MRI檢查對髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷的診斷價值

翟建春 石安斌 張良金 方文亮 張文俊 吳繼雄

[摘要]目的 探討MRI檢查對髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷的診斷價值。方法 選取2015年3月～2017年9月在我院骨科進行住院治療的67例髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷患者的MRI影像學(xué)資料進行回顧性分析，MRI檢查包括FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列，將其結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果進行對照。結(jié)果 67例患者中，髕骨內(nèi)側(cè)緣軟骨損傷36例，股骨外側(cè)髁前外側(cè)緣軟骨損傷31例。MRI檢查結(jié)果可見，27例表現(xiàn)為髕骨內(nèi)側(cè)面軟骨形態(tài)及信號異常，21例表現(xiàn)為股骨外髁前外側(cè)緣軟骨形態(tài)及信號異常，6例軟骨變薄，13例表現(xiàn)為局部軟骨明顯中斷或缺損。FS-FSE-T2W序列對軟骨損傷顯示的敏感度為83.65%，特異度為96.27%；3D-FS-SPGR序列的敏感度和特異度分別為93.67%、99.18%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 MRI檢查能夠準確、客觀地對髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷的部位、范圍及程度進行診斷，而3D-FS-SPGR序列在評價髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷上的準確性上略優(yōu)于FS-FSE-T2W序列。

[關(guān)鍵詞]髕股關(guān)節(jié)炎；軟骨損傷；MRI檢查；診斷價值

[中圖分類號] R684.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）4（c）-0021-04

Diagnostic value of MRI examination on cartilage injury of patellofemoral arthritis

ZHAI Jian-chun SHI An-bin ZHANG Liang-jin FANG Wen-liang ZHANG Wen-jun WU Ji-xiong

Department of Medical Imaging，Huizhou Hospital of China International Trust and Investment Corporation （CITIC），Guangdong Province，Huizhou 516006，China

[Abstract]Objective To explore the diagnostic value of MRI examination on cartilage injury of patellofemoral arthritis.Methods From March 2015 to September 2017，the MRI imaging data of 67 cases of patellofemoral arthritis who hospitalized in the department of orthopedics in our hospital were analyzed，retrospectively.The MRI examination included the FS-FSE-T2W sequence and the 3D-FS-SPGR sequence.The MRI examination results was compared with the results of arthroscopy.Results Among the 67 patients，36 cases were cartilage injury in the medial margin of the patella，31 cases were cartilage injury in the anterolateral border of the lateral condyle of the femur.MRI examination showed that 27 cases were abnormal cartilage and signal in the medial margin of the patella，21 cases showed abnormal cartilage injury in the anterolateral border of the lateral condyle of the femur，6 cases showed thinning of cartilage，and 13 cases showed significant interruption or defect of local cartilage.The sensitivity and specificity of FS-FSE-T2W sequence for cartilage injury were 83.65% and 96.27%，respectively，and the sensitivity and specificity of 3D-FS-SPGR sequence were 93.67% and 99.18%，respectively，the differences were statistically significant （P<0.05）.Conclusion MRI examination can accurately and objectively identify the location，extent and extent of cartilage injury of patellofemoral arthritis，and the 3D-FS-SPGR sequence is a little better than that in the FS-FSE-T2W sequence in evaluating the accuracy of the patellar osteoarthritis cartilage injury.

[Key words]Patellofemoral arthritis；Cartilage injury；MRI examination；Diagnostic value

關(guān)節(jié)軟骨是確保關(guān)節(jié)運動的最主要結(jié)構(gòu)，當髕股關(guān)節(jié)炎等膝關(guān)節(jié)疾病發(fā)生時，往往會導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨損傷的發(fā)生，關(guān)節(jié)軟骨損傷以及退行性病變是關(guān)節(jié)炎的早期表現(xiàn)之一[1-2]。對于髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷的臨床診斷，通過臨床初診查體、X線片難以對其軟骨損傷程度進行準確判斷，容易出現(xiàn)漏診、誤診情況。盡管借助關(guān)節(jié)鏡檢查能夠明確診斷髕骨關(guān)節(jié)軟骨損傷，但在關(guān)節(jié)鏡檢查期間對受檢者的創(chuàng)傷不可避免，在一定程度上限制了其在單純診斷和定位中的臨床應(yīng)用[3]。MRI檢查因其組織分辨率較高，可多方位、任意斷面成像等，能夠較為全面、動態(tài)地對關(guān)節(jié)軟骨的損傷狀況進行觀察和了解。本研究對我院收治的髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷患者的MRI表現(xiàn)結(jié)果進行分析、比較，旨在探討MRI檢查在診斷髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷中的臨床價值。

