如何利用影像學檢查診斷人工關節置換術後併發症

隨著人工關節置換手術量的逐年上升,術後併發症的病例也隨之增加。滑膜炎、骨溶解、感染、假體鬆動等併發症,常常都需要藉助影像學技術進行檢查評估。例如X線片檢查、CT評估、MRI掃描以及超聲、核素顯像、磁共振血管造影等技術,在評估軟硬組織病變、感染、關節出血等方面各有不同意義與價值。本文就人工關節置換術後常見併發症及其影像學評估作簡要介紹,以期幫助更多醫師解決臨床遇到的問題。

常見影像學檢查

常見人工關節置換術後常見併發症影像學檢查技術包括:

①X線片可顯示人工關節對線情況,評估假體鬆動、移位等;

②CT掃描可顯示骨質細微結構,對骨溶解等骨性病變評估佳;

③MRI可早期發現假體周圍軟組織病變,如滑膜炎、無菌性炎症性病變等併發症;

④超聲檢查可評估淺表軟組織病變並引導穿刺治療;

⑤核素顯像可對感染作診斷性成像;

⑥磁共振血管造影(MRA)診斷關節出血特異性高。


X線片檢查

X線片視野較大,可顯示假體與原始關節結構的相對位置,評估假體鬆動、移位,假體周圍骨折,異位骨化形成以及軟組織鈣化等併發症。

①無菌性鬆動:THA骨水泥型股骨假體出現無菌性鬆動的X線表現為,假體周圍骨-骨水泥界面出現>2mm的透亮影並逐漸增寬,骨水泥-金屬界面出現透亮影,骨水泥鞘斷裂;非骨水泥型股骨假體鬆動則表現為,假體周圍骨-金屬界面出現>2mm的透亮影並逐漸增寬;股骨假體鬆動的其他X線表現為假體斷裂或移位。

②骨溶解:X線片上骨溶解表現為假體周圍出現侷限性邊界清楚的透亮區;

③假體周圍骨折:非隱匿性骨折可檢測到骨折線;

④假體周圍感染:表現為假體周圍不規則透亮影,伴明顯骨質破壞,且通常進展較快,呈侵襲性改變;

⑤假體移位:髖臼杯外展角>60°、前傾角>20°或後傾提示假體移位。


CT檢查

CT掃描可清晰顯示細微骨性結構,診斷骨性併發症的敏感性和特異性較高。除顯示骨溶解、異位骨化、假體鬆動等外,還可精確評估骨溶解範圍,顯示假體周圍實性或囊性腫塊。

CT評估人工關節置換術常受到金屬假體射線硬化偽影所限制,CT影像重建算法(如代數迭代重建和插入投影等)和CT掃描序列調整(如增加mAs和kVp等)可減少射線硬化偽影,掃描低螺距、窄準直以及標準或光滑濾過可進一步減少射線硬化偽影。

①骨溶解:CT片上典型的骨溶解表現為多分葉低密度灶,可呈膨脹性表現,偶爾可看到骨膜反應等與骨皮質異常相關的表現。CT掃描能明確描述假體周圍低密度灶,通過比較囊壁密度變化對術後骨溶解和先前存在的骨關節炎假囊腫進行鑑別診斷。

②假體對線:由於THA髖臼杯被大塊金屬頭所遮擋,橫斷位CT或X線片上假體對線關係往往顯示不佳,而CT三維重建則可較好地顯示其對線關係。TKA後可利用CT掃描檢查評估股骨假體旋轉對線情況。


MRI檢查

人工關節置換術失敗大多由磨損顆粒誘導的滑膜炎所致,因而對軟組織特別是滑膜病變進行評估較為重要。MRI憑藉多層掃描能力、無電離輻射及軟組織對比度高等優勢,非常適合於評估滑膜反應。人工關節置換術患者MRI圖像同樣受金屬偽影的干擾。研究表明,低場強、高帶寬、大矩陣、薄層優化的短時反轉恢復(STIR)序列,以及近期發展的多采集與可變諧振圖像組合(MAVRIC)和層編碼金屬偽影校正(SEMAC)技術,可顯著減少假體周圍金屬偽影;優化MRI可以精確評估軟組織併發症及其他併發症。

①滑膜炎:優化MRI可通過顯示積液評估滑膜不良反應,診斷磨損顆粒誘導的滑膜炎,並可精確量化滑囊內滑膜炎。滑膜信號減低呈中至低信號伴關節囊膨脹,正常薄且高信號伴假包膜擴張,均提示磨損顆粒誘導的滑膜炎。滑膜炎在非增強MRI圖像上表現為滑膜增厚,在增強圖像上表現為滑膜囊局部過度強化。磨損顆粒誘導的滑膜炎中,磨損顆粒或積液可進入鄰近滑囊,通常為髂腰肌滑囊,表現為易察覺的腹股溝腫塊,或伴股骨神經壓迫症狀。滑膜炎可通過後方假包膜裂口與大粗隆滑囊相通。因此,若髖關節置換後出現大粗隆滑囊積液,應注意其是否與關節囊相通。

