MRI STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的效能＊

朱志敏 李 華 陳 軼 毛衛(wèi)霞 謝晶美,*

1.榆林市第二醫(yī)院磁共振室 (陜西 榆林 719000)

2.榆林市第二醫(yī)院CT室 (陜西 榆林 719000)

膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折是外傷導(dǎo)致的軟骨下骨松質(zhì)骨折，伴髕骨內(nèi)外側(cè)支持韌帶、前后交叉韌帶和半月板損傷，對患者病情康復(fù)和生活質(zhì)量造成嚴(yán)重威脅，需采用簡便有效的方法對其進(jìn)行早期診斷評估[1-2]。核磁共振檢查是目前臨床篩查診斷骨軟骨骨折的主要的影像學(xué)方法，具有較高的組織分辨率，可通過在骨掃描中多方位成像系統(tǒng)清晰顯示膝關(guān)節(jié)軟骨骨折情況[3]。有研究發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折患者關(guān)節(jié)腫脹程度嚴(yán)重，常規(guī)的核磁共振檢查易受軟骨結(jié)構(gòu)周圍的皮下脂肪覆蓋影響，導(dǎo)致誤診漏診[4]。

短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(short-tau inversion recovery，STIR)是利用不同組織回零的時間差異來實現(xiàn)其脂肪抑制的序列，可抑制脂肪的高信號，圖像信噪比較低，以呈現(xiàn)低信號的方式減少脂肪對其他組織信號的干擾，對軟骨骨折的診斷更有優(yōu)勢[5-6]。既往有研究報道了核磁共振STIR序列技術(shù)診斷非小細(xì)胞肺癌縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價值[7]，但關(guān)于該技術(shù)在軟骨骨折診斷價值的報道較為少見。本研究主要探討分析低場強(qiáng)核磁共振STIR序列在膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折診斷中的應(yīng)用價值，旨在為關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折的臨床診斷提供可靠的影像學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取2020年2月至2022年2月本院收治的82例疑似膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折患者，其中男54例，女28例，年齡22～65歲，平均(37.26±5.94)歲，受傷至就診時間3h～4d，平均就診時間(1.6±0.5)d，左膝關(guān)節(jié)損傷47例，右膝關(guān)節(jié)損傷35例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：具有明確的膝關(guān)節(jié)外傷史，疑似發(fā)生膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折；均為單側(cè)外傷；均接受手術(shù)病理檢查并于術(shù)前接受磁共振檢查；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并嚴(yán)重臟器功能不全及免疫性相關(guān)性疾?。淮嬖谑中g(shù)禁忌癥；合并其他膝關(guān)節(jié)疾病或存在其他位置骨折；合并惡性腫瘤。本研究符合《赫爾辛基宣言》的倫理要求。

1.2 檢查方法所有患者均在行手術(shù)前使用美國GE Signa 0.35T核磁共振設(shè)備進(jìn)行低場強(qiáng)核磁共振檢查，取放松的仰臥位，選擇膝關(guān)節(jié)表面線圈進(jìn)行STIR序列掃描，調(diào)節(jié)探頭并運行數(shù)據(jù)程序測試儀，將序列參數(shù)設(shè)置為TR=2500ms，TE=60ms，T1WI參數(shù)，TR=500ms，TE=15ms。調(diào)節(jié)矩陣做矢狀位和軸位掃描，先進(jìn)行STIR、T2WI、T1WI的矢狀位掃描，之后進(jìn)行冠狀位掃描。掃描結(jié)束后由2名經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)師對圖像作出詳細(xì)分析，勾選并計算感興趣區(qū)內(nèi)軟骨、股骨、骨髓以及股四頭肌等觀測指標(biāo)的掃描信號，對膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折及骨折損傷程度進(jìn)行判斷，意見不一致時由科主任主持討論，直至診斷意見統(tǒng)一。

