磁共振延遲增強(qiáng)掃描診斷膝關(guān)節(jié)軟骨退變

林益良，張梓釗，黃美君，黃 金，林瓊梅，楊慧麗

（貴港市中西醫(yī)結(jié)合骨科醫(yī)院放射科 廣西 貴港 537100）

一直以來，臨床對(duì)軟骨退變的診斷比較困難，由于關(guān)節(jié)軟骨密度較低，X線、CT檢查均不能顯示，臨床醫(yī)生們僅能通過間接征象如關(guān)節(jié)間隙狹窄、骨贅、關(guān)節(jié)面硬化等表現(xiàn)來推斷關(guān)節(jié)軟骨退變。而MRI因其對(duì)軟組織分辨率高，能準(zhǔn)確地顯示關(guān)節(jié)軟骨退變的形態(tài)和位置，同時(shí)MRI具有冠狀位、矢狀位、橫斷位等多維度觀察的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)膝關(guān)節(jié)軟骨退變的常用檢查手段[1]。本組66例膝關(guān)節(jié)軟骨退變病例采用dGEMRIC檢查方法，檢查掃描序列為三維抑脂擾相梯度回波序列（fat-suppressedthreedimensional spoiled gradient-echo，3D-FS-SPGR），比較影像診斷與關(guān)節(jié)鏡所見，介紹其檢查技術(shù)及診斷效能，旨在探討提高dGEMRIC技術(shù)對(duì)膝關(guān)節(jié)軟骨退變的診斷能力和認(rèn)識(shí)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2018年6月—2020年4月期間經(jīng)臨床及關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)證實(shí)為膝關(guān)節(jié)軟骨退變的患者46例共55個(gè)膝關(guān)節(jié)，其中37例為單側(cè)膝關(guān)節(jié)，9例為雙膝關(guān)節(jié)。男性28例，女性38例。年齡20～78歲，平均年齡56歲，所有患者均無外傷史，臨床表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)疼痛、行走困難、關(guān)節(jié)彈響。關(guān)節(jié)局部腫脹，壓痛，研磨試驗(yàn)陽性。66例患者均于關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)前14天前完成3D-FS-SPGR序列dGEMRIC檢查，掃描前簽訂MRI增強(qiáng)檢查的知情同意書?；颊呷⊙雠P位，經(jīng)肘正中靜脈注射釓噴酸葡胺（Gd-DTPA），0.20mmol/kg，注射藥物后適當(dāng)走動(dòng)，2小時(shí)后行MR掃描。采用采用西門子1.5T Avanto超導(dǎo)型磁共振掃描儀，膝關(guān)節(jié)8通道相控陣專用線圈，采用3D-FS-SPGR行膝關(guān)節(jié)矢狀位容積掃描。設(shè)定掃描參數(shù)，見表1。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

影像診斷參考MRI的Recht標(biāo)準(zhǔn)[2]，見表1，影像診斷醫(yī)師為5年以上高年資中級(jí)職稱以上醫(yī)師，2名醫(yī)師共同閱片確定。關(guān)節(jié)鏡為改良的Outerbridge分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[3]，見表2，術(shù)者為2名以上骨關(guān)節(jié)科高年資中級(jí)職稱以上醫(yī)師，具備5年以上關(guān)節(jié)鏡手術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

2 結(jié)果

66例膝關(guān)節(jié)骨軟骨退變患者經(jīng)關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)證實(shí)共有189個(gè)病灶，發(fā)生于股骨外側(cè)髁37個(gè)；股骨內(nèi)側(cè)髁51個(gè)；脛骨外側(cè)平臺(tái)33個(gè)；脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)30個(gè)；髕骨38個(gè)。189個(gè)病灶中，伴骨髓水腫153個(gè)，前交叉韌帶損傷32例，半月板撕裂25例，后交叉韌帶損傷29例，側(cè)副韌帶損傷各12例。I期病灶表現(xiàn)為軟骨內(nèi)的分層結(jié)構(gòu)模糊、辨認(rèn)不清，局部腫脹，軟骨整體信號(hào)強(qiáng)化不均勻，可見斑點(diǎn)狀高信號(hào)，亦見少許散在斑點(diǎn)狀低信號(hào)，呈條紋狀、線狀不均勻改變，但軟骨關(guān)節(jié)表面光滑。Ⅱ期退變軟骨，軟骨缺損深度較小，小于全層厚度50%，軟骨破損易于辨認(rèn)，仍見局部腫脹，厚度不均，軟骨整體信號(hào)明顯不均，可見垂直于軟骨的線狀或斑片狀高信號(hào)，表面凹凸不平。Ⅲ期軟骨退變形成較大“坑狀”潰瘍，深度達(dá)50%以上，軟骨厚度明顯不均勻，高低不等，病灶表現(xiàn)為軟骨表面呈斑片狀、呈裂隙狀明顯強(qiáng)化的高信號(hào)，鄰近軟骨下骨可見斑片狀骨髓水腫信號(hào)并大片狀強(qiáng)化。Ⅳ期軟骨退變呈典型骨性關(guān)節(jié)炎表現(xiàn)，鄰近骨贅形成，局部軟骨呈明顯深坑狀缺損，局部關(guān)節(jié)液進(jìn)入缺損區(qū)，軟骨下骨增生硬化，可表現(xiàn)為局部骨髓脂肪異常沉著，軟骨局部完全缺損、脫落或消失。本組病例中，dGMRIC檢查診斷共182個(gè)軟骨退變病灶，符合率達(dá)96.30%（182/189）。

