超声、DR及MRI对膝骨性关节炎的诊断价值比较

杨晴月 张天艳 刘 威 姚秀蕾

南京医科大学附属明基医院(南京明基医院) (江苏 南京 210019)

膝关节是人体最大、解剖结构及功能最复杂的复合关节，亦是人体承重最大、最易遭受损伤的关节。膝骨关节炎(KOA)是常见的膝关节慢性损伤性骨病，以中老年、长期从事体力劳动及肥胖人群多见，以膝关节肿痛、关节僵硬、活动受限为主要临床表现，甚至可引起功能障碍及关节畸形，严重危害人们身体健康[1]。研究报道[2]，KOA在我国老年人(≥60岁)发病率接近20%，已成为困扰老年人正常生活的常见慢性疾病之一。KOA的演变需经历较漫长的过程，发病早期多未受到重视，直至病情加重时方入院接受诊治。早期明确诊断，并及时干预、有效控制症状，对于改善患者生活质量有着重要意义。以往X线检查为KOA诊断的首选方法，但由于其辐射性及检查部位的单一，而在临床应用受限[3]。近年来，高频超声、MRI等在KOA的诊断中表现出一定优势[4]，但相关的诊断价值研究报道仍尚少。本研究旨在探讨超声、数字X线摄影(DR)及磁共振成像(MRI)对KOA的诊断价值，以期为疾病的早期诊断提供一定指导，现报告如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象收集2017年6月至2019年6月在我院接受诊治的KOA患者70例，均以关节肿痛、关节僵硬、活动受限入院就诊。均符合1995年美国风湿病学会(ACR)制定的KOA

诊断标准：近1个月内频发出现膝痛症状，膝X线检查显示存在骨赘，且同时伴随下述任一项者：年龄≥50岁；患膝晨僵时间≤30min；存在骨摩擦音。其中男33例，女37例；年龄50～77(62.38±5.68)岁；病程3个月～8年；左膝5例，右膝7例，双膝受累58例。70例KOA患者中19例经关节镜手术证实，51例经保守治疗获得缓解及康复。

1.2 检查方法(1)DR摄片：采用万东TX-DR 1000型DR摄影机，受检者屈膝30°，摄取膝关节正、侧位片，必要时增加髌骨轴位片。(2)超声检查：采用GE-LOGIQ-E9 型超声诊断仪及5～12MHz线阵探头。受检者取坐位或者半卧位，充分显露下肢，屈膝30°，探头置于膝关节内外侧面、髌骨上方及髌骨两侧缘，予以逐一扫描，观察髌上囊积液、滑膜增生等情况，对积液深度及滑膜厚度进行测量；嘱患者将屈膝角度更换为60°～90°，对关节软骨、软骨下骨质、关节边缘骨质、内外侧半月板等形态、回声情况进行观察；接着再让患者取俯卧位，探查腘窝处，观察腘窝有无囊肿及股骨踝后关节面软骨形态、回声等情况。(3)MRI检查：采用美国GE Signa HD x 1.5T超导型磁共振仪及膝关节表面线圈。常规行矢状位T1WI、T2WI及质子密度加权成像(PDWI)，冠状位T1WI及PDWI，横轴位T2WI，必要时进行T1WI增强扫描。扫描参数：TR为500ms，TE为25ms，层厚、层距均为1mm，矩阵256×256，激励次数均为2次。

1.3 统计学处理用SPSS 20.0进行数据处理。不同检查方法对KOA各征象的检出率比较用2检验或确切概率法；以双侧P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 KOA的典型DR图像特征70例KOA患者，DR图像显示，关节间隙变窄62例(88.57%)，是KOA的主要X线表现，说明KOA患者关节软骨变窄；骨质增生60例(85.71%)，表现为关节面硬化，这是KOA骨质重建的重要病理基础，见图1。

2.2 KOA的典型超声图像特征70例KOA患者，超声图像显示髌上囊积液57例(81.43%)，表现为关节腔或者髌上有液性暗区；滑膜增厚57例(81.43%)，见图2。其他征象还包括关节软骨退变64例(91.43%)、软骨下骨破坏36例(51.43%)等。

2.3 KOA的典型MRI图像特征70例KOA患者，超声图像显示关节腔积液(髌上囊积液)58例(82.86%)，半月板退变31例(44.29%)，关节软骨退变64例(91.43%)，见图3。其他征象还包括滑膜增厚59例(84.29%)、腘窝囊肿34例(48.57%)等。

