软骨多参数MRI 在膝骨性关节炎软骨损伤及疗效评估中的应用

黄河锋，邱艳兰，李英创，容 榕

（贺州市人民医院放射科 广西 贺州 542800）

膝骨性关节炎是临床上常见的关节疾病，一般多见于老年患者，多数患者伴有关节肿痛、僵硬、活动困难等症状[1]。膝骨关节炎主要与膝关节磨损过度导致的软骨损伤有关，主要病理表现为骨质增生、软骨损伤和骨质破坏等[2]。其中软骨损伤的治疗难度大，严重影响了患者的日常生活。早期诊断并及时治疗是改善膝骨关节炎患者预后效果的关键，因此评估患者的软骨损伤程度，对治疗膝骨性关节炎具有重要意义。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术是临床诊断膝骨性关节炎的常用方式，其病灶诊断结果与关节镜诊断结果具有较高的一致性，其中磁共振T2*mapping 成像技术对关节软骨组织的敏感度较高，近年来已成为临床研究的主要探讨对象[3]。T2*mapping 成像是通过检测T2 弛豫时间来评估软骨内水分含量和渗透压的变化，从而区分异常软骨组织[4]。T2*mapping 成像技术具有图像质量高、成像快的优点，有助于缩短成像时间，提高空间分辨率，对临床诊疗具有积极意义[5]。基于此，本研究将探究软骨多参数MRI 在膝骨性关节炎软骨损伤及疗效评估中的作用。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022 年1 月—2023 年1 月贺州市人民医院收治的180 例膝骨性关节炎患者纳入研究。所有患者均签署知情同意书。根据是否存在软骨损伤进行分组，将存在软骨损伤的患者纳入损伤组（92 例），将未发现软骨损伤的患者纳入无损伤组（88 例）。损伤组中男性47 例，女性45 例；年龄47 ～76 岁，平均（60.28±5.17）岁；体质量指数（body mass index，BMI）19.5 ～29.4 kg/m2，平均（24.14±2.51）kg/m2； 病程1 ～3 年， 平均（1.93±0.24） 年。 无损伤组中男性46 例， 女性42 例；年龄45 ～75 岁，平均（61.37±5.21）岁；BMI 19.4 ～29.3 kg/m2，平均（24.32±2.60）kg/m2；病程1 ～3 年，平均（1.81±0.31）年。两组患者基线资料差异无统计学意义（P＞0.05），有可比性。

纳入标准：（1）符合相关诊疗指南中的标准[6]，确诊为膝骨性关节炎；（2）年龄≥18 岁；（3）伴有不同程度的膝关节疼痛和活动障碍；（4）近期无关节治疗史。排除标准：（1）外伤性所致关节疼痛；（2）合并风湿、类风湿性关节炎；（3）合并恶性骨肿瘤；（4）存在检测禁忌者。

1.2 方法

使用美国GE 公司的软骨多参数MRI 对所有患者进行检测：选择8 通道膝关节表面线圈，先使用矢状位SE序列T1 加权成像（参数：视野180 mm×180 mm，层厚4 mm，层间距0.8 mm；TE 9 ms，TR 540 ms）和矢状位脂肪抑制FSE 序列T2 加权成像（参数：视野180 mm×180 mm，层厚4 mm，层间距0.8 mm；TE 80 ms，TR 3 500 ms）常规扫描，之后使用梯度回波序列T2*mapping 成像，扫描参数为视野160 mm×160 mm，层厚5 mm，层间距1 mm，矩阵256×320；TR 784 ms，TE 4.84、12.37、19.91、27.48、34.99、42.53 ms，采集时间为2 min30 s。将所得图像上传至工作站中，使用Mapit 软件包和PACS 系统完成图像处理，测量患者4 个软骨区域（股骨内侧踝、内侧胫骨平台、股骨外侧踝、外侧胫骨平台）的T2*值，每个区域数值测量3 次，结果取平均值。

1.3 观察指标

所有患者均接受常规膝骨性关节炎治疗，并于治疗4 周后使用Kellgren-Lawrence 的软骨损伤等级评估患者治疗效果[7]。0 级：未见软骨损伤；Ⅰ级：软骨颜色偏黄，可见轻微水肿；Ⅱ级：软骨层较薄，存在纤维化现象；Ⅲ级：软骨表面磨损，呈蟹肉状，纤维化严重；Ⅳ级：软骨损伤明显，可见软骨下骨组织。将关节软骨损伤分级在0 ～Ⅰ级的患者纳入轻度损伤组（46 例），将分级在Ⅱ级的患者纳入中度损伤组（35 例），将Ⅲ～Ⅳ级的患者纳入重度损伤组（11 例），对比三组患者不同软骨区域的T2*值。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（± s）表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验；采用受试者工作特征（ROC）曲线分析不同软骨区域的T2*值对膝骨性关节炎软骨损伤的预测价值。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者不同软骨区域的T2*值对比

