Imaging the knee: Ligaments

Dr. Nissman ist ein Bewohner und Dr. Hobbs war ein Muskel-Skelett-Fellow in der Abteilung für Radiologie und Radiologische Wissenschaft, Medical University of South Carolina. Dr. Hobbs ist jetzt in einer Privatpraxis in Augusta, GA. Dr. Pope ist Professor für Radiologie und Orthopädie und Direktor des HollingsCancer Center Breast Imaging Program; Dr. Geier ist Assistenzprofessor für orthopädische Chirurgie, Dr. Conway ist Professor für Radiologie und Direktor für Muskuloskelettale Radiologie an der Medical University of South Carolina, Charleston, SC.

Verletzungen des Knies sind häufig. In unserer Einrichtung, der medizinischen Universität von South Carolina, sind Trauma und sportliche Aktivitäten die häufigsten Ursachen für Knieverletzungen. Sekundär zu ihrer Rolle bei der Aufrechterhaltung der Stabilität sind die Bänder des Knies häufig an diesen Verletzungen beteiligt. Um langfristigen Folgen vorzubeugen, ist eine frühzeitige Diagnose und Behandlung – ob konservativ oder chirurgisch – von entscheidender Bedeutung für die Planung des Managements dieser Verletzungen. Wegen seines hervorragenden Weichgewebekontrasts hat sich die Magnetresonanztomographie (MRT) zur Identifizierung dieser wichtigen Strukturen als sehr nützlich erwiesen.1-4in der unmittelbaren Zeit nach der Verletzung ist die klinische Beurteilung des Knies unzuverlässig, was die Bedeutung der MRT als diagnostisches Instrument unterstreicht.5dieser Artikel überprüft das MRT-Erscheinungsbild der Kniebänder inihre normalen und verletzten Zustände.

Grundlegende Bildgebungsprinzipien

Aufgrund der biochemischen Zusammensetzung der Bänder können die eng gebundenen Wasserstoffmoleküle nicht am magnetischen Moment der MRT teilnehmen. Daher zeigen Bänder unter normalen Umständen bei allen Impulsfolgen eine geringe Signalintensität. Injuryallows lose gebundene Wasserstoffatome sow asinfiltrating Ödeme und Blutungen zu erzeugen Signal onthe verschiedenen Impulssequenzen verwendet, um diese Strukturen zu bewerten.6

MRT-Protokolle für das Knie variieren je nach Magnet und Interpret. Protokolle sollten Sequenzen enthalten, die in der axialen, koronalen und sagittalen Ebene mit mindestens einer flüssigkeitsempfindlichen Sequenz erhalten wurden. Im Allgemeinen wird ein hochfeldstarker Magnet und eine dedizierte Knie- oder Extremitätsspule bevorzugt, aber eine ausreichende Auswertung kann mit Mittel- und Niederfeldmagneten erreicht werden. Die Patienten werden in Rückenlage mit dem Knie in leichter Außenrotation sowohl zur besseren Visualisierung des vorderen Kreuzbandes (ACL) als auch zum Patientenkomfort abgebildet. Die Autoren verwenden keinen intravenösen Kontrast, außerbewertung für Neoplasma oder Infektion. Intraartikulärer Kontrast isused hauptsächlich im Patienten, der vorher chirurgisches meniscalrepair gehabt hat.

Im Allgemeinen werden die Kollateralbänder am besten in der Koronalebene und die Kreuzbänder und der Streckmechanismus am besten in der Sagittalebene bewertet. Die koronale Ebene ist aucheine wichtige Projektion für die Kreuzbänder. Die Visualisierung aller Strukturen in allen drei Abbildungsebenen ist jedoch für eine vollständige Auswertung erforderlich, um Fehldiagnosen zu vermeiden.

