MRI在膝關(guān)節(jié)軟骨下骨不全骨折診斷中的價(jià)值

覃瀅，肖運(yùn)平，黃民順，鄧奎品，裴銳昌

(柳州市人民醫(yī)院放射科，廣西 柳州 545006)

膝關(guān)節(jié)軟骨下骨不全骨折(subchondral insufficiency fracture of the knee，SIFK)既往被稱為膝關(guān)節(jié)自發(fā)性骨壞死或特發(fā)性骨壞死，1968年第一次作為一種獨(dú)立疾病被Ahlb?ck等報(bào)道。該病多見于55歲以上骨質(zhì)疏松人群，男女比例為1︰3，最常發(fā)生于股骨內(nèi)髁，也可見于股骨外髁、脛骨平臺(tái)以及髕骨?；颊邿o酗酒、使用激素及血液病等已知的骨壞死誘因，主要癥狀為突發(fā)膝關(guān)節(jié)疼痛，多局限于膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)，負(fù)重時(shí)疼痛加重，休息可緩解，常有夜間靜息痛；主要體征為患膝受累處壓痛、腫脹、積液、不同程度的活動(dòng)受限，一般無關(guān)節(jié)不穩(wěn)[1]。

SIFK是一種進(jìn)展性疾病，病變早期保守治療可以緩解患者癥狀，但如不加以臨床控制和干預(yù)，病情可隨著時(shí)間推移逐漸加重。目前，由于SIFK發(fā)病率相對(duì)較低(65歲以上人群發(fā)病率僅9.4%)，加之大樣本、系統(tǒng)性研究報(bào)道有限，臨床誤診、漏診常有發(fā)生。選取我院2015年1月至2019年8月經(jīng)影像及常規(guī)臨床檢查雙重診斷為SIFK的57例患者(58膝)為研究對(duì)象，探討MRI對(duì)其的診斷價(jià)值，以指導(dǎo)臨床診斷和及時(shí)治療，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究共57例(58處)，其中女35例，年齡48～83歲，平均(65.9±8.4)歲；男22例，年齡36～84歲，平均(63.8±9.5)歲。身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)為18.2～29.5 kg/m2，平均(24.3±2.8)kg/m2，其中55.2%為超重或肥胖患者(BMI>24 kg/m2)。所有患者既往均無明確膝外傷史、大量激素應(yīng)用史及酗酒史等明確的繼發(fā)性骨壞死病因，且臨床多表現(xiàn)為無明確原因、突發(fā)性的膝關(guān)節(jié)疼痛，活動(dòng)受限。

1.2 方法 本研究患者均使用Philips Achieva 3.0T MRI儀器，應(yīng)用膝關(guān)節(jié)專用線圈檢查。掃描序列如下：矢狀位TSET1WI(TR/TE=500/20 ms)、T2WI-SPAIR(TR/TE=2 500/60 ms)、PD-VISTA(TR/TE=1 300/30 ms)，冠狀位PD-SPAIR(TR/TE=2 000/30 ms)，軸位TSE T2WI(TR/TE-2 500/100 ms)，層厚5.0 mm，層間距1.0～5.0 mm(其中矢狀位PD-VISTA序列為3D薄層)，矩陣為512×512，F(xiàn)OV為220 mm。其中48例加行膝關(guān)節(jié)X線檢查，采用Siemens Multi DR機(jī)，63 kV，4.48 mAs，焦片距115 cm。

1.3 觀察指標(biāo) 1名主任醫(yī)生和2名高年資主治醫(yī)師盲法獨(dú)立閱片，意見不一致時(shí)討論達(dá)成共識(shí)。觀察病變發(fā)生部位和患處半月板、軟骨、副韌帶損傷等情況，判斷SIFK的影像分級(jí)。

1.3.1 病灶分布 采用Ramnath[2]推薦的方法將股骨髁或脛骨平臺(tái)在冠狀面由內(nèi)到外、矢狀位由前到后平均分為三等份，分別擬定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)，其中Ⅰ區(qū)為非負(fù)重區(qū)，Ⅱ、Ⅲ區(qū)為負(fù)重區(qū)。觀察記錄病變發(fā)生的部位及區(qū)域。

