MRI檢查對髕股關節炎軟骨損傷的診斷價值

翟建春 石安斌 張良金 方文亮 張文俊 吳繼雄

[摘要]目的 探討MRI檢查對髕股關節炎軟骨損傷的診斷價值。方法 選取2015年3月～2017年9月在我院骨科進行住院治療的67例髕股關節炎軟骨損傷患者的MRI影像學資料進行回顧性分析，MRI檢查包括FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列，將其結果與關節鏡結果進行對照。結果 67例患者中，髕骨內側緣軟骨損傷36例，股骨外側髁前外側緣軟骨損傷31例。MRI檢查結果可見，27例表現為髕骨內側面軟骨形態及信號異常，21例表現為股骨外髁前外側緣軟骨形態及信號異常，6例軟骨變薄，13例表現為局部軟骨明顯中斷或缺損。FS-FSE-T2W序列對軟骨損傷顯示的敏感度為83.65%，特異度為96.27%；3D-FS-SPGR序列的敏感度和特異度分別為93.67%、99.18%，差異有統計學意義（P<0.05）。結論 MRI檢查能夠準確、客觀地對髕股關節炎軟骨損傷的部位、范圍及程度進行診斷，而3D-FS-SPGR序列在評價髕股關節炎軟骨損傷上的準確性上略優于FS-FSE-T2W序列。

[關鍵詞]髕股關節炎；軟骨損傷；MRI檢查；診斷價值

[中圖分類號] R684.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 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

關節軟骨是確保關節運動的最主要結構，當髕股關節炎等膝關節疾病發生時，往往會導致關節軟骨損傷的發生，關節軟骨損傷以及退行性病變是關節炎的早期表現之一[1-2]。對于髕股關節炎軟骨損傷的臨床診斷，通過臨床初診查體、X線片難以對其軟骨損傷程度進行準確判斷，容易出現漏診、誤診情況。盡管借助關節鏡檢查能夠明確診斷髕骨關節軟骨損傷，但在關節鏡檢查期間對受檢者的創傷不可避免，在一定程度上限制了其在單純診斷和定位中的臨床應用[3]。MRI檢查因其組織分辨率較高，可多方位、任意斷面成像等，能夠較為全面、動態地對關節軟骨的損傷狀況進行觀察和了解。本研究對我院收治的髕股關節炎軟骨損傷患者的MRI表現結果進行分析、比較，旨在探討MRI檢查在診斷髕股關節炎軟骨損傷中的臨床價值。

1資料與方法

1.1一般資料

選 取2015年3月～2017年9月在我院骨科進行住院治療的67例髕股關節炎軟骨損傷患者的臨床資料進行回顧性分析，其中男23例，女44例；年齡為41～76歲，平均（56.18±8.47）歲。納入標準：①出現髕股關節炎軟骨損傷3個月以上；②經常規X線片檢查膝關節未見關節間隙變窄、關節面硬化、骨贅形成以及關節下囊狀變性等；③膝關節經關節鏡檢查、常規MR掃描明確髕股關節存在軟骨損傷，術前MRI資料完整。排除標準：①伴髕骨對合不良、類風濕疾病、缺血性骨壞死以及相關腫瘤者；②近5年內有膝關節手術史以及嚴重外傷史者；③從事專業運動的運動員。

1.2方法

行MRI檢查期間，患者取仰臥位，患側足尖向上，患膝關節自然伸直，使中心線與髕骨下緣對齊。對于患膝不能伸直的患者，則取屈曲位進行MRI掃描，掃描期間做好對患膝的固定工作以減少產生運動偽影。

MRI檢查儀器選擇GE Hde Signa 1.5T超導MR儀，選擇膝關節正交線圈。掃描序列包含矢狀三維抑脂擾相梯度回波序列（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），具體掃描參數見表1。

