膝 关 节 MRI

膝 关 节 MRI

膝关节MRI检查最早应用于半月板撕裂的诊断，随着检查技术不断完善和诊断经验的日积月累，用无创性MRI检查替代X线摄片、CT扫描或造影作为诊断半月板撕裂首选方法已成为共识。与此同时，也逐渐发现MRI检查对关节内其他一些病变同样具有很

高的价值，并且对以往少以接触的病变有了更为清晰的认识。

膝关节MRI正常表现 很高组织分辩率的MRI影像所呈现的膝关节内结构远比X线摄片或CT扫描丰富，熟悉膝关节MRI正常表现不仅是膝关节MRI诊断的基础，也可帮助理解膝关节的X线片上的解剖关系和CT像上的断面特点。为此不再累述X线和CT的正

常表现，而是重点介绍膝关节各个方位的MRI正常解剖。

一、 MRI横断面影像

横断面提供了一组膝关节断面的基本图象，是三维影像首选的方位或是为了便于MRI与CT比较，而且可准确地展现髌骨内外侧关节面（矢状面像斜切髌骨关节面则可能造成漏诊或误诊）。5mm层厚的横断面像显示与其层面平行的结构（如：胫骨平台软骨和

半月板等）有所欠缺，采用3mm以下薄层成像则存在信/噪比偏低的问题。 横断面上的半月板呈现不均匀的低信号结构，内侧半月板呈“C”形，前角比后角窄。外侧半月板宽于内侧，各部分宽度也相近，其形态趋向“O”形。横韧带连接内外侧半月板前角，横穿高信号的髌下脂肪垫后下部，呈现低信号索带样结构。腘肌和腘肌腱位于胫腓关节上方、胫骨和外侧半月板的后外侧，因其斜向走行，断面呈断续的低信号椭圆形

结构。

半腱肌腱和半膜肌腱位于腓肠肌腱内侧头和胫骨平台的外侧，呈现低信号圆形结构，半膜肌腱略比半腱肌腱粗，该两肌腱外侧为椭圆形的缝匠肌腱和圆形的股薄肌腱。股二头

肌腱位于腓肠肌腱外头的外前侧，附着于腓骨头上。

腘动脉位于腓肠肌腱内外两头之间，在腘静脉之前，接近外侧半月板的后角，在行外侧半月板切除术中和严重的膝关节外伤都易损伤腘动脉。胫神经位于腘静脉后侧，腓总神

经贴在胫骨外侧，呈现中低信号的圆形结构。

横断面像上，内外附韧带和前后交叉韧带均为截面像，判断其整个结构的形态和信号改变困难且不方便。Hoffa's髌下脂肪垫外侧为髂胫束，内侧是髌支持带，前为髌韧带。

髌骨两侧附以内外支持带，经常与两侧关节囊隐窝或皱襞混淆。

二、 矢状面成像

矢状面像整段显像髌韧带、前后交叉韧带、外侧附韧带、股二头肌腱和股四头肌腱等结构，可显示连续的从前至后股骨髁软骨线，也是诊断半月板撕裂或变形最为关键的断面。矢状面像显示边缘层次的结构不理想，如髌支持带和内外侧副韧带等，因受到太多的容

积效应作用而显示不清或被抹消。

股骨髁软骨表现为SE- T1,2WI中等信号和FE- T2*高信号，外侧股骨髁前外部软骨较厚，容积效应也使股骨髁边缘层面的软骨偏厚。软骨下低信号线的宽窄与化学位移密切相

关。

内外侧半月板体部的矢状面像表现为均匀或不匀低信号的双凹镜样结构，前后角呈现相对的两个三角形结构。内侧半月板后角大于前角，外侧半月板前后角大小相仿。内侧半

月板后角与后关节囊之间可有少许的脂肪组织。

后交叉韧带（PCL）处于ACL的内侧，低信号的PCL连接内髁之外缘至胫骨平台后下缘，膝关节伸直时，PCL呈弓形，上段和下段夹角大于90°。Humphery和Wrisberg韧带分

