磁共振對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷分級診斷的研究價值

1.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第一附屬醫(yī)院磁共振科2.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校第三附屬醫(yī)院影像科(河南 漯河 462300)

苗寶娟1劉廣紅2婁曉宇1

磁共振對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷分級診斷的研究價值

1.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第一附屬醫(yī)院磁共振科2.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校第三附屬醫(yī)院影像科(河南 漯河 462300)

苗寶娟1劉廣紅2婁曉宇1

目的探討MRI對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷分級診斷的應(yīng)用價值。方法 搜集本院56例經(jīng)關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)證實膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者的MRI和臨床資料，依據(jù)Outerbridge分級標(biāo)準(zhǔn)對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷進(jìn)行分級診斷，將MRI診斷結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)結(jié)果進(jìn)行對比分析。結(jié)果 本組56例患者共計336個軟骨面，MRI診斷為I級26處、Ⅱ級28處、Ⅲ級58處、IV級43處；關(guān)節(jié)鏡診斷為I級27處、Ⅱ級27處、Ⅲ級58處、IV級43處；以關(guān)節(jié)鏡分級為標(biāo)準(zhǔn)，MRI診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的敏感度為97.45%，特異度為98.32%，準(zhǔn)確度為97.92%，陰性預(yù)測值為97.78%，陽性預(yù)測值I～Ⅳ級分別為69.23%、75%、100%、100%。與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果相比，MRI診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷一致性極佳（Kappa=0.909），差異有統(tǒng)計學(xué)意義P＜0.05。結(jié)論 磁共振成像技術(shù)能夠客觀、可靠地顯示膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的部位及損傷程度，能為臨床提供可靠的依據(jù)，可對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷進(jìn)行術(shù)前分級診斷并值得廣泛推廣和應(yīng)用。

磁共振；軟骨損傷；分級；膝關(guān)節(jié)

膝關(guān)節(jié)損傷臨床較為常見，常引起關(guān)節(jié)軟骨損傷。由于關(guān)節(jié)軟骨自我修復(fù)能力有限，如果不早期準(zhǔn)確診斷并及時治療，病變發(fā)展會最終導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎，出現(xiàn)疼痛，活動受限，給患者帶來生理上的不便及精神上的痛苦。近年來，隨著康復(fù)醫(yī)學(xué)及骨顯微外科技術(shù)的迅速發(fā)展，通過康復(fù)等手段治療輕度軟骨損傷，采用骨顯微外科技術(shù)修復(fù)嚴(yán)重軟骨損傷的理念已廣泛應(yīng)用于臨床。因此，早期準(zhǔn)確評判膝關(guān)節(jié)軟骨損傷范圍及程度對臨床制定治療方案有重要的價值。目前，磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)技術(shù)在臨床上已被廣泛認(rèn)可，為進(jìn)一步探析膝關(guān)節(jié)軟骨損傷MRI表現(xiàn)，本研究搜集我院收治的56例膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者的MRI影像和關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)資料，并進(jìn)行對比分析，旨在探討MRI對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷分級診斷的臨床應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料搜集我院2013年3月～2014年9月收治經(jīng)關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)證實為膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的患者56例，其中，男39例，女17例；年齡17～78歲，平均44.6歲。所有患者均因膝部疼痛伴功能障礙就診，術(shù)前均做MRI檢查，并行關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)治療。

1.2 儀器及方法采用GE Hde 1.5T超導(dǎo)MR儀，GPFLEX軟線圈。掃描序列及參數(shù)：矢狀位、冠狀位：FSE T1WI(TR 460ms，TE 10.5ms)、PDWI(TR 1840ms，TE 34.8ms)；橫軸位PDWI(TR1840ms，TE 34.8ms)。視野22～24cm×22～24cm，層厚4.0 mm，層間距1.0mm，矩陣360×120，激勵次數(shù)(NEX)2。掃描時間：FSE T1WI 1min16s，PDWI 1min38s；如患者病情重，耐受性差，可將NEX減小至1，掃描時間可縮短到約0.44s。掃描視野可根據(jù)患者胖瘦改變20～24cm不等。掃描層數(shù)不同，TR、TE可稍有增減。