Das vordere Kreuzband

Die ACL erstreckt sich in inferiorer, anteriorer und medialer Richtungvon ihrem Ursprung auf der inneren Oberfläche des hinteren, lateralen Femurkondylus bis zu ihrer Insertion auf der vorderen Tibiaplatteanterior zu den Tibiastacheln zwischen den Ansätzen der medialen und lateralen Menisken und unter dem Querband.7Es besteht aus 2 verschiedenen Bändern – den anteromedialen und posterolateralen Bündeln – entsprechend der Beziehung ihrer distalen Befestigung zur Brustwirbelsäule. Diese Bänder dienen dazu, der vorderen Verschiebung der Tibia bzw. der Hyperextension zu widerstehen. Auch wegen dieser zwei getrennten Komponenten ist die normale ACL straff durch den gesamten Bereich der Kniebewegung.8Darüber hinaus bietet das posterolaterale Bündel ein Element der Rotationsstabilität.

Die normale ACL ist ein Band mit niedriger Signalintensität, das das interkondyläre Dach (Blumensaats Linie) grob parallelliert. Normaleintersperiertes Fett und Bindegewebe geben der ACL ein gestreiftes Aussehen, das nicht mit Pathologie verwechselt werden sollte. Normalerweise wird die ACL auch bei optimaler Positionierung auf ≥2 zusammenhängenden Sagittalbildern und nicht auf einem einzigen Bild visualisiert (Abbildungen 1 und 2).

Der ACL wird häufig durch übermäßigen Valgusstress verletzt, der auch als „Pivot-Shift“ -Mechanismus bezeichnet wird. Das klassische Beispiel dafür istdie Clipping-Art der Verletzung im American Football gesehen. MRT-Anzeichen einer ACL-Verletzung sind eine Pseudomasse an der normalen Stelle der ACL,offene Diskontinuität des Ligaments, welliger oder unregelmäßiger Verlauf, Oravulsion entweder am femoralen Ursprung oder an der tibialen Insertion. Nach den Erfahrungen der Autoren ist das Auftreten von „Pseudomassen“ in der Mitte der Substanz, das auf Ödeme und Blutungen zurückzuführen ist, das häufigste Anzeichen für einen akuten ACL-Riss. Gelegentlich kann das Auftreten von“Pseudomasse“ durch Teilvolumenmittelung verursacht werdenauf dem Sagittalbild. Scheinbare Diskontinuität auf sagittalen Bildenkann auch zu einer Fehldiagnose eines ACL-Risses führen. Die Korrelation mit axialen und koronalen Bildern ist unerlässlich, um Radiologen dabei zu helfen, diese bildgebenden Fallstricke zu vermeiden.9zwei Beispiele für vollständige ACL-Risse sind in Abbildung 3 dargestellt.

Zu den sekundären Anzeichen eines ACL-Risses gehören eine anteriore Tibialtranslation und eine abnormale Krümmung des hinteren Kreuzbandes (PCL), die verwandte Befunde sind, wobei der Riss sekundär zum ersteren ist. Jedoch kann Knicken oder increasedcurvature des PCL auch mit Hyperextension des knee in der Einstellung eines normalen ACL gesehen werden. „Kissing contusions“, ein häufig gesehenes sekundäres Zeichen einer ACL-Verletzung, die durch den zuvor erwähnten Pivot-Shift-Mechanismus der Verletzung verursacht wurde, treten auf der posterioren Seite des Tibiaplateaus und der mittleren bis vorderen Seite des Femurkondylus auf (Abbildung 4). Mediale und laterale Meniskusrisse, an denen normalerweise die hinteren Hörner beteiligt sind, und Verstauchungen und Risse des medialen Collateralligaments (MCL) sind ebenfalls häufig damit Verbundenfindungen. Die Segondfraktur, eine Ausrissfraktur der lateralen Gelenkkapsel beim Einsetzen auf die laterale Tibiaplateau, ist in > 90% der Fälle mit einem ACL-Riss verbunden, wenn er vorhanden ist (Abbildung 5).10,11Wenn einer dieser Befunde im MRT festgestellt wird, ist eine sorgfältige Beurteilung der ACL in allen drei Bildgebungsebenen unerlässlich.