1.3.2 SIFK分級(jí) SIFK的MRI分級(jí)參考Ficat分期標(biāo)準(zhǔn)。Ⅰ期：病變區(qū)骨髓水腫，關(guān)節(jié)軟骨組織完整；Ⅱ期：病變表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨下線狀低信號(hào)微骨折，不伴軟骨下骨囊性病變或骨壞死征象；Ⅲ期：伴有囊性病變的軟骨下骨折；Ⅳ期：軟骨下骨囊性病變，伴關(guān)節(jié)軟骨表面缺損或塌陷、關(guān)節(jié)間隙狹窄、關(guān)節(jié)炎[8]。

1.3.3 病區(qū)半月板情況 半月板損傷情況參照Mink[3]標(biāo)準(zhǔn)分為3級(jí)。Ⅰ級(jí)：半月板內(nèi)有灶性的點(diǎn)狀或小結(jié)節(jié)狀高信號(hào)影，但未達(dá)到半月板的關(guān)節(jié)緣；Ⅱ級(jí)：半月板內(nèi)出現(xiàn)水平或斜行的線樣或條狀高信號(hào)影，但未達(dá)到半月板關(guān)節(jié)面；Ⅲ級(jí)：半月板內(nèi)線條樣或復(fù)雜形態(tài)高信號(hào)影延伸至半月板的關(guān)節(jié)面，可伴有半月板形態(tài)的改變。半月板根部損傷依據(jù)：其正常解剖形態(tài)消失，出現(xiàn)“鬼影征”、“裂隙征”、“截?cái)嗾鳌钡犬惓８扛咝盘?hào)。內(nèi)、外側(cè)半月板突出即在MRI冠狀位圖像上內(nèi)、外側(cè)半月板外緣分別超出脛骨平臺(tái)軟骨邊緣的距離≥3 mm、≥1 mm[4-5]。

1.3.4 病區(qū)軟骨情況 軟骨損傷MRI分級(jí)參照Recht[6]分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。0級(jí)：正常軟骨；Ⅰ級(jí)：軟骨分層結(jié)構(gòu)消失，軟骨內(nèi)出現(xiàn)局灶性低信號(hào)，軟骨表面光滑；Ⅱ級(jí)：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(jí)：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(jí)：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(hào)改變。

1.3.5 側(cè)副韌帶 膝關(guān)節(jié)側(cè)副韌帶損傷MRI分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7]，Ⅰ級(jí)：側(cè)副韌帶形態(tài)無改變，與相鄰脂肪組織分界清楚，冠狀面圖像呈帶狀低信號(hào)影像，僅在淺層韌帶走行區(qū)域出現(xiàn)稍高信號(hào)；Ⅱ級(jí)：側(cè)副韌帶完整性和連續(xù)性較好，但在T1WI上和PDWI上呈現(xiàn)不規(guī)則的高信號(hào)影像，與相鄰脂肪組織之間分界模糊，韌帶纖維發(fā)生移位，與骨皮質(zhì)之間不平行；Ⅲ級(jí)：側(cè)副韌帶發(fā)生中斷或縮短，在T1WI上和PDWI上出現(xiàn)彌漫性高信號(hào)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，其中計(jì)量資料對(duì)比采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料對(duì)比采用χ2檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)系數(shù)或Spearman秩相關(guān)系數(shù)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 病灶分布、分級(jí)情況及檢出率 MRI示57例患者共有病灶58處，其中1例女性患者為雙膝發(fā)病，其余均為單膝。病灶見于右膝31處，左膝27處；發(fā)生在股骨內(nèi)髁、外髁、脛骨平臺(tái)者分別為56處、2處、0處。51處病灶累及Ⅱ區(qū)，3處累及Ⅰ～Ⅱ區(qū)，4處累及Ⅱ～Ⅲ區(qū)。所見SIFK病灶均累及股骨負(fù)重區(qū)。Ficat分期Ⅰ期20處，Ⅱ期19處，Ⅲ期17處，Ⅳ期2處。MRI、X線片病灶顯示率分別為100%、53.3%。

