损伤与无损伤成人外侧盘状半月板形态学差异：MRI矢状面的量化分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1013

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

盘状半月板：是指半月板形态近似圆盘而得名，是半月板解剖形态变异，并且以外侧盘状半月板居多。外侧盘状半月板在东亚人群中发病率较高，国内也属于高发区，因此外侧盘状半月板在临床上较为常见。依据形态学特征，外侧盘状半月板被分为完全型和不完全型，相较不完全型，完全型外侧盘状半月板畸形更明显。由于形态学存在异常，因此外侧盘状半月板更容易撕裂并引发膝关节疼痛、弾响和屈伸活动受限等症状，因此多需手术治疗。

盘状半月板成形术：是治疗盘状半月板损伤的常用术式，指手术切除宽大畸形的盘状半月板中心部分并保留或缝合其周缘关节囊附着部，因此半月板环形结构的完整性得以保持，并使其形态和功能更接近正常半月板。

摘要

背景：目前外侧盘状半月板损伤的形态学变化规律尚不清楚，其影像学评价标准也未统一。

目的：定量比较损伤与无损伤成人外侧盘状半月板在MRI矢状面上的形态学差异。

方法：自2010年7月至2016年7月，总共72例经关节镜证实的成人外侧盘状半月板病例被纳入研究。其中外侧盘状半月板损伤39例(损伤组)，无损伤33例(对照组)。由2名放射学医师分别测量2组外侧盘状半月板矢状面前后角高度、前后径宽度、前后缘至胫骨前后缘距离以及同层面股骨外髁前后径等形态学数据，进而计算并求得各形态学指标的相对值(外侧盘状半月板各形态学数据与股骨前后径的比值)。然后按损伤与无损伤，完全型与不完全型外侧盘状半月板分组比较各形态学指标的差异。

结果与结论：①损伤与无损伤外侧盘状半月板的后角高度、后角与胫骨后缘距离以及股骨前后径等指标比较差异无显著性意义(P > 0.05)。损伤组外侧盘状半月板前角高度(绝对值、相对值)均明显大于无损伤组(P=0.004，0.001)；损伤组外侧盘状半月板前角至胫骨前缘距离(绝对值、相对值)均小于无损伤组(P=0.001，0.001)；损伤组矢状面外侧盘状半月板前后径(绝对值、相对值)均明显大于无损伤组(P=0.002，0.000)；②完全型与不完全型外侧盘状半月板各矢状面形态学指标的比较差异无显著性意义；③组内相关系数显示，2名观察者测得的指标间具有高度的一致性(P < 0.001)；④结果提示，外侧盘状半月板MRI矢状面前角高度、外侧盘状半月板前后径以及外侧盘状半月板前角至胫骨前缘距离等形态学指标对评价成人外侧盘状半月板损伤具有一定价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0001-8523-2799(孙晓新)

关键词: 成人, 外侧盘状半月板, 形态, 核磁共振成像

Abstract:

BACKGROUND: Morphological characteristics of the torn discoid lateral meniscus remain unclear, and imaging standards used to evaluate the discoid lateral meniscus tears still need to be explored.

OBJECTIVE: To determine the quantitative differences on sagittal magnetic resonance imaging between a torn discoid lateral meniscus and an intact discoid lateral meniscus in adults.