1資料與方法

1.1一般資料

選 取2015年3月～2017年9月在我院骨科進行住院治療的67例髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷患者的臨床資料進行回顧性分析，其中男23例，女44例；年齡為41～76歲，平均（56.18±8.47）歲。納入標準：①出現(xiàn)髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷3個月以上；②經(jīng)常規(guī)X線片檢查膝關(guān)節(jié)未見關(guān)節(jié)間隙變窄、關(guān)節(jié)面硬化、骨贅形成以及關(guān)節(jié)下囊狀變性等；③膝關(guān)節(jié)經(jīng)關(guān)節(jié)鏡檢查、常規(guī)MR掃描明確髕股關(guān)節(jié)存在軟骨損傷，術(shù)前MRI資料完整。排除標準：①伴髕骨對合不良、類風(fēng)濕疾病、缺血性骨壞死以及相關(guān)腫瘤者；②近5年內(nèi)有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史以及嚴重外傷史者；③從事專業(yè)運動的運動員。

1.2方法

行MRI檢查期間，患者取仰臥位，患側(cè)足尖向上，患膝關(guān)節(jié)自然伸直，使中心線與髕骨下緣對齊。對于患膝不能伸直的患者，則取屈曲位進行MRI掃描，掃描期間做好對患膝的固定工作以減少產(chǎn)生運動偽影。

MRI檢查儀器選擇GE Hde Signa 1.5T超導(dǎo)MR儀，選擇膝關(guān)節(jié)正交線圈。掃描序列包含矢狀三維抑脂擾相梯度回波序列（3D-FS-SPGR序列）以及附加脂肪抑制的快速自旋回波T2WI序列（FS-FSE-T2W序列），具體掃描參數(shù)見表1。

采用美國GE公司ADW4.2圖像工作站對患側(cè)關(guān)節(jié)軟骨進行三維容積重建，重建方法選擇高分辨最大強度投影（HD MIP）法重建。由我院兩名骨關(guān)節(jié)影像診斷經(jīng)驗豐富的副主任醫(yī)師負責(zé)具體的閱片工作，閱片工作采用雙盲法進行。對患者的年齡、性別、患側(cè)位置、軟骨損傷的部位及程度、髕骨脫位情況以及關(guān)節(jié)囊積液、積血等情況進行詳細記錄，出現(xiàn)分歧時，由兩名醫(yī)師共同討論后取得一致結(jié)果。

1.3分級標準

MRI分級具體如下。0級：關(guān)節(jié)軟骨正常，軟骨彌散性均勻變薄但表面光滑，依然認為是正常關(guān)節(jié)軟骨；Ⅰ級：關(guān)節(jié)軟骨的分層結(jié)構(gòu)完全消失，關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)局部可見高信號區(qū)，軟骨表面欠光滑；Ⅱ級：關(guān)節(jié)軟骨表面輪廓表現(xiàn)為輕中度不規(guī)則，軟骨缺損深度<1 mm，軟骨的缺損程度未達到全層厚度的50%；Ⅲ級：關(guān)節(jié)軟骨表面輪廓表現(xiàn)為中度不規(guī)則，軟骨缺損深度>1 mm，軟骨缺損深度達到全層厚度的50%以上；Ⅳ級：全層軟骨缺損、剝落，軟骨下骨質(zhì)暴露伴或不伴有軟骨下骨質(zhì)信號改變。