表1 MRI掃描參數(shù)

表2 膝關(guān)節(jié)軟骨退變的MRI、關(guān)節(jié)鏡表現(xiàn)

3 討論

3.1 膝關(guān)節(jié)軟骨生理學(xué)特點(diǎn)及dGMRIC原理

膝關(guān)節(jié)軟骨屬透明軟骨，厚度約1～5mm，由表向里分為4層，即表面帶、過渡帶、深帶、鈣化軟骨層。在MR上表現(xiàn)為“高-低-高”的分層表現(xiàn)，關(guān)節(jié)軟骨的主要部分在深帶層。關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)主要由蛋白多糖、分子膠原和水組成，氨基葡聚糖（glycosaminoglycans，GAG）的的含量幾乎占了整個(gè)蛋白多糖的90%，是蛋白多糖的決定性功能基團(tuán)[4]。利用靜脈注入Gd-DTPA的MR延遲增強(qiáng)掃描，關(guān)節(jié)軟骨在MR上的信號(hào)變化實(shí)際上反映的就是蛋白多糖的含量變化，由此可以判斷關(guān)節(jié)軟骨的退變[5-6]。關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)GAG丟失，也就是軟骨退變時(shí)，軟骨的完整性及組織分子結(jié)構(gòu)的緊密程度發(fā)生改變，破壞軟骨功能的完整性。由于軟骨內(nèi)的蛋白多糖攜帶負(fù)電荷，退變的軟骨局部電荷環(huán)境失去平衡，由于退變的軟骨局部功能的完整性破壞，帶負(fù)電荷的釓劑得以滲透進(jìn)入退變的軟骨區(qū)域，負(fù)電荷的Gd-DTPA滲透進(jìn)入關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)，并取代GAG的位置以達(dá)到局部電荷環(huán)境的平衡[7-10]。也就是說，Gd-DTPA完成的dGMRIC檢查，反映的軟骨異常強(qiáng)化改變，就是軟骨退變的表達(dá)，并且強(qiáng)化的范圍越大，強(qiáng)化效果越明顯，反映出退變的嚴(yán)重程度越嚴(yán)重。

3.2 3D-FS-SPGR序列對(duì)膝關(guān)節(jié)軟骨成像效果

三維脂肪抑制擾相梯度回波序列（3D-FS-SPGR）是觀察關(guān)節(jié)軟骨的最佳序列。3D-FS-SPGR序列屬于快速擾相梯度回波序列，它采用三維容積數(shù)據(jù)采集，成像層厚僅為3mm，同時(shí)不間隔，可行冠狀位、矢狀位或橫斷位的重建，可以多維度立體觀察軟骨退變的表面、軟骨缺損的深度、軟骨異常強(qiáng)化的范圍。由于采用抑脂技術(shù)，軟骨下骨質(zhì)及關(guān)節(jié)液均表現(xiàn)為低信號(hào)，使得關(guān)節(jié)軟骨的高信號(hào)顯得尤為突出，信噪比明顯增大，軟骨的異常信號(hào)顯得特別突出。由于是容積掃描，可能利用關(guān)節(jié)軟骨的高信號(hào)特點(diǎn)行軟骨的最大密度投影，從多角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)回放，對(duì)診斷醫(yī)師的幫助顯而易見。

3.3 dGEMRIC膝關(guān)節(jié)軟骨退變影像表現(xiàn)