Bei skelettunreifen Individuen ist das Verletzungsmuster etwas anders, wobei tibiale Wirbelsäulenausbrüche und partielle ACLtears vorherrschen.12-14dieses Muster ist höchstwahrscheinlich sekundär zu der größeren Fähigkeit des Knochens, sich unter Stress im unreifen Skelett zu verformen, und dem Fehlen einer knöchernen Fusion der Tibiawirbelsäule vor dem Verschluss der Fersenbeine. Wenn das Skelett reift, nähern sich die Muster von ACL-Verletzungen an, die bei Erwachsenen zu sehen sind.14

Partielle Tränen der ACL können im MRT schwer zu erkennen sein. Fokale oder diffuse Signalveränderungen innerhalb eines intakten Bandes, abnormale Verdickung oder Verdünnung des Bandes mit abnormalem Extrasubstanzsignal oder abnormale Angulation des Bandes können alle einen Teilriss darstellen (Abbildung 6). Die Bedeutung und Behandlung von partiellen ACL-Tränen wird immer noch diskutiert, aber dennoch sollte die Diagnose gesucht und gemeldet werden, wenn sie gesehen wird15,16

In letzter Zeit deuten Hinweise darauf hin, dass Patienten mit isolierten ACLbundle-Tränen, entweder anteromedial oder posterolateral, von Einzelbündel-Reparaturen profitieren.17,18Darüber hinaus können vollständige Risse von der sogenannten Doppelbündelrekonstruktion profitieren, insbesondere angesichts der zusätzlichen Rotationsstabilität, die ein intaktes posterolaterales Bündel bietet.19isolierte Tränen des posterolateralen Bündels sind schwer zu schätzen mit Standard-arthroskopischen Ports.17bei der MRT wird die Identifizierung der einzelnen Bündel durch den schrägen Verlauf der ACL auf allen Bildgebungsebenen erschwert.Sorgfältige inspektion der ACL in allen Projektionen kann allowidentification einer isolierten Bündel anomalie und helpdirect der orthopädische chirurg in den Bereich bei der arthroskopie. Da mehrorthopädische Chirurgen diese Operationen durchführen, kann die Identifizierung isolierter Bündelrisse für den Patienten von großem Nutzen sein (Abbildung 7).

Das Auftreten chronischer ACL-Tränen ist sehr unterschiedlich. Diefibrose sekundär zur Heilung des Bandes führt zu insignalen Eigenschaften ähnlich denen eines normalen Bandes. Die meisten spezifischen Befunde einer chronischen Träne sind anabnormaler Verlauf oder Angulation der ACL ohne andere Anomalien, die normalerweise mit einer akuten Träne verbunden sind.20In einigen Fällen von vollständigen Rissen setzt sich die ACL auf dem hinteren Kreuzband ab und haftet im Laufe der Zeit Durchfibrose an diesem Band (Abbildung 8). Das Ödem seenaround und innerhalb eines akut zerrissenen ACL wird in einem chronictear fehlen.

Hinteres Kreuzband

Die PCL erstreckt sich in einer inferioren, posterioren und lateralen Richtungvon seinem Ursprung auf der inneren Oberfläche des vorderen Aspekts des medialen Femurkondylus bis zu seiner Insertion auf dem weit hinteren Aspektdes Tibiaplateaus. Wie die ACL besteht auch die PCL aus 2bundles: die anterolateralen und posteromedialen Bündel. Die Bedeutung dieser Bündel in Bezug auf die Rekonstruktionist weniger klar als für die ACL.21,22Die PCL widersteht der posterioren Translation der Tibia in Bezug auf den Femur, und Teile dieser Struktur sind über den gesamten Bewegungsbereich des Knies gespannt. Die normale PCLL deckt die Streifen der ACL ab und ist oft in ihrer Gesamtheit auf einem einzigen sagittalen Bild zu sehen (Abbildung 9). Die Meniskofemoralligamente sind eng mit der PCL verbunden, wenn sie vom Hinterhorn des lateralen Meniskus zum medialen Femoralkondylus übergehen. Bei der koronaren Bildgebung kann diese Struktur mit einer abnormalen Verdickung der PCL verwechselt werden, aber die Korrelation mit sagittalen Bildern kann diesen Befund verdeutlichen.