關(guān)節(jié)鏡病理診斷分級采用Outerbridge[4]標準，具體如下。0級：關(guān)節(jié)軟骨基本正常；Ⅰ級：關(guān)節(jié)軟骨出現(xiàn)明顯軟化、水腫，表面可見泡狀結(jié)構(gòu)；Ⅱ級：關(guān)節(jié)軟骨明顯變薄，同時伴有輕、中度纖維化；Ⅲ級：關(guān)節(jié)軟骨呈現(xiàn)重度纖維化，且有蟹肉狀改變；Ⅳ級：關(guān)節(jié)軟骨損傷已深入至骨皮質(zhì)，出現(xiàn)全層缺損，軟骨下骨質(zhì)已裸露。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計數(shù)資料以百分率表示，采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1髕股關(guān)節(jié)軟骨損傷情況

在67例髕股關(guān)節(jié)軟骨損傷患者當中，36例為髕骨內(nèi)側(cè)緣軟骨損傷，其余31例為股骨外側(cè)髁前外側(cè)緣軟骨損傷。MRI檢查結(jié)果顯示，27例表現(xiàn)為髕骨內(nèi)側(cè)面軟骨形態(tài)及信號異常，4例軟骨變薄，5例表現(xiàn)為局部軟骨明顯中斷或缺損，其中3例軟骨下終板不連續(xù)、模糊或缺損；21例表現(xiàn)為股骨外髁前外側(cè)緣軟骨形態(tài)及信號異常，2例軟骨變薄，8例表現(xiàn)為局部軟骨明顯中斷或缺損，局部可見液體填充，其中5例軟骨下終板不連續(xù)、模糊或缺損（圖1、圖2）。

a b

a為矢狀位T1加權(quán)圖像，髕骨內(nèi)下部關(guān)節(jié)軟骨及軟骨下骨質(zhì)有局限性缺損，箭頭處可見游離骨軟骨碎片陰影；b為矢狀位的STIR像，髕骨內(nèi)下部骨質(zhì)可見片狀異常信號改變，關(guān)節(jié)囊內(nèi)有血性積液，可見分層

圖1 膝髕骨內(nèi)側(cè)緣骨挫傷影像圖

a b

a為矢狀位T1加權(quán)圖像，關(guān)節(jié)囊內(nèi)可見脂肪血性積液，有分層表現(xiàn)；b為矢狀位的STIR像，股骨外髁前側(cè)緣皮質(zhì)下骨質(zhì)呈片狀異常信號改變

圖2 股骨外踝骨挫傷影像圖

2.2 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列與關(guān)節(jié)鏡分級結(jié)果的對照分析

67例324個髕股關(guān)節(jié)軟骨面的FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列與關(guān)節(jié)鏡分級分別進行對照，結(jié)果見表2、表3。

表2 FS-FSE-T2W序列與關(guān)節(jié)鏡分級結(jié)果對照分析

表3 3D-FS-SPGR序列與關(guān)節(jié)鏡分級結(jié)果對照分析

2.3 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列敏感度、特異度情況的比較

FS-FSE-T2W序列對軟骨損傷顯示的敏感度為83.65%，特異度為96.27%，3D-FS-SPGR序列的敏感度和特異度分別為93.67%、99.18%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）（表4）。

表4 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列敏感度、特異度情況的比較

3討論

膝關(guān)節(jié)軟骨是一種由Ⅱ型膠原纖維、多糖蛋白和水構(gòu)成的透明軟骨，覆蓋在膝關(guān)節(jié)表面的膝關(guān)節(jié)軟骨維系著膝關(guān)節(jié)的日?；顒覽5-6]，能夠發(fā)揮潤滑固定關(guān)節(jié)、減少摩擦、緩沖壓力和傳力的作用。膝關(guān)節(jié)軟骨具有自身的信號特征，不同信號代表軟骨所處的狀態(tài)不同。在髕股關(guān)節(jié)炎等膝關(guān)節(jié)病變發(fā)生時，膝關(guān)節(jié)軟骨最容易受損[7]，軟骨受損時往往會引起關(guān)節(jié)疼痛、水腫和活動受限，而受損的軟骨組織并不能再生，修復(fù)能力有限，往往會對膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性造成影響。

