De waarde van kernspinresonantie-tomografie bij de diagnostiek van intra-articulaire pathologische afwijkingen van de knie

Onderzoek
C.J.P. Thijn
J.G. Konings
E.L. Mooyaart
Citeer dit artikel als
Ned Tijdschr Geneeskd. 1992;136:782-6
Abstract
Download PDF

Samenvatting

In dit prospectieve onderzoek werden bij 50 patiënten met enkelzijdige knieklachten de bevindingen van kernspinresonantie-tomografie (MRI) bij de diagnostiek van meniscusafwijkingen, kruisbandrupturen en retropatellaire chondropathie vergeleken met de conclusie na artrografie en artroscopie. Een gebied met een grote signaalintensiteit op de MRI-scan werd in 69 van de 100 menisci gezien met in 31 daarvan tekenen van een tot aan de rand doorlopende scheur.

De diagnostische betrouwbaarheid van MRI voor het aantonen van scheuren in de mediale en laterale meniscus was 91. Met MRI werden 8 van de 11 voorste-kruisbandlaesies correct vastgesteld en 6 van de 13 gevallen van retropatellaire chondropathie.

Inleiding

Inleiding

Artrografie van het kniegewricht was tot voor enkele jaren de enige radiologische aanvullende onderzoekmethode waarmee waardevolle informatie kon worden verkregen over meniscusscheuren en kruisbandrupturen.1-3 Tegenwoordig kunnen ook met kernspinresonantie-tomografie (MRI) afwijkingen in menisci en kruisbanden worden aangetoond, maar de betrouwbaarheid ervan wordt in de diverse onderzoeken nogal wisselend opgegeven.4-7 In het merendeel van de publikaties worden de gegevens van MRI-onderzoek vergeleken met de bevindingen van artroscopisch onderzoek.458-13 Gebieden in het meniscus-kraakbeen met een hoge signaalintensiteit bij MRI, correleren goed met histo-pathologische beelden en blijken te wijzen op een mucoïde degeneratie.914-20 Deze degeneratieve afwijkingen worden vooral aangetroffen bij oudere patiënten en zijn mogelijk het gevolg van de op de meniscus inwerkende krachten veroorzaakt door rotatiebewegingen in het kniegewricht.1721 In de meer voortgeschreden stadia van meniscusdegeneratie leidt dit tot een breuk in de collagene vezelbundels waardoor horizontale en schuine meniscusrupturen ontstaan, die in de lengterichting van de collagene vezelbundels verlopen (figuur 1).920

De mate van degeneratie en scheurvorming wordt op grond van MRI-criteria in 3 verschillende graden ingedeeld.1114 Bij een graad 1-degeneratie wordt een onregelmatig begrensd focus met grote signaalintensiteit binnen de meniscus aangetroffen zonder dat dit focus een verbinding heeft met de meniscusoppervlakte. Bij een graad 2-degeneratie is het gebied met grote signaalintensiteit uitgebreider of meer lineair van vorm, maar het loopt niet door tot aan het meniscusoppervlak. Bij een graad 3-degeneratie loopt dit gebied wel tot aan het meniscusoppervlak door en is er sprake van een scheur volgens de MRI-criteria. In de literatuur wordt tussen een met MRI gediagnostiseerde meniscusscheur en een scheur waargenomen bij artroscopie een correlatie gevonden van 45-98. 410 1122-24

Het doel van ons prospectief onderzoek was sensitiviteit, specificiteit en betrouwbaarheid van MRI te onderzoeken bij het aantonen van meniscusscheuren, kruisbandrupturen en retropatellaire chondropathie in een groep patiënten bij wie op grond van lichamelijk onderzoek een ‘dérangement interne’ van de knie werd vermoed.

PatiËnten en methoden

Vijftig patiënten met enkelzijdige knieklachten bij wie een indicatie bestond voor verder artroscopisch onderzoek en voor behandeling werden prospectief onderzocht met artrografie, MRI en artroscopie. De keuze van deze 50 patiënten werd slechts bepaald door de planning van de ingreep en de beschikbaarheid van de MRI-faciliteiten. MRI werd op de dag van het artroscopisch onderzoek uitgevoerd, of op de dag ervoor.

