MRI对膝关节退行性骨关节炎软骨损伤分级诊断的应用价值

傅建斌 陈庆航 姚志锋 伍清全

[摘要] 目的 探讨MRI对膝关节退行性骨关节炎软骨损伤分级诊断的应用价值。方法 方便选取该院2014年10月—2017年10月间收治158例膝关节退行性骨关节炎患者进行研究，均采取MRI检查，并将检查结果与关节镜检查进行对比研究，总结其诊断体会。 结果 MRI检查显示145例患者存在关节间隙狭窄，以内侧关节间隙变窄明显；139例关节腔内出现游离体，其中102例患者T1WI、T2WI低信号；121例出现骨质增生，表现为关节边缘骨赘形成、关节面骨皮质增生；104例表现为滑膜壁增厚、增宽或伴有结节样改变，以STIR序列及T1WI像显示较为清晰；98例韧带退变，以韧带松弛、宽窄不等，粗细不均为主要表现，以前交叉韧带显像最佳；152例准确显示关节积液的量及与积液分部的范围；140例患者表现为关节面已达到线状，或其他形态的出现等信号影/高信号影，半月板縮短或部分消失。与关节镜检查相比，两者在关节间隙狭窄、骨质增生、关节积液、半月板退行性损伤等方面检出情况差异无统计学意义（P>0.05）；MRI对软骨损伤检查结果的敏感度为84.27%，特异度为81.82%，准确度86.52%；MRI和关节镜对于早期膝关节退行性骨关节病在软骨损伤分级方面对比差异无统计学意义（P>0.05）。结论 MRI能够达到与关节镜相同的检查效果，在膝关节退行性骨关节炎软骨损伤分级诊断中应用价值较高，值得在临床推广实施。

[关键词] MRI；膝关节；退行性骨关节炎；软骨损伤；分级诊断；应用价值

[中图分类号] R5 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2018）02（b）-0193-03

[Abstract] Objective This paper tries to investigate the value of MRI in grading diagnosis of articular cartilage injury of degenerative osteoarthritis of the knee. Methods A total of 158 patients with degenerative osteoarthritis of the knee were treated in this hospital from October 2014 to October 2017. They were examined by MRI， and the results were compared with arthroscopy. The diagnosis experience was summarized. Results MRI examination showed that there were 145 cases of narrowing of joint space， the narrowing of the medial joint space obvious； 139 cases of articular cavity appeared isolated， of which 102 patients with low signal T1WI， T2WI； 121 cases of bone hyperplasia， the performance of the joint edge of the bone， the formation of superficial fasciculus and articular surface cortical hyperplasia； 104 cases of synovial wall thickening， widening or accompanied with nodular changes， STIR sequence and T1WI images showed more clearly； 98 cases of degenerative ligament degeneration， ligament laxity， width ranging from uneven thickness as the main performance， the best anterior cruciate ligament imaging； 152 cases accurately showed the amount of joint effusion and effusion subdivision of the scope； 140 patients showed that the articular surface had reached a linear， or other appearance of the signal shadow / high signal， shortening or partial disappearance of the meniscus. Compared with the arthroscopy， there was no significant difference between the two methods in the detection of joint space stenosis， osteoarthritis， joint effusion， meniscus degeneration and other aspects（P>0.05）；MRI examination results of cartilage damage， the sensitivity and specificity were 84.27%， 81.82% and 86.52% respectively. MRI and arthroscopy had no significant difference in the grading of cartilage degeneration between early degenerative knee osteoarthrosis （P>0.05）. Conclusion MRI can achieve the same effect as arthroscopy， and has higher application value in the diagnosis of knee osteoarthritis degenerative cartilage damage. It is worth popularizing in clinical practice.