METHODS: Seventy-two cases of discoid lateral meniscus from July 2010 to July 2016 were enrolled in this study. Thirty?nine patients who underwent arthroscopic surgery for torn discoid lateral meniscus were served as torn group, and additional 33 patients having intact discoid lateral meniscus were as control group. All patients were evaluated for morphological indices of discoid lateral meniscus on sagittal magnetic resonance imaging, including the height of the anterior horn and posterior horn of discoid lateral meniscus, distance between the edges of discoid lateral meniscus and the edges of tibia, and anteroposterior diameter of femur. The relative morphological indices (the ratio of the morphological data of discoid lateral meniscus to the anteroposterior diameter of femur) were also calculated. Then the morphological difference of discoid lateral meniscus between a torn and an intact discoid lateral meniscus was compared. These morphological indices were compared between two groups.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) There were no significant differences in the height of the posterior horn of discoid lateral meniscus, distance between posterior edge of discoid lateral meniscus and posterior edge of tibia, and anteroposterior diameter of femur between two groups (P > 0.05). The height of the anterior horn of a torn discoid lateral meniscus (absolute value, relative ratio) was significantly increased compared with the control group (P=0.004, 0.001). The distance between the edge of the anterior horn of discoid lateral meniscus and anterior edge of tibia in the torn group (absolute value, relative ratio) was significantly lower than that in the control group (P=0.001, 0.001). The anteroposterior diameter of a torn discoid lateral meniscus (absolute value, relative ratio) in the torn group was significantly larger than that in the control group (P=0.002, 0.000). (2) There were no significant differences in the morphological indices of sagittal plane between two groups. (3) The interclass correlation coefficient for each parameter indicated a significantly high agreement among two observers (P < 0.001). (4) In summary, the height of the anterior horn and anteroposterior diameter of discoid lateral meniscus, distance between the edge of anterior horn of discoid lateral meniscus and anterior edge of tibia on sagittal magnetic resonance imaging may be useful indicators for evaluating the torn discoid lateral meniscus in adults.

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Key words: Menisci, Tibial, Magnetic Resonance Imaging, Tissue Engineering

中图分类号:

R445.2

孙晓新，刘昊，柴宏伟，宋敬锋，梁春雨. 损伤与无损伤成人外侧盘状半月板形态学差异：MRI矢状面的量化分析[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(35): 5661-5666.

Sun Xiaoxin, Liu Hao, Chai Hongwei, Song Jingfeng, Liang Chunyu. Quantitative analysis of morphological differences on sagittal magnetic resonance imaging between a torn and an intact discoid lateral meniscus in adults [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(35): 5661-5666.

图/表（结果） 2

参考文献

[1] Kim JG, Han SW, Lee DH. Diagnosis and treatment of discoid meniscus. Knee Surg Relat Res. 2016;28(4):255-262.

[2] Liu WX , Zhao JZ , Huangfu XQ, et al. Prevalence of bilateral involvement in patients with discoid lateral meniscus : a systematic literature review. Acta Orthop Belg. 2016;12(1): 153-160.

[3] Bae JH, Lim HC, Hwang DH, et al. Incidence of bilateral discoid lateral meniscus in an Asian population: an arthroscopic assessment of contralateral knees. Arthroscopy. 2012;28(7):936-941.

[4] Atay OA, Pekmezci M, Dorol MN, et al. Discoid meniscus: an ultrastructural study with transmission electron microscopy. Am J Sports Med. 2007;35(3):475-478.

[5] Papadopoulos A, Kirkos JM, Kapetanos GS. Histomorphologic study of discoid meniscus. Arthroscopy. 2009;25(3):262-268.

[6] 冯锟,周洁,梁治平,等.磁共振成像对膝关节半月板桶柄样撕裂的评估作用[J].实用医学影像杂志,2015,16(4):317-319.

[7] Yilgor C , Atay OA , Ergen B, et al. Comparison of magnetic resonance imaging findings with arthroscopic findings in discoid meniscus. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2014;22 (2):268-273.

[8] Vaishya R, Vijay V, Vaish A, et al. Double posterior cruciate ligament sign on magnetic resonance imaging: imaging variants, mimics, and clinical implications. J Orthop Case Rep. 2017;7(6):76-79.

[9] Watanabe M, Takeda S, Ikeuchi H. Atlas of arthroscopy. Tokyo: Igaku Shoin; 1979:87-91.

[10] Choi SH, Ahn JH, Kim KI, et al. Do the radiographic findings of symptomatic discoid lateral meniscus in children differ from normal control subjects? Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2015;23(4):1128-1134.

[11] Choi SH, Shin KE, Chang MJ. Diagnostic criterion to distinguish between incomplete and complete discoid lateral meniscus on MRI. J Magn Reson Imaging. 2013;38(2): 417-421.

[12] 孙晓新,周伟,左淑萍,等.成人完全型外侧盘状半月板损伤的形态学特征及MRI评价[J].中国运动医学杂志,2016,35(9):799-803.

