膝关节骨关节炎软骨下骨病理损伤MRI表现分析

张玉祥，刘晓宁冀中能源峰峰集团有限公司总医院邯郸医院CT科，邯郸 056002

膝关节骨关节炎软骨下骨病理损伤MRI表现分析

张玉祥，刘晓宁
冀中能源峰峰集团有限公司总医院邯郸医院CT科，邯郸 056002

目的探讨膝关节骨关节炎软骨下骨病理损伤磁共振成像（MRI）模式。方法本组共106例，临床均怀疑膝关节骨关节炎。采用GE Signa Profile SYS#0.2TMR Siemens Symphony Maestro class 1.5 T超导型，成像方位为矢状位、冠状位及横断位；序列为自旋回波(SE)T1WI，T2WI，自旋回波质子加权序列。结果膝关节软骨下骨灶状损伤呈多样性改变，包括股骨、胫骨、髌骨软骨下骨灶状损伤。MRI表现：(1)软骨下骨灶状骨髓水肿，本组88个病灶。（2）软骨下骨灶状脂肪样损害，本组79个病灶。(3)软骨下骨灶状血液样损害，本组96个病灶。(4)软骨下骨灶状水样损害，本组99个病灶。(5)软骨下骨灶状纤维样损害，本组87个病灶。结论MRI膝关节骨关节炎软骨下骨病理损伤MRI模式对明确病理改变、指导临床诊断和治疗有重要意义。

磁共振成像；膝关节；骨关节炎；病理

膝关节骨关节炎是中老年人常见疾病，40岁后膝关节明显出现退变，滑膜、韧带、半月板、软骨、软骨下骨等出现一系列病理性改变，磁共振成像（MRI）能清晰显示膝关节各结构病理改变，本文重点讨论MRI软骨下骨病理性改变。

1 资料和方法

1.1 一般资料

本组共106例，男57例，女49例。年龄40～78岁，平均54.2岁。右膝66例，左膝52例。所有病例均伴有不同程度的膝关疼痛、僵硬及功能障碍等，临床均怀疑膝关节骨关节炎。

1.2 检查方法

采用 GE Signa Profile SYS#0.2TMR Siemens Symphony Maestro class 1.5 T超导型，采用膝关节表面柔性线圈固定。取仰卧足伸直位，脚先进入，膝外旋10～15度，成像方位为矢状位、冠状位及横断位；序列为自旋回波(SE)T1WI TR400 ms、TE 20 ms；T2WI TR 3 500 ms、TE 90 ms；快速自旋回波(FSE) T2WI TR 3 000 ms、TE 125 ms；梯度回波(GRE)TR 350 ms、TE 10 ms；自旋回波质子加权（脂肪抑制）序列TR 2 100 ms、TE 16 ms；层厚均为3～5 mm，视野170～230，距阵512×512，激发次数1～2次。2DMEDIC序列TR 200～600 ms TE 15～40 ms，激发角度100～200。3D MEDIC序列TR 30～50 ms TE 15～35 ms激发角度100～150。质子密度(PD)and T2-WI(TR/TE=3，340/21－85 ms)。

1.3 MRI评价方法

由2名有经验的放射诊断医师对MRI检查结果进行观察分析并做出准确诊断。在我们研究中，读片者间一致性可信度是中等的(κ=0.48～0.56)。读片者可信度是高度的(κ=0.72～0.76)。对膝关节软骨下骨信号强度改变以及伴随征象进行评价，判断是否有损伤及损伤程度。评估2名放射诊断医师观读片水平及合作水平，采用kappa(κ)系数适当的评估。读片者可信度分为：极弱的(κ=0.0～0.20)，弱的(κ=0.21～0.40)，适度的(κ=0.41～0.60)，好(κ=0.61～0.80)优秀的(κ=0.81～1.0)。

