磁共振對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的診斷價值

1.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第一附屬醫(yī)院影像科(河南 漯河 462000) 2.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校第二附屬醫(yī)院影像科(河南 漯河 462300)

張振勇1 王海波2 段宏偉2

磁共振對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的診斷價值

1.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第一附屬醫(yī)院影像科(河南 漯河 462000) 2.河南省漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第二附屬醫(yī)院影像科(河南 漯河 462300)

張振勇1王海波2段宏偉2

目的探討MRI對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的診斷價值。方法回顧性分析123例（150膝）膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的MRI影像資料，并與關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)對照。結(jié)果本組123例（150膝）900個軟骨面中，MRI診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的總敏感度為99.15%，特異度為98.35%，準(zhǔn)確度為98.67%，陰性預(yù)測值為99.44%，陽性預(yù)測值I～Ⅳ級分別為82.35%、87.7%、94.4%、100%。與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果相比，MRI診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷一致性佳（Kappa=0.949），差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05)。結(jié)論MRI能較準(zhǔn)確判斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的部位、范圍及程度，為臨床治療方案的確定提供重要依據(jù)，是軟骨損傷的最佳檢查方法。

磁共振成像；軟骨損傷；膝關(guān)節(jié)；診斷

膝關(guān)節(jié)軟骨損傷較為常見且隱匿，影響膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，可導(dǎo)致長期的關(guān)節(jié)疼痛，運(yùn)動障礙，影響正常生活。早期準(zhǔn)確診斷及治療，對改善患者預(yù)后意義重大。本文搜集123例本院均經(jīng)關(guān)節(jié)鏡證實(shí)為膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者的磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)影像資料，并與關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)結(jié)果對比分析，研究評估MRI對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的診斷準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的認(rèn)識和診斷能力，為臨床診治提供可靠依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 一般資料搜集本院2013年09月～2014年10月收治患者123例(150膝)，其中男32例，女91例；年齡18～72歲，平均38.4歲。單純左膝關(guān)節(jié)47例，單純右膝關(guān)節(jié)49例，雙膝關(guān)節(jié)27例。29例有明顯外傷史，94例無明顯誘因。臨床表現(xiàn)主要為疼痛、關(guān)節(jié)絞索、彈響及活動受限等。所有病例行MRI檢查及關(guān)節(jié)鏡檢查或手術(shù)，均證實(shí)為關(guān)節(jié)軟骨損傷。

1.2 采用設(shè)備及檢查技術(shù)采用美國通用公司生產(chǎn)的GE Hde Signa 1.5T超導(dǎo)型MR儀，膝關(guān)節(jié)專用線圈?；颊哐雠P，足先進(jìn)，雙腿自然伸直。高場機(jī)常規(guī)掃描矢狀位、冠狀位及軸位：FSE T1WI(TR 320ms，TE 14.9ms)；FSE PDWI(TR 1820ms，TE 33.5ms)；FOV 15cm×15cm，層厚4mm，層距0.5mm，NEX 3。

1.3 觀察方法將每個膝關(guān)節(jié)軟骨面分為6個區(qū)域進(jìn)行觀察評價，即脛股內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)對應(yīng)的股骨內(nèi)側(cè)髁及脛骨內(nèi)側(cè)平臺軟骨、脛股外側(cè)關(guān)節(jié)對應(yīng)的股骨外側(cè)髁及脛骨外側(cè)平臺軟骨、髕股關(guān)節(jié)對應(yīng)的髕骨軟骨和股骨滑車軟骨。觀察內(nèi)容包括關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨骨質(zhì)、半月板、交叉韌帶、側(cè)副韌帶、關(guān)節(jié)腔及關(guān)節(jié)周圍軟組織。由兩名(或以上)高年資醫(yī)師獨(dú)立閱片、診斷，記錄軟骨損傷的范圍及分級，結(jié)果不一致時，多人會診、討論、最終達(dá)成一致。最后與關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)結(jié)果進(jìn)行對比。

1.4 診斷標(biāo)準(zhǔn)采用修訂后的與關(guān)節(jié)鏡分級符合的Noyes MRI分級系統(tǒng)[1]。0級：正常軟骨；Ⅰ級：軟骨形態(tài)正常，局部信號變化(T2WI信號增高)，關(guān)節(jié)鏡下軟骨表面局部軟化；Ⅱ級：軟骨表面部分缺損，深度＜全層的50%，關(guān)節(jié)鏡下軟骨表淺纖維化、潰瘍或侵蝕；Ⅲ級：軟骨表面部分缺損，深度≥全層的50%，但未達(dá)100%，關(guān)節(jié)鏡下重度纖維化，呈蟹肉樣；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，關(guān)節(jié)鏡下見軟骨下骨裸露。