损伤组的股骨内侧踝、内侧胫骨平台、股骨外侧踝、外侧胫骨平台的T2*值均显著高于无损伤组（P＜0.05），见表1。

表1 两组患者不同软骨区域的T2*值对比（ ± s，ms）

表1 两组患者不同软骨区域的T2*值对比（ ± s，ms）

组别股骨内侧踝内侧胫骨平台股骨外侧踝外侧胫骨平台损伤组（n=92）50.04±6.2347.71±4.9249.92±6.4849.49±5.45无损伤组（n=88）44.38±6.2043.79±7.4844.02±6.9143.39±7.39 t 6.1074.1715.9116.322 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.2 不同软骨区域的T2*值对膝骨性关节炎软骨损伤的ROC 曲线分析

经ROC 曲线分析，股骨内侧踝、内侧胫骨平台、股骨外侧踝、外侧胫骨平台的T2*值评估膝骨性关节炎软骨损伤的曲线下面积分别为0.740、0.690、0.728、0.742，灵敏度分别为69.89%、68.13%、75.00%、69.23%，特异度分别为68.97%、66.29%、66.35%、73.68%（P＜0.05），见表2、图1。

图1 不同软骨区域的T2*值对膝骨性关节炎软骨损伤的ROC 曲线分析

表2 不同软骨区域的T2*值对膝骨性关节炎软骨损伤的ROC 曲线分析

2.3 三组患者不同软骨区域的T2*值对比

轻度损伤组股骨内侧踝、内侧胫骨平台、股骨外侧踝、外侧胫骨平台的T2*值均低于中度损伤组，中度损伤组低于重度损伤组（P＜0.05），见表3。

表3 两组患者不同软骨区域的T2*值对比（ ± s，ms）

组别股骨内侧踝内侧胫骨平台重度损伤组（n=11） 52.12±6.11 48.61±5.33中度损伤组（n=35） 47.62±6.34① 44.27±6.78①轻度损伤组（n=46） 42.79±6.48①② 39.97±6.01①②F 11.91410.418 P＜0.001 ＜0.001

表3（续）

表3 两组患者不同软骨区域的T2*值对比（ ± s，ms）

组别股骨外侧踝外侧胫骨平台重度损伤组（n=11） 53.14±6.98 51.09±6.14中度损伤组（n=35） 47.31±6.76① 45.71±7.09①轻度损伤组（n=46） 41.85±6.44①② 40.95±6.77①②F 15.54611.618 P＜0.001 ＜0.001

注：①与重度损伤组比较，P ＜0.05；②与中度损伤组比较，P ＜0.05。

3 讨论

膝骨性关节炎会导致患者关节韧带松弛、损伤关节功能，严重影响患者的日常生活[8]。膝骨性关节炎的病程较长，治疗难度大，随着病情的发展，多数患者会伴有软骨组织损伤，破坏患者机体修复功能[9]。因此，应加强膝骨性关节炎的早期诊疗，避免病情的进一步恶化。关节镜是临床上公认的诊断金标准，但关节镜检查属于创伤性操作，导致其应用范围有限，难以大范围普及[10]。近年来，MRI 检测技术在膝骨性关节炎的检测中的效果较好，其中T2*mapping 成像技术可用于检测膝关节软组织的形态变化，对软骨损伤的敏感度较高。同时成像快、图像质量高的优势使其在临床上的愈加广泛[11]。

本研究结果显示，发生软骨损伤的患者股骨内侧踝、内侧胫骨平台、股骨外侧踝、外侧胫骨平台的T2*值均高于未损伤组。说明不同软骨区域的T2*值可反映软骨的受损情况。膝骨性关节炎软骨损伤与膝关节磨损过度有关，病情发展期间，患者的软骨细胞会有所减少，细胞外基质出现代偿性增加，导致软骨组织的结构变化，引起T2*值升高。同时，软骨组织结构内的自由水质子和蛋白质糖分会随病情的进展而升高，导致MRI 检测期间T2*回声呈强信号表达。有研究表明，软骨组织发生损伤后，其结构会呈现紊乱的纤维性排列，使各软骨区域的T2*值呈现异常升高[12]。经ROC曲线分析，股骨内侧踝、内侧胫骨平台、股骨外侧踝、外侧胫骨平台的T2*值评估膝骨性关节炎软骨损伤的曲线下面积分别为0.740、0.690、0.728、0.742，灵敏度分别为69.89%、68.13%、75.00%、69.23%，特异度分别为68.97%、66.29%、66.35%、73.68%。说明软骨组织的T2*值对膝骨性关节炎软骨损伤具有一定的诊断价值，临床上可通过T2*值的水平表达判断患者是否存在软骨损伤。本研究使用软骨损伤等级评价患者的预后效果，结果显示轻度损伤的患者各软骨区域的T2*值低于中度损伤组，中度损伤组低于重度损伤组。说明软骨组织的T2*值可用于判断患者的治疗效果，治疗效果越好，软骨损伤等级越低，T2*值水平也就越低。

综上所述，软骨多参数MRI 对膝骨性关节炎软骨损伤的诊断价值较高，同时可有效评价患者的治疗效果，可为临床诊疗提供参考依据。