De groep patiënten bestond uit 40 mannen (gemiddelde leeftijd 36 jaar) en 10 vrouwen (gemiddelde leeftijd 40 jaar). De onderzoekmethoden werden als volgt uitgevoerd:

– Dubbelcontrast-artrografie

Na punctie van het kniegewricht en injectie van 5 ml trijood-contrastvloeistof en 30 ml lucht werden de kruisbanden gefotografeerd in zittende en liggende houding van de patiënt. Het retropatellaire kraakbeen werd gefotografeerd tijdens doorlichting en in zittende houding. Van de mediale en laterale meniscus werd een serie detailopnamen onder doorlichtingscontrole vervaardigd; een aantal van 10-12 opnamen van de mediale en 8-10 opnamen van de laterale meniscus geeft doorgaans voldoende informatie. Het is van groot belang dat de te onderzoeken zijde van de gewrichtsspleet voldoende ver wordt opengesperd en bij de opname de centrale meniscusrand correct tussen femurcondyl en tibiaplateau wordt vrijgeprojecteerd.

– mri

Het onderzoek van de knie werd uitgevoerd met behulp van een 1,5 T magneetsysteem. De beelden werden verkregen met een oppervlaktespoel van 17 cm diameter. Voor de beoordeling van meniscusafwijkingen en kruisbandrupturen werden sneden van 4 mm in het sagittale en frontale vlak gemaakt met behulp van een T1-gedomineerde spin-echo (SE)-pulssequentie (met een repetitietijd (TR) van 950 ms en een echotijd (TE) van 20 ms). Van het patellofemorale gewricht werden 2,9 mm sneden gemaakt met behulp van een ‘inversion recovery’ (IR)-pulssequentie (met een TR van 2000 ms, een ‘inversion time (TI) van 600 ms en een TE van 20 ms). De afwijkingen in een meniscus werden volgens de gangbare MRI-classificatie ingedeeld; bij een graad 3-afwijking werd gesproken van een scheur. De MRI-diagnose ’kruisbandscheur‘ werd gesteld indien het normale homogene geringe signaal van het ligament onderbroken of afwezig was, dan wel inhomogeen was, of een abnormaal verloop kende. De MRI-diagnose ’chondropathie‘ werd gesteld op grond van een inhomogene en (of) onregelmatig gevormde intermediaire signaalintensiteit van het gewrichtskraakbeen.25

– Artroscopie

Het bandonderzoek en de artroscopie van de knie, uitgevoerd onder regionale of algemene anesthesie, werd door verschillende orthopedisch chirurgen of onder hun supervisie verricht. Er werd gebruik gemaakt van bloedleegte alsmede van een beenklem, om het te onderzoeken compartiment voldoende te kunnen opensperren. De artroscoop werd via de anterolaterale benadering in de knie gebracht en een tasthaak via de anteromediale benadering. De lokalisatie van de kraakbeenbeschadigingen, de mate van chondropathie,25 en eventuele kruisbandletsels werden genoteerd alsmede de vorm en de lokalisatie van afwijkingen van de mediale en laterale meniscus. Een afgescheurd instabiel meniscusdeel werd in dezelfde zitting percutaan verwijderd.

Omdat de beoordeling bij artrografie en ook bij artroscopie een zekere foutenmarge kent, werd een gezamenlijke mening met betrekking tot de meniscusafwijkingen vastgesteld en gebruikt als de ‘gouden’ standaard t.b.v. de vergelijking met de MRI-bevindingen. De gegevens van het MRI-onderzoek werden door twee radiodiagnosten (C.J.P.T. en E.M.) vastgesteld, terwijl zij onkundig waren van de klinische en artrografische bevindingen.