1.3 圖像分析本研究將膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面分為六個區(qū)域：股骨外側(cè)髁，股骨內(nèi)側(cè)髁，脛骨外側(cè)平臺，脛骨內(nèi)側(cè)平臺，股骨滑車和髕骨。MRI對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷診斷分級采用Recht[1]分級標(biāo)準(zhǔn)：0級：正常軟骨；Ⅰ級：軟骨分層結(jié)構(gòu)消失，軟骨內(nèi)出現(xiàn)局灶性低信號區(qū)，軟骨表面光滑；Ⅱ級：軟骨表面輪廓輕至中度不規(guī)則，軟骨缺損深度未及全層厚度的50%；Ⅲ級：軟骨表面輪廓重度不規(guī)則，軟骨缺損深度深達(dá)全層厚度的50%以上，但未見完全剝脫；Ⅳ級：軟骨全層缺損、剝脫，軟骨下骨質(zhì)暴露伴或不伴軟骨下骨質(zhì)信號改變。由2名或以上對肌骨系統(tǒng)影像診斷經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)師分別對MRI影像資料進(jìn)行獨(dú)立閱片并分析診斷，結(jié)果不一致時，多人會診討論并最終取得一致診斷。

1.4 關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)由2名經(jīng)驗豐富且技術(shù)嫻熟的骨科醫(yī)師完成。術(shù)中仔細(xì)觀察關(guān)節(jié)軟骨，并對損傷軟骨的具體部位、程度及關(guān)節(jié)腔內(nèi)的情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，重點(diǎn)觀察影像結(jié)果提示關(guān)節(jié)軟骨損傷的具體位置及分級，并對比術(shù)中實際觀察所見與術(shù)前影像符合情況。術(shù)中軟骨病變的分級采用Oterbridge分級標(biāo)準(zhǔn)[2]分級：0級：關(guān)節(jié)軟骨正常；Ⅰ級：軟骨軟化水腫、表面出現(xiàn)泡狀結(jié)構(gòu)；Ⅱ級：軟骨變薄出現(xiàn)輕中度纖維化，表面缺損＜全層50%；Ⅲ級：軟骨重度纖維化，呈蟹肉樣改變，缺損＞全層50%但＜100%；Ⅳ級：軟骨退變深達(dá)骨皮質(zhì)，全層缺損，軟骨下骨質(zhì)暴露。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS16.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，計數(shù)資料采用Kappa法檢驗MRI影像分級與關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)分級的一致性，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)結(jié)果本組56例336個關(guān)節(jié)面中，0級181處，占53.87%(181/336)；Ⅰ～Ⅳ級共155處，占46.13%(155/336)；其中，Ⅰ級27處，占17.42%(27/155)；Ⅱ級27處，占17.42%(27/155)；Ⅲ級58處，占37.42%(58/155)；IV級43處，占27.74%(43/155)。詳細(xì)結(jié)果見表1。

2.2 MRI結(jié)果本組56例336個關(guān)節(jié)面中，0級(圖1)181處，占53.87%(181/336)；Ⅰ～Ⅳ共155處，占46.13%(155/336)，其中I級(圖2)26處，占16.77%(26/155)；Ⅱ級(圖3)28處，占18.06%(28/155)；Ⅲ級(圖4)58處，占37.42%(58/155)；IV級(圖5)43處，占27.74%(43/155)。詳細(xì)結(jié)果見表1。

表1 膝關(guān)節(jié)軟骨損傷MRI分級、關(guān)節(jié)鏡分級及其對應(yīng)關(guān)系（n）

表1顯示 MRI診斷關(guān)節(jié)軟骨損傷的敏感度為97.45%，特異度為98.32%，準(zhǔn)確度為97.92%，陰性預(yù)測值為97.78%，陽性預(yù)測值I～Ⅳ級分別為69.23%、75%、100%、100%。與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果相比，MRI診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷一致性極佳(Kappa=0.909)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p＜0.05)。

