MRI检查对髌股关节炎软骨损伤的诊断价值

翟建春 石安斌 张良金 方文亮 张文俊 吴继雄

[摘要]目的 探討MRI检查对髌股关节炎软骨损伤的诊断价值。方法 选取2015年3月～2017年9月在我院骨科进行住院治疗的67例髌股关节炎软骨损伤患者的MRI影像学资料进行回顾性分析，MRI检查包括FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列，将其结果与关节镜结果进行对照。结果 67例患者中，髌骨内侧缘软骨损伤36例，股骨外侧髁前外侧缘软骨损伤31例。MRI检查结果可见，27例表现为髌骨内侧面软骨形态及信号异常，21例表现为股骨外髁前外侧缘软骨形态及信号异常，6例软骨变薄，13例表现为局部软骨明显中断或缺损。FS-FSE-T2W序列对软骨损伤显示的敏感度为83.65%，特异度为96.27%；3D-FS-SPGR序列的敏感度和特异度分别为93.67%、99.18%，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 MRI检查能够准确、客观地对髌股关节炎软骨损伤的部位、范围及程度进行诊断，而3D-FS-SPGR序列在评价髌股关节炎软骨损伤上的准确性上略优于FS-FSE-T2W序列。

[关键词]髌股关节炎；软骨损伤；MRI检查；诊断价值

[中图分类号] R684.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）4（c）-0021-04

Diagnostic value of MRI examination on cartilage injury of patellofemoral arthritis

ZHAI Jian-chun SHI An-bin ZHANG Liang-jin FANG Wen-liang ZHANG Wen-jun WU Ji-xiong

Department of Medical Imaging，Huizhou Hospital of China International Trust and Investment Corporation （CITIC），Guangdong Province，Huizhou 516006，China

[Abstract]Objective To explore the diagnostic value of MRI examination on cartilage injury of patellofemoral arthritis.Methods From March 2015 to September 2017，the MRI imaging data of 67 cases of patellofemoral arthritis who hospitalized in the department of orthopedics in our hospital were analyzed，retrospectively.The MRI examination included the FS-FSE-T2W sequence and the 3D-FS-SPGR sequence.The MRI examination results was compared with the results of arthroscopy.Results Among the 67 patients，36 cases were cartilage injury in the medial margin of the patella，31 cases were cartilage injury in the anterolateral border of the lateral condyle of the femur.MRI examination showed that 27 cases were abnormal cartilage and signal in the medial margin of the patella，21 cases showed abnormal cartilage injury in the anterolateral border of the lateral condyle of the femur，6 cases showed thinning of cartilage，and 13 cases showed significant interruption or defect of local cartilage.The sensitivity and specificity of FS-FSE-T2W sequence for cartilage injury were 83.65% and 96.27%，respectively，and the sensitivity and specificity of 3D-FS-SPGR sequence were 93.67% and 99.18%，respectively，the differences were statistically significant （P<0.05）.Conclusion MRI examination can accurately and objectively identify the location，extent and extent of cartilage injury of patellofemoral arthritis，and the 3D-FS-SPGR sequence is a little better than that in the FS-FSE-T2W sequence in evaluating the accuracy of the patellar osteoarthritis cartilage injury.

[Key words]Patellofemoral arthritis；Cartilage injury；MRI examination；Diagnostic value

关节软骨是确保关节运动的最主要结构，当髌股关节炎等膝关节疾病发生时，往往会导致关节软骨损伤的发生，关节软骨损伤以及退行性病变是关节炎的早期表现之一[1-2]。对于髌股关节炎软骨损伤的临床诊断，通过临床初诊查体、X线片难以对其软骨损伤程度进行准确判断，容易出现漏诊、误诊情况。尽管借助关节镜检查能够明确诊断髌骨关节软骨损伤，但在关节镜检查期间对受检者的创伤不可避免，在一定程度上限制了其在单纯诊断和定位中的临床应用[3]。MRI检查因其组织分辨率较高，可多方位、任意断面成像等，能够较为全面、动态地对关节软骨的损伤状况进行观察和了解。本研究对我院收治的髌股关节炎软骨损伤患者的MRI表现结果进行分析、比较，旨在探讨MRI检查在诊断髌股关节炎软骨损伤中的临床价值。