[13] 孙晓新,周伟,左淑萍,等.成人外侧盘状半月板损伤的有效影像学指标：MRI影像学评价[J].中国组织工程研究, 2016,20(24): 3535-3540.

[14] 孙晓新,余家阔,张柳,等.儿童症状性外侧盘状半月板患者前交叉韧带形态及信号变化的MRI影像学研究[J].中国矫形外科杂志, 2014,22(7):607-612.

[15] Ahn JH, Shim JS, Hwang CH, et al. Discoid lateral meniscus in children: clinical manifestations and morphology. Pediatr Orthop. 2001;21(6):812-816.

[16] Yoo WJ, Choi IH, Chung CY, et al. Discoid lateral meniscus in children: Limited knee extension and meniscal instability in the posterior segment. J Pediatr Orthop. 2008;28(5):544-548.

[17] Ahn JH, Kim KI, Wang JH, et al. Long-term results of arthroscopic reshaping for symptomatic discoid lateral meniscus in children. Arthroscopy. 2015;31(5):867-873.

[18] Chedal-Bornu B, Morin V, Saragaglia D. Meniscoplasty for lateral discoid meniscus tears: long-term results of 14 cases. Orthop Traumatol Surg Res. 2015;101(6):699-702.

[19] Fields LK, Caldwell PE 3rd. Arthroscopic saucerization and repair of discoid lateral meniscal tear. Arthrosc Tech. 2015; 4(2):185-188.

[20] Lee CH, Song IS, Jang SW, et al. Results of arthroscopic partial meniscectomy for lateral discoid meniscus tears associated with new technique. Knee Surg Relat Res. 2013; 25(1):30-35.

[21] Dai WL, Zhang H , Zhou AG, et al. Discoid lateral meniscus. J Knee Surg. 2017;30 (9):854-862.

[22] Ahn JH , Kang DM , Choi KJ .Risk factors for radiographic progression of osteoarthritis after partial meniscectomy of discoid lateral meniscus tear. Orthop Traumatol Surg Res. 2017;103 (8):1183-1188.

[23] Jochymek J, Peterková T. Long-Term outcomes of surgical management of symptomatic fibular discoid meniscus in childhood. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2015;82(5): 353-357.

[24] Kushare I, Klingele K, Samora W. Discoid meniscus: Diagnosis and management. Orthop Clin North Am. 2015; 46(4):533-540.

[25] Carter CW, Hoellwarth J, Weiss JM. Clinical outcomes as a function of meniscal stability in the discoid meniscus: a preliminary report. J Pediatr Orthop. 2012;32(1):9-14.

[26] Harato K , Niki Y, Nagashima M, et al. Arthroscopic visualization of abnormal movement of discoid lateral meniscus with snapping phenomenon. Arthrosc Tech. 2015; 4(3):235-238.

[27] Park HJ, Lee SY, Park NH, et al. Usefulness of meniscal width to transverse diameter ratio on coronal MRI in the diagnosis of incomplete discoid lateral meniscus. Clin Radiol. 2014; 69(4):391-396.

[28] Hiroto I, Takayuki F, Ami M, et al. Histological and biological comparisons between complete and incomplete discoid lateral meniscus Connect Tissue Res. 2016 ;57(5):408-416.

[29] Bin SI, Kim JC, Kim JM, et al. Correlation between type of discoid lateral menisci and tear pattern. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2002;10(4):218-222.

引言

材料方法

1.1 设计 对比观察试验。

1.2 时间及地点 于2016年7至10月在华北理工大学附属医院完成。

1.3 对象 回顾性分析2010年7月至2016年7月华北理工大学附属医院收治经关节镜证实的成人(年龄≥19岁)DLM病例39例共39膝(损伤组)，年龄20-45岁，平均(35.55±9.53)岁；其中男性16例，女性23例。

依据Watanabe标准将DLM分型^[9]：①完全型：指DLM将股骨外侧髁与胫骨平台完全隔开，使二者不发生接触，且DLM覆盖率≥外侧平台的80%；②不完全型：指股骨外侧髁与胫骨平台发生部分接触且DLM覆盖率 < 外侧平台的80%；③Wisbirg韧带型：指DLM后外侧与关节囊缺乏附着，或仅经Wisbirg韧带与股骨相连。此组DLM病例中完全型21例，不完全型18例，Wisbirg韧带型0例。

