膝關節韌帶正常解剖與損傷的MRI表現

作者：宗敏

膝關節韌帶損傷常見，會嚴重影響患者的生活或運動員的訓練及比賽。因此，創傷後快速、準確、可靠地評估這些損傷對患者和臨床醫學專家顯得尤為重要。普通 X 線檢查和 CT 對膝關節韌帶損傷的診斷不敏感。而關節鏡技術儘管可以保證高度精確，但屬於有創操作，且有手術風險，近年來單純診斷性關節鏡檢查已很少使用。

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節軟組織的變化情況，有研究報導 MRI 對前交叉韌帶損傷診斷的敏感性高達 93%- 96%，特異性高達 89%-98%，後交叉韌帶及內外側副韌帶損傷的敏感性和特異性也與之相似，因此成為診斷關節韌帶損傷的首選方法。本文就從膝關節韌帶正常解剖、損傷的 MRI 表現作一介紹。

一、膝關節韌帶的組成、解剖及生物學特性

穩定膝關節的結構主要由 4 個韌帶構成：前交叉韌帶 (anterior cruciate ligament，ACL)、後交叉韌帶 (posterior cruciate ligament，PCL)、內側副韌帶 (medial collateral ligament，MCL)、外側副韌帶 (lateral collateral ligament，LCL)。其他韌帶還包括：膝橫韌帶、股板韌帶、內側支持帶、髕韌帶等。

從側面及正面觀察，ACL 和 PCL 成十字交叉狀，又合稱十字韌帶。ACL 起於脛骨平臺內側髁間嵴前方、近內側半月板前角附近關節面，向外、上、後方走行，止於股骨外髁內側面，韌帶在進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旋、維持膝關節內外翻角度以及防止膝關節伸展過度。

PCL起於脛骨平臺髁間區後部近脛骨骺線處，斜向內、上、前方走行，止於股骨內髁外側骨前部。PCL 是膝關節主要的後穩定結構，可防止脛骨過度後移，限制膝關節的過伸，限制膝關節的側方活動，並對膝關節的旋轉穩定起著重要的支持作用，在膝關節的韌帶中，PCL 最為強大。

外側副韌帶或稱腓側副韌帶，起自股骨外上髁而止於腓骨小頭（圖 1），此韌帶下延時有輕微的前傾角，因此在連續的冠狀狀圖像時易觀察，其深層沒有附著於外側半月板。膝關節外側副韌帶主要是對抗膝關節內翻的主要穩定結構。

 

內側副韌帶或稱為脛側副韌帶，起自股骨內髁，位於內收肌結節前下方，附著於脛骨內側面，距脛骨平臺表面約 2.0-2.5 cm，韌帶深層緊密附著於內側半月板旁，內側副韌帶是膝關節對抗外翻負荷和限制脛骨外旋的重要結構。特別需要認識的是半月板股骨韌帶，它起自股骨內髁外側面，斜向外下方走行，附著於外側半月板后角。

該韌帶通常有 2 個分支，其中一個分支走行於後交叉韌帶前方，稱為前半月板股骨韌帶（Humphrey 韌帶），另外一個分支走行於後交叉韌帶後方，稱為後半月板股骨韌帶（Wrisberg 韌帶）。Gupte 等對屍體研究發現，93% 的標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。

二、膝關節韌帶損傷機制

ACL損傷的機制較複雜，主要是突然減速、過伸、脛骨前移、外旋和外展等。可同時合併有關節其他結構損傷：如內側副韌帶撕裂、內側半月板撕裂、脛骨後內側平臺骨折、脛骨後外側平臺骨折、股骨外側髁骨挫傷等。

ACL損傷很常見，在非接觸性運動中，伸展的膝關節扭傷通常發生在足穩定在地面而軀幹扭轉時，多見於滑雪和足球運動；而在身體接觸的運動中，ACL 損傷見於後方直接暴力作用於膝關節或小腿；ACL 部分或完全損傷，多見於橄欖球運動。

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

PCL損傷是脛骨相對於股骨的過伸、外旋和後移造成的，如「儀錶盤損傷」，常見於膝關節屈曲時，外力作用於脛骨近端前方，多見於車禍時膝關節撞擊前方的儀錶盤，也見於跌倒以後膝關節撞擊地面，使得脛骨前方損傷，而合併 PCL 損傷或撕裂。

外側副韌帶損傷為膝外翻暴力所致，多是由於膝關節彎曲時，小腿突然內收、內旋，或大腿突然外展、外旋引起。外側副韌帶可發生部分或完全斷裂，在嚴重創傷時，側副韌帶、十字韌帶和半月板可同時損傷。

內側副韌帶損傷為膝內翻暴力所致，多是由於膝關節輕度屈曲時，小腿突然外展、外旋，或足及小腿固定，大腿突然內收、內旋造成。由於內側副韌帶較薄弱，膝關節外翻暴力較常見，以近端撕裂尤其是股骨附著點處撕裂最常見。

典型的是剪切傷，當膝關節中度屈曲（10°-30°）時受到一個純粹的外翻力作用，常有脛骨外側平臺和股骨外側髁的損傷。其次，是股骨內側髁的內側副韌帶附著點損傷，可合併 ACL 撕裂、內側半月板撕裂，多見於橄欖球運動員。

