扩散加权成像在膝关节外伤性与生理反应性骨髓水肿鉴别诊断中的价值

胡铁成，刘文源，杨本强，韩文锋，石　坚，李　强

（沈阳军区总医院放射诊断科，沈阳110016）



扩散加权成像在膝关节外伤性与生理反应性骨髓水肿鉴别诊断中的价值

胡铁成，刘文源，杨本强，韩文锋，石坚，李强

（沈阳军区总医院放射诊断科，沈阳110016）

目的评价扩散加权成像（DWI）对膝关节外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿的鉴别诊断价值。方法60例膝关节骨髓水肿患者行常规磁共振成像（MRI）及DW I检查，外伤性骨髓水肿患者30例，均具有明确外伤史；生理反应性骨髓水肿30例，11例随访证实，19例MRI复查证实，比较2种骨髓水肿患者常规MRI及DWI表现，对比分析骨髓水肿区表观扩散系数（ADC）值。结果膝关节外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿患者在常规MRI上表现相似，而在DW I上均呈高信号（P＞0.05）。外伤性骨髓水肿患者ADC值为（1.05±0.2）×10-3mm2/s，生理反应性骨髓水肿患者ADC值为（1.34±0.1）×10-3mm2/s，2者比较差异有统计学意义（P＜0.05）。结论DWI上信号的改变不能鉴别膝关节外伤性骨髓水肿和生理反应性骨髓水肿，而ADC值对二者的鉴别诊断意义重大。

外伤；骨髓水肿；扩散加权成像；表观扩散系数

膝关节是意外事故中最容易损伤的关节，骨质损伤造成的骨髓水肿只能通过MRI检查进行确诊，而我们在工作中也发现部分膝关节骨髓水肿是生理反应性的，其常规磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）表现与外伤性骨髓水肿相似，因此确定骨髓水肿的性质至关重要。依据常规MRI表现对2者进行鉴别比较困难，相关的文献报道亦比较少见，本研究应用扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）对膝关节外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿进行对比研究，以期对2者的鉴别提供帮助。

1　材料与方法

1.1一般资料

收集2015年1月至2016年1月于我院行膝关节MRI检查表现为膝关节骨髓水肿的60例患者的影像学资料，所有患者在常规MRI发现骨髓水肿后均接受DWI检查。其中外伤性骨髓水肿30例，男19例，女11例，年龄16～59岁，平均年龄48.4岁，均具有明确外伤史，外伤后出现局部疼痛、压痛和（或）软组织肿胀，于伤后1～5 d来我院检查，无膝关节手术或骨关节炎等病史，共发现水肿灶44处；生理反应性骨髓水肿30例，男16例，女14例，年龄25～60岁，平均年龄51.2岁，骨髓水肿灶37处，患者无外伤及其他疾病（如骨肿瘤、骨关节炎、一过性骨质疏松、急慢性感染等），患者首次检查后2～3周症状减轻或消失，或接受MRI复查时表现为原有病灶范围减小或消失，被确定为生理反应性骨髓水肿。

1.2检查方法

MRI及DWI检查：应用西门子Verio 3.0T超导型磁共振，所有患者均使用8通道膝关节专用线圈行常规MRI检查及DWI检查，常规MRI序列包括：矢状位T1W I，TR/TE=803 ms/25 ms，FOV：170 mm× 170 mm，层厚3.2 mm，层距0.32 mm，矩阵358×512；矢状位脂肪抑制质子密度像（fast suppressed protondensity，FS-PD），TR/TE=3 000 ms/33 ms，FOV：170 mm×170 mm，层厚3.2 mm，层距0.32 mm，矩阵224× 320；轴位T2WI，TR/TE=5 090 ms/122 ms，FOV：150 mm×150 mm，层厚4.0 mm，层距0.4 mm，矩阵384× 384，平均次数。轴位DWI，TR/TE 2 000 ms/70 ms，FOV：251×334层厚5.0 mm，层距1.5 mm，弥散系数（b值）取0 s/mm2，400 s/mm2。

