MRI凭借高软组织分辨率和对水的高敏感性,已成为膝关节疾病最常用的检查手段之一。面对外伤后的膝关节,影像科医师需要回答三个问题:有没有损伤、损伤在哪一个结构、损伤属于哪一级别。本文按骨、半月板、韧带肌腱、软组织与关节囊的顺序,梳理各结构的观察要点、判读标准与易混淆征象。
一、为什么用MRI看膝关节
MRI在膝关节的优势集中在两点。其一是高分辨率,能同时显示骨、关节软骨、韧带、半月板、肌肉及皮下软组织;需要强调的是,MRI上的“骨”与X线平片、CT上的“骨”意义不同,后者主要反映骨皮质与骨小梁的矿化,而MRI反映的是骨髓内的脂肪与水。其二是对“水”的敏感性:多数病变的病理基础是病变区含水量增多,在T2WI或PDWI压脂序列上呈高信号,T1WI呈低信号,因此病变容易被“点亮”。
这一差别在急诊尤为实用:外伤后CT常看不到骨髓水肿,而MRI可清楚显示水肿范围,从而提示隐匿性骨损伤的位置。


二、重点观察的解剖结构与规范扫描
读片前应建立结构清单:股骨、胫骨、髌骨的骨结构与骨髓信号;关节软骨;内、外侧半月板;前、后交叉韧带;内、外侧副韧带;股四头肌肌腱与髌韧带;以及肌肉、皮下组织、关节囊和滑囊。矢状位适合追踪交叉韧带走行与半月板前后角,冠状位适合评估侧副韧带与半月板体部,横轴位适合观察髌股关节与韧带附着点。
常规扫描方案:矢状位T1WI与PDWI压脂,冠状位PDWI压脂,横轴位PDWI或T2WI压脂。就半月板而言,T1WI显示撕裂敏感但特异性差,T2WI敏感性偏低,PDWI的敏感性与特异性均较高,是诊断半月板病变的主力序列。必要时加扫前交叉韧带15°斜矢状位、T2WI压脂,或针对感染、肿瘤、脓肿加做扩散加权成像与T1WI压脂增强。


三、骨损伤:从骨髓水肿到脂肪漂浮征
急性创伤性骨折经X线或CT即可明确,但骨小梁骨折即隐匿性骨折依赖MRI;有明显骨折时合并的关节软骨损伤同样需要MRI显示。骨损伤常伴半月板、韧带、肌肉软组织损伤及关节积液或积血。上囊脂肪漂浮征是膝关节损伤的常见征象,提示关节内骨损伤:骨髓腔或撕裂骨膜溢出的脂肪与血液同时进入关节腔,形成脂肪-血液分层界面。
应力性骨折分为疲劳性与衰竭性,后者多见于骨质疏松者,无明确外伤史,好发于胫骨近端或股骨远端。判读时须警惕两个误区:正常或异常分布的骨髓T1WI信号高于肌肉,成人骨髓大部分为脂肪,红骨髓可呈岛状分布;生理性黄骨髓红髓化见于应激、嗜烟嗜酒、高原生活及部分运动员,勿误认为骨髓水肿。缺血坏死的楔形梗死同样表现为骨髓水肿信号,需结合部位与形态鉴别。



四、髌骨脱位:容易被忽略的急性损伤
急性外伤性膝关节脱位临床与X线平片容易诊断,但相当一部分急性髌骨脱位患者的髌骨可自行复位,就诊时并不知道曾发生脱位,这类损伤依赖MRI识别。典型表现为髌骨内下方与股骨前外侧骨髓水肿,可伴髌骨软骨骨折、内侧支持带损伤及皮下软组织损伤。看到股骨前外侧的骨髓水肿,应主动追问外伤史并检查内侧支持带。
五、半月板损伤:分级、分型与陷阱
半月板为纤维软骨,主要成分为I型胶原,致密性高、氢质子少,各序列均呈低信号;当黏液样变或滑液浸入撕裂处时出现高信号。MRI将异常信号分三级:I级为板内点状或小结节状高信号,II级为水平走行线状高信号,III级为线状或小结节状高信号累及关节面缘。I、II级属退行性变,不诊断撕裂;III级若为年轻患者、有明确外伤史、交锁及专科体征阳性,则诊断半月板撕裂;无症状且无外伤史者倾向退变并随访,年龄较大者首先考虑退变,也可能是退变基础上的撕裂。现认为部分高信号灶抵达囊缘而不累及关节面缘者也可诊断撕裂。
按撕裂方向分为水平型、放射型、纵型(桶柄样或垂直样)、横型、前后角撕裂型、边缘撕裂型及混合型。桶柄状撕裂是纵行撕裂的特殊形式,内侧约为外侧的3倍,表现为宽度减小、蝴蝶结消失,移位碎片位于髁间窝或交叉韧带旁;间接征象包括双PCL征、双半月板前角征、矢状位残余前角或后角截断,冠状位可见碎片移位至髁间切迹。外侧半月板桶柄撕裂可呈双delta征。后根撕裂可伴半月板外侧脱位。
盘状半月板为遗传性增大的半月板,外侧多见且常为双侧,易撕裂,多见于青少年。矢状面5mm层厚连续3个层面呈双凹镜样,或3层以上显示前后角相连呈蝴蝶结样;冠状面中部宽度显著增宽,板/胫比率超过50%,51%~75%为小盘状,大于75%为完全盘状。半月板囊肿多与撕裂有关,以退变而非创伤为主,滑液经撕裂通道挤入关节囊边缘形成水样信号灶,单房或多房,近半月板处呈尖状突起并与半月板相连,多伴水平撕裂。
两个常见假撕裂需牢记:膝横韧带连接内外侧半月板前角,其与半月板前角之间的脂肪易误认为前角撕裂;板股前、后韧带自外侧半月板后角走向股骨内侧,可在后角形成假撕裂,判读时注意其走行方向与后交叉韧带的关系。

