活体前交叉韧带MRI功能解剖学研究

活体前交叉韧带MRI功能解剖学研究

陈新 潘晶晶

【摘要】目的 研究活体前交叉韧带（anterior cruciate ligment ACL ）功能解剖学的变化。方法 本组30例自愿者，共40侧膝关节，平均年龄23岁。应用3维MRI扫描序列，每个膝关节行4种体位扫描。膝伸直位（0°）和屈膝位（30°、60°、90°），经斜矢状和斜冠状面图像重建，测量ACL前内侧束（anteromedial bundle AMB）和后外侧束（posterolateral bundle PLB）长度和上倾角的变化，并观察解剖形态学变化。结果 随不同屈膝度AMB和PLB长度发生变化，屈膝90°AMB最长，张力最高。而PLB最短，张力最低。屈膝时AMB与PLB可形成平行结构型和绞扭结构型。膝伸直位时，AMB与PLB上倾角

结论 应用MRI技术可行ACL功能及解剖学研究。 分别为38.5±4.9°和48.3±6.9°。

【关键词】前交叉韧带；磁共振成像；功能解剖学

Functional anatomy of the anterior cruciate ligament in vivo with MRI CHEN Xin , PAN Jing-jing Department of Radiology ,General Hospital of Missile Army of PLA, Beijing 100088

【Abstract】 Objective To research the functional anatomic change of anterior cruciate ligament (ACL) In Vivo. Methods A total 40 knees from 30 healthy subjects , with mean age of 23 years， were studied to measure the length of the anteromedial bundle (AMB) and the posterolateral bundle (PLB) and to observe the change of the tension and the elevation angles and the architecture of AMB and PLB on oblique coronal and sagital images at different flexion of the knees（0°，30°，60°，90°）with MRI 3-dimensional multi echo data imaging combination(3D-MEDIC) sequence. Results When the knee is extended, PLB is tight and longer and AMB is moderately lax and shorter. As the knee is flexed to 60°-90°，AMB is to tighten and longer and PLB is to loosen up and shorter, meanwhile ACL displayed two types of the architecture : parallel type(22 cases) and twist type(18 cases). The elevation angles is 38.5±4.9° in AMB and 48.3±6.9° in PLB as the knee is flexed to0°.

【Conclusion】 It is feasible to make 3D-MEDIC of MRI to study the functional anatomy of ACL In Vivo.

【Key words】 anterior cruciate ligament,MRI, Functional anatomy 解剖学[1.2]和影像学[3.4.5.6.]研究表明，膝关节前交叉韧带（anterior cruciate ligment ACL）主要分为前内侧束（anteromedial bundle AMB）和后外侧束（posterolateral bundle PLB）。离体膝关节ACL功能解剖研究[7.8.9]表明。ACL的AMB和PLB 2束在膝关节不同屈伸状态下，其长度、张力、形态变化存在较大差异，功能作用不同。本文应用三维MRI扫描序列，对正常自愿者膝关节行不同屈伸状态下扫描。探讨生理状态下ACL 2束的结构形态变化。结合参考文献，研究AMB和PLB在膝关节运动中的作用和形态学特征。 材料与方法：

自愿者30例。男12例，女18例；年龄16-31岁，平均23岁；从事非体育专业；无膝关节外伤史及相关临床症状。均知情并同意行MRI检查。其中10例行双侧膝关节检查，共完成膝关节MRI检查40个。

检查方法：

Simens Sonata 1.5T超导磁共振仪。膝关节表面柔性线圈。使用多回波数据组合（multiple-echo data image combination sequence,MEDIC）三维梯度回波序列扫描，T2WI对比。TR 24-39ms,TE 20-24ms, 反转角8-12°，组合回波数（Combined echoes）3, 视野（FOV）120mm×160mm-135mm×180mm, 矩阵256×512，层厚0.75mm。冠状位或矢状位扫描，范围覆盖整个膝关节。30例中20例扫描单侧膝关节；10例扫描双侧膝关节。每个膝关节行4种体位扫描。膝伸直位（0°）和屈膝位（30°、60°、90°）。先扫矢状定位像，测量屈膝角度，误差控制在±2-3°。