1资料与方法

1.1一般资料

选 取2015年3月～2017年9月在我院骨科进行住院治疗的67例髌股关节炎软骨损伤患者的临床资料进行回顾性分析，其中男23例，女44例；年龄为41～76岁，平均（56.18±8.47）岁。纳入标准：①出现髌股关节炎软骨损伤3个月以上；②经常规X线片检查膝关节未见关节间隙变窄、关节面硬化、骨赘形成以及关节下囊状变性等；③膝关节经关节镜检查、常规MR扫描明确髌股关节存在软骨损伤，术前MRI资料完整。排除标准：①伴髌骨对合不良、类风湿疾病、缺血性骨坏死以及相关肿瘤者；②近5年内有膝关节手术史以及严重外伤史者；③从事专业运动的运动员。

1.2方法

行MRI检查期间，患者取仰卧位，患侧足尖向上，患膝关节自然伸直，使中心线与髌骨下缘对齐。对于患膝不能伸直的患者，则取屈曲位进行MRI扫描，扫描期间做好对患膝的固定工作以减少产生运动伪影。

MRI检查仪器选择GE Hde Signa 1.5T超导MR仪，选择膝关节正交线圈。扫描序列包含矢状三维抑脂扰相梯度回波序列（3D-FS-SPGR序列）以及附加脂肪抑制的快速自旋回波T2WI序列（FS-FSE-T2W序列），具体扫描参数见表1。

采用美国GE公司ADW4.2图像工作站对患侧关节软骨进行三维容积重建，重建方法选择高分辨最大强度投影（HD MIP）法重建。由我院两名骨关节影像诊断经验丰富的副主任医师负责具体的阅片工作，阅片工作采用双盲法进行。对患者的年龄、性别、患侧位置、软骨损伤的部位及程度、髌骨脱位情况以及关节囊积液、积血等情况进行详细记录，出现分歧时，由两名医师共同讨论后取得一致结果。

1.3分级标准

MRI分级具体如下。0级：关节软骨正常，软骨弥散性均匀变薄但表面光滑，依然认为是正常关节软骨；Ⅰ级：关节软骨的分层结构完全消失，关节软骨内局部可见高信号区，软骨表面欠光滑；Ⅱ级：关节软骨表面轮廓表现为轻中度不规则，软骨缺损深度<1 mm，软骨的缺损程度未达到全层厚度的50%；Ⅲ级：关节软骨表面轮廓表现为中度不规则，软骨缺损深度>1 mm，软骨缺损深度达到全层厚度的50%以上；Ⅳ级：全层软骨缺损、剥落，软骨下骨质暴露伴或不伴有软骨下骨质信号改变。

关节镜病理诊断分级采用Outerbridge[4]标准，具体如下。0级：关节软骨基本正常；Ⅰ级：关节软骨出现明显软化、水肿，表面可见泡状结构；Ⅱ级：关节软骨明显变薄，同时伴有轻、中度纤维化；Ⅲ级：关节软骨呈现重度纤维化，且有蟹肉状改变；Ⅳ级：关节软骨损伤已深入至骨皮质，出现全层缺损，软骨下骨质已裸露。

1.4统计学分析

采用SPSS 22.0统计学软件对数据进行分析，计数资料以百分率表示，采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1髌股关节软骨损伤情况

在67例髌股关节软骨损伤患者当中，36例为髌骨内侧缘软骨损伤，其余31例為股骨外侧髁前外侧缘软骨损伤。MRI检查结果显示，27例表现为髌骨内侧面软骨形态及信号异常，4例软骨变薄，5例表现为局部软骨明显中断或缺损，其中3例软骨下终板不连续、模糊或缺损；21例表现为股骨外髁前外侧缘软骨形态及信号异常，2例软骨变薄，8例表现为局部软骨明显中断或缺损，局部可见液体填充，其中5例软骨下终板不连续、模糊或缺损（图1、图2）。

a b

a为矢状位T1加权图像，髌骨内下部关节软骨及软骨下骨质有局限性缺损，箭头处可见游离骨软骨碎片阴影；b为矢状位的STIR像，髌骨内下部骨质可见片状异常信号改变，关节囊内有血性积液，可见分层

图1 膝髌骨内侧缘骨挫伤影像图

a b

a为矢状位T1加权图像，关节囊内可见脂肪血性积液，有分层表现；b为矢状位的STIR像，股骨外髁前侧缘皮质下骨质呈片状异常信号改变

图2 股骨外踝骨挫伤影像图

2.2 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列与关节镜分级结果的对照分析

67例324个髌股关节软骨面的FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列与关节镜分级分别进行对照，结果见表2、表3。