同期因半月板损伤以外的膝关节疾患(如膝关节滑膜炎、髌股关节疾患等)行关节镜手术治疗，术中证实为DLM并排除损伤的(年龄≥19岁)病例33例共33膝(对照组)，年龄19-47岁，平均(34.21±11.43)岁；其中男12例，女21例。DLM完全型16例，不完全型17例，Wisbirg韧带型0例。

纳入标准：①损伤组：经关节镜证实为DLM损伤的成人病例；②对照组：关节镜证实为DLM且无损伤证据的成人病例。

2组共同排除标准：①年龄≤18岁以及> 45岁；②膝关节退变严重(Kellgren Laurence标准 > Ⅰ度)；③合并膝关节韧带损伤的病例。

1.4 方法

1.4.1 MRI扫描序列和参数所有病例膝关节均在下肢中立位下行1.5T或3.0T MRI扫描成像。

扫描序列和参数：①矢状位T1SE序列(重复时间值450-650 ms，恢复时间值10-16 ms)；②矢状位PDFSE序列(重复时间值2 510-3 500 ms，恢复时间值13-25 ms)；③矢状位T2FSE序列(重复时间值2 510-3 500 ms，恢复时间值 81-85 ms)；④冠状位PDFSE序列(重复时间值 2 510-3 500 ms，恢复时间值13-25 ms)；⑤冠状位T2FSE序列(重复时间值2 510-3 500 ms，恢复时间值81-85 ms)。扫描层厚4 mm，层间距0.4 mm，矩阵256×256，视野 160 mm。

1.4.2 影像测量与评价 DLM矢状面形态学测量方法，见图1。

选择能够清晰显示DLM前后角(图1a)、股骨外侧髁轮廓(图1b)以及髌韧带最外层纤维胫骨附着部的矢状扫描层面(图1c)作为测量DLM形态的研究层面。由2名资深影像学专家(在未告知分组的情况下)，分别在PACKS影像处理系统上对所有入组病例的DLM矢状面相关形态学参数进行测量与采集，取二者测量的平均值并纳入统计分析。

1.4.3 采集的形态学量化指标 DLM前角高度、DLM后角高度、DLM前角至胫骨前缘距离、DLM后角至胫骨后缘距离、DLM前后径以及同层面股骨外侧髁前后径。此组还采用DLM相对形态学指标(前述DLM形态学指标与同层面股骨外髁前后径的比值)以降低个体因素的影响。

1.5 主要观察指标 DLM矢状面量化指标(前角高度、后角高度、前角至胫骨前缘距离、后角至胫骨后缘距离以及前后径)。

1.6 统计学分析 所得数据均经SPSS 18.0统计软件进行处理，形态学数据以x(_)±s以及中位数(最小值-最大值)表示，分类变量采用卡方检验，连续变量采用Mann-Whitney U 检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

采用组内相关系数(ICC)对2名观测者测量结果的一致性进行分析：①0.75 < ICC≤1，认为2次测量数据一致性好；②0.40 < ICC≤0.75，认为一致性可；③0≤ICC≤0.40，认为一致性差^[10-11]。

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讨论

此组成人DLM矢状面形态学定量分析结果显示，成人DLM损伤后矢状面形态发生显著变化，其前角高度和前后径宽度增加，而其前缘至胫骨前缘的距离却减小。这表明成人DLM损伤后有前向失稳移位的趋势。这一研究结果对成人DLM损伤的影像学评价以及手术方案的选择可能具有一定意义。

