低場強磁共振成像在膝關節退行性骨關節病診斷中的應用價值

張治國，于金芬，吳文海

1.章丘市婦幼保健醫院，山東 章丘250200；2.章丘市中醫醫院 磁共振室，山東 章丘 250200

低場強磁共振成像在膝關節退行性骨關節病診斷中的應用價值

張治國1，于金芬2，吳文海1

1.章丘市婦幼保健醫院，山東 章丘250200；2.章丘市中醫醫院 磁共振室，山東 章丘 250200

目的探討低場強磁共振成像在膝關節退行性骨關節病診斷中的應用價值。方法回顧性分析2011年1月～2013年12月70例經手術證實為膝關節退行性骨關節病患者的低場強MRI圖像。結果70例患者MRI圖像能清晰顯示關節軟骨、滑膜、半月板和骨質的損傷及關節腔積液，較傳統X線檢查有明顯的優勢。結論低場強MRI可以全面精確地顯示膝關節退行性骨關節病的程度，對于膝關節退行性骨關節病的診斷有重要的臨床應用價值。

退行性骨關節病；低場強磁共振成像；膝關節

0 前言

退 行 性 骨 關 節 病， 亦 稱 骨 性 關 節 炎（Osteoarthritis，OA），是一種以關節軟骨退行性改變為核心，以關節面及其邊緣形成新骨為特征，累及骨質、滑膜、關節囊及關節其他結構的慢性無菌性炎癥，可進行性侵犯關節，如膝關節、髖關節等。本文回顧性分析 2011 年 1 月 ～2013 年 12月我院經手術證實的 70例膝關節退行性骨關節病患者的低場強 MRI圖像，旨在探討低場強 MRI在膝關節退行性骨關節病診斷中的應用價值。

1 對象和方法

1.1 研究對象

本組病例源自我院 2011 年 1 月 ～2013 年 12 月經手術證實并經組織病理學檢查的膝關節退行性骨關節病的患者70 例，其中男 40 例，女 30 例，年齡 33～66 歲，平均年齡49 歲，其中左膝病變 30 例，右膝病變 40 例。所有患者均行磁共振檢查，35例同時行傳統 X線檢查。所有患者均排除痛風、風濕、類風濕及其他可能導致骨關節病變的全身性疾病。臨床表現為不同程度的膝關節疼痛、僵直、功能障礙、關節腫脹、彈響、關節交鎖、行走困難等，主訴以膝關節疼痛、僵直為主。

1.2 檢查方法

采用德國西門子公司生產的 MAGNETOM!0.35T 永磁型磁共振成像掃描儀，以及膝關節專用表面線圈進行膝關節圖像采集。患者取仰臥位，線圈中心定位于髕骨下極水平位，膝關節外翻 10～15°。掃描序列及參數包括 ：①SE T1WI 矢狀位、冠狀位 ：TR 562 ms，TE 22 ms ；② TSE T2WI冠狀位、矢狀位 ：TR 3890 ms、TE 99 ms ；③ T2WI壓脂像矢狀位、冠狀位 ：TR 3540 ms，TE 24 ms，層厚 4.0 mm，層間距 0.4 mm，體素 0.8 mm×0.7 mm×4.0 mm 。

2 結果

2.1 膝關節退行性骨關節病影像學表現

X 線平片表現：35例行X 線檢查的患者均有不同程度的關節組成骨邊緣變尖，以髁間隆起較為多見，部分患者表現為骨贅形成、軟骨下骨硬化和囊腫形成、關節游離體及關節間隙變窄，且部分關節間隙狹窄不對稱，應為半月板脫位所致。膝關節退行性骨關節病的X線平片表現，見圖 1～2。

圖1 X線平片顯示內側關節間隙變窄、髁間隆起變尖。

圖2 X線平片顯示關節腔游離體、骨質增生、骨邊緣變尖。

MRI表現 ：70 例患者均有積液量不等的關節腔積液，呈 T1WI低信號、T2WI高信號改變及不同程度的滑膜組織增厚，部分患者關節囊增大、增厚、向后移位，因滑膜、血管、脂肪瘤樣增生導致各序列信號較混雜。70例患者均有不同程度的骨質增生，表現為膝關節諸組成骨邊緣變尖、髁間隆起變尖及關節邊緣蘑菇狀骨性突起。膝關節退行性骨關節病的 MRI表現，見圖 3～7。