Op grond van deze gegevens konden sensitiviteit, specificiteit en voorspellende waarden van postitieve en negatieve bevindingen worden berekend,26 voor de MRI-diagnostiek van meniscusscheuren, kruisbandrupturen en retropatellaire chondropathie.

Resultaten

De uitslagen van MRI-onderzoek van de meniscus waarbij de aanwezigheid van een degeneratieve afwijking (een gebied met een grote signaalintensiteit) werd vastgesteld, zijn weergegeven in tabel 1. In 69 van de 100 (mediale en laterale) menisci werden degeneratieve afwijkingen gevonden. Bij 31 menisci (27 mediale en 4 laterale) liep de signaaluitbreiding door tot aan de meniscuscontour en kon dus gesproken worden van een scheur. Met artroscopie en artrografie werd in 36 menisci scheurvorming geconstateerd (figuur 2). Vergelijking met de gouden standaard leverde 7 fout-negatieve en 2 fout-positieve uitslagen op in de MRI-beoordeling van een meniscusscheur.

Sensitiviteit, specificiteit en betrouwbaarheid (terecht positief terecht negatief) van de MRI-bevindingen alsmede voorspellende waarde van positieve en negatieve bevindingen zijn weergegeven in tabel 2.

In de groep van 50 patiënten werden bij bandonderzoek en artroscopie (de gouden standaard) 7 complete en 4 partiële scheuren van de voorste kruisband gevonden. Bij het MRI-onderzoek werden 8 van deze rupturen juist gediagnostiseerd, terwijl bij 7 patiënten een fout-positieve en bij 3 patiënten een fout-negatieve uitslag werd gevonden.

Retropatellaire chondropathie werd tijdens artroscopie bij 13 patiënten aangetroffen. In de meeste gevallen betrof dit een kraakbeendegeneratie graad 1 of 2. De MRI-uitslag bij 6 van deze afwijkingen was correct.

Beschouwing

Bij afwijkingen van het kniegewricht wordt in de literatuur een betrouwbaarheid van het klinisch onderzoek vermeld die varieert van 64 tot 85 .67 Aanvullend artrografisch onderzoek kan betrouwbare informatie leveren over het bestaan van een meniscuslaesie.1-31227 Helaas wordt artrografie de laatste jaren steeds minder gebruikt. Vaak berust dit op het ontbreken van de specifieke deskundigheid en interesse die voor een betrouwbaar artrografisch onderzoek noodzakelijk zijn. Daarnaast wordt sneller besloten over te gaan tot artroscopisch onderzoek vanwege het completere beeld van alle intra-articulaire afwijkingen en de mogelijkheid een meniscusletsel direct te behandelen, en ook vanwege de geringe morbiditeit en de mogelijkheid van uitvoering in dagbehandeling.

Er blijft echter behoefte bestaan aan betrouwbare aanvullende diagnostiek van de knie om in geval van niet-eenduidige bevindingen bij lichamelijk onderzoek een onnodig (en belastend) artroscopisch onderzoek te kunnen vermijden.

Artrografie en artroscopie geven informatie over onder ander de vorm van het meniscusoppervlak, de beide kruisbanden en het gewrichtskraakbeen. MRI geeft ook informatie over het inwendige van deze structuren. Degeneratieve afwijkingen in de meniscus komen histopathologisch overeen met gebieden van mucoïde degeneratie en geven een MRI-signaal. Een MRI-indeling van de degeneratieve afwijkingen in 3 graden is in de literatuur het meest gebruikelijk, waarbij een afwijking van graad 3 doorloopt tot aan de meniscusrand en duidt op een tot aan het meniscusoppervlak doorlopende scheur. Vanzelfsprekend kunnen degeneratieve afwijkingen die binnenin de meniscus zijn gelokaliseerd (MRI graad 1 en 2), niet met artrografie en artroscopie worden ontdekt.