2 结果

MRI显示膝关节各结构改变，关节腔积液、滑膜增生、韧带及半月板退变损伤、关节腔变窄、软骨损伤、软骨下骨灶状损伤等。

膝关节软骨下骨灶状损伤呈多样性改变，包括股骨、胫骨、髌骨软骨下骨灶状损伤。MRI表现：(1)软骨下骨灶状骨髓水肿，本组88个病灶。（2）软骨下骨灶状脂肪样损害，病变区域片状低信号，低信号（T1WI及T2WI）为硬化骨组织，低信号区内可见小片状或结节状骨组织T1WI为高信号，T2WI为中等信号者，压脂扫描正常骨髓组织信号减低，病变区域内骨组织信号明显减低。本组79个病灶。(3)软骨下骨灶状血液样损害，T1WI及T2WI为高信号。压脂扫描病变区域内仍为高信号。本组96个病灶。以上两种表现中病变区中高信号影与正常骨髓组织间可见带状低信号影（T1WI及T2WI）。(4)软骨下骨灶状水样损害，病变区域内骨髓组织T1WI为低信号，T2WI为高信号。压脂扫描病变区域内为高信号。T2像病变区高信号影与正常骨髓组织间可见带状低信号影。本组99个病灶。(5)软骨下骨灶状纤维样损害，病变区T1WI及T2WI均为低信号，压脂扫描病变区域内仍为低信号;病变区与正常骨组织界线分明。本组87个病灶。

3 讨论

软骨下骨与关节软骨共同构成关节，它们结构相邻，相互依存。软骨下骨的变化在骨关节炎发病中起着重要作用[1]。Janet等[2]报道软骨下骨的形态改变发生先于软骨退变。李绍林等[3]报道软骨下骨缺血可导致骨细胞损伤坏死，直接影响关节软骨的营养，造成软骨退变;关节软骨损伤后，软骨下骨失去了保护，使骨组织水肿、压力增加和缺血，骨组织进一步损伤坏死。膝关节软骨下骨灶状损伤呈多样性改变与骨坏死的特征表现相符，是骨性关节炎的特征性表现。冯素臣等[4]根据坏死区内的骨组织MRI信号特征，把骨坏死分为4型：（1）A型脂肪信号型，硬化带内病灶在T1WI上表现为高信号，T2WI上为中等信号。为坏死区内脂肪保留形成的;（2）B型血液信号型，病灶在T1WI及T2WI上为高信号。为坏死区内大量炎症、血管肿胀或伴有亚急性出血时形成的；（3）C型水样信号型，病灶在T1WI上为低信号，T2WI上为高信号。坏死区内炎症加重、过度充血、纤维化及硬化出现导致大量脂类减少脂肪消失形成的；（4）D型纤维组织信号型，病灶在T1WI及T2WI上为低信号。坏死区内纤维化及硬化占优势所形成的。

压抑脂肪扫描的有以下作用[5-6]：（1）扫描可将脂肪信号及含有脂肪成分组织的信号明显降低，结合T1WI、T2WI可区分类似于脂肪信号而非脂肪成分的组织。（2）亚急性出血、炎性组织信号明显升高。（3）水信号更亮。

压脂扫描正常骨髓组织信号减低，表明骨髓组织内含有脂肪，本组79个病变区域符合A型脂肪型表现，T1WI上为高信号，T2WI上为中等信号，压脂扫描为低信号，表明病灶仍含有残留脂肪(图1～3)。96个病变区域符合B型血液信号型表现，病灶在T2及T2WI上为高信号，压脂扫描仍为高信号，表明病灶坏死区内大量炎症、血管肿胀或伴有亚急性出血时形成的(图4～6)。99个病变区域符合C型水样信号型表现，病变区域内骨髓组织T1WI为低信号，T2WI为高信号。压脂扫描病变区域内为高信号。T2像病变区高信号影与正常骨髓组织间可见带状低信号影，表明坏死区内炎症加重、过度充血、纤维化及硬化出现导致大量脂类减少脂肪消失水肿加重形成(图7～9)。87个病变区域符合D型纤维样损害，病变区T1WI及T2WI均为低信号；压脂扫描病变区域内仍为低信号;病变区与正常骨组织界线分明。表明病灶为纤维化组织(图1～3)。压脂扫描对病灶的病理变化有重要意义。

图1 T2WI股骨髁关节面低信号硬化环内可见结节状等信号影Fig.1 T2WI femoral condyle articular surface hardening of low signal ring visible nodular intermediate signal

图2 T1WI股骨髁关节面低信号硬化环内可见结节状等信号影Fig.2 T1WI femoral condyle articular surface hardening of low signal ring visible nodular high signal intensity