采用美國GE公司ADW4.2圖像工作站對患側關節軟骨進行三維容積重建，重建方法選擇高分辨最大強度投影（HD MIP）法重建。由我院兩名骨關節影像診斷經驗豐富的副主任醫師負責具體的閱片工作，閱片工作采用雙盲法進行。對患者的年齡、性別、患側位置、軟骨損傷的部位及程度、髕骨脫位情況以及關節囊積液、積血等情況進行詳細記錄，出現分歧時，由兩名醫師共同討論后取得一致結果。

1.3分級標準

MRI分級具體如下。0級：關節軟骨正常，軟骨彌散性均勻變薄但表面光滑，依然認為是正常關節軟骨；Ⅰ級：關節軟骨的分層結構完全消失，關節軟骨內局部可見高信號區，軟骨表面欠光滑；Ⅱ級：關節軟骨表面輪廓表現為輕中度不規則，軟骨缺損深度<1 mm，軟骨的缺損程度未達到全層厚度的50%；Ⅲ級：關節軟骨表面輪廓表現為中度不規則，軟骨缺損深度>1 mm，軟骨缺損深度達到全層厚度的50%以上；Ⅳ級：全層軟骨缺損、剝落，軟骨下骨質暴露伴或不伴有軟骨下骨質信號改變。

關節鏡病理診斷分級采用Outerbridge[4]標準，具體如下。0級：關節軟骨基本正常；Ⅰ級：關節軟骨出現明顯軟化、水腫，表面可見泡狀結構；Ⅱ級：關節軟骨明顯變薄，同時伴有輕、中度纖維化；Ⅲ級：關節軟骨呈現重度纖維化，且有蟹肉狀改變；Ⅳ級：關節軟骨損傷已深入至骨皮質，出現全層缺損，軟骨下骨質已裸露。

1.4統計學分析

采用SPSS 22.0統計學軟件對數據進行分析，計數資料以百分率表示，采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1髕股關節軟骨損傷情況

在67例髕股關節軟骨損傷患者當中，36例為髕骨內側緣軟骨損傷，其余31例為股骨外側髁前外側緣軟骨損傷。MRI檢查結果顯示，27例表現為髕骨內側面軟骨形態及信號異常，4例軟骨變薄，5例表現為局部軟骨明顯中斷或缺損，其中3例軟骨下終板不連續、模糊或缺損；21例表現為股骨外髁前外側緣軟骨形態及信號異常，2例軟骨變薄，8例表現為局部軟骨明顯中斷或缺損，局部可見液體填充，其中5例軟骨下終板不連續、模糊或缺損（圖1、圖2）。

a b

a為矢狀位T1加權圖像，髕骨內下部關節軟骨及軟骨下骨質有局限性缺損，箭頭處可見游離骨軟骨碎片陰影；b為矢狀位的STIR像，髕骨內下部骨質可見片狀異常信號改變，關節囊內有血性積液，可見分層

圖1 膝髕骨內側緣骨挫傷影像圖

a b

a為矢狀位T1加權圖像，關節囊內可見脂肪血性積液，有分層表現；b為矢狀位的STIR像，股骨外髁前側緣皮質下骨質呈片狀異常信號改變

圖2 股骨外踝骨挫傷影像圖

2.2 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列與關節鏡分級結果的對照分析

67例324個髕股關節軟骨面的FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列與關節鏡分級分別進行對照，結果見表2、表3。

表2 FS-FSE-T2W序列與關節鏡分級結果對照分析

表3 3D-FS-SPGR序列與關節鏡分級結果對照分析

2.3 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列敏感度、特異度情況的比較

FS-FSE-T2W序列對軟骨損傷顯示的敏感度為83.65%，特異度為96.27%，3D-FS-SPGR序列的敏感度和特異度分別為93.67%、99.18%，差異有統計學意義（P<0.05）（表4）。

表4 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列敏感度、特異度情況的比較

3討論

膝關節軟骨是一種由Ⅱ型膠原纖維、多糖蛋白和水構成的透明軟骨，覆蓋在膝關節表面的膝關節軟骨維系著膝關節的日常活動[5-6]，能夠發揮潤滑固定關節、減少摩擦、緩沖壓力和傳力的作用。膝關節軟骨具有自身的信號特征，不同信號代表軟骨所處的狀態不同。在髕股關節炎等膝關節病變發生時，膝關節軟骨最容易受損[7]，軟骨受損時往往會引起關節疼痛、水腫和活動受限，而受損的軟骨組織并不能再生，修復能力有限，往往會對膝關節的穩定性造成影響。