1.3 膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折及骨折損傷程度的低場強(qiáng)核磁共振診斷標(biāo)準(zhǔn)磁共振診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折標(biāo)準(zhǔn)[8]：可見骨皮質(zhì)、骨髓腔T1WI斑片狀低信號影，T2WI線狀低信號周圍呈高信號影，或出現(xiàn)明顯的高信號表現(xiàn)。膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折損傷程度評估標(biāo)準(zhǔn)[9]：Ⅰ級為信號正常，膝關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)正常，抑脂序列呈現(xiàn)點狀低信號；Ⅱ級提示膝關(guān)節(jié)軟骨點狀低信號，伴范圍低于50%的局部缺損；Ⅲ級提示膝關(guān)節(jié)軟骨異常信號，形態(tài)局部殘缺范圍超過50%；Ⅳ級提示膝關(guān)節(jié)軟骨異常高信號，缺損范圍達(dá)100%，軟骨下骨質(zhì)及骨髓出現(xiàn)明顯病變，抑脂序列出現(xiàn)明顯的高信號。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件，以手術(shù)病理結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，分析低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折與手術(shù)病理診斷結(jié)果的一致性，分析STIR序列與手術(shù)病理診斷骨折損傷程度的kappa一致性；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折及其損傷程度的診斷結(jié)果82例疑似膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折患者，經(jīng)手術(shù)病理檢查確診為膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折69例，其中Ⅰ級16例、Ⅱ級17例、Ⅲ級21例和Ⅳ級11例。經(jīng)低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷為膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折65例，包括髕骨軟骨骨折患者12例，其中5例發(fā)現(xiàn)骨折片游離到關(guān)節(jié)內(nèi)，1例骨折片出現(xiàn)輕度分離，2例骨折片未出現(xiàn)游離；股骨外踝骨軟骨骨折患者53例，其中合并關(guān)節(jié)外側(cè)半月板損傷和節(jié)前后交叉韌帶損傷分別為10例和7例，可見大小1.5cm左右且外形不規(guī)則的游離骨折片。

2.2 膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折的低場強(qiáng)核磁共振影像特征膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折患者的低場強(qiáng)核磁共振影像特征表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨T1(縱向持續(xù)時間)等信號表達(dá)，T2(橫向持續(xù)時間)則呈略高信號表達(dá)。關(guān)節(jié)軟骨表面光滑、形態(tài)規(guī)則、厚度均勻，且軟骨、髕骨關(guān)節(jié)面緊附。骨折剝脫處可見軟骨下骨、髕骨、股骨髁出現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨缺如，出現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨不連續(xù)，而局限性凹陷部位表現(xiàn)為片狀或斑片狀高信號表達(dá)。STIR序列顯示骨髓局部范圍內(nèi)片狀長T2信號，部分病例清晰顯示關(guān)節(jié)內(nèi)腫脹、積液。膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折的典型低場強(qiáng)核磁共振影像表現(xiàn)見圖1-5。

圖1-圖3 男，35歲，右膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折。圖1 STIR序列 右股骨外側(cè)髁局部關(guān)節(jié)軟骨損傷 圖2 外側(cè)髁關(guān)節(jié)面下片狀高信號 圖3 內(nèi)側(cè)髁關(guān)節(jié)面下見斑片狀高信號。圖4-圖5 女，41歲，右股骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)軟骨損傷伴膝關(guān)節(jié)腔積液。圖4 外側(cè)髁關(guān)節(jié)面下見斑片狀高信號，髕上囊見片狀長T2信號 圖5 股骨髁間窩關(guān)節(jié)軟骨損傷，髁間窩關(guān)節(jié)面下見斑片狀高信號。

2.3 低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折與手術(shù)病理診斷結(jié)果的一致性分析以病理診斷手術(shù)病理診斷結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折的敏感度、特異度為94.20%、53.85%(Kappa=0.512)。見表1。

表1 低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷結(jié)果與手術(shù)病理診斷的一致性

2.4 低場強(qiáng)核磁共振STIR序列與手術(shù)病理診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折損傷程度的Kappa一致性分析以手術(shù)病理結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折損傷程度的準(zhǔn)確度為75.38%(Kappa=0.664)。見表2。

表2 低場強(qiáng)核磁共振STIR序列與手術(shù)病理診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折損傷程度的Kappa一致性分析