图3 质子压脂扫描股骨髁关节面低信号硬化环内可见结节状信号影降低Fig.3 Proton pressure grease scanning femoral condyle articular surface hardening of low signal ring visible nodular signal intensity decrease

图4 T2WI胫骨平台关节面低信号硬化环内可见结节状高信号影Fig.4 T2WI tibial articular surface hardening of low signal ring visible nodular high signal intensity

图5 T1WI胫骨平台关节面低信号硬化环内可见结节状高信号影Fig.5 T1WI tibial articular surface hardening of low signal ring visible nodular high signal intensity

图6 质子压脂扫描胫骨平台关节面低信号硬化环内可见结节状高信号影Fig.6 Proton fat suppression scan tibial articular surface hardening of low signal ring visible nodularhigh signal intensity

A、B两型多属于早期病程，C、D两型多属于中晚期病程。根据MRI信号变化可判断膝关节炎软骨下骨病变损坏的程度及病程进展情况，对临床治疗有指导意义。

图7 T2WI胫骨平台关节面低信号硬化环内可见结节状高信号影Fig.7 T2WI tibial articular surface hardening of low signal ring visible nodular high signal intensity

图8 T1WI胫骨平台关节面低信号硬化环内可见结节状低信号影Fig.8 T1WI tibial articular surface hardening of low signal ring visible nodular low signal

图9 质子压脂扫描胫骨平台关节面低信号硬化环内可见结节状高信号影Fig.9 Proton fat suppression scan tibial articular surface hardening of low signal ring visible nodular high signal intensity

[1] 苏凯，吴家林，庞慧芳.膝关节骨关节炎MRI表现[J].医学影像杂志，2011，21(7)：1072-1075.

[2] Janet M，Anderson M，Helen L，et al.Fundamental subchondral bone changes in spontancous knee osteoarthritis[J].The Interational Journal of Biochemistry＆Cell Biology，2004(10)：1-13.

[3] 李绍林，张雪林，王刚，等.关节软骨损伤和松质骨水肿的MRI诊断和临床意义[J].中华创伤骨科杂志，2005，8(7)：737-740.

[4] 冯素臣，程克斌，程晓光，等.骨梗死的影像学改变及病理表现[J].中华放射学杂志，2004，38(3)：249-252.

[5] 张玉祥，周海峰，李韶平，等.股骨头缺血性坏死MRI压脂扫描的表现[J].实用放射学杂志，2006，22(3)：307-309.

[6] 张玉祥.腰椎间盘碎片在前硬膜囊外间隙中游走路径的MRI观察[J].中华放射学杂志，2004，38(5)：514-516.

MRI appearances of the knee joint cartilage in osteoarthritis

ZHANG Yuxiang，LIU Xiaoning
CT General Hospital of Fengfeng Jizhong Energy Group Co.，Ltd.，Handan 056200，China

ObjectiveTo investigate the cartilage of knee joint osteoarthritis magnetic resonance imaging（MRI）appearance.MethodsThere were 106 cases in this group，all clinical suspicion of osteoarthritis of the knee.The GE Signa Profile SYS#0.2TMR Siemens Symphony Maestro Class.1.5 T superconductive，imaging range for sagittal，coronal and transverse;sequence for the spin echo(SE)T1WI，T2WI，spin echo proton weighted(fat suppression sequence).ResultsThe knee joint cartilage focal damage was variable，including femur，tibia，patella subchondral focal injury.MRI features:(1)the subchondral bone marrow edema and focal lesions，in 88 spots.(2)the subchondral bone of focal fatty lesion.in 79 spots.(3)the subchondral bone focal blood like lesions，in 96 spots.(4)the subchondral bone focal water damage，in 99 spots.(5)the subchondral bone foci fiber like damage in 87 spots.ConclusionMRI knee osteoarthritis subchondral bone pathological damage of MRI pattern has the important meaning for the clinical diagnosis and treatment of pathological changes，clear guidance.

Magnetic resonance imaging；Osteoarthritis；Knee；Pathology

R648.3；R445.2

A

2095-378X（2015）02-0099-04

10.3969/j.issn.2095-378X.2015.02.008

张玉祥(1963—)，男,主任医师，从事CT及MR诊断；电子信箱：hdzyx123456@sina.com