别位于PCL前后两侧或集中于PCL的一侧，两支韧带粗细不一，甚至某支缺损。 ACL连接胫骨嵴前外侧部分至股骨外髁之后内侧。ACL包括前后两束，MRI就两束结构显示率视束间距离和MR设备而异。ACL明显比PCL细，并在股骨髁和临近脂肪的容积

效应的作用下，原本低信号的ACL可呈现中等信号强度。

矢状面中间层面显示低信号的股四头肌腱和全段髌韧带，Hoffa's髌下脂肪垫紧挨髌韧带之后,内低信号细线样结构。个别人膝关节MRI可在髌骨周围出现髌上、髌内侧和髌

下滑膜皱襞。

矢状面偏外侧层面可见LCL与股二头肌腱合并，附着于腓骨头上。腓肠肌外头由股骨外髁附着处向下走行在腘肌腱和腓骨后侧。低信号的腘肌腱与相伴略低或略高信号的腱鞘斜行在关节囊和外侧半月板的外后侧。髌支持韧带和内侧副韧带接近矢状方向，在容积

效应的作用下常被抹消。

三、 冠状面成像

冠状面成像最多用于判断内外侧附韧带、腘肌和拱状韧带有无信号和结构改变，虽也能显示交叉韧带，但其影像即非韧带截面像也非纵切面像，容易造成判断的错误。冠状面像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。

PCL前侧的Humphrey和后侧的Wrisberg韧带(即为板股韧带)呈现低信号细线样结构，连接外侧半月板后角至内侧股骨髁的外侧面。然而,板股韧带的MRI显示率并不高，单独一支板股韧带的显示率约30%左右，同时显示两支板股韧带仅有3%，随MR设备发

展和检查技术的改进，板股韧带的显示率有望进一步提高。

均匀低信号的内侧附韧带紧靠在胫骨骨内侧，与同为低信号的骨皮质界线不清。内侧附韧带内层与内侧半月板之间相隔略低信号的滑膜小隐窝。外侧附韧带呈现清晰的低信号

线样结构，连接股骨外髁和腓骨小头，与外侧半月板相隔一支腘肌腱和腱鞘。

半月板病变

半月板病变包括撕裂、变性、盘状和囊肿，是膝关节最为好发的病变之一，应用X线和CT扫描诊断必须引入造影剂至关节腔内以勾勒半月板结构，其诊断准确率很大程度仰赖于造影质量。膝关节MRI检查最早应用于半月板撕裂的诊断，已体现出很高的使用

价值并广泛为临床接受。 一、 检查方法的选择

MRI是显示半月板结构最为理想的检查方法，其SE序列或FE序列T1WI图象清晰，而且伪影和信号丢失少；而SE序列和FE序列T2WI像的半月板和关节液信号对比强烈，利于观察半月板表面；质子密度像对板内信号变化十分敏感。MRI关节腔造影检出半月板撕裂的敏感性高于X线造影、等同于CT造影以及等同于常规MRI，其假阳性则显著低于常规MRI。联合冠状面和矢状面成像基本可满足诊断要求，横断面像虽能显示完整

的半月板环，但检出病灶的敏感性和特异性偏低。

二、 半月板解剖特点

半月板的功能是扩大胫股关节轴向力量和扭力的传导面积，起着机械防护垫和缓冲作用，稳定胫股关节活动，调节关节液的分布以润滑胫股关节，增加股骨髁活动的接触表

面，防止滑膜嵌入关节间隙。

半月板的上下缘光滑并略有凹陷，保持与胫股关节面最大面积的接触。板股韧带、板胫韧带和横韧带将半月板相对固定在胫骨平台上，半月板与股骨的活动度相当较大。成年人半月板通常无血供；儿童半月板的周边部分可有毛细血管，而中央部分依然无血供。 半月板分为前角、体部和后角三个部分，其截面像呈现低信号三角形结构。板内包括了环行纤维束和横行纤维束两个区域，环行纤维束主要位于周边1/3部分，横行纤维从半

月板边缘穿越环行纤维直达半月板中部的游离缘。横行纤维分为上下两层，层内存在第二纵向纤维，两层间夹有中间穿越纤维。正常半月板的中间穿越纤维MRI信号与上下两层横行纤维一致，而变性的中间穿越纤维信号升高，矢状面或冠状面显示板中央横行