正常的關(guān)節(jié)軟骨組織按照膠原纖維排列方式的不同可大致分為四層：最表面的表層、中間的移行層、再下面的放射層以及最深層的鈣化層[8-9]。關(guān)節(jié)軟骨最表層是互相平行、橫行致密排列的薄層膠原纖維。在關(guān)節(jié)軟骨損傷的初期，軟骨細胞外基質(zhì)的合成、分解失去平衡，軟骨表面的膠原組織出現(xiàn)退變、受損，膠原纖維的形態(tài)以及排列方式發(fā)生改變，致使關(guān)節(jié)表面的摩擦作用以及對水的通透性明顯增加，蛋白多糖的合成受到抑制[10]，水含量進一步增加。關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)水分含量的增加、膠原網(wǎng)架的損傷以及蛋白多糖的丟失，嚴重削弱了軟骨內(nèi)部的液壓機制作用，其負重能力明顯減弱，軟骨表面呈現(xiàn)纖維化，裂縫明顯，最終導(dǎo)致軟骨逐漸削薄、減少、消失[11]。

以往借助傳統(tǒng)X線和CT檢查對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷病變進行檢查，往往不能全面地展現(xiàn)軟骨組織的損傷情況，誤診、漏診狀況難以避免。關(guān)節(jié)鏡檢查作為目前公認的診斷關(guān)節(jié)軟骨損傷的“金標準”，不僅能夠直觀地顯示關(guān)節(jié)軟骨的損傷程度，同時能夠?qū)p傷軟骨進行一定程度的修補[12-13]。然而關(guān)節(jié)鏡檢查屬于有創(chuàng)操作，臨床應(yīng)用有所限制。MRI具有高組織分辨率、多參數(shù)、多序列、多方位成像和無創(chuàng)性等優(yōu)勢，是目前唯一能夠在活體狀況下顯示關(guān)節(jié)軟骨的影像學(xué)手段，也是目前無創(chuàng)性檢查軟骨損傷的最佳影像學(xué)手段。

正常的關(guān)節(jié)軟骨因其水化的蛋白多糖分子、多方向排列的膠原纖維含量以及分布的不同，使關(guān)節(jié)軟骨在高場強MRI圖像上表現(xiàn)為信號強度變化的特征性帶狀結(jié)構(gòu)[14]。借助MRI檢查，能夠準確反映關(guān)節(jié)軟骨的組織結(jié)構(gòu)以及生物化學(xué)特征。引入多種MRI成像序列對關(guān)節(jié)軟骨進行觀察，能夠為臨床診治提供更加清晰、準確的關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)及相關(guān)信息。本研究首先選擇FS-FSE-T2W序列對所有軟骨損傷患者進行MRI檢查，F(xiàn)S-FSE-T2W序列由于T2的增加，類似關(guān)節(jié)造影的作用被突出[15-16]，關(guān)節(jié)積液顯示較好，能夠在一定程度上增加軟骨和關(guān)節(jié)積液的反差。本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)S-FSE-T2W序列對軟骨損傷顯示的敏感度和特異度分別為83.65%、96.27%。

3D-FS-SPGR序列能夠?qū)οリP(guān)節(jié)軟骨組織進行連續(xù)薄層圖像的掃描，同時還能夠借助連續(xù)的薄層掃描圖像進行多層面重建，且掃描期間無信號丟失。3D-FS-SPGR序列中脂肪抑制的應(yīng)用則能夠在一定程度上增加軟骨與鄰近的骨髓、關(guān)節(jié)腔積液、脂肪和肌肉信號的對比程度[17-18]，使軟骨在掃描圖像中表現(xiàn)為相對周圍組織的帶狀高信號，與周圍組織的鮮明對比使軟骨異常狀況更容易被察覺。本研究結(jié)果顯示，3D-FS-SPGR序列對軟骨損傷顯示的敏感度和特異度分別為93.67%、99.18%，均略高于FS-FSE-T2W序列（敏感度、特異度分別為83.65%、96.27%）。

綜上所述，MRI檢查與關(guān)節(jié)鏡檢查在髕股關(guān)節(jié)炎軟骨損傷分級上具有很高的一致性，通過MRI檢查能夠直接反映膝關(guān)節(jié)軟骨損傷情況，其定位、定性診斷較為準確，能夠為臨床診治提供較為全面的影像學(xué)資料，具有極其重要的臨床意義。

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（收稿日期：2018-01-12 本文編輯：祁海文）