1.5 關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)均有關(guān)節(jié)骨科同一組經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師完成，按步驟對髕股關(guān)節(jié)、脛股內(nèi)、外側(cè)關(guān)節(jié)對應(yīng)軟骨逐一詳細(xì)檢查，對MRI提示軟骨損傷部位重點(diǎn)檢查，詳細(xì)記錄軟骨損傷的部位、范圍及程度，并與MRI圖像認(rèn)真比對。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS19.0軟件對所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，用Kappa檢驗(yàn)MRI診斷與關(guān)節(jié)鏡的一致性，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 關(guān)節(jié)鏡診斷結(jié)果本組123例(150膝)900個關(guān)節(jié)軟骨中，0級545處，占60.56%(545/900)；Ⅰ～Ⅳ級共3 5 5處，占39.44%(355/900)，其中，Ⅰ級47處、Ⅱ級70處、Ⅲ級108處、Ⅳ級130處，分別占13.24%(47/355)、1 9.7 2%(7 0/3 5 5)、3 0.4 2%(1 0 8/3 5 5)和36.62%(130/355)。具體結(jié)果見表1。

2.2 MRI診斷結(jié)果本組1 2 3例(1 5 0膝)9 0 0個關(guān)節(jié)軟骨中，0級5 3 9處(圖1)，占59.89%(539/900)；Ⅰ～Ⅳ級共361處，占40.11%(361/900)，其中，Ⅰ級5 1處(圖2)、Ⅱ級7 3處(圖3)、Ⅲ級1 0 7處(圖4)、Ⅳ級1 3 0處(圖5)，分別占1 4.1 3%(5 1/3 6 1)、2 0.2 2%(7 3/3 6 1)、2 9.6 4%(1 0 7/3 6 1)和36.01%(130/361)。具體結(jié)果見表1。

表1 MRI表現(xiàn)與關(guān)節(jié)鏡檢查所見對照（單位：處）

表1中MRI診斷關(guān)節(jié)軟骨損傷的敏感度為99.15%，特異度為98.35%，準(zhǔn)確度為98.67%，陰性預(yù)測值為99.44%，陽性預(yù)測值I～Ⅳ級分別為82.35%、87.7%、94.4%、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=0.949)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。

3 討 論

膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨為覆蓋于關(guān)節(jié)面的透明軟骨，是一種特殊的結(jié)締組織，由軟骨細(xì)胞和基質(zhì)構(gòu)成，其中軟骨基質(zhì)占90%～95%、主要成分為大分子膠原(Ⅱ型)、蛋白多糖和組織液。正常關(guān)節(jié)軟骨成人厚約2mm，小兒厚約4mm，主要起吸收震蕩和緩沖壓力的作用，對于保持關(guān)節(jié)功能至關(guān)重要[1]。膝關(guān)節(jié)軟骨損傷后，關(guān)節(jié)軟骨不能再生，且修復(fù)能力有限，影響膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)X線和CT檢查難以全面顯示軟骨損傷情況。膝關(guān)節(jié)鏡可直觀顯示關(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)”[2,11]，但其為有創(chuàng)性檢查。MRI檢查以無創(chuàng)傷、無電離輻射、多參數(shù)、多平面成像技術(shù)、優(yōu)越的軟組織對比度[3]，是目前公認(rèn)的無創(chuàng)性檢查軟骨病變的最佳方法。

關(guān)節(jié)軟骨的MRI圖像信號特征與其組織結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)特征相關(guān)聯(lián)。正常關(guān)節(jié)軟骨組織學(xué)上根據(jù)膠原纖維的排列方式分為4層[4]：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。依據(jù)患者年齡及序列不同，MRI一般可以顯示2～3層結(jié)構(gòu)[5]。孫英彩等認(rèn)為：在MRI FS FSE T2WI序列上正常膝關(guān)節(jié)軟骨呈三層結(jié)構(gòu)[6-7]：表層為薄的低信號層，中間的高信號層，再下方為對應(yīng)于鈣化層的低信號層。本組病例900個關(guān)節(jié)面軟骨大部分在MRI T1WI及PDWI圖像上均顯示三層結(jié)構(gòu)。