的略高信号线。

外侧半月板活动度较内侧大，其外后侧的腘肌腱穿越1cm裂隙腘肌腱隐窝进入关节囊内附着在外侧半月板的后外缘。当膝关节屈曲时，腘肌向后牵拉外侧半月板；若膝关节处于伸直状态，腘肌旋转胫骨，解开膝关节伸直状态的拧紧机制。Wrisberg和Hunphery

韧带连接外侧半月板后角，限制其外移。

内侧半月板的“C”形结构比外侧半月板大，活动度相对较小，周边与内侧附韧带的深层

（囊韧带）粘连，因而更容易受到损伤。

三、 半月板变性和撕裂

股骨对胫骨平台的极大扭力很容易损伤半月板，若连带周围连接的韧带损伤，则可能伴

随剧烈的疼痛和关节腔出血。根据文献报道，半月板撕裂的MRI诊断准确率为80%-100%，准确率的这一变化范围与放射科医师的认识程度、关节镜医师的经验、半月板纤维化、游离体干扰、MRI检查方式和某些特殊撕裂不易诊断等诸多因素相关。 【MRI表现】所有序列成像的正常半月板都呈现均匀的低信号结构。当半月板出现变性和撕裂时，关节液渗透至板内的变性和撕裂部位，水分子集结在分界层上，板内的大分子与水的相互作用，减低了质子的自由度，从而缩短T1和T2弛豫时间，突出表现在变性和撕裂部位T1WI和质子密度像信号升高，T2WI像的信号则有所减低，然而梯度回波（FE）序列的T2WI却呈现略高信号。为此，FE T2WI发现半月板内信号改变比

SE T2WI敏感。

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，目前多采用三级分类法予以归纳：

（一）Ⅰ级MRI表现：表现常见于运动员和正常自愿者，通常无临床意义。MRI表现为半月板内局限性信号升高。组织学表现为半月板内局限性早期黏液样变性，少软骨细胞区域的苏木精和伊红染色较浅。黏液性、黏液样和透明质变性的命名取决于基质粘多

糖的积聚程度而定。

（二）Ⅱ级MRI表现：板内出现水平的略高信号线，可从半月板的囊缘直达游离缘，但不影响到关节缘。Ⅱ级MRI表现的半月板黏液样变性范围较Ⅰ级大，虽无明显的肉

眼可见的裂隙，但常有显微裂隙或在无细胞区域内存在纤维断裂。

中间穿越纤维束将半月板分为上下两半部，起到缓冲作用，正常情况下与半月板的其他部分同为低信号，因而MRI不显像；半月板的黏液样变性最易或首先发生在中间穿越

纤维区，MRI呈现水平的略高信号线，其特点是未延及半月板的关节缘。

（三）Ⅲ级MRI表现：当板内略高信号线累及半月板的关节缘时，既为Ⅲ级改变。几乎所有的Ⅲ级MRI均有纤维软骨撕裂，其中5%-6%的病例为板内撕裂。关节镜检查无法发现这种封闭在板内的撕裂，只能通过手术切除后病理证实，这也可能是MRI对照关节镜分析时出现6%假阳性的原因之一。另有5%-6%假阴性的病例则是MRI将半月

板边缘毛糙和纤维化误认为撕裂。

Ⅲ级MRI表现的半月板可伴有形态改变，包括高度和宽度的改变和失去三角形态。内侧半月板后角经常受到胫股骨巨大的压力和扭力的作用，半月板后下缘与胫骨平台相互碾磨致使撕裂，这一部位撕裂的发生率最高，约占内外侧半月板各个部位的45%-69%。 撕裂的修复由软骨细胞繁殖和滑膜增生共同参与，然而滑膜长入撕裂口经常导致急慢性疼痛，也继发骨关节炎，通常在病变半月板周围滑膜增厚可非常显著且有明显强化。若半月板的囊缘血管增生并长入半月板撕裂区，增强MRI则可见半月板弱或中等度强化。