1.3统计学分析

将扫描图像传至西门子工作站，由2位从事MRI诊断工作十余年的主任医师分析病变在常规MRI及DWI上的改变，利用工作站自带软件测量病灶区表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值，感兴趣区（region of interest，ROI）选取病灶最大显示层面，ROI为34 mm2，测量时远离骨皮质边缘及关节腔，同时测量所选层面3个兴趣区的ADC值并取其平均值。应用SPSS 17.0软件进行统计分析，外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿在常规MRI及DWI上的信号比较采用χ2检验，ADC值比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

外伤性骨髓水肿及生理反应性骨髓水肿患者MRI及DWI表现结果显示，外伤性骨髓水肿灶44处，全部病灶在T1WI上表现为不均匀斑片状、地图样边缘不清的低信号，其中27处T2WI上表现为稍高信号或高信号，余17处在T2WI上表现为等信号，所有病灶在脂肪抑制质子密度像及DWI上均呈高信号（图1）。生理反应性骨髓水肿灶37处，全部病灶在T1WI上表现为弥漫性片状低信号，23处在T2WI上表现为稍高信号或高信号，余14处在T2W I表现为等信号，全部病灶在脂肪抑制质子密度像及DWI上亦均呈高信号（图2）。外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿在常规MRI及DW I上的信号差异无统计学意义（P＞0.05）。

外伤性骨髓水肿患者ADC值为（1.05±0.2）×10-3mm2/s，生理反应性骨髓水肿ADC值为（1.34±0.1）× 10-3mm2/s，2者比较差异具有统计学意义（P＜0.05）。

3　讨论

图1　外伤性骨髓水肿常规MR及DW IFig.1　Conventional MRI and DW I o f traum atic m arrow edem a

骨髓水肿一词首先在1988年被WILSON等［1］用于描述髋关节一过性骨质疏松骨髓信号的改变，其病理生理机制尚不明确。目前对骨髓水肿的形成机制主要有2种观点：一是继发性骨髓水肿，如急性骨质疏松、急慢性感染、骨梗死、创伤、骨肿瘤等，其中以外伤造成的骨髓水肿最常见，称为外伤性骨髓水肿［2］。二是生理反应性骨髓水肿，这种骨髓水肿是可逆的，多在2周后长T1、长T2信号消失，故认为这种骨髓水肿是骨髓的一种生理反应［3］。临床可根据患者的症状、体征及常规MRI表现对大多继发性骨髓水肿进行诊断和鉴别诊断，而对外伤性骨髓水肿及生理反应性骨髓水肿鉴别困难。

膝关节外伤性骨髓水肿以外伤后出现局部疼痛、压痛和（或）软组织肿胀为主要临床表现，部分患者有功能障碍；生理反应性骨髓水肿表现为无外伤、感染及服用激素史的膝关节疼痛或不适，外伤性骨髓水肿应尽早确诊，并明确治疗方案，避免负重，促进骨髓水肿的愈合，如治疗延误则易出现病变范围扩大或进一步形成压缩性骨折、明显的皮质骨折等严重后遗症；生理反应性骨髓水肿无需特别治疗，症状2周左右可自行缓解或消失，尽量避免负重即可。骨髓水肿虽然是一种自限性疾病，但它的复发是不可预知的，其治疗及预后亦存在差异，因此对骨髓水肿原因的鉴别十分重要，可以避免严重的并发症和后遗症，同时可以避免对患者进行不必要的治疗。

骨髓水肿没有骨骼轮廓和骨皮质中断等形态学变化，所以X线片及CT显示为阴性或可疑，在现代影像检查方法中，MRI是显示骨髓水肿特异性、敏感性最高的影像学检查手段，外伤患者骨髓水肿是骨松质受到一定外力作用时骨小梁发生微骨折，使局部毛细血管通透性增高，导致细胞液外渗，局部血管灌注增多及部分毛细血管破裂出血所致，本研究外伤性骨髓水肿灶在T1W I上表现为低信号，部分病灶T2WI上呈稍高信号或高信号，脂肪抑制质子密度像呈明显高信号，与国内外学者［4-5］研究结果一致；生理反应性骨髓水肿是由于长期的外力作用或改变骨骼的正常负重，使相应骨髓局部充血，毛细血管床过度灌注，在T1W I上呈弥漫片状低信号，T2WI上呈稍高信号或高信号，脂肪抑制质子密度像呈明显高信号，外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿在脂肪抑制质子密度像上显示病灶的边界和范围较T1WI、T2WI显示更清楚。

