低场MRI 水脂分离技术在膝关节软骨损伤分级诊断中的应用价值

张 振

（无棣县人民医院影像科 山东 滨州 251900）

关节软骨作为特殊结缔组织，主要由软骨细胞、基质构成。膝关节软骨的低场MRI 水脂分离序列采用脂肪抑制技术将软骨显示为高信号，可与周围结构、组织产生鲜明对比。水脂分离技术是抑制脂肪信号的方法之一，其抑制脂肪是基于化学位移现象，获取脂肪和水的质子宏观磁化矢量相位一致和相位反向的磁共振信号，然后再将2 种信号相加、相减处理，分别形成纯脂和纯水的质子图像[1-2]。GRE Water/Fat 序列的水脂分离成像图像质量与STIR 序列相比具有较好的空间分辨率和对比度，能够清晰显示软骨的形态、厚度和软骨损伤的部位、深度，但其对软骨下骨质的水肿及韧带、软组织损伤水肿显示不如STIR 序列敏感[3-4]。本研究旨在评价低场磁共振GRE Water/Fat 序列在膝关节软骨损伤分级诊断与关节镜诊断结果的一致性，以确定GRE Water/Fat 序列在膝关节软骨病损分级诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取无棣县人民医院2019年6月—2021年6月收治的50 例外伤所致膝关节软骨损伤病例，其中男32 例，女18 例；年龄16 ～71 岁，平均年龄（51.7±7.1）岁；软骨损伤部位：左膝21 例，右膝关节29 例。纳入标准：①患者年龄16 ～71 岁；②既往无手术史；③膝关节软骨损伤面积≤2 cm2；④已征得患者及家属同意。排除标准：①体质量是标准体质量的1.5 倍以上；②膝关节软骨下骨缺损面积＞2 cm2；③合并半月板损伤及前后交叉韧带撕裂；④因自身免疫性疾病引起的软骨损伤；⑤继发性关节炎患者。

1.2 方法

采用美国GE 公司生产的Signa EXCITE HD 0.2T开放式永磁磁共振及美国施乐辉公司560 HD 关节镜进行检查，磁共振检查使用9 英寸相控阵线圈。将膝关节软骨分为6 个区域：髌骨面、股骨滑车面、股骨内侧髁面、股骨外侧髁面、胫骨内侧平台面、胫骨外侧平台面。应用不同序列对膝关节进行矢状面扫描，并对扫描图像进行三维重建。膝关节软骨损伤MRI 诊断分级参照Recht分级标准[5]，关节镜软骨损伤分级参照Outerbridge 标准[6]。所有病例图像由同一名主治医师及同一名副主任医师在众阳PACS 阅片工作站上共同阅片。

1.3 观察指标

①以关节镜结果作为金标准，评价低场MRI 各序列对膝关节软骨损伤各分级的检出率。②总结膝关节软骨损伤在低场MRI 各种常规序列中的征象。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计软件对数据进行分析，符合正态分布的计量资料采用均数±标准差（）表示，行t检验；计数资料采用频数（n）、百分率（%）表示，行χ2检验。一致性分析采用Kappa一致性检验，Kappa值 ≥0.75 表示一致性良好；0.4 ～＜0.75 表示一致性尚可；＜0.4 则表示一致性较差。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 膝关节软骨损伤的分级诊断

50 例膝关节软骨损伤病例均经关节镜手术证实，软骨损伤共257 处。按照Outerbridge 分级标准：0 级损伤43 处（16.73%），Ⅰ级损伤50 处（19.46%），Ⅱ级损伤84 处（32.68%），Ⅲ级损伤76 处（29.57%），Ⅳ级损伤47 处（18.29%）。GRE Water/Fat 序列的不同分级诊断检出率均高于常规序列，其中0 级、Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅳ级差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 低场MRI 各序列对膝关节软骨损伤分级的检出情况比较[n（%）]

2.2 膝关节软骨损伤在低场MRI 各序列下的分级表现

Ⅰ级软骨损伤在SE-T1WI、STIR 和FRFSE-T2WI 序列上很难清晰显示，在GRE Water/Fat 序列中显示分层结构显示欠清，软骨内出现点片状低信号，见图1。Ⅱ级软骨损伤在低场MRI 各序列显示软骨局部软骨变薄，缺损＜50%，GRE-Water/Fat 序列显示软骨信号不均，表面呈锯齿状，见图2。Ⅲ级软骨损伤在低场MRI 各序列显示局部关节软骨缺损，缺损≥50%，未达软骨下骨质，GRE Water/Fat 序列上呈局限性低信号，见图3。Ⅳ级软骨损伤在低场MRI 各序列显示局部软骨全层缺损，GRE Water/Fat 序列上呈局限性低信号，软骨下骨质见斑片状异常信号，见图4。

图2 Ⅱ级软骨损伤

图3 Ⅲ级软骨损伤

图4 Ⅳ级软骨损伤

3 讨论

膝关节软骨由内到外依次分为表区、中间区、深区以及钙化软骨层4 层。随着年龄的增长，关节软骨逐渐发生退变，软骨细胞密度随之下降，甚至引起关节疼痛和功能障碍等症状，因此及时诊断膝关节软骨病变对该疾病的预后而言尤为必要。传统的X 线和CT 检查均无法直观显示膝关节软骨，只能通过间接观察关节间隙狭窄的程度来判断软骨的受损情况。在一般情况下，选取合适的MRI 序列能够显示关节软骨的2 ～3 层结构。GRE Water/Fat 序列与STIR 序列对比具有较高的信噪比和组织对比噪声比，图像清晰，关节软骨在该序列上呈明显高信号，在骨髓内脂肪被抑制后，关节软骨与软骨下骨质形成鲜明对比，能够清晰显示关节软骨的轮廓及其形态。关节软骨在GRE Water/Fat 序列中显示为3 层，从外向内依次为高信号、中等信号、高信号[7]。但是GRE Water/Fat 序列显示关节积液及软骨下骨质损伤情况欠佳[8]。本研究结果显示，在SE-T1WI、FRFSE-T2/PDWI、STIR 及GRE Water/Fat 这4 个序列中，对于软骨损伤的分级诊断GRE Water/Fat 序列的检出率均较其他3 个序列高，尤其对软骨损伤早期诊断较其他3 个序列具有明显的优势。膝关节软骨损伤MRI 软骨形态变化主要以表面不光滑、软骨变薄、软骨缺损以及形成相对应的软骨病灶与软骨下硬化灶，且多累及多处关节损伤。关节镜下正常膝关节软骨呈均匀乳白色，表面光滑[9]。在低场MRI 各序列图像上，正常膝关节软骨显示为软骨形态完整，内部信号均匀。Ⅰ级软骨损伤在低场MRI 各序列显示软骨局部肿胀增厚，信号不均，但在SE-T1WI、PDWI 和FRFSE-T2WI 上很难清晰显示，在GRE Water/Fat 序列中显示分层结构显示欠清，软骨内出现点片状低信号[10]。

综上所述，在膝关节低场MRI 各序列检查中，GRE Water/Fat 序列是显示膝关节软骨损伤的最敏感序列，可以准确地显示膝关节软骨损伤的位置、范围、形态、程度等信号特点，并能够对其做出准确的分级。