重建方法：

由2名放射学医师（副主任医师1名，住院医师1名）共同分析MRI图像。将采集的连续薄层图像数据行多平面重建（MPR）。以ACL为观察对象确定观测层面

[3]。斜冠状位：在能够最大程度显示ACL的矢状位图像上平

行ACL中间纤维束走行方向重建；斜矢建状位：在能够显示ACL 2束的斜冠状位图像上分别平行AMB和PLB中心纤维束[8]重建。

ACL的观察与测量方法：1.长度测量：在斜矢状位重建图像上分别测量AMB和PLB股骨至胫骨附着端前缘的直线距离。2.上倾角：在斜矢状位图像上分别测量AMB和PLB与胫骨平台间夹角。3.张力变化：在斜状位图像上分别观察AMB和PLB的张力情况，高张力（Ⅲ°）：纤维束拉直状与2附着点连线平行或重合；低张力（Ⅱ°）：纤维束呈弧线状，呈偏离2附着点连线；迂曲型（Ⅰ°）：纤维束呈“S”状走行。4.构型:在斜冠状位观察AMB和PLB相互间结构变化。

结果：

ACL的AMB和PLB长度随屈膝度不同而发生变化。屈膝30°时，AMB长度较伸直位略缩短；屈膝60°和90°时AMB长度逐渐增加；屈膝90°时长度值最大。PLB长度于伸直位时最大，随屈膝度增加逐渐减小(见表1)。

上倾角：AMB上倾角在不同屈膝度时均小于PLB，随着屈膝角度增大，AMB和PLB上倾角逐渐减小（见表2）。

根据斜冠状位表现，ACL主要表现为2种类型：平行结构型，22例。ACL 2束在伸直位时呈“人”字型，随着屈膝度增加，AMB和PLB中心纤维束远侧(胫骨侧)约3分之2长度呈平行状走行，近股骨附着端融合。屈膝90°时最明显，可观察到接近平行状走行高张力的AMB和低张力的PLB（图1）；斜矢状位观察，AMB于伸直位和屈膝30°时张力为Ⅱ°，屈膝60°和90°时达到Ⅲ°。以90°时张力最高（图2）；PLB于伸直位和屈膝30°时张力为Ⅲ°或Ⅱ°，屈膝60°和90°时张力为Ⅱ°和Ⅰ°。以90°时张力最低，呈“S型迂曲（图3）。绞扭结构型，18例。伸直位，同平行结构型相似均表现为“人”字型，随着屈膝度增加，AMB和PLB中心纤维束于近2分之1处绞扭在一起，形成叉形结构。屈膝90°时最明显（图4）；屈膝30°以前斜矢状位观察，AMB和PLB张力变化与平行结构型相似，屈膝60°和90°时，由于2束绞扭AMB张力只能达到Ⅱ°（图5），PLB张力仍为Ⅰ°呈“S型迂曲（图6）。

10例双侧膝关节自身对比研究，左右膝关节ACL的AMB和PLB在长度，后倾角及结构类型几个方面相似。 [3]

讨论：

1、 ACL功能解剖学研究又称为解剖运动学或解剖和生物力学研究。主要目的是了解膝

关节在不同运动状态下，ACL各功能束的形态、长度和应力等变化。分析各束在膝关节稳定中的功能和作用。以往主要是利用尸体膝关节[1、7、8、10、11]作为研究对象，采用解剖方法充分暴露ACL，直视下观察和测量AMB和PLB或采用在AMB和PLB附着端分别穿入金属丝，测量不同屈膝度时外露金属丝长度变化来间接研究长度和应力的变化。上述研究成果奠定ACL功能解剖学基础。直视下精细解剖观测是尸体膝关节ACL研究的优势，是最直观最可靠的研究方法，但在功能解剖学研究中有其不足之处。所谓功能是对生理状态而言。尸体膝关节 …… 此处隐藏：6422字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……