2.2 病區(qū)半月板情況 2處股骨外髁型SIFK均存在外側(cè)半月板突出，但不伴患側(cè)半月板撕裂及根部損傷；余下56處股骨內(nèi)髁型SIFK患者中38處存在半月板(體部與/或后角)撕裂，43處存在半月板后根損傷，48處存在內(nèi)側(cè)半月板突出。綜上，65.5%(38/58)SIFK患者存在半月板撕裂，74.1%(43/58)存在半月板后根損傷，86.2%(50/58)存在半月板突出。半月板外移距離為0～7.4 mm，平均(3.5±1.5)mm。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，SIFK的MRI分級(jí)與半月板突出程度呈正相關(guān)(P<0.05，見表1)，與患者發(fā)病年齡不相關(guān)(P>0.05，見表1)。

2.3 軟骨情況 34.5%(20/58)SIFK患者存在軟骨損傷，其中Ⅰ級(jí)10處，Ⅱ級(jí)6處，Ⅲ級(jí)2處，Ⅳ級(jí)2處。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，SIFK的MRI分級(jí)與軟骨損傷程度呈正相關(guān)(P<0.05，見表1)。在SIFK病變早期，患側(cè)軟骨多不損傷或輕度損傷。

2.4 副韌帶情況 28處SIFK不伴患側(cè)副韌帶損傷，26處(44.8%)合并Ⅰ級(jí)病側(cè)副韌帶損傷，4處(6.9%)合并Ⅱ級(jí)病側(cè)副韌帶損傷，但患側(cè)副韌帶損傷程度與SIFK的MRI分期及病側(cè)并伴有突出程度均無相關(guān)性(P>0.05，見表1)。

2.5 典型病例 (1)65歲女性患者，SIFKⅠ期，右膝疼痛、跛行數(shù)周。右膝冠狀面PWI、矢狀面T1WI及T2脂抑像示股骨內(nèi)髁軟骨下區(qū)見小斑狀邊界模糊的低信號(hào)影，周圍伴片狀骨髓水腫，同時(shí)患者合并患側(cè)半月板突出及半月板后角損傷(見圖1)。(2)73歲女性患者，SIFKⅡ期，無誘因下右膝疼痛3個(gè)月余。2周前右膝關(guān)節(jié)X線片未見明確異?！，F(xiàn)右膝矢狀面T1WI及T2脂抑像、冠狀面PWI示右股骨內(nèi)髁軟骨下見線狀低信號(hào)影，其周圍骨質(zhì)見片狀水腫區(qū)，患側(cè)半月板突出并后角損傷、內(nèi)側(cè)副韌帶損傷；矢狀面PWI示位于后交叉韌帶前下方的內(nèi)側(cè)半月板后根部(箭頭)信號(hào)增高，提示后根部撕裂(見圖2～3)。(3)65歲女性患者，SIFK Ⅲ期，左膝疼痛半年余。X線片示左膝關(guān)節(jié)輕度退行性變，股骨內(nèi)髁見小斑片狀伴邊緣硬化的透亮影。同期MRI矢狀位T1WI及T2脂抑像、冠狀面PWI示該股骨內(nèi)髁局部軟骨下骨塌陷、分離(見圖4～5)。(4)59歲男性患者，右膝關(guān)節(jié)疼痛1年余，SIFK Ⅳ期。3個(gè)月前X線片示右膝關(guān)節(jié)輕度退行性變，股骨內(nèi)髁見小斑片狀伴邊緣硬化的透亮影；MRI矢狀位T1WI及T2脂抑像、冠狀面PWI示患膝股骨內(nèi)髁關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)缺損伴周圍骨質(zhì)少許水腫(見圖6～7)。

圖1 右膝冠位PWI、矢狀面T1WI及T2脂抑像示股骨內(nèi)髁軟骨下區(qū)局灶骨病(箭頭)，伴灶周骨髓水腫(☆)

