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1、膝关节解剖及常见疾病MRI诊断 镇江市中医院磁共振室谈瑞生 MagneticResonanceImagingMRI 磁共振机房及控制室 图文报告系统 膝关节正常解剖 膝关节是全身中结构最复杂 所受的杠杆作用最强 损伤最常见的关节 由三个部分组成 股骨下端和胫骨下端构成的内 外侧胫股关节 及由髌骨和股骨髌面构成的髌股关节 膝关节冠状位观 腓侧副韧带 胫侧副韧带 前交叉韧带 外侧半月板 腓侧副韧带 后交叉韧带 内侧半月板 胫侧副韧带 半月板上面观 膝关节正常MRI 正常外侧半月板 后角 前角 前交叉韧带 后交叉韧带 髌上囊 正常交叉韧带 正常交叉韧带 后交叉韧带 前交叉韧带 髌上囊 外侧半月板 内
2、侧半月板 后交叉韧带 前交叉韧带 正常膝关节冠状位 正常胫 内 腓 外 侧副韧带 胫侧副韧带 腓侧副韧带 髌韧带 股四头肌腱 矢状位 分六个部分 一 半月板 二 交叉韧带 三 侧副韧带 四 膝关节后外侧区域解剖 五 膝关节后关节囊区正常解剖 六 膝前区结构解剖 膝关节MRI之正常解剖 一 半月板 1 内 外侧半月板为C形纤维软骨结构 位于膝关节内 股骨髁和胫骨平台之间 2 内 外侧半月板覆盖约60 80 的各自胫骨平台关节面 吸收约50 的轴向应力 当膝关节屈曲90度时 半月板吸收约85 的轴向应力 3 除了吸收能量外 半月板尚有以下功能 a 通过加深股骨髁和胫骨平台间的接触面 而增加膝关节的
3、稳定性 b 关节润滑作用 可能因为通过其表面液体渗出 c 本体感觉 半月板前 后角内的神经纤维 半月板简图 组织学 1 半月板主要由排成束的 型胶原纤维组成 2 大多数纤维环周状走向 平行于半月板的长轴 少部分纤维呈放射状排列 起维持稳定的 系纤维 的作用 当关节承受轴向压力时 大多数环周分布的胶原束允许半月板变形 通过关节面分配压力 从而保护关节软骨 3 即使仅移除了16 34 的半月板 关节软骨面的接触力可增加350 这就解释了为什么损伤后半月板组织切除的数目和继发骨关节炎的相关性 这也说明了半月板的保存是手术的首要目标 4 半月板的血供来自内 外侧膝状动脉沿着每个半月板的外周形成的毛细血
4、管网 在婴儿 小血管扩展到整个半月板 但到约10岁 小血管退化 只有半月板的外20 30 有血管分布 5 半月板的外1 3因富血供被称为红带 redzone 而相对的无血管分布的内2 3称为白带 whitezone 半月板被分为前角 体部 后角三部分 RedZone 外周1 3富血管区域 WhiteZone 内2 3相对无血供区域 MRI表现和技术 1 半月板因为其纤维软骨结构而在所有MRI脉冲序列上均呈弥漫性低信号强度 2 半月板的病理改变通常在短回波时间 TE 20ms 如T1 质子密度和梯度回波图像上显示清楚 3 常规检查技术 横断位 斜冠状位 在横断位上平行于上髁连线 斜矢状位 垂直于
5、斜冠状位 4 常规扫描技术 FSE质子密度像 T1WI FSE抑脂T2WI 内侧半月板 Medialmeniscus 1 内侧半月板前角通常是两侧半月板各部中最小的部分 在矢状位图像上 内侧半月板前角通常约后角的1 3 1 2大小 2 在3 4mm层厚的周边矢状位图像上 半月板体部呈蝴蝶结形结构 3 在冠状位图像上 半月板前 后角呈带状 而体部略呈等边三角形 4 内侧半月板前角系于内侧胫骨突 即前交叉韧带 ACL 插入部的前方 而后角系于后交叉韧带 PCL 插入部的后方 明确在矢状位图像上内侧半月板后角邻近PCL是重要的 不要将其误认为半月板撕裂 5 与外侧半月板比较 内侧半月板与关节囊连接更