圖3 MRI壓脂像顯示半月板后角變性（箭頭）。

圖4 MRI壓脂像顯示腘窩囊腫病壁鈣化。

圖5 MRI冠狀位壓脂像顯示半月板脫位及脛骨平臺下骨髓水腫。

圖6 MRI T2WI顯示膝關節關節囊增大后移（箭頭）及滑膜增生、滑膜增厚、關節腔積液。

圖7 MRI T1WI關節顯示游離體（箭頭）及骨贅形成和骨質增生。

本組病例中，50 例患者 T2WI及壓脂像呈中等信號的關節軟骨厚薄不均，且部分中等信號的軟骨出現低信號；部分病例累及周圍骨質，出現骨髓水現象，表現為關節軟骨下骨質見片狀 T1WI低信號、T2WI及壓脂像高信號改變；軟骨下骨囊腫表現為骨質結構中出現類圓形各序列液體信號，邊緣光滑，邊界清楚。

55 例患者出現半月板脫位，MRI表現為冠狀位成像位于股骨、脛骨邊緣之外，且部分病人相應的脛骨及股骨髁骨質結構呈 T1WI低信號、T2WI高信號改變。其中 30 例患者有腘窩囊腫，MRI表現為腘窩內圓形、橢圓形液體信號，邊界清楚，其中6例出現囊腫壁鈣化，表現為局灶性壁增厚、呈各序列低信號改變；25例病人出現關節腔內游離體，MRI表現為片狀或條狀各序列中等或低信號。

2.2 組織病理結果

送檢組織為關節游離體、滑膜和腘窩囊腫切除物。關節腔內游離體為骨軟骨體；滑膜病理改變為滑膜增生，滑膜、血管、脂肪瘤樣增生并慢性炎；腘窩囊腫切除物病理改變為纖維結締組織囊壁鈣化。組織病理檢查結果，見圖 8～9。

3 討論

膝關節退行性病變亦稱骨關節炎，分為原發性和繼發性，對其診斷通常建立在臨床和影像學檢查結果的基礎上[1-4]。原發性骨關節炎多發生在先前完好的關節，沒有明顯的誘因，通常患者年齡較大[5]，且經常呈雙側對稱性發病。一般認為原發性骨關節炎是和年齡相關的老化過程引發的。繼發性骨關節炎是指一些誘發條件（如外傷、關節損傷等）引起的關節軟骨和軟骨下骨退行性病變，繼發性骨關節炎一般是單側或雙側不對稱，患者多較年輕。膝關節退行性骨關節病臨床表現為膝關節疼痛、僵硬、無力、腫脹、活動受限、功能障礙、跛行等[6-7]，早期以疼痛為主。

膝關節退行性病變的主要特點是關節軟骨受損。膝關節關節軟骨為透明軟骨，正常成人關節軟骨厚約 2 mm，骨骼發育成熟后，關節端自關節面向深部可分為3層：透明軟骨層、鈣化軟骨層和軟骨下骨[8]。正常關節軟骨 MRI 表現為光滑曲線狀，在 T1WI、T2WI上呈等或略高信號，壓脂像呈稍高信號。退變導致軟骨水含量減少、軟骨變薄甚至 完全破壞 而剝脫[9]，MRI 表現 為 T2WI 及壓 脂像中等 信號，出現彌漫性或局限性信號變薄及出現低信號改變。低場MRI可以清楚地顯示關節軟骨的形態及信號的改變，如關節軟骨變薄、斷裂、缺損及信號減低，以WE序列顯示最為清晰[10]。

圖8 HE染色，右膝關節滑膜增生，滑膜、血管、脂肪瘤樣增生并慢性炎。

圖9 HE染色，送檢組織為右腘窩囊腫切除物，病理切片圖像顯示纖維結締組織囊壁鈣化。

滑膜關節囊位于骨的內表面和接合邊緣，可引起繼發于自身免疫的炎癥反應，以清除變性的關節軟骨和剝離的軟骨碎片，其表現形式為滑膜充血、水腫、滲出和關節積液，可導致滑膜增生從而誘導軟骨骨化形成游離體。關節軟骨的損傷和病變可誘導刺激關節軟骨深層的毛細血管和關節滑膜向退變的關節軟骨面增生，同時血管旁細胞可化生形成血管翳，從而溶解變性、壞死的軟骨以修復被破壞的關節面，另外血管旁細胞也可化生成骨或軟骨組織，使滑膜骨化或使 軟骨形成骨 性或軟骨性游離體[11-13]。MRI 對于膝關節退行性骨關節病中滑膜的各種表現，如滑膜充血水腫、關節腔積液、增生、增厚、骨化及游離體形成均可以清晰準確、全面地顯示。有文獻指出關節滑膜的炎癥和增生反應是繼發于關節軟骨變性、壞死之后產生的[14]。