表2 FS-FSE-T2W序列与关节镜分级结果对照分析

表3 3D-FS-SPGR序列与关节镜分级结果对照分析

2.3 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列敏感度、特异度情况的比较

FS-FSE-T2W序列对软骨损伤显示的敏感度为83.65%，特异度为96.27%，3D-FS-SPGR序列的敏感度和特异度分别为93.67%、99.18%，差异有统计学意义（P<0.05）（表4）。

表4 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列敏感度、特异度情况的比较

3讨论

膝关节软骨是一种由Ⅱ型胶原纤维、多糖蛋白和水构成的透明软骨，覆盖在膝关节表面的膝关节软骨维系着膝关节的日常活动[5-6]，能够发挥润滑固定关节、减少摩擦、缓冲压力和传力的作用。膝关节软骨具有自身的信号特征，不同信号代表软骨所处的状态不同。在髌股关节炎等膝关节病变发生时，膝关节软骨最容易受损[7]，软骨受损时往往会引起关节疼痛、水肿和活动受限，而受损的软骨组织并不能再生，修复能力有限，往往会对膝关节的稳定性造成影响。

正常的关节软骨组织按照胶原纤维排列方式的不同可大致分为四层：最表面的表层、中间的移行层、再下面的放射层以及最深层的钙化层[8-9]。关节软骨最表层是互相平行、横行致密排列的薄层胶原纤维。在关节软骨损伤的初期，软骨细胞外基质的合成、分解失去平衡，软骨表面的胶原组织出现退变、受损，胶原纤维的形态以及排列方式发生改变，致使关节表面的摩擦作用以及对水的通透性明显增加，蛋白多糖的合成受到抑制[10]，水含量进一步增加。关节软骨内水分含量的增加、胶原网架的损伤以及蛋白多糖的丢失，严重削弱了软骨内部的液压机制作用，其负重能力明显减弱，软骨表面呈现纤维化，裂缝明显，最终导致软骨逐渐削薄、减少、消失[11]。

以往借助传统X线和CT检查对膝关节软骨损伤病变进行检查，往往不能全面地展现软骨组织的损伤情况，误诊、漏诊状况难以避免。关节镜检查作为目前公认的诊断关节软骨损伤的“金标准”，不仅能够直观地显示关节软骨的损伤程度，同时能够对损伤软骨进行一定程度的修补[12-13]。然而关节镜检查属于有创操作，临床应用有所限制。MRI具有高组织分辨率、多参数、多序列、多方位成像和无创性等优势，是目前唯一能够在活体状况下显示关节软骨的影像学手段，也是目前无创性检查软骨损伤的最佳影像学手段。

正常的关节软骨因其水化的蛋白多糖分子、多方向排列的胶原纤维含量以及分布的不同，使关节软骨在高场强MRI图像上表现为信号强度变化的特征性带状结构[14]。借助MRI检查，能够准确反映关节软骨的组织结构以及生物化学特征。引入多种MRI成像序列对关节软骨进行观察，能够为临床诊治提供更加清晰、准确的关节软骨形态及相关信息。本研究首先选择FS-FSE-T2W序列对所有软骨损伤患者进行MRI检查，FS-FSE-T2W序列由于T2的增加，类似关节造影的作用被突出[15-16]，关节积液显示较好，能够在一定程度上增加软骨和关节积液的反差。本研究结果显示，FS-FSE-T2W序列对软骨损伤显示的敏感度和特异度分别为83.65%、96.27%。

3D-FS-SPGR序列能够对膝关节软骨组织进行连续薄层图像的扫描，同时还能够借助连续的薄层扫描图像进行多层面重建，且扫描期间无信号丢失。3D-FS-SPGR序列中脂肪抑制的应用则能够在一定程度上增加软骨与邻近的骨髓、关节腔积液、脂肪和肌肉信号的对比程度[17-18]，使软骨在扫描图像中表现为相对周围组织的带状高信号，与周围组织的鲜明对比使软骨异常状况更容易被察觉。本研究结果显示，3D-FS-SPGR序列对软骨损伤显示的敏感度和特异度分别为93.67%、99.18%，均略高于FS-FSE-T2W序列（敏感度、特异度分别为83.65%、96.27%）。

综上所述，MRI检查与关节镜检查在髌股关节炎软骨损伤分级上具有很高的一致性，通过MRI检查能够直接反映膝关节软骨损伤情况，其定位、定性诊断较为准确，能够为临床诊治提供较为全面的影像学资料，具有极其重要的临床意义。

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（收稿日期：2018-01-12 本文编辑：祁海文）