2.4 三种检查方法对KOA骨性病变的诊断价值比较DR对KOA骨质增生、骨质疏松的检出率分别为85.71%、54.29%，均明显高于超声(65.71%、0.00%)及MRI(68.57%、0.00%)，有统计学差异(P＜0.05)。三种检查方法对关节间隙变窄、籽骨的检出率无统计学差异(P＞0.05)，见表1。

2.5 三种检查方法对KOA非骨性改变的诊断价值比较超声、MRI对髌上囊积液、滑膜增厚、关节软骨退变、软骨下骨破坏、半月板退变、腘窝囊肿及韧带损伤等KOA非骨性改变的检出率均明显高于DR(P＜0.05)；而超声、MRI之间比较无统计学差异(P＞0.05)，见表2。

3 讨 论

膝关节人体关节面最大，结构及功能最为复杂的关节，构成包括股骨下段、髌骨和胫骨上段。髌骨与股骨滑车接触，形成髌股关节；股骨、胫骨的内外侧踝分别相对应，构成胫股关节，关节面覆盖着软骨，关节间存在半月板及交叉韧带，可起到稳定关节及缓冲压力的作用，关节外部环绕着纤维囊，关节囊内衬着滑膜，能够分泌滑液，滑液具有润滑关节作用，并可为关节软骨输送营养。关节囊外部存在伸屈肌群且连接着相应的骨结构，以维持膝关节屈伸运动。

KOA是常见的慢性关节病变之一，属于关节提前老化，多由慢性劳损所致[5]。其早期表现是关节软骨退变、损伤，进而引起软骨下骨变得毛糙、出现水肿，关节边缘骨质增生，半月板发生变形、破裂，而机械改变及生化刺激，可致微循环障碍，滑膜分泌-吸收平衡遭到破坏，关节液的分泌超过吸收，诱发滑膜水肿、积液，积液堆积导致腔内压力上升，进而使得积液流入腓肠肌腱鞘滑囊而导致腘窝囊肿，这会引起关节胀痛、关节受限等一系列症状，如未予以及时干预，将演变成为慢性炎症，导致软骨损伤、骨质破坏等病理改变，严重影响患者膝关节正常功能，甚至诱发关节畸形[6-7]。故早期准确诊断KOA十分重要。

以往X线片是KOA诊断之首选，X线片可清晰呈现骨皮、骨小梁及髓质等关节骨骼系统[8]。然而，其对于软组织结构如软骨、骨挫伤、肌肉、半月板等不能直接显示，只能根据软组织肿胀、关节狭窄等予以间接提示；因而不适宜于KOA的早期诊断[9]。此外，X线还由于存在辐射性及检查部位的单一，而在临床应用受限。

超声能够动态呈现膝关节屈伸状态下关节、软组织的形态改变，对于KOA关节软骨损伤程度的诊断有重要作用[10]。本研究显示，超声对关节软骨损伤、软骨下骨破坏、髌上囊积液、滑膜增生、半月板退变、腘窝囊肿、韧带损伤均有较高检出率，明显高于DR片，表明超声检查对于相比于DR片对于KOA非骨性改变的诊断有明显优势。高频超声能够显示股骨内外踝完整程度及厚度、软骨表面光滑度、软骨边缘粗糙度等微小改变，这是DR片所不具备的[11]。

MRI是目前用于KOA诊断最可靠、全面的影像学检查手段。MRI利用多平面、多序列成像的优势，能够呈现膝关节和其周围软组织微小改变，清晰呈现脂肪、肌肉、韧带、关节软骨、骨挫伤、半月板等，通过增强扫描还可呈现关节周围血管及神经组织[12-15]。本研究显示，MRI对关节软骨损伤、软骨下骨破坏、髌上囊积液、滑膜增生、半月板退变、腘窝囊肿、韧带损伤等也有着较高检出率，与超声检查对比无统计学差异，表明MRI对于KOA非骨性改变的诊断有较高价值，与超声相当。然而，MRI扫描需要较长时间，费用昂贵，对微小骨折、钙化缺乏足够敏感性，且对于幽闭恐惧症患者不适用。此外，本研究还发现，无论是超声还是MRI检查，对于骨质增生、骨质疏松等检出率均不及DR片，提示DR片对于KOA骨性病变的诊断仍存在优势。

综上所述，在KOA诊断中，超声及MRI对于非骨性改变的诊断较DR片具有明显优势，但DR片能够更适宜于骨性病变的检查；三者各具优势，互补应用，有助于KOA的准确诊断。