膝關節退行性骨關節病中半月板病變表現為脫位、變性 和 損 傷， 脫 位 多 為 邊 緣 性 脫 位。Kenny[15]提 出 半 月 板 脫位測量方法：分別從股骨、脛骨相對關節面的內、外緣作連線，以此線作為基線，若半月板存在邊緣性脫位則超出該基線，測量脫出的半月板距離此基線的距離，＜ 3 mm為半 月 板 生 理性 移 位，≥ 3 mm 為病 理 性 移位[16]。MRI 冠狀位成像可以明確顯示半月板脫位的程度，精確測量脫位半月板與股骨、脛骨關節邊緣連線的距離。膝關節半月板變性和損傷在 MRI上表現為低信號，半月板內見線狀、球狀及三角狀各序列略高信號，變性呈 T1WI中等信號改變，損傷和撕裂則以壓脂像高信號改變為主。

膝關節邊緣骨質增生是退行性膝關節病變的一個主要影像學表現，表現為關節邊緣骨質變尖及髁間隆起變尖，髁間隆起變尖可以刺激周圍組織結構進而加重病情進展。傳統 X線和 MRI均可以直觀地顯示骨質增生情況，對于較輕微骨質變尖的顯示，X 線檢查優于 MRI。

傳統X線檢查盡管價格低廉，能清晰顯示骨硬化、骨邊緣變尖、關節邊緣的贅骨形成及囊性變、關節腔狹窄等情況，但X線對人體有輻射傷害，并且病變早期X線檢查多無異常表現；而病變早期關節軟骨無明顯誘因地彌漫性變薄可以在MRI中明確顯示，對此期病人進行干預治療可以延緩疾病進展。

綜上所述，X線是診斷膝關節退行性骨關節病的基本檢查手段，但X線具有輻射傷害且不能顯示關節軟骨、滑膜及軟組織，而且隨著 DR 和 CR 的上市，傳統 X線檢查已不再擁有明顯的價格優勢，這些均限制了傳統X線在膝關節退行性骨關節病診斷中的應用。與X 線相比，MRI檢查具有以下優點 ：① 無創傷、無輻射 ；② 能夠準確地評價關節軟骨的形態及輪廓改變 ；③ 軟組織分辨率高，可以清楚地顯示退行性骨關節病變中關節軟骨、半月板、韌帶、骨質結構及關節腔內積液等的異常改變及病變程度。低場強 MRI對局部磁敏感較低，可以降低脂肪、血管、運動等干擾，MRI檢查技術及脂肪抑制技術可以清晰地顯示退行性骨關節病的各種異常表現，對于膝關節退行性骨關節病的檢查，低場強 MRI完全可以與高場強 MRI相媲美。高場強 MRI檢查費用較為昂貴，而低場強 MRI價格低廉可被患者接受，目前已廣泛應用于對膝關節退行性骨關節病的早期診斷。

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Application Value of Low-Field MRI in Diagnosing Degenerative Knee Osteoarthritis

ZHANG Zhi-guo1, YU Jin-fen2, WU Wen-hai1
1.Maternal and Child Health Hospital of Zhangqiu, Zhangqiu Shandong 250200, China; 2.Department of Magnetic Resonance Imaging, Traditional Chinese Medicine Hospital of Zhangqiu, Zhangqiu Shandong 250200, China;

ObjectiveTo summarize the imaging features of degenerative knee osteoarthritis during the scanning process of low-f i eld MRI and explore the clinical value of low-f i eld MRI in diagnosing degenerative knee osteoarthritis.MethodsThe low-field MRI images of 70 patients who were confirmed as knee degenerative osteoarthritis by surgeries from January 2011 to December 2013 were retrospectively analyzed.ResultsThe MRI images could clearly show the lesions of cartilago articularis, synovialis, meniscus and sclerotin as well as arthroedema, which indicated that low-f i eld MRI had obvious advantages over traditional X-ray.ConclusionLow-f i eld MRI which can accurately display the degree of degenerative knee osteoarthritis plays an important role in diagnosing degenerative knee osteoarthritis.

degenerative osteoarthrosis; low-f i eld MRI; knee joint

R684；R445.2

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.08.062

1674-1633(2014)08-0167-03

2014-04-14

2014-05-29

吳文海，主治醫師，主要從事影像診斷工作。

通訊作者郵箱：13791125757@163．com