三、正常韌帶的 MRI 解剖及信號特點相關性

檢查膝關節及韌帶的 MRI 序列主要有自旋迴波序列 (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 及質子密度加權成像(PDWI)，特別是水敏感序列，如快速自旋迴波(FSE) -T2WI 序列、反轉恢復和質子密度加權序列，用於評估膝關節主要韌帶及其損傷的程度，如膝關節韌帶形態和一些常見的損傷。

而目前研究 3D 梯度回波序列 (3D-GRE)、3D自旋迴波序列(3D-TSE) 以及 3D 超短回波序列(3D-UTE) 等的資料顯示，這些三維序列的優勢是能更清楚地顯示關節的細微解剖結構，並能夠進行多平面及曲面重建，診斷準確性有所提高，正在逐漸應用於臨床。當然，加上脂肪抑制技術，更有利於對合併其他結構損傷如骨髓、軟骨、軟組織等結構損傷的顯示。

ACL近端附著在股骨外側髁的後內側面，沿股骨外側髁內側向前下方走行，遠端附著於脛骨髁間隆起的前外側面。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，較粗大的前內束和較小的後外束，但在 MRI 上兩者難以區分。

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 序列上均表現為低信號，而在中間和後面部分的纖維束之間常存在少量的脂肪組織和疏鬆結締組織，因此呈稍高信號（圖 1）。

PCL近端起於股骨內側髁的外側面，向後、下、外走行，遠端附著於脛骨後髁間凹和脛骨平臺的後面。PCL 位於 ACL 的後內側，較後者粗大。PCL 主要由前外側束和後內側束組成，從近端至遠端逐漸變細。

其平均長度 3.8 cm，寬度 1.3 cm。在矢狀面上，PCL 常可在幾個層面上顯示，並在不同的序列上均表現為邊界清楚和均勻的低信號帶，這與ACL 有所不同。大多數情況下，PCL 信號強度低於 ACL，而且 PCL 信號比較均勻，不同於 ACL。

外側副韌帶長度為 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，與內側副韌帶相同，但在冠狀面顯示最佳。

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

四、膝關節韌帶損傷的 MRI 診斷

膝關節韌帶主要由膠原纖維組成，其內的氫原子固定在多肽鏈形成的緻密網架上，因此在所有的序列上均呈低信號，韌帶損傷時，多肽網架破壞，出現水腫或出血，表現為 TI2WI 上高信號，韌帶增粗腫脹。

ACL在 MRI 矢狀位顯示最清楚，T1WI、T2WI 均表現為斜行的帶狀低信號，界限清楚，前緣均光滑，大部分後緣欠光滑。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，當然同時需要結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，而脛骨附著處則較少見。

ACL損傷的 MRI 直接徵象表現包括：信號增高、走行異常、連續性部分或完全中斷以及出現假瘤徵、空虛徵（圖 2）。間接徵象則包括：膝關節外側部骨挫傷或骨軟骨損傷、脛骨後內側平臺骨折合併半膜肌附著點撕裂、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 撕裂時骨挫傷的發生率分別為 12% 和 72% ，同時可見合併有其他損傷，包括半月板撕裂。

 

ACL急性損傷時，合併半月板撕裂的發生率達 52%；ACL 慢性損傷時，合併半月板損傷發病率高達 83%。而外側半月板撕裂在急性 ACL 損傷時更為常見，內側半月板撕裂在慢性 ACL 損傷時略多見。ACL 手術重建是目前損傷後最常見的韌帶重建。與原來韌帶相比，重建韌帶也可產生損傷或撕裂。關節纖維化是 ACL 重建後一個已知的併發症，可能會導致關節伸展活動受限。

PCL在 MRI 矢狀位顯示最佳，T1WI、TI2WI 均表現為斜行的帶狀低信號，信號略低於 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 表現主要是 PCL 連續性中斷，殘餘的交叉韌帶退縮、扭曲，而有時也可見 PCL 缺如，多見於慢性損傷後吸收改變；部分撕裂則表現為 PCL 有信號異常改變，部分纖維連續性中斷而部分纖維完整（圖 3）。間接徵象則包括內側脛骨平臺的撕脫骨折等。

內側副韌帶損傷則以冠狀位和橫斷位掃描為主，根據側副韌帶損傷的 MRI 表現將其分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。Ⅰ級損傷：韌帶形態及厚度無明顯改變，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 顯示韌帶內出現條形高信號。

Ⅱ級損傷：側副韌帶纖維呈縱行部分撕裂，纖維束撕裂分離出現水腫及出血，但信號連續性依然存在，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 顯示韌帶內出現不規則條形高信號。Ⅲ級損傷：韌帶失去正常形態，信號的連續性大部分或全部中斷，韌帶斷裂處捲曲、攣縮成團塊狀，T2WI 呈混雜信號 (圖 4)。

 

內側副韌帶損傷常合併其他結構的損傷，文獻報導發生率約為 73%。合併的損傷包括骨挫傷，ACL、PCL、半月板損傷等。其中骨挫傷以膝關節的外側部多見，另外脛側副韌帶損傷可合併大量的關節液滲出。

外側副韌帶損傷的 MRI 表現與內側副韌帶相似，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、準確。根據韌帶損傷的程度分為3 級，與內側副韌帶分類方法相同（圖 5）。但是外側副韌帶損傷較內側少見，而且多為單發損傷，嚴重者可伴有關節囊和外側半月板損傷。

MRI是評估膝關節韌帶損傷的重要工具。詳細了解這些韌帶的正常解剖和其病變徵象可以早期確診和及時治療，從而減少治療康復時間。

來源：《中華全科醫師雜誌》2014年第13卷第8期 

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