MRI对膝软骨病的早期影像学评价

禹金铭

摘要：目的：探讨MR延迟增强扫描在膝关节软骨损伤早期的临床诊断价值。方法：选取我院58例临床诊断为膝关节损伤患者行常规MR平扫及增强，完成常规序列MR平扫后，行静脉注射钆喷酸葡胺，注药后嘱患者做平地运动，30分钟后行MR延迟增强扫描，采用三维脂肪抑制快速扰相梯度回波序列完成扫描，对常规MR平扫、延迟MR增强扫描所得图像进行分析，确定有无软骨损伤及软骨损伤的部位、范围等。记录常规MR平扫与延迟增强序列下膝关节6处关节软骨损伤的分级，然后以关节镜为金标准，计算常规MR平扫与MR延迟增强扫描的准确度、敏感度和特异度，再进行统计学分析。结果：两种磁共振检查方法在诊断膝关节软骨总体准确度及Ⅰ、Ⅱ级损伤的准确度差别具有统计学意义。结论：MR延迟增强检查诊断软骨损伤的敏感度最高，常规MR平扫的特异度最高。MR延迟增强扫描是目前诊断膝关节软骨损伤早期的最优方法，值得推广应用

关键词：磁共振成像；延迟增强；软骨损伤

前言

膝关节是结构最复杂的一个，它比其它关节更容易受伤。膝关节软骨损害是一种较为普遍的骨科疾患，其损害严重影响患者的日常活动，并最终发展为膝关节骨性关节炎。其特点是关节水肿、疼痛、生活受限，病情较重时还会导致身体功能障碍，因此尽早确诊和及时的治疗对于提高病人的预后非常重要。所以，关节软骨的早期检测对其治疗有着重大的临床价值。

1资料及方法

1.1一般资料

选择本院于2020年10月-2023年12月住院的58名疑诊为膝骨性关节炎的病人作为研究对象。两组病人在接受常规MRI平扫和延迟增强后，再进行常规的膝关节内窥成像。病人的年纪从16到68，平均为47.7。排除条件：①既往接受过MRI和关节镜治疗的患者；②MRI影像、关节镜影像模糊，对疾病的确诊和分级有一定的困难；③MRI和关节镜手术的医师不同意患者的病情分期；④自身已患有病变，对其关节软骨有影响的；⑤既往有过膝盖外科治疗的病史。

1.2仪器与方法

MRI扫描使用1.5TMR（德国西门子Avanto1.5T）的特殊螺旋管进行。MRI常用顺序为：斜矢位T2WI、T1WI、横断位、冠状位和斜矢位；对斜向矢平面，T1WI为TR500ms/TE8ms,FOV180mmx180mm；T2WI:TR3500ms/TE32ms,FOV180毫米x180毫米；PDWI为斜向矢向的脂质抑制顺序：TR3050ms/TE45ms,FOV180mmx180毫米；在冠状面，PDWI脂质抑制顺序为：TR2800ms/TE40ms,FOV180mmx180毫米；在水平位置，在3毫米厚度和0.6厘米的层间隔下，用TR280ms/TE42ms进行PDWI脂肪抑制。利用3D-FSFLASH,TR28ms/TE4.76ms,180mmx180mm，激励角20°，厚度1mm。

在常规顺序进行磁共振平扫后，给予钆喷酸葡萄胺盐（Gd⁃DTPA）治疗，术后30min进行缓慢强化检查。

1.3软骨损伤的MRI分级及关节镜分期标准

在MRI检查中，软骨损害分为两类：1级：局部出现局部颜色改变，可涉及整个组织；II级：广泛存在于整个组织中的颜色不正常、不均一，提示有一个缺失，并且该缺陷的厚度在整个区域内没有超出整个区域的50%；III级：广泛分布于整个组织的颜色呈不规则变化，呈不规则分布，其厚度超出正常范围，未见明显的自由软骨；IV级：可见弥漫的颜色变化，包括全层的软骨缺失和软骨下骨的异常。通过关节镜检查，对膝关节软骨损伤进行了评价。

1.4图像处理

将常规和延迟增强扫描的影像资料进行对比，以确定是否存在关节软骨损伤，以及关节软骨损伤的位置和程度。以关节镜为“金标准”，对常规磁共振平扫和磁共振延迟增强两种方法在膝关节炎中的应用效果进行对比分析。在此基础上，应用双盲方法，对6个不同部位的关节进行了不同程度的创伤评价。若同一部位有多种程度的损害，则以严重部位为标准。

1.5统计学分析

应用SPSS24.0统计软件对两种检测手段的准确性、敏感性、特异性进行比较。本文采用的是计量资料，采用χ2检验进行对比，以P<0.05为显著性。

2结果

2.1ＭＲ延迟增强、ＭＲ常规平扫及关节镜下关节软骨损伤分级比较

对58名病人，348个关节软骨（股内侧髁，外侧髁，胫骨内侧，胫骨外侧，股骨滑车，髌软骨）的伤害等级，如表1所示。

表1常规ＭＲ平扫与关节镜分级结果对照分析

关节镜检	常规MR平扫诊断软骬损伤
结果	0级	I级	II级	III级	IV级	总计
0级	127	5	0	0	0	132
1级	22	48	15	0	0	85
2级	3	8	46	15	0	72
3级	0	0	3	26	7	36
4级	0	0	0	5	18	23
总计	152	61	64	46	25	348