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，水基本上不能透過這一層[8]。關(guān)節(jié)軟骨損傷早期表現(xiàn)在軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的合成與分解失去平衡，軟骨表面膠原退變、破壞及膠原纖維的形態(tài)和排列方式發(fā)生變化，增加了關(guān)節(jié)表面的摩擦作用及對水的通透性，同時蛋白多糖合成受到抑制且丟失，導(dǎo)致水的含量進(jìn)一步增加，同時水的摩擦阻力減少，從而增加了軟骨內(nèi)水分的含量導(dǎo)致T2弛豫時間升高；軟骨內(nèi)水分含量的增加、膠原網(wǎng)架的損傷和蛋白多糖的丟失，都將嚴(yán)重削弱軟骨的液壓機(jī)制作用，減弱其負(fù)重能力，導(dǎo)致軟骨早期的形態(tài)學(xué)改變一軟骨表面纖維化、裂縫形成，隨后軟骨逐漸變薄、減小[9]。因此，關(guān)節(jié)軟骨損傷早期即在軟骨厚度和形態(tài)發(fā)生變化之前，僅在PDWI顯示出受損軟骨表面局部斑點(diǎn)或條樣高信號影，隨其損傷程度的加重則表現(xiàn)為軟骨的變薄、缺損及關(guān)節(jié)下骨質(zhì)改變，T1WI和PDWI均可清晰顯示。本組MRI診斷為軟骨Ⅰ級損傷的51處軟骨在PDWI上均顯示局部高信號影(圖1-2)，MRI診斷為Ⅱ～Ⅳ級損傷的310處軟骨在MRI圖像均顯示軟骨的變薄或缺損，其中73處Ⅱ級損傷軟骨局部變薄或缺損，深度＜全層的50%(圖3-4)；107處Ⅲ級損傷軟骨表面部分缺損，深度≥全層的50%，但未達(dá)100%(圖5)；130處Ⅳ級損傷軟骨全層缺損、剝脫，軟骨下骨質(zhì)暴露，大部分軟骨下骨質(zhì)可見斑點(diǎn)或斑片狀長T1長T2異常信號影(圖6)。

關(guān)節(jié)軟骨損傷分為急性損傷和慢性損傷，單純就軟骨的MRI表現(xiàn)來看，兩者的表現(xiàn)與分級大致相仿[10]。MRI T1WI空間分辨力高，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。在T2WI及脂肪抑制圖像中，關(guān)節(jié)軟骨呈中等信號，與關(guān)節(jié)液高信號形成良好對比，在軟骨內(nèi)發(fā)現(xiàn)斑點(diǎn)、斑片或條樣高信號即可考慮軟骨損傷。在PDWFS序列上，關(guān)節(jié)液信號提高，軟骨組織為稍高信號，骨髓組織為低信號，軟骨損傷的程度能夠較準(zhǔn)確判斷；同時能較好顯示軟骨下骨組織的挫傷和水腫，并能清楚地顯示軟骨下囊變及囊變與關(guān)節(jié)腔的通道。

MRI作為無損傷性的檢查技術(shù)，以常規(guī)掃描序列PDW-FS和T1WI能較準(zhǔn)確判斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的部位、范圍及程度，為臨床治療方案的確定提供重要依據(jù)，是軟骨損傷的最佳檢查方法。

圖1-2 髕骨軟骨面Ⅰ級損傷：矢狀位（圖1）及橫軸位PDWI（圖2）均顯示關(guān)節(jié)軟骨局部斑點(diǎn)或線狀高信號影。圖3 股骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)軟骨Ⅱ級損傷：矢狀位PDWI（圖3）及T1WI（圖4）均顯示關(guān)節(jié)軟骨變薄，厚度＜軟骨厚度的50%。圖5 脛骨內(nèi)側(cè)髁關(guān)節(jié)軟骨Ⅲ級損傷：冠狀位PDWI顯示關(guān)節(jié)軟骨變薄和缺損，軟骨厚度的50%＜厚度＜軟骨厚度的100%。圖6 脛股內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)軟骨Ⅳ級損傷：矢狀位PDWI顯示關(guān)節(jié)軟骨缺損、軟骨下骨質(zhì)裸露，并見關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)信號異常。

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(本文編輯:謝婷婷)

Diagnosis by MRI on Cartilage Injury of Knee Joint

ZHANG Zhen-yong, WANG Hai-bo, DUAN Hong-wei． 1 Department of Radiology,The First Affiliated Hospital of Luo He Medical College,,Luohe 462000,Hena Province,China; 2 Department of Radiology,The Second Affiliated Hospital of Luo He Medical College,Luohe 462000,Hena Province, China

ObjectiveTo study the diagnostic value of MRI on cartilage injury of knee joint．MethodsThe MRI data of 123 patients with cartilage injury of knee joint were analyzed respectively and were compared with results of arthroscope or operation．ResultsThe total cartilage injury of knee joint presented with 99．15% sensitivity,98．35% specificity and 98．67% accuracy, 99．44% negative predictive value, stage I～Ⅳ of positive predictive value was 82．35%、87．7%、94．4%、100%．The MRI result was similar to the arthroscope result（Kappa=0．949 p=0．000)．ConclusionsMRI demonstrated the location, range and injury degree of the cartilage injury exactly, which may be the best examination for cartilage injury．

Magnetic Resonance Imaging; Cartilage Injury; Knee Joint; Diagnosis

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.07.033

R684; R445.2

A

2015-05-18

張振勇