3 討 論

膝關(guān)節(jié)軟骨損傷主要表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)腫痛、彈響、腿打軟及不同程度運(yùn)動功能障礙等，直接影響患者的生活質(zhì)量和工作能力。因此，早期準(zhǔn)確評判膝關(guān)節(jié)軟骨損傷范圍及程度對臨床制定治療方案有重要的價值。膝關(guān)節(jié)鏡可以在鏡下直觀的評價關(guān)節(jié)軟骨的損傷程度，并可對損傷軟骨進(jìn)行修補(bǔ)，是目前診斷關(guān)節(jié)軟骨損傷的“金標(biāo)準(zhǔn)”[3]，但其為有創(chuàng)性檢查。MRI檢查以無創(chuàng)傷、無輻射、多參數(shù)成像技術(shù)以及優(yōu)越的軟組織對比度，是目前公認(rèn)的無創(chuàng)性檢查軟骨病變的最佳方法[4]。

膝關(guān)節(jié)軟骨包括脛骨平臺軟骨、股骨髁軟骨和髕軟骨，是覆蓋于關(guān)節(jié)表面的透明軟骨，是一種特殊的結(jié)締組織，具有吸收震蕩，緩沖外部壓力的作用。關(guān)節(jié)軟骨由軟骨細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成，其在組織學(xué)上分為4層[5]：最表面的表層、中間的移行層、再下面的放射層和最深層的鈣化層。MRI信號可以反映關(guān)節(jié)軟骨組織結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)特征，正常關(guān)節(jié)軟骨在高場強(qiáng)MRI圖像上顯示為“低-高-低”三層結(jié)構(gòu)[6、7]，表現(xiàn)為薄層條帶狀貼附于關(guān)節(jié)面上，T1WI呈等信號，T2WI呈稍高信號，脂肪抑制序列中呈稍高信號，厚薄均勻，走行連續(xù)、光滑。本組病例膝關(guān)節(jié)正常軟骨在MRI FSE-T1WI及PDWI序列均可清晰顯示為三層結(jié)構(gòu)。

膝關(guān)節(jié)軟骨損傷時首先發(fā)生在淺層，肉眼上見局部軟骨變軟，表面粗糙，進(jìn)一步出現(xiàn)小的裂縫、碎裂、軟骨變薄，晚期軟骨剝脫等[8]。MRI診斷主要依據(jù)軟骨的形態(tài)和信號變化，其中形態(tài)變化表現(xiàn)為軟骨輪廓異常，如局部增厚、變薄或顯示裂隙、缺損、游離軟骨片等。本組研究MRI診斷Ⅰ～Ⅳ級軟骨損傷的敏感度分別為69.23%、75%、100%、100%。Bachmann等[9]報道MRI診斷Ⅰ～Ⅳ級軟骨損傷的敏感度分別為14%、32%、94%和100%。

圖1 0級，正常關(guān)節(jié)軟骨：矢狀位PDWI和T1WI顯示為三層結(jié)構(gòu)，軟骨規(guī)整，軟骨面光滑。圖2 髕骨軟骨面Ⅰ級損傷：矢狀位PDWI和T1WI均顯示關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)出現(xiàn)局灶性低信號區(qū)，軟骨表面光滑。圖3 脛骨內(nèi)側(cè)髁關(guān)節(jié)軟骨Ⅱ級損傷：矢狀位PDWI及T1WI均顯示關(guān)節(jié)軟骨面毛糙、變薄，厚度＜軟骨厚度的50%。圖4 髕骨面關(guān)節(jié)軟骨Ⅲ級損傷：軸位PDWI顯示關(guān)節(jié)軟骨變薄，軟骨厚度的50%＜厚度＜軟骨厚度的100%。圖5 髕股關(guān)節(jié)軟骨Ⅳ級損傷：矢狀位PDWI及T1WI顯示關(guān)節(jié)軟骨缺損、軟骨下骨質(zhì)裸露（細(xì)箭），并見關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)信號異常（粗箭）。