圖2 右膝矢狀面T1WI及T2脂抑像、冠狀面PWI示右股骨內(nèi)髁軟骨下見線狀低信號(hào)影(箭頭)，其周圍骨質(zhì)見片狀水腫區(qū)(☆) 圖3 右膝矢狀面PWI示位于后交叉韌帶(☆)前下方的內(nèi)側(cè)半月板后根部(箭頭)信號(hào)增高

圖4 X線片示左膝關(guān)節(jié)輕度退行性變，股骨內(nèi)髁見小斑片狀伴邊緣硬化的透亮影 圖5 MRI矢狀位T1WI及T2脂抑像、冠狀面PWI示該股骨內(nèi)髁局部軟骨下骨塌陷、分離(箭頭：新月征)

圖6 3個(gè)月前X線示右膝關(guān)節(jié)輕度退行性變，股骨內(nèi)髁見小斑片狀伴邊緣硬化的透亮影 圖7 MRI矢狀位T1WI及T2脂抑像、冠狀面PWI示股骨內(nèi)髁關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)缺損伴周圍骨質(zhì)少許水腫

3 討 論

SIFK是一種潛在的破壞性疾病，可發(fā)展為伴有關(guān)節(jié)面塌陷的骨關(guān)節(jié)炎[9]，多發(fā)于中老年群體，男女比例為1︰3。目前該病的病因及發(fā)病機(jī)制尚不明確。有研究顯示SIFK與軟骨下骨骼局部血管因素、應(yīng)力改變有關(guān)[10]。當(dāng)軟骨下骨關(guān)節(jié)受到應(yīng)力影響時(shí)，膝關(guān)節(jié)負(fù)重區(qū)受到應(yīng)力的反復(fù)作用后容易產(chǎn)生應(yīng)力性改變，導(dǎo)致松質(zhì)骨細(xì)微骨折；同時(shí)病變周圍區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力性骨髓水腫，與松質(zhì)骨微細(xì)骨折共同作用可引起髓內(nèi)高壓，壓迫微循環(huán)血管導(dǎo)致血流障礙、運(yùn)行受阻，繼而加重髓內(nèi)高壓造成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致微細(xì)血管狹窄、閉塞，膝關(guān)節(jié)軟骨局部供血量減少、中斷，形成骨壞死。因股骨內(nèi)側(cè)髁是膝關(guān)節(jié)負(fù)重最大、應(yīng)力最集中之處，故SIFK多發(fā)生于該負(fù)重區(qū)。本研究58處SIFK均發(fā)生在股骨負(fù)重區(qū)，96.5%病灶發(fā)生在股骨內(nèi)髁。

本研究發(fā)現(xiàn)SIFK患者多存在半月板后根損傷及半月板突出。半月板突出程度與應(yīng)力傳導(dǎo)能力呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)半月板突出時(shí)可導(dǎo)致突出側(cè)股骨髁和脛骨平臺(tái)之間的接觸應(yīng)力明顯增加[11]。而半月板根部損傷是半月板突出的風(fēng)險(xiǎn)因素[4，11]。Umans等[12]研究證實(shí)內(nèi)側(cè)半月板后根部損傷能繼發(fā)性引起半月板突出，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)重面應(yīng)力增加，引起關(guān)節(jié)軟骨損傷；Robertson等[13]的研究中80.0%的SIFK患者存在半月板后根部損傷，內(nèi)側(cè)半月板后根部損傷與SIFK存在相關(guān)性，但與病灶面積、患者年齡、體重指數(shù)、性別無相關(guān)性；劉新光等[14]研究中52.9%的SIFK患者存在半月板突出，41.2%存在半月板后根部損傷；本研究中86.2%的SIFK患者存在半月板突出，74.1%存在半月板后根損傷，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)SIFK的MRI分級(jí)與半月板突出程度呈正相關(guān)，與患者發(fā)病年齡不相關(guān)，這亦與Robertson等研究相符。據(jù)此我們推測，半月板突出及后根部損傷是SIFK的危險(xiǎn)因素。SIFK影像表現(xiàn)為病區(qū)軟骨下骨病變及灶周骨髓水腫，患者膝關(guān)節(jié)間隙通常表現(xiàn)正常，無狹窄，受累區(qū)常無關(guān)節(jié)軟骨破損或軟骨破損相對(duì)較輕微。本研究發(fā)現(xiàn)SIFK的MRI分級(jí)與軟骨損傷程度呈正相關(guān)，病變早期病區(qū)軟骨損傷均較輕，這與既往研究相符。本研究中51.7%患者合并副韌帶損傷，分析發(fā)現(xiàn)副韌帶損傷程度與SIFK的MRI分期及病側(cè)半月板突出程度均無相關(guān)性。方長海等[15]指出內(nèi)側(cè)半月板突出是骨關(guān)節(jié)炎患者內(nèi)側(cè)副韌帶慢性損傷的危險(xiǎn)因素，因本研究沒有設(shè)立正常對(duì)照組，不能判斷兩者的相關(guān)性。