6、紧密 少移动 内侧半月板通过冠状韧带 内侧副韧带的深部纤维 系于股骨内侧髁和胫骨平台 通常在冠状位图像上显示较好 内侧半月板 矢状位梯度回波图像示 A 内侧半月板较小的前角和大的后角 简示锐利的游离缘 前角 后角 内侧半月板 矢状位梯度回波图像示 B 呈蝴蝶结状的体部 外侧半月板 Lateralmeniscus 1 外侧半月板形成较紧的C形结构 与内侧半月板比较 即有文献描述为O形 其前 后角大小较一致 在矢状位图像上表现类似等边三角形 2 与内侧半月板类似 外侧半月板体部在靠边缘的矢状位图像上表现为蝴蝶结状结构 在冠状位图像上略呈等边三角形 3 外侧半月板与关节囊联系较松散 尤其是在其后外侧
7、面 腘肌腱通过其关节内管道时 在这个区域 上 下腘 半月板束从半月板外界围绕腘肌腱系于关节囊 A 矢状位梯度回波图像示呈等边三角形的外侧半月板前后角 前角 后角 板股韧带 板股韧带 themeniscofemoralligaments 起自外侧半月板后角 通过PCL的任意一边 系于内侧股骨髁的内缘 Humphry韧带行经PCL的前方 而Wrisberg韧带经过PCL的后方 大约70 的膝关节可见其中之一 而只有6 两者均可见 A 矢状位STIR示Wrisberg韧带经过PCL的后方 箭 B 冠状位STIR示示板股韧带 黑箭 自外侧半月板后角 白箭 到股骨内侧髁 二 交叉韧带 前交叉韧带 ACL
8、 1 ACL是膝关节重要的稳定结构 可防止胫骨的过度前移 ACL自胫骨髁间前区斜向外后上方 止于股骨外侧髁的内侧面后部 ACL为一扇形结构 在股骨附着缘呈较紧密的束状 而下部散开较宽地附着于胫骨 2 ACL由前内束和后外束组成 两束分别在屈曲和伸展时变紧 其中前内束是最重要的生物力学结构 前交叉韧带 ACL 箭示ACL前内侧束 前交叉韧带 ACL 白箭示ACL后外侧束 脂肪抑制T2WI 图C 示ACL后外侧束 白箭 和前内束中部纤维 黑箭 的股骨附着缘 后交叉韧带 PCL 1 正常PCL呈一紧密低信号结构而在MRI上极易辨认 PCL自胫骨髁间后区斜向内前上方 止于股骨内髁的外侧面 2 PCL由
9、前外侧束和后内侧束组成 前外侧束较大 在膝关节屈曲时绷紧 而后内侧束较细 在伸直时绷紧 3 PCL的功能是防止胫骨向后移位 后交叉韧带 PCL 粗箭示PCL 细箭示ACL 三 内 外侧副韧带 内侧副韧带 1 内侧副韧带 MCL 由深 浅两层组成 浅层是通常所称的内侧副韧带 由平行的和斜行的纤维所组成 起自股骨内侧收肌结节之下 止于胫骨的内侧 深层为浅层下方的关节囊增厚所致 2 MCL的功能主要是防止膝关节外翻 外侧副韧带 LCL 1 LCL起自股骨外上髁的上方 止于腓骨头下方 呈一圆索状结构 长约5 7cm 在经过关节间隙时有腘肌腱将其与外侧半月板隔开 2 LCL的功能是防止膝关节内翻 并与膝
10、后外侧结构一起防止膝关节的内翻和外旋 膝后外侧面 与上图匹配的矢状位质子密度像示 m 半月板 星号 腘肌腱 关节囊 c 和腓肠肌肌腱也显示 膝关节矢状面MRI解剖 可整段显像髌韧带 前后交叉 外侧附韧带结构是诊断半月板撕裂或变性最为关键的断面显示关节边缘层次的结构不理想 如髌支持带和内外侧副韧带等 因容积效应作用而显示不清 膝关节冠状面MRI解剖 多用于显示内外侧附韧带 腘肌和拱状韧带有无信号和结构改变能显示交叉韧带 但非韧带截面像 也非纵切面像 易造成判断的错误侧重关节胫股软骨的两边和半月板的体部矢状面则侧重的股胫软骨中部和半月板前后角两方位相互补充得以取长补短 膝关节横断面MRI解剖 是三
11、维影像首选的方位 也是为了便于MRI与CT比较可准确地展现髌骨内外侧关节面 半月板变性和撕裂表现 正常半月板呈均匀的低信号结构半月板变性和撕裂时 变性和撕裂部位T1WI T2WI和PD像信号升高 半月板内MRI高信号影的大小 形态以及是否延及半月板上下缘等各种变化类型与半月板病理改变密切相关 三级半月板病变的MRI和病理表现 分级MRI表现病理表现 级半月板内局限性信号升高局限性早期黏液样变性 级板内出现水平的略高信号线 黏液样变性范围较 级大 可从半月板的囊缘直达游离虽无明显的肉眼可见的裂缘 但不影响到关节缘隙 显微镜下见纤维断裂 级板内略高信号线累及半月板纤维软骨撕裂的关节缘 级改变 半月