【半月板撕裂形态】给予半月板撕裂形态的分型是为了便于采取何种治疗方法，同时也

便于更好地理解撕裂的MRI表现特点。

（一）纵向撕裂：纵向撕裂也称环行撕裂，横断面像显示撕裂线沿环方向呈弧形，可延及一个或两个部位，甚至从前角一直延续到后角。纵向撕裂线在冠状面或矢状面呈垂直或水平状两种表现。垂直撕裂线连续半月板的上下关节缘，若发生在半月板的囊缘则易漏诊；水平状撕裂MRI表现类似Ⅱ级MRI表现，横断面根本无法显示，若无半月板形

态改变，通常被误诊为变性。

（二）桶柄状撕裂：内侧半月板桶柄状撕裂较外侧多见。半月板首先是纵向撕裂，主要是垂直型，若撕裂线内侧的半月板碎片向内异位，形成类似桶柄形态。矢状面像上半月板体部失去正常的双凹镜形态，前后角萎缩或截断并见信号改变，在近髁间嵴层面见低信号的半月板碎片。冠状面像上半月板分为两个部分，原位部分明显萎缩，向内移位半

月板碎片位于髁间棘旁。

（三）横向撕裂：或称放射状撕裂，其撕裂线只有垂直型而无水平型，多见于外侧半月板体部。横向撕裂线可从半月板的游离缘直达囊缘，矢状面和冠状面像通常只有1-2个

层面显示高信号的撕裂线，若撕裂线与层面平行则可能漏诊。

（四）斜向撕裂：斜向撕裂介于横向和纵向撕裂，其撕裂线从半月板游离缘斜向弯入，呈现鹦鹉嘴样改变。矢状面像显示撕裂斜行，延及上下关节缘或一侧关节缘，形成以前

部或后部为基底的瓣样结构。

四、 盘状半月板

盘状半月板属发育变异，可能是半月板后角异常连接致下束发育异常，外侧（占95%）远比内侧多见。盘状半月板失去半环形结构，呈现半月形或圆盘状的形态。盘状半月板易发生半月板撕裂和囊肿，并可引起软骨磨损或剥脱性骨软骨炎。临床表现为膝部疼痛、

弹响和绞锁。

【X线表现】近半数病例为厚板状的大盘状半月板，其X线可见外侧胫股关节间隙增宽。少数病例因半月板撕裂继发剥脱性骨软骨炎、关节内出血和滑膜炎，X线平片显示股骨

髁骨性关节面毛糙、硬化或局部骨质缺损、关节囊积液、髌下脂肪垫变模糊。 【CT表现】超薄层次的CT扫描可见外侧半月板失去“C”或“O”形表现，而呈现片状密度不均结构。CT扫描能够清晰地显示关节囊积液、隐窝炎和半月板囊肿，但检出半月板

撕裂和关节软骨病变须行关节腔CT造影。

【MRI表现】膝关节矢状面像上盘状半月板连续三个层面呈现双凹镜样表现。冠状面像上盘状半月板中部宽度显著增宽，与同侧胫骨关节面宽度的比率（板/胫比率）超过50%。板/胫比率在51%-75%间为小盘状半月板，大于75%的为大盘状半月板。盘状半月板形态分为契形和厚板形，前者半月板的游离缘渐变薄，后者半月板的游离缘和囊缘的厚

度相近。

盘状半月板极易发生变性和撕裂。撕裂多见于青少年，有急性膝关节扭伤史，MRI显示板内高信号线延伸至半月板的关节缘并伴有形态改变，半月板各个部分的高度可相差3mm以上。盘状半月板变性的板内信号变化可非常明显，个别甚至全板信号升高。若按非盘状半月板病变的MRI信号变化特点分级，则可能有10%-35%盘状半月板变性误

诊为撕裂，也即部分盘状半月板变性可呈现Ⅲ级MRI信号改变。

盘状半月板干扰膝关节功能以及所伴发的撕裂常导致临近关节软骨病变，如软骨磨损和剥脱等，也可继发半月板囊肿。盘状半月板急性损伤较非盘状半月板者更易发生板股韧

带或囊韧带撕裂，但MRI只能显示关节腔积液或积血间接征象。

五、半月板撕裂的鉴别诊断

【Ⅱ级和Ⅲ 级信号改变的区分】约有5%的病例MRI不易区分Ⅱ级和Ⅲ级MRI信号改