②主型血管炎相關病變(ALVAL):ALVAL在MRI上表現為假體周圍囊性或實性腫塊。ALVAL的典型MRI表現有假體周圍積液、軟組織腫脹、臀肌腱撕裂、骨質流失、骨膜剝脫、神經血管受累及假體周圍骨折等。ALVAL在MRI上表現為假體周圍囊性或實性腫塊。Yanny等報道,ALVAL的典型MRI表現有假體周圍積液、軟組織腫脹、臀肌腱撕裂、骨質流失、骨膜剝脫、神經血管受累及假體周圍骨折等。Hayter等報道認為,廣泛滑膜炎、囊外病變和肌肉水腫為ALVAL特徵,其常見MRI表現有假包膜擴張,另在病灶的“胡椒顆粒樣”中等信號中可見有液體的均勻高信號穿插其中。ALVAL在T2加權像上可表現為低或高信號。

③假體周圍感染:在MRI上表現為不規則、周邊強化的積液信號,T1加權像上為低信號,T2加權像上為高信號,且該高或低信號與假體相通,並被證實與感染和關節鄰近膿腫形成相一致。MRI上出現軟組織聚集、引流竇道或骨髓炎,可進一步支持假體周圍感染這一診斷.Plodkowski等研究表明,TKA後MRI圖像上層狀高信號滑膜炎表現,對提示假體周圍感染的敏感性和特異性高。

④肌腱炎:在MRI上表現為肌腱附著點附近的正常低信號、肌腱上增高信號,並可伴有部分或全層撕裂。MRI可評估膝關節置換術後股四頭肌肌腱和髕骨肌腱、側副韌帶、後外側角結構,髖關節置換術後臀外展肌和外旋肌肌腱附著點,肩關節置換術後肩胛下肌腱的完整性等。

⑤滑囊炎:髂腰肌滑囊炎和大粗隆滑囊炎在MRI上表現為相應位置上出現邊界清楚的特徵性積液信號。

⑥骨溶解:骨溶解在MRIT1加權像上為低信號,在T2加權像上為中等至高信號,通常為膨脹性表現。骨溶解處正常骨髓信號為中等至增強信號所取代,伴或不伴外周低信號帶。在質子密度(PD)序列上,它與骨髓脂肪的高信號形成對比;在STIR序列上,則與脂肪抑制的骨髓低信號形成對比。髖臼周圍和股骨近端骨溶解有多種表現,有時可有假包膜擴張,慢性侵犯周圍骨性結構,典型的多為偏心性骨侵蝕。骨溶解穿透骨盆或突破後壁,可使鄰近神經血管出現偏移,產生坐骨神經症狀。骨質破壞呈侵蝕狀,類似於結節增生性滑膜紊亂的表現。MRI還可精確測量骨溶解範圍。

⑦無菌性鬆動:假體鬆動在MRI上的典型表現為,在脂肪抑制序列上,金屬-骨或骨水泥-骨交界處出現環形增強信號。環纖維膜形成或骨溶解也預示著鬆動可能。

⑦假體周圍骨折:

MRI檢測假體周圍骨折的敏感性和特異性較高,X線片無法檢測的非移位性假體周圍骨折,或隱匿性骶骨或恥骨支不完全骨折均可檢查出。假體周圍骨折的典型MRI表現為骨折處的高信號線性灶點,伴鄰近軟組織水腫或骨膜反應。

⑧複發性關節出血:MRI表現為滑膜增厚,關節內出現積血的混合信號,但周圍軟組織不出現高信號。

⑨假體對線:TKA術後假體對線不齊可引起患者疼痛,常表現為相對顯著的股骨假體外旋,脛骨假體相對股骨假體內旋及假體過度內旋。MRI上測量股骨上髁軸和脛骨結節間的角度,可有效評估假體旋轉對線情況。


其他檢查

超聲技術:在檢測假體周圍軟組織腫塊上,基本不受金屬偽影影響。其價格低廉、成像較快且可動態成像,能有效評估關節假體周圍積液,並引導皮下穿刺。TKA術後疼痛證實為肌腱炎後,可在超聲引導下,將藥物注入腱鞘內進行治療。多數大粗隆滑囊炎可在超聲引導下經皮穿刺治療。不過,超聲檢查較取決於操作者技術水平,無法準確顯示深部病變。


核素顯像:可診斷性評估髖關節置換術後假體周圍感染,三相骨掃描結果陰性有助於排除感染。但三相骨掃描特異性較低,因為骨水泥型股骨假體可使假體周圍放射示蹤劑攝取增加,且正常非骨水泥型假體在假體骨長入處也會出現攝取增加的表現。

MRA:評估局部血管的一種非侵入性手段,需靜脈注射釓對比劑,可顯示膝關節血運異常時的充血性滑膜,診斷關節出血。與傳統血管造影相比,MRA無需動脈穿刺,無電離輻射。


小結

綜述所述,影像學評價在人工關節置換術後併發症檢查中起著重要作用。X線檢查仍為首要評估方法,CT、MRI可用於對術後併發症患者作進一步檢查,超聲、核素顯像和MRA檢查各有獨特的評估價值。隨著MRI減金屬偽影手段的不斷髮展,優化MRI可提供對比精湛的骨與軟組織顯像,尤其適用於人工關節置換術後評估。總之,結合臨床體檢及相關實驗室檢查,影像學評價可以更好診斷人工關節置換術後併發症,指導骨科醫師進行相應干預治療,從而提高人工假體生存率,改善患者生活質量。

1.蔣梅花,陸勇,人工關節置換術後併發症影像學評價.國際骨科學雜誌,2013年9月,第34卷,第5期.

2.顧建明,馮嘯,宮麗華,丁宜,週一新,人工全髖關節翻修術患者血清鈷鉻離子濃度與局部組織病理變化的關係.骨科臨床與研究雜誌,2019年1 月第4卷第1期.

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