[Key words] MRI； Knee joint； Degenerative osteoarthritis； Cartilage damage； Grading diagnosis； Application value

退行性骨关节炎是临床常见的骨科疾病，多见于中老年人，近年来随着我国社会老龄化进程的日益加快，骨关节炎发病率呈现明显升高的趋势，通常该病多发于人体承重和多动关节，例如膝关节、腰椎关节等其，其中膝关节者作为全身负重最大的关节，是最容易损伤和退变的部位[1]。统计显示[2]，膝关节退行性骨关节炎约占临床所有骨病的11%～23%，其主要以关节活动受限、疼痛为典型症状，临床X线平片、CT等均能有效检出，但难以显示骨关节炎的软骨改變与分级状况。目前国内外已有多名学者研究证实[3]，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）能够准确分辨软组织高度和对比度，具有多平面成像的能力，在临床软骨结构的显示中具有较高应用价值。该研究方便选取2014年10月—2017年10月间收治158例膝关节退行性骨关节炎患者的临床资料，均采用MRI检查，并与关节镜检查结果进行对比，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

临床纳入158例诊断为膝关节退行性关节炎患者，搜集其一般资料，其中男性86例，占总例数54.43%，女性72例，占45.57%，年龄段45～75岁，平均年龄（60.12±6.84）岁。病程3.5～12个月，平均（7.54±3.21）个月，均为单膝患病，左膝56例，右膝102例。所有患者均表现为膝关节不同程度疼痛，关节屈曲或用力时疼痛加重，其中39例患者活动部分受限，43例患者伴有响声。所有患者对该次研究均知情同意；排除合并恶性病变者；可能导致关节病变的相关疾病者，肢体功能障碍者；凝血机制障碍及全身感染者。所有调查对象均对该次研究项目知情同意，且此研究开展前已获得医院伦理委员会批准。

1.2 方法

158例患者均在行关节镜术中探查前1周采取MRI诊断，MRI仪器采用西门子1.5T磁共振扫描仪，自旋回波SE序列T1WI，FSE序列T2WI（TR 4 000 ms，TE 95 ms），用膝关节正交线圈，视患者情况选择是否加做FIR序列STIR，指导患者取自然直立位，使膝关节位于线圈中心，自然伸直或轻微外旋10～15°左右，常规进行矢状位、冠状位扫描，部分病例加做横断位扫描，以膝关节髌骨、股骨内、外髁及胫骨内、外侧平台关节5个部位的表面软骨为观察对象。扫描参数：TR4 100 ms，TE79.4 ms，层厚3 mm，层距4 mm，矩阵240×240，扫描时间202 s，将扫描图像传输到MRI工作站，观察并记录膝关节股骨内、髌骨、外髁及胫骨内、外侧平台关节5个部位的表面软骨情况，包括软骨损伤的位置、范围以及损伤程度，将其与关节镜手术探查结果进行对比观察。

关节镜诊治：选用史塞克关节系统，包括摄像系统（688i，1088i，1188，1288）、冷光源、监视器、关节泵、动力刨削系统（动力主机、刨削手机、刨削刀头）、射频消融系统，SDC Ultra图文工作站以及各种手术器械等。协助患者取仰卧位，行腰部麻醉，视患者损伤情况选择合适入路，按照常规顺序依次进行关节镜检查，检查内容包括关节软骨的损害程度、滑膜及半月板变化等。对关节软骨损伤进行修复或切除，发现关节内的游离体予以取出，清理骨赘，使用骨钻对关节软骨损伤进行钻孔减压。术毕清洗关节腔，缝合。

1.3 观察指标

对所有患者的关节软骨损伤按照相关标准进行MRI和关节镜分级[4]，共分为5级，Ⅳ级显示为软骨严重损伤，全层剥脱、缺损，软骨下骨暴露，偶可伴有骨质信号改变；Ⅲ级表现为软骨缺损程度占全层1/2以上，表面重度不规则但尚未累及全层；Ⅱ级为软骨表面缺损程度未达到1/2，表明轻度不规则；Ⅰ级为软骨形态正常偶出现信号异常现象；0级，关节软骨一切正常。以关节镜剖开检查作为关节软骨损伤的金标准，根据关节软骨异常信号、厚度和表面情况改变，对膝关节软骨的损伤进行分级评价。