2.2ＭＲ延迟增强检查对膝关节软骨损伤的总体

其准确性为87.4%，敏感性为91.7%，特异度为80.3%；而传统磁共振扫描诊断膝软骨病变的诊断准确率为76.1%，敏感性为63.9%，特异性为96.2%。磁共振延时增强扫描的准确性和敏感性均优于常规扫描，具有显著性（P<0.01）。对于不同级别的关节病变，磁共振的延迟强化具有较高的敏感性，而传统的磁共振扫描具有较高的特异性。两种检测手段在膝关节I级和II级的检测精度上存在显著的差别（P<0.01)；而对于Ⅲ级和Ⅳ级膝关节软骨损害的正确率，两者之间没有显著的差别（P>05）。

表2ＭＲ延迟增强扫描与关节镜分级结果对照分析

关节镜检	MR延迟增强扫描诊断软骨损伤
查结果	0级	I级	II级	III级	IV级	总计
0级	106	23	3	0	0	132
I级	5	79	1	0	0	85
2级	0	3	65	4	0	72
3级	0	0	3	32	1	36
4级	0	0	0	1	22	23
总计	111	105	72	37	23	348

表３ＭＲ延迟增强扫描与常规ＭＲ平扫准确度的比较

项目	总体	I级	II级	III级	IV级
延迟增强MRI扫描
常规MRI平扫
	14.649	34.453	14.192	3.192	1.725
值				0.074	0.189

图1病例一

图2病例2

３讨论

膝关节是人体最主要的活动器官，它不但可以向软骨下骨提供平均的载荷，而且还可以吸收能量，减小摩擦。所有的膝关节损伤都有一定的关节软骨破坏，国内568个病例的临床资料显示，关节软骨破坏的比例为68.5%。在我国，大部分病例都是通过MRI来确诊，然后通过关节镜进行明确的治疗，这对于病人的术后恢复是非常有利的。传统的MR平扫能够很好地发现III级和IV级的软骨损伤，但在早期的I级和II级损伤则比较困难。磁共振成像（T2mapping）、钠磁共振（Nav）、弥散加权（dGEMRI）、T1ρ成像（T1ρ）成像以及磁共振成像（MR）成像（MR）等成像方法已被广泛应用于临床。但是，现有的活体影像技术大多还停留在实验研究中，并没有得到大规模的临床应用。本研究拟采用MRI技术，对大鼠膝关节软骨退变模型进行了研究。采用MRI时相结合的方法，可以得到较清楚的软骨组织结构，从而可以对I、II级软骨损伤进行早期诊断。刘广红等[7]的研究表明，在MRI扫描下，即使是轻微的病变，也可以观察到软骨的厚度和软骨表面的连续性。严重破坏者为非连续性关节软骨面者。MRI表现为：1级的关节软骨退变过程中，其软骨出现轻微的鼓胀，其中有点状的信号；II级病变检查显示，软骨减薄、有缺失，但不能超出整个组织的1/2，其表层为不规则的点状混合讯号，关节囊内有液体渗出；III级：病变组织中，关节软骨厚度显著减小，约占总厚度的1/2以上，且有液体渗出；IV级病变表现为完全的软骨缺失，其下方有明显的骨外露，周围的组织也有不正常的结构。对58名病人的348个关节软骨进行MRI扫描，MRI对其软骨损害程度的评价，MR扫描显示：152个（0,43.7%),61个（17.5%),II个（18.4%),46个（III)(13.2%),25个（7.2%)(IV)；磁共振的延时强化扫描（等级0（31.9%）在111（占31.9%)，等级（105）在105（占30.2%,（72）在72(20.7%)，在37个（10.6%）在III（占10.6%),23个（IV)(6.6%)；MRI常规平扫的符合率为76.1%，而延迟强化则为87.4%，这一结果与我国文献报道的相符。磁共振延时强化成像有助于发现关节软骨病变。3D-FS-FLASH(3D⁃FS⁃FLASH）能更好地反映关节软骨的形态，能有效地反映关节软骨的变化，能有效地反映关节软骨的变化，并能准确地反映出关节软骨的厚度、是否存在缺损和缺损的严重程度，从而为临床提供准确的影像学依据。我们前期研究发现：1)3D⁃FS⁃FLASH时延强化能更清楚地反映关节软骨状态；2）正常软骨细胞中的蛋白质聚糖排斥负电离子，导致Gd⁃DTPA不能在体内大量富集。我们前期研究发现：①在OA病理过程中，软骨中的蛋白质聚糖减少；②呈负电的GDDTPA分布于软骨下骨末端和滑膜，在病灶部位富集，使其在病灶部位的信号增高；③通过检测蛋白质聚糖的含量，可以对病灶进行早期诊断。因此，在临床上，我们先进行了常规的磁共振平扫，然后给病人静脉内注入钆喷酸葡萄糖（Gd⁃DTPA)，然后让病人躺在床上，30钟后行磁共振成像。近年来，由于临床医学的进步，早期的软骨损伤可以得到有效的修复，但其机制尚不明确。我们前期研究表明，应用3D⁃FS⁃FLASH对早期膝软骨I、II级损伤的早期诊断正确率为92.9%,90.3%,MR传统平扫的准确性为56.5%,63.9%，提示其应用于早期膝软骨I、II级损伤具有较好的临床应用前景。因此，采用延时强化和3D-FS⁃FLASH技术相对比，可以更好地检测出膝关节的早期病变，提高了对膝关节软骨损害的诊断精度，并进一步实施关节镜检查，从而更好地指导患者的术后恢复。

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