In de loop van het leven ontstaan op moleculair niveau degeneratieve afwijkingen in het meniscuskraakbeen. Deze leiden tot vermindering van de elasticiteit van het kraakbeen en tot scheurvorming. Scheuren op basis van degeneratieve afwijkingen zijn aangetroffen bij 60 van de menisci weggenomen uit overledenen met een gemiddelde leeftijd van 65 jaar.15 Deze meniscusscheuren blijken meestal van het horizontale of schuine type en volgen de richting van de collagene bundels.9 Puur traumatische mediale meniscusscheuren bij jongeren zijn gewoonlijk van het verticale type en zijn gelokaliseerd in de periferie van de meniscus.9 Deze scheuren kunnen het gevolg zijn van afscheuring van de mediale meniscus van kapsel en mediaal collateraal ligament. De met MRI gevonden mediale meniscusscheuren zijn meestal horizontaal of schuin verlopende scheuren in de achterhoorn, waarbij meestal de onderste meniscuscontour is onderbroken (zie figuren 1 en 2). Dit komt goed overeen met de scheuren die in obductiemateriaal zijn gevonden (zie figuur 1).1420

De betrouwbaarheid van MRI met betrekking tot de detectie van meniscusscheuren was in ons onderzoek 91 en dit komt overeen met de meerderheid van de in de literatuur genoemde percentages.4 52223 Bij twee patiënten uit ons onderzoek werd de afwijking op het MRI-beeld geduid als een graad 3-afwijking, terwijl zowel bij artrografie als artroscopie geen scheur werd gevonden. In sommige gevallen is de resolutie van MRI kennelijk niet voldoende om uit te maken of het signaal net wel of net niet tot aan de meniscuscontour reikt.4 Ook is mogelijk dat in die gevallen het signaal wel tot aan de meniscuscontour doorloopt, maar dat de meniscus zelf bij artroscopie en artrografie nog niet gespleten blijkt te zijn. Andere oorzaken voor een fout-positieve MRI-uitslag ‘scheur’ kunnen zijn: ruw en rafelig meniscusoppervlak (bij artroscopie gevonden) zonder een mechanisch belangrijke scheur. Ook na een genezen (perifere) meniscuscheur of een lokale synovitis kan het MRI-beeld van een scheur ontstaan.

In onze groep patiënten bleek MRI 7 maal een fout-negatieve bevinding op te leveren. Bij artroscopie werden daarbij diverse vormen van scheurvorming gevonden: longitudinale en complexe scheuren en flapscheuren. Niet duidelijk is waarom deze niet werden afgebeeld met MRI. Mogelijk speelt de richting van de scheur een rol in relatie met het afbeeldingsvlak van de MRI-weergave,6 of is het oplossend vermogen in sommige gevallen toch te gering om de scheur te kunnen weergeven.

Van belang is de vraag wat de gedragslijn moet zijn bij een patiënt met knieklachten en bij MRI-onderzoek een degeneratieve afwijking van graad 2 in de meniscus. Hierbij is de kans immers groot dat bij artroscopie geen meniscusscheur wordt gevonden. Waarschijnlijk zal deze afwijking na verloop van tijd overgaan in een graad 3-afwijking, waarbij de meniscus splijt en een volledige scheur ontstaat.11 Gezien de functies van de meniscus wordt tot nu toe echter pas een (partiële) meniscectomie uitgevoerd als er sprake is van een gescheurd instabiel meniscusfragment. Vervolgonderzoek bij patiënten met knieklachten of meniscussymptomen en degeneratieve meniscusafwijkingen van graad 2 zal ons moeten leren of deze afwijkingen symptomatisch zijn. Deze zouden dan namelijk toch tot een (partiële) meniscectomie kunnen leiden.

Een aantal auteurs beschrijft grote betrouwbaarheidspercentages (78-100 ) in de MRI-diagnostiek van kruis- bandletsels.52228 In ons onderzoek werden 8 rupturen van de voorste kruisband correct gedetecteerd; daarnaast waren er echter 7 fout-positieve en 3 fout-negatieve uitslagen. Ook andere auteurs vonden veel fout-positieve MRI-uitslagen bij de beoordeling van kruisbandletsels.6 Het is aannemelijk dat bij grotere ervaring, betere positionering of met dynamische cinematografische MRI,29 de resultaten voor wat betreft het aantonen van voorste-kruisbandrupturen kunnen worden verbeterd. Mogelijk is MRI wat dat betreft te gevoelig en worden geringe structuurafwijkingen gedetecteerd die niet tot slapte leiden.