3 討論

膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折是暴力外傷導(dǎo)致的開窗式或凹陷式軟骨損傷，多發(fā)生于股骨、脛骨和髕骨部位，臨床表現(xiàn)為局部嚴(yán)重疼痛和活動障礙[10]。早期診斷手術(shù)治療方案的制定和開展提供可靠的參考依據(jù)，為患者手術(shù)治療提供更多影像學(xué)的參考，有利于改善預(yù)后。低場強(qiáng)核磁共振為1T以下核磁場強(qiáng)，具有場強(qiáng)穩(wěn)定、成本低、圖像分辨力和清晰度滿足成像對比度需求等優(yōu)勢，可通過脂肪分布、脂肪沉積成像反映軟骨骨折[11-12]，本研究主要探討分析低場強(qiáng)核磁共振STIR序列在膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折診斷中的應(yīng)用情況。

本研究中，82例疑似膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折患者經(jīng)手術(shù)病理檢查確診為膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折69例，其中Ⅰ級16例、Ⅱ級17例、Ⅲ級21例和Ⅳ級11例。經(jīng)低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷為膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折65例，其中以53例股骨外踝骨軟骨骨折為主，包括關(guān)節(jié)外側(cè)半月板、節(jié)前后交叉韌帶損傷，均可見外形不規(guī)則的小型游離骨折片，而12例髕骨軟骨骨折患者中部分可見骨折片僅出現(xiàn)輕度分離或未游離。膝關(guān)節(jié)骨軟骨骨折常伴關(guān)節(jié)周圍韌帶、半月板等損傷，伴隨癥狀明顯輕于骨損傷，臨床診斷較為復(fù)雜。本研究發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折患者的低場強(qiáng)核磁共振影像特征表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨的T1和T2分別呈現(xiàn)等信號和略高信號表達(dá)，骨折剝脫處可見軟骨下骨、髕骨、股骨髁關(guān)節(jié)軟骨缺如，表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨不連續(xù)，而局限性凹陷部位表現(xiàn)為片狀或斑片狀高信號表達(dá)。STIR序列顯示骨髓局部范圍內(nèi)片狀長T2信號，部分病例清晰顯示關(guān)節(jié)內(nèi)腫脹、積液，這與既往研究報道類似[13-14]，提示低場強(qiáng)核磁共振影像特征具有一定的特異性。

本研究結(jié)果顯示，低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折的敏感度和準(zhǔn)確度分別為94.20%和87.80%，Kappa值為0.512，說明低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折與手術(shù)病理診斷結(jié)果具有較好的一致性。STIR是一種常用于脂肪抑制的快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，對磁場的場強(qiáng)和均勻性無依賴性，具有較好的大范圍抑脂效果，對膝關(guān)節(jié)軟骨骨折診斷中具有多方面的優(yōu)勢[15-17]。STIR序列通過反轉(zhuǎn)脈沖和縱向磁化矢量脈沖的釋放對脂肪組織信號產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用，對水信號的強(qiáng)化作用增加了軟骨損傷的檢出效果，提高了膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折損傷程度的評估能力[18-20]。本研究以手術(shù)病理結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折損傷程度的準(zhǔn)確度為75.38%，Kappa值為0.664，說明低場強(qiáng)核磁共振STIR序列診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折損傷程度具有較高的診斷準(zhǔn)確性，與病理檢查的一致性較高，提示臨床可將低場強(qiáng)核磁共振STIR序列作為診斷膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折及評估損傷程度的可靠的影像學(xué)檢查方法。

綜上所述，低場強(qiáng)核磁共振STIR序列對膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折具有較高的診斷價值，可準(zhǔn)確評估患者骨折損傷程度，為臨床篩查和診斷提供了可靠的影像學(xué)依據(jù)。本研究的不足之處在于未將低場強(qiáng)核磁共振STIR序列與增強(qiáng)掃描對膝關(guān)節(jié)外傷性骨軟骨骨折的診斷效能進(jìn)行對比分析，后續(xù)仍需加大樣本量深入研究驗證。