1.4 统计方法

采用SPSS 19.0 统计学软件对数据进行统计分析。计数资料采用[n（%）]表示，进行χ2检验，多组间对比采用方差分析，F检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种影像学检测后的检测结果比较

MRI检查显示145例患者存在关节间隙狭窄，以内侧关节间隙变窄明显；139例关节腔内出现游离体，其中102例患者T1WI、T2WI低信号；121例出现骨质增生，表现为关节边缘骨赘形成、关节面骨皮质增生；104例表现为滑膜壁增厚、增宽或伴有结节样改变，以STIR序列及T1WI像显示较为清晰；98例韧带退变，以韧带松弛、宽窄不等，粗细不均为主要表现，以前交叉韧带显像最佳；152例准确显示关节积液的量及与积液分部的范围；140例患者表现为关节面已达到线状，或其他形态的出现等信号影/高信号影，半月板缩短或部分消失。MRI与关节镜检查在关节间隙狭窄、骨质增生、关节积液、半月板退行性损伤等方面检出情况差异无统计学意义（P>0.05），详见表1。

2.2 软骨损伤MRI及关节镜比较

将关节镜检查作为膝关节退行性骨关节炎软骨损伤诊断的金标准，由表2计算可知，MRI对软骨损伤检查结果的敏感度为84.27%（75/89），特异度为81.82%（9/11），准确度86.52%，见表2。

2.3 对比两种检查方法在评价关节软骨损伤分级方面的差异

MRI和关节镜对于早期膝关节退行性骨关节病在软骨损伤分级方面对比差异无统计学意义（P>0.05），详见表3。

3 讨论

膝关节是由股骨下端、胫腓骨上端以及髌骨构成，是人体中重要的组成部分，承载着全身3/4的重量，属于常用的运动关节，也因此导致膝关节出现病变的几率远高于其他关节。退行性关节炎是一种非炎性退行性的关节疾病，其主要累及承重的大关节，以膝关节较为多见，疼痛是膝关节退行性骨关节炎最典型的症状，通常在活动后疼痛加剧，休息后缓解。临床将退行性骨关节炎又分为原发性和继发性，原发性退行性骨关节炎多见于中老年人，因其年龄较大，骨骼与关节均出现一定程度的老化所导致，继发性可见于任一人群，主要由外伤、关节结构失稳、内分泌失调等原因所致[5]。无论何种类型的退行性骨关节炎均可不同程度的限制患者的活动，严重影响了患者的生存质量。

膝关节中除了结缔组织、关节囊等内部成分，在胫骨与股骨之间还存在透明状的软骨，其作为一种特殊形式的结缔组织，在人体运动时承受着巨大的重力，并且吸收各种机械性的震蕩与冲击，具有重要的链接作用，将负荷传递给下方骨组织，也因此极易受到创伤[6]。在退行性骨关节炎患病期间软骨组织将不再透明，质地也会变得坚硬，损伤膝关节滑膜组织，且关节软骨受到创伤很难愈合。通常关节软骨的早期退变主要是水含量的改变、胶原纤维的破坏、以及蛋白多糖的大量丢失；晚期主要表现为软骨水肿、裂隙变、变薄、裸露等改变。软骨损伤不是单一的疾病，同时也会累及邻近韧带、组织下以及骨性关节炎的变化等。因此，针对膝关节退行性骨关节炎采取有效的早期诊断，及时分辨软骨损伤分级，对后续治疗具有重要的临床意义[7]。