Die PCL wird seltener verletzt als die ACL, und solche Verletzungen erfordern eine größere Kraft. Daher gibt es oftassoziierte Verletzung anderer Strukturen des Knies (in der Regel der AC und MCL), wenn PCL-Verletzungen auftreten. Mechanismen der Verletzung der PCL umfassen Hyperflexion, Hyperextension Unddislokation. Posteriore Kreuzbandrisse sind im akuten Umfeld oft klinisch schwer zu diagnostizieren und können bei der Arthroskopie sekundär zu ihrer weit posterioren Lokalisation schwer zu beurteilen sein. Daher ist MRT kritisch in derdiagnose dieser Entität.

Anzeichen einer Verletzung sind eine offene Störung des Ligaments, eine diffuse Verbreiterung der Mittelsubstanz mit erhöhter Signalintensität auf T1- und T2-gewichteten Bildern oder ein Ausriss entweder des femoralen Ursprungs oder der tibialen Insertion.23partielle Tränen werden durch abnormale Signalintensität innerhalb des Anintaktbandes erkannt. Wenn die PCL bei einer Bildgebungssequenz eine höhere Signalintensität aufweist als die ACL, wird sie als abnormal angesehen. In den Abbildungen 10 und 11 finden Sie ein Beispiel für einen teilweisen und vollständigen Riss.

Mediales Seitenband

Das MCL entsteht aus dem medialen Femurkondylus etwa 5 cm oberhalb der Gelenklinie und erstreckt sich bis zum Einsatz an der medialen Tibia etwa 6 bis 7 cm unterhalb der Gelenklinie nach dem Einsetzen des Pes anserinus.24die MCL tatsächlich besteht aus 2 schichten getrennt durch eine kleine bursaeand minimale peribursal fett. Der oberflächliche MCL ist derwahres tibiales Seitenband. Die tiefe Schicht grenzt andie meniskofemoralen und meniskotibialen Bänder des medialen Meniskus. Der MCL fungiert als Haupt-Valgus-Stabilisator des Knies und wird daher am häufigsten mit abnormaler Valgusangulation des Knies verletzt.

Wie bereits erwähnt, wird die MCL am besten in der koronalen Ebene visualisiert, wo sie normalerweise als lineare Struktur mit geringer Signalintensität angesehen wird (Abbildung 12). Meniskusverletzungen werden als eingestuft 1 durch 3basierend auf bildgebenden Befunden. Angrenzendes Ödem ohne Signalabnormalität innerhalb des Ligaments wird als Verstauchung oder Grad-1-Verletzung charakterisiert (Abbildung 13). Ausgedehntere Ödeme mit Abnormalsignalintensität, Verdickung oder Ausdünnung der ligamentsignifies Grad 2 Verletzung oder Teilriss (Abbildung 14)und vollständige Störung des Bandes oder seiner attachmentsqualifies als Grad 3 Verletzung (Abbildung 15).25,26Verletzungen des MCL sind häufig mit medialen Meniskaltearen und meniskokapsulärer Trennung verbunden. Meniskokapsuläre Trennung ist definiert als Störung der normalen engen Befestigung des MCL am medialen Meniskus und an der Gelenkkapsel. Es wird in der MRT als Flüssigkeitssignal zwischen dem MCL und dem mittleren Meniskus erkannt. Ein potenzieller Fallstrick bei dieser Diagnose istFlüssigkeit in den tiefen MCL-Schleimbeuteln, die die oben erwähnten oberflächlichen und tiefen Komponenten trennt. Diecharakteristisches Aussehen und Lage dieser Bursa hilft theradiologist diesen Fehler zu vermeiden.

