂抑制成像冠狀位圖可見金屬植入物對脛骨幹骺端術後成像無明顯影響。
最新的發展方向
彌散加權成像(DWI)最初是用於診斷早期的腦卒中,但是在最近的十年,它越來越多用於診斷骨骼系統疾病。當臨床遇到低能量導致的病理性骨折,臨床醫生可通過彌散加權成像技術來診斷患者是否患者腫瘤或其他疾病(圖12)。最近有研究指出,彌散加權成像技術通過應用表觀彌散係數(ADC)成像,可提高診斷前交叉韌帶撕裂和區分部分撕裂和完全撕裂的敏感性和準確性。
圖12:39歲男性患者,22年前診斷Ewing瘤,經放化療後,最近2個月出現近端脛骨中間疼痛並伴有嚴重行走障礙。STIR序列的冠狀位掃描(A)可見骨髓廣泛浸潤性損傷和低信號的不完整的骨折線。(B)ADC成像可見惡性疾病相關性損傷。病理活檢提示放射後骨肉瘤。
神經顯像技術(Neurography)是MRI技術的一種新應用。該技術需要高信噪比的3-T掃描技術提供高解析度的圖像,然後三維T2加權脂抑制成像和三維STIR序列通過最大化強度的映射改善曲面成像效果,從而把神經完全顯像出來。
例如,臂叢神經的損傷通過三維STIR序列可顯示該神經節後斷裂影像,而三維T2加權成像的神經造影術(myelography)可看到節前神經的損傷。而彌散加權成像技術結合彌散張量成像(diffusion tensor imaging)和纖維束示蹤成像技術(fibre tracyography)可顯示神經纖維的走形方向,從而反映出軸突的解剖。
另外,磁共振軟骨顯像定量分析技術越來越普及用於軟骨組織的病變診斷中。膝關節的磁共振3-T掃描通過T2馳豫時間(T2 relaxation)可增加關節軟骨損傷的診斷敏感性。還有研究通過定量MRI檢查得出前交叉韌帶損傷的年輕患者可合併有軟骨的損傷,這表明完整的軟骨經歷創傷後可發生軟骨組織的溶解或損傷。
還有研究指出超短時間回聲序列可分辨出不同組織。例如,有血管供應的半月板和無血管的半月板顯像是完全不一樣的。但是,這一技術在骨骼系統的疾病診斷中沒有得到普及。
醫生間的溝通
影像學的報告內容是通俗易懂還是難以理解完全取決於影像醫生的個人偏好。作者認為一個規範的影像報告系統可以幫助影像醫生和臨床醫生更好地交流。該系統應詳細指出診斷的影像學依據,同時正確的分級模式可幫助臨床醫生制定治療計劃。
結論
MRI診斷最大的優勢是高空間解析度和高軟組織對比度。由於它可以很好地顯示骨髓組織,所以診斷骨挫傷、隱匿性骨折、應力性損傷或軟骨損傷的準確性和敏感性較高。三維質子密度加權脂抑制成像結合3-T掃描和專用的多通道線圈技術是目前骨骼系統疾病快速和準確診斷的主要方法。彌散加權成像和彌散張量成像技術可用於診斷肌肉撕裂損傷,而神經顯像技術可顯示出神經損傷情況。
作者認為MRI掃描的新技術普及和影像醫生對骨骼系統疾病診斷的深入研究將不斷提高創傷骨科的診療技術,造福患者。
來源:丁香園
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