六、交叉韧带损伤:直接征象与间接征象
前交叉韧带限制胫骨前移,属关节内滑膜外结构,由3~5层纤维构成,层间为脂肪、滑膜或滑液。正常ACL因氢质子被固定在致密多肽架上,任何序列均呈低信号,T2WI可呈不完全或束状低信号;损伤后多肽网架破坏,水肿液使韧带内出现高信号,并因水肿、出血而增粗。
损伤机制分接触性与非接触性:非接触性多为旋转与平移应力,减速和快速变向导致过度内旋及胫骨前移;接触性为外力直接作用,外力致股骨外旋及膝外翻可发生O’Donoghue三联征(前交叉韧带、胫侧副韧带及内侧半月板撕裂),外力致股骨内旋则常合并后外侧角结构及外侧半月板撕裂。
直接征象:ACL形态消失、各方位均无显示,股骨髁间凹被不均匀高信号填充;或基本形态存在但不连续;或走行异常,矢状面纤维不能平行于Blumensaat线;或局限、弥漫性增粗伴信号增高。部分撕裂表现为纤维带缺损或平行外缘断裂,多位于股骨附着点外侧,T2WI上撕裂处水肿呈高信号,韧带后弯、松弛。
间接征象:胫骨前移位,股骨外侧中部矢状面胫骨后缘皮质垂直线位于股骨外侧后缘皮质垂直线前方7mm以上;外侧半月板后角裸露征,后角后缘垂直线位于胫骨后缘皮质垂直线后方;PCL角,矢状位PCL向后弓,近端与远段夹角小于105°提示ACL撕裂。多方位、多序列观察可提高检出率。需注意ACL粘液样变多与骨囊肿形成相关,无临床意义,可视为退变的一种,关节镜下韧带可正常。
后交叉韧带限制胫骨后移,矢状位呈圆索状、凸向后弓的低信号,撕裂诊断标准同ACL。急性PCL撕裂冠、矢及轴位均显示大部分纤维信号缺失,完全断裂时正常解剖位置见不到PCL形态与低信号,间接征象为胫骨后移位。


七、侧副韧带、肌腱与软组织损伤
内侧副韧带自股骨内上髁至关节平面下约7cm,与内侧半月板紧密连接。1°损伤为很小的撕裂,膝关节稳定;2°为不完全撕裂,关节仍稳定;3°为完全撕裂,出现显著膝关节不稳定。外侧副韧带冠状位呈带状低信号,与外侧半月板之间可见肌腱,判读时注意其是否附着于腓骨头。内外侧副韧带可同时损伤,常伴股骨骨挫伤。
股四头肌肌腱分三层,与髌韧带一样与后方上囊分界清楚锐利;完全断裂时局部血肿形成。髌韧带损伤可位于骨端或胫骨端,表现为肿胀及信号异常。腘肌腱损伤、腘肌与腓肠肌内侧头挫伤、关节囊积血均可在MRI上显示。腘窝囊肿位于腘窝,呈边界清晰的T1WI低、T2WI高信号灶,椭圆形,有蒂与关节囊相通。


八、速查对照表
下表汇总各结构的关键判读点与易混淆征象,便于读片时快速核对。
九、膝关节各结构损伤的MR判读要点
| 结构 | 关键征象 | 判读要点 | 易混淆/鉴别 |
|---|---|---|---|
| 骨 | 骨髓水肿、上囊脂肪漂浮征 | T1WI低、T2WI/PDWI压脂高;提示隐匿性骨折 | 红骨髓岛、黄骨髓红髓化、缺血坏死楔形梗死 |
| 半月板 | I~III级信号;水平、纵、桶柄、放射、横型撕裂 | III级累及关节面缘诊断撕裂;桶柄撕裂看双PCL征、双前角征 | 膝横韧带、板股前后韧带所致假撕裂 |
| 前交叉韧带 | 形态消失或不连续、走行低于Blumensaat线、增粗高信号 | 结合胫骨前移>7mm、后角裸露征、PCL角<105° | ACL粘液样变(无临床意义) |
| 后交叉韧带 | 纤维信号缺失、形态消失 | 间接征象为胫骨后移位 | 正常后弓形态勿误判为撕裂 |
| 侧副韧带 | 1°~3°损伤,信号增高、连续性中断 | 3°完全撕裂伴关节不稳定 | 外侧副韧带与腓骨头附着关系 |
| 肌腱与软组织 | 股四头肌肌腱、髌韧带断裂,肌肉挫伤,关节囊积血 | 注意血肿与上囊分界 | 腘窝囊肿与关节囊相通 |