Lateraler collateralligamentöser Komplex

Lateral wird das Knie durch eine Gruppe von Strukturen stabilisiert, die zusammen als lateraler collateralligamentöser Komplex (LCLC) bezeichnet werden und Varusstress und Außenrotation widerstehen.27Die wichtigsten dieser Strukturen von anterior nach posterior sind das Iliotibialband (ITB), eine Fortsetzung der Tensor fascialata, die am Gerdy-Tuberkel an der anterolateralen Tibia eingesetzt wird (Abbildung 16), das fibuläre oder echte laterale Collateralligament (Abbildung 17) und die Sehne des Musculus Biceps femoris, die mit dem fibulären Kollateralband konvergiert, um die verbundene Sehne vor dem Einsetzen am Fibularkopf zu bilden (Abbildungen 18 und 19). Die Popliteus-Sehne trägt auch zur Seitenstabilität bei und sollte auf Verletzungen bei der Knie-MRT untersucht werden, wird jedoch in diesem Artikel nicht weiter erörtert.

Aufgrund der zahlreichen Mitwirkenden am lateralen Komplex ist eine erhöhte Kraft erforderlich, um an dieser Stelle Verletzungen zu verursachen. Die Verletzungsursachen sind hier ähnlich wie bei der MCL: umgebende Weichteilödeme und -blutungen, erhöhte Signalintensität innerhalb dieser normalerweise signalarmen Strukturen oder offene Diskontinuität der einzelnen Komponenten.Abbildung 20 zeigt einen vollständigen Riss der verbundenen Sehne.Entzündung neben den Strukturen des LCL-Kanalshaben auch klinische Bedeutung. Die häufigste von theseconditions beinhaltet Entzündung neben theiotibial Band (ITB) und distension eines benachbarten bursaeassociated mit ITB-Syndrom.28

Andere Bänder

Das transversale Meniskalbandund die Meniskofemoralligamente sind andere häufig visualisierte Kniebänder im MRT. Das Transverse Meniskusband ist ein dünnes, fibröses Band, dasverbindet die vorderen Hörner der Menisken.29Das Ligamentum wird gelegentlich auf sagittalen Bildern als Atear eines der vorderen Meniskushörner falsch diagnostiziert, wo es diese Strukturen einfügt. Die Kenntnis der normalen Neigung dieser Struktur und die Verfolgung durch den Gelenkraum auf zusammenhängenden sagittalen Bildern helfen Radiologen, diese Falle zu vermeiden (Abbildung 21).

Die meniscofemoralen Bänder wurden bereits kurz in Bezug auf ihre Beziehung zur PCL erwähnt. Diese Strukturen erstrecken sich vom Hinterhorn des lateralen Meniskussupermedial bis zum inneren Aspekt des medialen Femurkondylus(Abbildung 22). Wenn das Ligament vor der PCL liegt, wird es als Humphry-Ligament bezeichnet (Abbildung 23), und wenn es hinter der PCL liegt, wird es als Wrisberg-Ligament bezeichnet (Abbildung 24). Selten wird sich das Ligament verzweigen, das thePCL umgeben und das Aussehen von beiden geben.29einige Personen haben kein identifizierbares meniskofemorales Band.30Die Funktion des meniskofemoralen Ligaments besteht darin, den lateralen Meniskus gegen den Zug des Popliteusmuskels zu stabilisieren.29Im PCL-defizienten Knie widersteht das meniskofemorale Ligament der hinteren Schublade.31

Auch hier sind diese Strukturen wichtig, vor allem in diesem knowingtheir normales Aussehen und Position kann ein Radiologe avoidpitfalls in der Diagnose helfen. Ein prominentes Humphry-Ligament kann gelegentlich ein umgedrehtes Meniskusfragment aus einem Abucket-Griffriss oder einen losen Körper in der interkondylären Kerbe nachahmen.Ähnlich wie beim transversalen Meniskusband kann auch die Befestigung des Menisco-Femurbandes am lateralen Meniskus gelegentlich einen Meniskusriss nachahmen.

Fazit

Verletzungen der Kniebänder sind relativ häufig. Die MRT ist die beste verfügbare Bildgebungstechnik, um diese Anomalien zu identifizieren und arthroskopische oder offene chirurgische Reparaturen zu planen. Die Kenntnis des normalen MRT-Aussehens der großen Kniebänder und der häufigsten Befunde nach Verletzungen dieser Strukturen ist für den interpretierenden Radiologen von entscheidender Bedeutung, um ein erfolgreicher Bildberater zu sein.

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