關(guān)節(jié)軟骨Ⅰ期退變，此時(shí)，蛋白多糖僅表現(xiàn)為輕度減少，形態(tài)結(jié)構(gòu)尚完整，表面光滑連續(xù)，但進(jìn)行3D-FS-SPGR信號(hào)強(qiáng)度就已經(jīng)發(fā)生了變化，表現(xiàn)為軟骨“高-低-高”分層結(jié)構(gòu)模糊，層次不清，退變的軟骨內(nèi)斑點(diǎn)狀、小斑片狀強(qiáng)化，呈高信號(hào)改變，軟骨分層腫脹，但軟骨表面光滑。本組共31個(gè)Ⅰ期病灶均與關(guān)節(jié)鏡手術(shù)所見一致，需要指出的是，由于Ⅰ期退變，軟骨表面沒有形態(tài)學(xué)改變，僅表現(xiàn)為軟骨表面輕度腫脹，關(guān)節(jié)鏡術(shù)者仍需在本次MR檢查的提示下，鏡下反復(fù)仔細(xì)查找方找到上述病灶。因此，針對(duì)Ⅰ期退變病灶，使用dGEMRIC進(jìn)行診斷檢查，其臨床價(jià)值尤為重大，從這個(gè)角度上說，它的診斷準(zhǔn)確率還要比關(guān)節(jié)鏡要高、要準(zhǔn)確，對(duì)臨床治療的指導(dǎo)意義更為重大。Ⅱ期及Ⅲ期的關(guān)節(jié)軟骨退變，軟骨內(nèi)蛋白多糖幾乎全部丟失，軟骨功能的完整性嚴(yán)重破壞，軟骨細(xì)胞緊密程度明顯下降，是關(guān)節(jié)軟骨退變的中期，對(duì)比劑的陰離子就可以大量的滲透入關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)。但對(duì)比劑的陰離子并不是以直接流動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)散，而是通過擴(kuò)散滲透的方式進(jìn)入關(guān)節(jié)軟骨，因此退變的關(guān)節(jié)軟骨強(qiáng)化速度比較緩慢，而關(guān)節(jié)軟骨周圍的肌腱滑膜組織含有豐富的血管，強(qiáng)化速度呈快進(jìn)快出特點(diǎn)，在延遲2h掃描時(shí)，對(duì)比劑幾乎完全退出關(guān)節(jié)周圍軟組織，由于關(guān)節(jié)周圍軟組織與軟骨強(qiáng)化時(shí)間上的差異，在延遲2h掃描時(shí)，關(guān)節(jié)軟骨信號(hào)強(qiáng)度與周圍軟組織信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比是掃描過程中最高的，信噪比此時(shí)是最高的，因此軟骨退變?cè)钚螒B(tài)顯示更加清楚[11-12]。盡管如此，在Ⅳ期退變病灶由于軟骨完全破損，表現(xiàn)為破損區(qū)局部被關(guān)節(jié)液進(jìn)入，鄰近軟骨下骨大片骨髓水腫，鄰近骨質(zhì)增生硬化表現(xiàn)，使用3D-FS-SPGR容積采集并進(jìn)行冠狀位、矢狀位及橫斷位重建，從多維度進(jìn)行觀察，同時(shí)進(jìn)行最大密度投影，三維旋轉(zhuǎn)觀察，病灶顯示更加立體，本組Ⅳ期病灶54個(gè)，無一漏診，顯示出該檢查的優(yōu)勢(shì)。

然而本組仍有漏診的7個(gè)軟骨退變病灶，現(xiàn)回顧性分析原因，該7例患者合并了較為嚴(yán)重的韌帶損傷，2h的延遲掃描，韌帶局部損傷區(qū)域有高信號(hào)的對(duì)比劑滲透進(jìn)入，從而與軟骨退變的明顯強(qiáng)化發(fā)生容積效應(yīng)，從而導(dǎo)致漏診。因此，在進(jìn)行軟骨退變?cè)\斷過程時(shí)，要進(jìn)行多維度、多方位的綜合分析、對(duì)比觀察，才能保證診斷準(zhǔn)確性。

綜上所述，采用3D-FS-SPGR序列進(jìn)行dGEMRIC檢查能準(zhǔn)確診斷膝關(guān)節(jié)軟骨退變，并進(jìn)行準(zhǔn)確分期，表明該檢查方法具有很高的臨床應(yīng)用意義，是評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的最佳檢查方法。