膝關(guān)節(jié)MR檢查掃描序列眾多，并不斷有新的技術(shù)應(yīng)用，但T1WI、T2WI和PDW-FS序列仍是常規(guī)掃描序列。MRI T1WI空間分辨率高，顯示軟骨形態(tài)較好，且對軟骨下骨水腫敏感，但不易區(qū)分軟骨和關(guān)節(jié)液，較難辨別軟骨損傷信號變化。而輕微軟骨損傷即能引起軟骨信號變化，軟骨形態(tài)可表現(xiàn)正常。在T2WI及脂肪抑制圖像中，關(guān)節(jié)軟骨呈中等稍高信號，與關(guān)節(jié)液高信號形成良好對比，在軟骨內(nèi)發(fā)現(xiàn)局部性低信號即可考慮軟骨損傷[10]。研究[11]報道，F(xiàn)SE T1WI序列診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的敏感度較低，而T2WI及脂肪抑制序列的敏感度較高。龐國棟等[12]研究顯示，F(xiàn)S PDWIFSE序列對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷程度的敏感度和特異度分別為81%和85.4%，本組研究以MRI FSE T1WI和PDWI診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的總敏感度和特異度分別是96.53%和91.67%。本組研究顯示MRI診斷關(guān)節(jié)軟骨的敏感度較同類研究明顯高。與關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)對比，MRI診斷Ⅰ～Ⅳ級膝關(guān)節(jié)軟骨損傷一致性好(Kappa=0.909)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。

綜上所述，MRI能夠清楚、準(zhǔn)確地顯示膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的部位、范圍，并對軟骨損傷程度進(jìn)行分級，是膝關(guān)節(jié)軟骨損傷無創(chuàng)性檢查的最佳選擇，能為臨床提供可靠的依據(jù)，可對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷進(jìn)行術(shù)前分級診斷并值得廣泛推廣和應(yīng)用。

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(本文編輯: 劉龍平)

The Value of MRI in Grading Diagnosis of Cartilage Injury of Knee Joint

MIAO Bao-juan1, LIU Guang-hong2, LOU Xiao-yu1． 1 Magnetic Resonance Imaging Department,The First Affiliated Hospital of Luohe Medical College,Luohe 462000,China; 2 Medical Imaging Department, The Third Affiliated Hospital of Luohe Medical College,Luohe 462300,China

ObjectiveTo investigate the value of MRI in grading diagnosis of cartilage injury of knee joint．MethodsThe MRI and clinical date of 56 patients with cartilage injury of knee joint confirmed by arthroscopy or operation in our hospital were collected．The all cartilage injury was graded and diagnosed by the Outerbridge Classification Criterion,and we compared the results of MRI imaging with those by arthroscopy or operation．ResultsAmong all 336 joint surfaces of 56 cases in this group,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳinjury diagnosed by MRI imaging was 26、28、58、43; while the results by arthroscopy was 27、27、58、43．Taking the classification diagnostic results of arthroscopy as standards,the sensitivity、specificity、accuracy rate of MRI imaging for cartilage injury of knee joint was 97．45%、98．32%、97．92%，negative predictive value was 97．78%,and positive predictive value of Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ injury was 69．23%、75%、100%、100%．Compared with the results by arthroscopy,the MRI classification diagnostic results of cartilage injury of knee joint have superb consistency（Kappa=0．909）,besides, The difference was statistically significant(P＜0．05)．ConlusionMRI can objectively and reliably display the location and degree of the cartilage injury of knee joint, provide clinic with the reliable evidence, grade and diagnose cartilage injury of knee joint before operation and be worth popularizing and applying widely．

Magnetic resonance imaging; Cartilage injury; Grading; Knee joint; Diagnosis

R684.76; R445.2

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.031

2015-04-20

苗寶娟