Retropatellaire chondropathie werd door ons bij 6 van de 13 patiënten correct door MRI geconstateerd. In tegenstelling tot andere auteurs,25 vinden wij MRI momenteel niet erg betrouwbaar bij de diagnostiek van chondropathie van graad 2 en 3. Mogelijk dat de betrouwbaarheid kan verbeteren door gebruik te maken van gadolinium als intra-articulair contrastmiddel bij het MRI-onderzoek.30

Resumerend: MRI lijkt goed bruikbaar te zijn voor de detectie van meniscusscheuren bij patiënten bij wie na het klinische onderzoek twijfel bestaat over de aanwezigheid van een meniscusscheur.

De auteurs danken mw.M.B.M.van Leeuwen, analist op het laboratorium voor Anatomie en Embryologie van de Rijksuniversiteit Groningen, voor haar hulp bij het maken van de cryomicrotoomsneden en drs.L.T.van der Weele, statisticus, rekencentrum Rijksuniversiteit Groningen, voor zijn adviezen en hulp bij de analyse van de resultaten.

Literatuur
  1. Levinsohn EM, Baker BE. Prearthrotomy diagnosticevaluation of the knee: review of 100 cases diagnosed by arthrography andarthroscopy. AJR 1980; 134: 107-11.

  2. Ireland J, Trickey EL, Stoker DJ. Arthroscopy andarthrography of the knee: a critical review. J Bone Joint Surg (Br) 1980; 62:3-6.

  3. Selesnick FH, Noble HB, Bachman DC, Steinberg Fl. Internalderangement of the knee: diagnosis by arthrography, arthroscopy andarthrotomy. Clin Orthop 1985; 196: 26-30.

  4. Reicher MA, Hartzman S, Bassett LW, Mandelbaum B,Duckwiler GR, Gold RH. MR imaging of the knee. Part 1. Traumatic disorders.Radiology 1987; 162: 547-51.

  5. Mink JH, Levy T, Crues III JV. Tears of the anteriorcruciate ligament and menisci of the knee: MR Imaging evaluation. Radiology1988; 167: 769-74.

  6. Fisher SP, Fox JM, Del Pizzo W, Friedman MJ, Snyder SJ,Ferkel RD. Accuracy of diagnoses from magnetic resonance imaging of the knee.J Bone Joint Surg (Am) 1991; 73: 2-10.

  7. Raunest J, Oberle K, Loehnert J, Hoetzinger H. Theclinical value of magnetic resonance imaging in the evaluation of meniscaldisorders. J Bone Joint Surg (Am) 1991; 73: 11-6.

  8. Reicher MA, Bassett LW, Gold RH. High-resolution magneticresonance imaging of the knee joint: pathologic correlations. AJR 1985; 145:903-9.

  9. Hajek PC, Gylys-Morin VM, Baker LL, Sartorius DJ, HaghighiP, Resnick D. The high signal intensity meniscus of the knee: magneticresonance evaluation and in vivo correlation. Invest Radiol 1987; 22:883-90.

  10. Polly Jr DW, Callaghan JJ, Sikes RA. The accuracy ofselective magnetic resonance imaging compared with the findings ofarthroscopy of the knee. J Bone Joint Surg (Am) 1988; 70: 192-8.

  11. Crues III JV, Mink JH. Levy TL, Lotysch M, Stoller DW.Meniscal tears of the knee: accuracy of MR Imaging. Radiology 1987; 164:445-8.

  12. Heuzen EP van, Golding RP, Zanten TEG van, Patka P.Magnetic resonance imaging of meniscal lesions of the knee. Clin Radiol 1988;39: 658-60.