由于外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿的MR信号表现相似及临床表现缺乏特异性，二者鉴别很困难。DWI通过检测活体组织中水分子的微观运动，反映了组织的结构特点及生物学行为；ADC值则反映了局部水分子的扩散能力，能对骨髓病变进行定量分析，为病变的检出提供客观依据。已往DWI多用于中枢神经系统疾病的诊断和鉴别诊断，近年逐步应用于骨骼肌肉系统，涉及软骨的早期病变及脊椎病变等研究［6-8］。本研究结果显示外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿DWI均呈高信号，2者在DWI上的信号改变无统计学差异（P＞0.05），与国内学者［9］研究一致。

根据DWI信号改变难以对外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿进行鉴别，而在此基础上对病灶的ADC定量测定能准确反映组织的弥散特性。WARD等［10］研究显示正常人膝关节骨髓平均ADC值为0.15×10-3mm2/s，红骨髓ADC值为0.2×10-3mm2/s，比黄骨髓（0.1×10-3mm2/s）高。WARD等［10］对正常膝关节骨髓和骨髓创伤进行了常规MRI和DWI研究（b为0～980 s/mm2），其中骨髓创伤ADC平均值为0.8×10-3mm2/s，明显高于正常骨髓（0.1×10-3mm2/s），本研究结果显示外伤性骨髓水肿的ADC值为（1.05±0.2）×10-3mm2/s，生理反应性骨髓水肿的ADC值为（1.34±0.1）×10-3mm2/s，虽然部分患者ADC值之间有交叉，但2者有统计学差异（P＜0.05），因此认为ADC值对膝关节外伤性骨髓水肿与生理反应性骨髓水肿的鉴别诊断具有重要价值。

图2　生理反应性骨髓水肿常规MR及DWIFig.2　Conven tional MRI and DW I of physiological response m arrow edem a

综上所述，常规MRI对骨髓病变的检出特别灵敏，但对疾病的鉴别缺乏特异性，而ADC值能客观反映病变微观结构的变化，对骨髓疾病的鉴别诊断提供了很大帮助，但相关研究缺乏统一标准，有待于进一步完善。

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（编辑武玉欣）

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（编辑王又冬）

Significance of Diffusion Weighted Imaging in the Identification of Traumatic Marrow Edema and Physiological Response M arrow Edem a in Knee Joint

HU Tiecheng，LIU Wenyuan，YANG Benqiang，HAN Wenfeng，SHI Jian，LI Qiang
（Department of Radiology，General Hospital of Shenyang Military Region，Shenyang 110016，China）

Objective To evaluate diffusion weighted imaging（DWI）in the identification of traumatic marrow edema and physiological response marrow edema in knee joints.M ethods Both conventional magnetic resonance imaging（MRI）and DWI were performed in 60 patients with marrow edema in knee joint，of which 30 were traumatic marrow edemas with a clear history of trauma and 30 physiological response marrow edemas. Of the physiological response marrow edemas，11 were confirmed by follow-up and 19 confirmed by MRI.The conventional MR and DWI of the two groups were compared.Apparent diffusion coefficient（ADC）values were measured in all patients marrow edema，and the statistics was analyzed.Results No significant difference was found in DWI of traumatic marrow edema and the physiological response marrow（P＞0.05）.ADC value in the traumatic marrow edema was（1.05±0.2）×10-3mm2/s，which was（1.54±0.1）×10-3mm2/s in the physiological response marrow edema，and the difference was statistically significant（P＜0.05）.Conclusion DWI is meaningless in the identification of traumatic marrow edema and the physiological response marrow edema in knee joint，but the ADC value is very important.

traumatic bone marrow edema；diffusion weighted imaging；apparent diffusion coefficient

R445.2

A

0258-4646（2016）10-0901-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.10.009

辽宁省自然科学基金（2015020446）

胡铁成（1987-），男，医师，硕士.

刘文源，E-mail：liuwenyuan2000@163.com

2016-03-06

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