MRI是临床评价DLM损伤及失稳的有效检查手段。以往研究证明，依据MRI冠妆面形态不仅可以对DLM进行分型(完全型与不完全型)，还能对DLM体部失稳作出有效评价^[12-14]。此次研究通过量化分析证明DLM矢状面形态对评价成人DLM损伤同样有效。此组结果显示，损伤DLM的前角高度为(5.21±1.05) mm，明显大于无损伤组的(4.52± 0.75) mm(表2)，可见前角高度增加是成人DLM损伤后的主要形态学变化特征(图1B)。并且此组关节镜检查也证实，损伤DLM增厚的前角与股骨外侧髁有撞击现象(图1C)，而经相应的手术切除成形后，前角高度恢复，撞击也随即消失(图1D)。可见恢复前角高度对有效治疗成人DLM损伤至关重要。此次研究还显示，成人DLM损伤后的另一个形态学特征为DLM前后径宽度增加[损伤组(31.99±4.12) mm，明显大于无损伤组(29.18±3.50) mm]，其前缘至胫骨前缘的距离却减小[损伤组为(11.15±3.97) mm，明显小于无损伤组(14.20±3.33) mm]，这表明DLM损伤后体部和前角有前向失稳及移位的趋势。尽管以往有证据显示，儿童伸膝受限可能与外侧半月板前角肥厚或DLM后角损伤失稳有关^[15-16]。但此次研究证实，成人DLM损伤后其后角高度以及后角至胫骨后缘距离并未发生明显变化，见表2，这表明成人DLM的后角可能较少受到累及。因此，成人DLM的损伤机制和损伤形式可能有别于儿童。在治疗成人DLM损伤时，临床医生更应关注前角的形态及其稳定性变化，以便采取有效的措施予以处理。

DLM损伤失稳可以导致半月板承载应力的功能减弱并引发膝关节紊乱，因此常需手术干预。尽管DLM损伤的手术方式因患者年龄、DLM撕裂类型以及矢稳部位等有所不同^[16-18]，但半月板成形术是治疗DLM损伤的基本术式^[17-20]。近期研究显示：采用成形术和部分切除术治疗DLM损伤的疗效可能优于全切手术^[21-25]。通过成形切除宽大的DLM中央部分，可以有效恢复外侧半月板的解剖形态和生理功能，消除交锁和弹响等关节紊乱症状^[26]；通过缝合修复半月板的稳定性并使其环形结构恢复，半月板功能得以保留。然而，术中切除或保留半月板组织的范围和程度如何，多取决于术者对DLM损伤的主观认识和判断，临床上并无统一的量化标准可供参考。此次研究的意义在于，通过MRI对成人DLM损伤后的前角高度增加与失稳进行了量化分析与证明。为此，作者认为，MRI有助于对损伤成人DLM的形态进行量化评估，并为有效治疗DLM损伤提供依据。

完全型与不完全型DLM在MRI冠状面和轴面上的形态学差异是显而易见的^[27-28]，而且有研究表明二者在组织学和撕裂类型等方面也有所不同^[28-29]。因此，既往认为相较不完全型DLM，完全型DLM更加宽大畸形且更容易产生临床症状，因此需要切除更多半月板中央部分，以使其周缘形态更接近正常半月板。然而，此次研究显示，尽管完全型与不全型DLM冠状面上的差异显著，然而DLM矢状面上的形态学指标似乎与盘状半月板分型无关，见表4，而DLM损伤与否才是其矢状面形态的决定因素。因此临床医生在治疗DLM损伤时不仅要关注其冠状面上的畸形，还应充分留意由损伤引发的矢状面上的形态学变化，并据此制定针对性手术计划，以便对成人DLM损伤进行更有效的治疗。

研究的不足与局限：①研究的入组病例有限，还有待继续增加样本量以减少研究的误差；②尽管研究排除了膝关节退变严重(Kellgren Laurence标准 > Ⅰ度)的病例以及老年病例，但是纳入病例的年龄跨度较大(19-45岁)，因此不能完全排除退变因素的影响；③虽然研究采用了相对形态学指标对数据进行了标准化，但仍不能完全消除个体差异的影响；④研究未能就成人DLM损伤的形态学变化机制进行深入探讨，有待在未来的研究中改进。

总之，此次研究表明，成人DLM损伤后其矢状面前角高度和前后径距离增加，其前缘至胫骨前缘的距离减小。上述量化形态学指标可能有助于成人DLM损伤的评价与治疗。临床医师应关注成人DLM损伤在矢状面上的形态学变化，以便术中对异常的DLM形态以及潜在的DLM失稳进行有效评估与应对。

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