12、板 级改变 矢状面T1WI 图A 示半月板内局限性轻微信号升高 T2WI像 图B 未见信号改变 级改变 半月板 级信号改变 矢状面T1WI 图A 见横行略高信号线 由半月板囊缘向游离源延伸至囊缘 T2WI 图B 则未见信号升高 半月板 级信号改变 矢状面T1WI 图A PD 图B 和T2WI 图C 均显示内侧半月板内信号升高 其PD像清晰显示高信号线由半月板囊缘延伸下关节缘 级改变 半月板撕裂分类 分类的意义 在进行半月板修补和切除术中 外科医生应该尽可能多地保留半月板组织 这有助于减轻随后的退变 不同类型的撕裂 其治疗的措施不一样 纵向撕裂和斜型撕裂是可以修补的 水平型 放射状和混合型撕裂是
13、不能修补的 需要部分切除半月板 MR所示的撕裂类型对治疗方法的采取是很有帮助的 斜行撕裂 MRI示 级的高信号影方向胫骨平台成一定的角度 除了0及90度 是最常见撕裂类型 吴国金 男 46岁 左膝内侧半月板后角斜行撕裂 镇江市中医院病例 冠状位 镇江市中医院病例 矢状位PD内侧板月板后角斜形撕裂 脂肪抑制内侧半月板后角呈明显斜形线状高信号 内侧板月板后角斜形撕裂 半月板纵向水平撕裂 内侧半月板后角水平状撕裂 纵向水平撕裂 外侧半月板前角水平状撕裂 膝关节冠状位 外侧半月板水平撕裂 矢状位内侧半月板后角水平撕裂 STIR内侧半月板后角呈线状高信号 纵向垂直撕裂 内侧半月板体部后角垂直撕裂 郭 男
14、性 74岁 右膝内侧半月板前角垂直撕裂 镇江市中医院病例 外侧半月板环状垂直撕裂 倾向桶柄状 矢状面T2 图A 和关节腔Gd DTPA造影T1WI 图B 揭示半月板分割成三段 桶柄状撕裂 桶柄状破裂 多见于严重外伤的年轻患者发生在内侧半月板是外侧的三倍 桶柄状破裂MRI表现 半月板的宽度减小在冠面状上未见到与对侧半月板共同形成的蝶形表现 同时可见内移的半月板 柄 位于髁间窝 交叉韧带旁 矢状面显示残余的前角或后角变小或截断 信号有或无增高 半月板前 后 角增宽双半月板前 后 角矢状面上出现双前或双后交叉韧带征 半月板前角增宽 双前角 双后交叉韧带征 双后交叉韧带征 盘状半月板 概念盘状半月板又
15、称盘状软骨 其形态呈一个宽的盘状 临床表现 主要有弹响 伸屈受限 当合并撕裂时 可出现半月板撕裂的类似症状 盘状半月板MRI表现 矢状面 5mm 连续3个以上前后角相连矢状面上后角增厚显著 形成尖端朝前的楔形改变冠状面上半月板体部最窄处宽度 14 15mm 约占胫骨平台宽度的20 以上 外侧盘状半月板伴前角变性 外侧厚板型盘状半月板在PD像上显示前角信号升高 但未延及上下关节面 盘状半月板变性 半月板囊肿 归属于腱鞘囊肿 发生于半月板内及板周边 分为三型 半月板内囊肿半月板旁囊肿滑膜囊肿 外侧半月板前角前缘见椭圆形异常信号 T1W呈低信号 T2W及STIR均呈高信号 伴水平撕裂 交叉韧带撕裂
16、前交叉韧带损伤较后交叉韧带损伤多见 按其损伤的程度分为三级1 级损伤韧带内损伤而没有韧带长度的改变 2 级损伤韧带内的损伤并有韧带长度的延长3 级损伤完全韧带撕裂 前交叉韧带撕裂 生物力学基础胫骨相对于股骨的外翻 外旋和前移 这必然会引起胫骨平台后外侧和股骨髁的撞击 正常ACL前交叉韧带 前交叉韧带完全撕裂 MRI间接征象接征象前交叉韧带和胫骨平台的夹角小于45度 膝关节外侧部骨挫伤或骨软骨骨折 即外侧胫骨平台和股骨外侧髁的挫伤或骨 软骨骨折或半月板撕裂 胫骨前移大于7mm 交角变小 正常 前交叉韧带部分撕裂 MRI表现韧带内的信号增高但仍然见到有连续性是完整的纤维束前交叉韧带变细在某个序列中见前交叉韧带撕裂的间接征象而在另一个序列中见完整的前交叉韧带 前交叉韧带损伤 压脂相前交叉韧带内见条片状高信号 腘窝囊肿 镇江市中医院病例 吴 男性 65岁 后交叉韧带撕裂 生物力学基础胫骨相对于股骨的过伸 外旋和后移 后交叉韧带完全撕裂 MRI表现后交叉韧带连续性中断 残余的交叉韧带退缩 扭曲 后交叉韧带缺如 多见于慢性损伤后吸收 后交叉韧带连续性中断 后交叉韧带向上退缩伴扭曲 矢状位STIR