正常的關節軟骨組織按照膠原纖維排列方式的不同可大致分為四層：最表面的表層、中間的移行層、再下面的放射層以及最深層的鈣化層[8-9]。關節軟骨最表層是互相平行、橫行致密排列的薄層膠原纖維。在關節軟骨損傷的初期，軟骨細胞外基質的合成、分解失去平衡，軟骨表面的膠原組織出現退變、受損，膠原纖維的形態以及排列方式發生改變，致使關節表面的摩擦作用以及對水的通透性明顯增加，蛋白多糖的合成受到抑制[10]，水含量進一步增加。關節軟骨內水分含量的增加、膠原網架的損傷以及蛋白多糖的丟失，嚴重削弱了軟骨內部的液壓機制作用，其負重能力明顯減弱，軟骨表面呈現纖維化，裂縫明顯，最終導致軟骨逐漸削薄、減少、消失[11]。

以往借助傳統X線和CT檢查對膝關節軟骨損傷病變進行檢查，往往不能全面地展現軟骨組織的損傷情況，誤診、漏診狀況難以避免。關節鏡檢查作為目前公認的診斷關節軟骨損傷的“金標準”，不僅能夠直觀地顯示關節軟骨的損傷程度，同時能夠對損傷軟骨進行一定程度的修補[12-13]。然而關節鏡檢查屬于有創操作，臨床應用有所限制。MRI具有高組織分辨率、多參數、多序列、多方位成像和無創性等優勢，是目前唯一能夠在活體狀況下顯示關節軟骨的影像學手段，也是目前無創性檢查軟骨損傷的最佳影像學手段。

正常的關節軟骨因其水化的蛋白多糖分子、多方向排列的膠原纖維含量以及分布的不同，使關節軟骨在高場強MRI圖像上表現為信號強度變化的特征性帶狀結構[14]。借助MRI檢查，能夠準確反映關節軟骨的組織結構以及生物化學特征。引入多種MRI成像序列對關節軟骨進行觀察，能夠為臨床診治提供更加清晰、準確的關節軟骨形態及相關信息。本研究首先選擇FS-FSE-T2W序列對所有軟骨損傷患者進行MRI檢查，FS-FSE-T2W序列由于T2的增加，類似關節造影的作用被突出[15-16]，關節積液顯示較好，能夠在一定程度上增加軟骨和關節積液的反差。本研究結果顯示，FS-FSE-T2W序列對軟骨損傷顯示的敏感度和特異度分別為83.65%、96.27%。

3D-FS-SPGR序列能夠對膝關節軟骨組織進行連續薄層圖像的掃描，同時還能夠借助連續的薄層掃描圖像進行多層面重建，且掃描期間無信號丟失。3D-FS-SPGR序列中脂肪抑制的應用則能夠在一定程度上增加軟骨與鄰近的骨髓、關節腔積液、脂肪和肌肉信號的對比程度[17-18]，使軟骨在掃描圖像中表現為相對周圍組織的帶狀高信號，與周圍組織的鮮明對比使軟骨異常狀況更容易被察覺。本研究結果顯示，3D-FS-SPGR序列對軟骨損傷顯示的敏感度和特異度分別為93.67%、99.18%，均略高于FS-FSE-T2W序列（敏感度、特異度分別為83.65%、96.27%）。

綜上所述，MRI檢查與關節鏡檢查在髕股關節炎軟骨損傷分級上具有很高的一致性，通過MRI檢查能夠直接反映膝關節軟骨損傷情況，其定位、定性診斷較為準確，能夠為臨床診治提供較為全面的影像學資料，具有極其重要的臨床意義。

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（收稿日期：2018-01-12 本文編輯：祁海文）