以往由于X线的检验成本较低，同时也能灵敏显示关节内部大致情况，是较为经典传统的检查方法，但X线具有辐射性，对于膝关节退行性骨关节病来说，X线检查难以显示膝关节软骨早期的退变与损伤情况，获取的数据无法令人满意，存在较高的误诊率；而关节镜检查准确来说是一项通过直接观察关节内部情况，清晰显示关节软骨及周围组织来进行治疗的手术方式，临床常将其做作为诊断关节疾病的金标准，但由于属于创伤性检查，可引发多种并发症，且价格昂贵，多数患者拒绝采用；MRI是近年来在各种影像学检查手段中逐渐崭露头角的一种方法，尤其是在关节软组织检查中具有较好的显示能力[8]。该研究对158例膝关节退行性骨关节炎患者采用MRI进行检查，结果显示：145例患者存在关节间隙狭窄，以内侧关节间隙变窄明显；139例关节腔内出现游离体，其中102例患者T1WI、T2WI低信号；121例出现骨质增生，表现为关节边缘骨赘形成、关节面骨皮质增生；104例表现为滑膜壁增厚、增宽或伴有结节样改变，以STIR序列及T1WI像显示较为清晰；98例韧带退变，以韧带松弛、宽窄不等，粗细不均为主要表现，以前交叉韧带显像最佳；152例准确显示关节积液的量及与积液分部的范围；140例患者表现为关节面已达到线状，或其他形态的出现等信号影/高信号影，半月板缩短或部分消失。MRI对软骨损伤检查结果的敏感度为84.27%（75/89），特异度为81.82%（9/11），准确度86.52%，各指标均高于80.00%，提示MRI与关节镜检查在膝关节退行性骨关节炎中的诊断结果高度一致，两者对于早期膝关节退行性骨关节病在软骨损伤分级方面检查结果基本相符。该研究与苗宝娟，刘广红等人的研究有一定的相似之处，在他们的研究中，对56例经关节镜或手术证实为膝关节软骨损伤患者进行研究发现，MRI诊断为Ⅰ级26处，Ⅱ级28处，Ⅲ级58处，Ⅳ级43处，以关节镜分级为标准，MRI诊断膝关节软骨损伤的敏感度为97.45%，特异度为98.32%，准确度为97.92%，阴性预测值为97.78%，阳性预测值Ⅰ级～Ⅳ级分别为69.23%、75.00%、100.00%、100.00%。与关节镜结果相比，两者在诊断膝关节软骨损伤方面一致性极佳，其认为MRI能够有效、客观、可靠的显示膝关节软骨损伤部位及程度，为后续治疗提供可靠依据。由此可见，相对于关节镜检查，MRI作为一种无创性检查方法，具有清晰度高、准确率高、分辨率高等特点，能够通过多参数成像、多方位扫描很好地显示关节结构、关节软骨形态变化以及其相关组织的病理变化，甚至能够达到与关节镜检查结果相似或更佳的效果，避免不必要的手术创伤。

综上所述，MRI对膝关节退行性骨关节炎具有较高的应用价值，对提高软骨损伤分级的诊断率，减少关节镜手术带来的创伤具有重要意义，有着良好的应用前景。

[参考文献]

[1] 苗宝娟，刘广红，娄晓宇，等.磁共振对膝关节软骨损伤分级诊断的研究价值[J].中国CT和MRI杂志，2015，13（6）：98-101，107.

[2] 孟晓峰，叶德华，周劲松，等.膝关节退行性骨关节病的磁共振成像临床应用价值[J].实用医技杂志，2014，21（7）：734-735.

[3] 王植，孟祥虹，锁咏梅，等.膝关节骨关节炎内侧半月板突出的临床意义[J].中华骨科杂志，2013，33（7）：755-761.

[4] Neuman P，Tjornstrand J，Svensson J，et al.Longitudinal asses sment of femoral knee cartilage quality using contrast enhanced MRI （dGEMRIC） in patients with anterior cruciate ligament injury--comparison with asymptomatic volunteers[J].Osteoarthritis and cartilage，2011，19（8）：977-983.

[5] 陈巧军.MRI对膝关节韧带、半月板及软骨损伤的分级诊断的临床意义[J].医学研究杂志，2013，42（10）：139-142.

[6] 杨春霞，王书智，毛存南，等.质子加权预饱和脂肪抑制序列对膝关节软骨损伤的诊断与关节镜对照研究[J].医学影像学杂志，2010，20（2）：241-243.

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[8] 钟心，张仲文，王宏，等.MRI随访观察膝关节基质诱导的自体软骨细胞移植术后2年[J].中国医学影像技术，2012，28（6）：1199-1203.

（收稿日期：2017-11-14）