本研究中MRI、X線片對(duì)SIFK的檢測率分別為100%、53.3%，MRI的檢測率明顯高于X線片，對(duì)SIFK病變分期的診斷更具臨床意義(P<0.05)。當(dāng)中老年女性突發(fā)膝關(guān)節(jié)疼痛并伴有肢體功能障礙、休息后疼痛緩解等不良癥狀、且患者膝關(guān)節(jié)X線片檢查呈陰性改變時(shí)，我們需及時(shí)給予患者M(jìn)RI檢查排除SIFK。

SIFK的MRI表現(xiàn)典型，診斷不難，需要與剝脫性骨軟骨炎、骨挫傷、骨關(guān)節(jié)炎、繼發(fā)性骨壞死等疾病鑒別。剝脫性骨軟骨炎多見于15～30歲男性，發(fā)病年齡輕，患者多有較大量運(yùn)動(dòng)史，其影像表現(xiàn)為軟骨及其軟骨下骨質(zhì)與母骨分離，病灶多位于股骨內(nèi)側(cè)髁后外側(cè)面，少數(shù)病灶位于股骨外側(cè)髁等非負(fù)重區(qū)[16]。而SIFK發(fā)病年齡較大，病變多見于膝關(guān)節(jié)負(fù)重區(qū)。骨挫傷的發(fā)生無年齡特異性，病灶的分布與外傷經(jīng)歷有關(guān)，常見于股骨外側(cè)髁和脛骨平臺(tái)外側(cè)等非負(fù)重區(qū)，其與SIFK鑒別不難。退行性骨關(guān)節(jié)炎雖多發(fā)生于中老年人群，但大部分學(xué)者認(rèn)為退行性骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生是由于反復(fù)的應(yīng)力作用導(dǎo)致軟骨基質(zhì)代謝的異常，使負(fù)重區(qū)軟骨逐漸變薄、剝脫、碎裂，軟骨下骨質(zhì)暴露[17]，進(jìn)而導(dǎo)致軟骨下骨質(zhì)囊變、關(guān)節(jié)骨質(zhì)增生、骨贅形成。由于退行性骨關(guān)節(jié)炎始于關(guān)節(jié)軟骨的破壞，因此病變早期便可見關(guān)節(jié)軟骨信號(hào)及形態(tài)的異常改變。而SIFK病變早期多不伴病區(qū)軟骨損傷。繼發(fā)性骨壞死，常有酗酒、激素依賴、高血癥、手術(shù)等明確的致病因素，患者年齡較小(<50歲)，病灶范圍廣泛，常呈“地圖樣”，多處發(fā)病，易與SIFK鑒別。

綜上所述，MRI能敏感顯示病灶、準(zhǔn)確診斷病變分期，為SIFK的首選影像檢查手段；且MRI具有較高的軟組織分辨能力，能全面評(píng)估關(guān)節(jié)韌帶、半月板及軟骨等情況，為治療及預(yù)后提供參考依據(jù)。