  13. Bellon EM, Keith MW, Coleman PE, Shah ZR. Magneticresonance imaging of internal derangements of the knee. Radiographics 1988;8: 95-118.

  14. Stoller DW, Martin C, Crues III JV, Kaplan L, Mink JH.Meniscal tears: pathologic correlation with MR imaging. Radiology 1987; 163:731-5.

  15. Noble J, Hamblen DL. The pathology of the degenerativemeniscus lesion. J Bone Joint Surg (Br) 1975; 57: 180-6.

  16. Ferrer-Roca O, Vilalta C. Lesions of the meniscus. PartI: Macroscopic and histologic findings. Clin Orthop 1980; 146:289-300.

  17. Ferrer-Roca O, Vilalta C. Lesions of the meniscus. PartII: Horizontal cleavages and lateral cysts. Clin Orthop 1980; 146:301-7.

  18. Mink JH, Reicher MA, Crues III JV. Magnetic resonanceimaging of the knee. New York: Raven Press, 1987.

  19. Frija G, Schouman-Claeys E, d'Anthouard F, Feron JM,Paraire F. Grossly normal knee menisci: correlations with pathology andmagnetic resonance imaging. Diagn Interv Radiol 1989; I: 29-34.

  20. Wagner HJ. Die Kollagenfaserarchitectur der Menisken desmenslichen Kniegelenkes. Mit besonderer Beachtung des medialen Meniskus undseiner Verbindung mit dem medialen Bandapparat. Z Mikrosk Anat Forsch 1976;90: 302-24.

  21. Burk Jr DL, Kanal E, Brunberg JA, Johnstone GF, SwensenHE, Wolf GL. 1.5-T surface-coil MRI of the knee. AJR 1986; 147:293-300.

  22. Mandelbaum BR, Finerman GAM, Reicher MA, et al. Magneticresonance imaging as a tool for evaluation of traumatic knee injuries.Anatomical and pathoanatomical correlations. Am J Sports Med 1986; 14:361-70.

  23. Manco LG, Lozman J, Coleman ND, Kavanaugh JH, BilfieldBS, Dougherty J. Noninvasive evaluation of knee meniscal tears: preliminarycomparison of MR imaging and CT. Radiology 1987; 163: 727-30.

  24. Silva I, Silver DM. Tears of the meniscus as revealed bymagnetic resonance imaging. J Bone Joint Surg (Am) 1988; 70:199-202.

  25. Yulish BS, Montanez J, Goodfellow DB, Bryan PJ, MulopulosGP, Modic MT. Chondromalacia patellae: assessment with MR imaging. Radiology1987; 164: 763-6.

  26. Rümke CL. Kanttekeningen over de gevoeligheid, despecificiteit en de voorspellende waarden van diagnostische tests.Ned Tijdschr Geneeskd 1983;127:556-61.

  27. Thijn CJP. Accuracy of double-contrast arthrography andarthroscopy of the knee joint. Skeletal Radiol 1982; 8: 187-92.

  28. Reiser M, Rupp N, Pfändner K, Schepp S, Lukas P. DieDarstellung von Kreuzbandläsionen durch die MR-Tomographie. ROFO 1986;145: 193-8.

  29. Niitsu M, Anno I, Fukubayashi T, Shimojo H, Kuno S,Akisada M. Tears of cruciate ligaments and menisci: evaluation with cine MRimaging. Radiology 1991; 178: 859-64.

  30. Engel A. Magnetic resonance knee arthrography. Enhancedcontrast by gadolinium complex in the rabbit and in humans. Acta Orthop Scand1990; suppl 240: 1-57.

Auteursinformatie

Academisch Ziekenhuis, Postbus 30.001, 9700 RB Groningen.

Afd. Radiodiagnostiek: prof.dr.C.J.P.Thijn en dr.E.L.Mooyaart, radiodiagnosten.

Afd. Orthopedie: dr.ir.J.G.Konings, orthopedisch chirurg.

Contact prof.dr.C.J.P.Thijn

Gerelateerde artikelen

Reacties