磁共振成像技术在膝关节软骨损伤诊断及分级中的应用评价

汤井芳，许康祥（通信作者），郭海敏

（淮安八十二医院影像科 江苏 淮安 223001）

膝关节软骨即覆盖在关节表面的透明软骨。高强度劳作、创伤、疾病等因素均可致膝关节软骨损伤。该疾病一旦发生，会对患者的正常生活、行动以及健康造成严重的影响。针对膝关节软骨损伤，通过早期诊断与治疗能有效控制病情，改善患者的生存质量[1-2]。目前临床在关节软骨损伤的诊断方面，主要采用症状评估、影像学检查、关节镜检查等方式进行。在影像学诊断中，X线、计算机断层扫描（computed tomography，CT）以及磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术均属于常用的诊断技术[3]。X线检查因无法全面显示半月板、韧带、软骨等结构，分辨率较低，诊断准确性不理想，对膝关节软骨损伤的误诊、漏诊风险较高[4]。CT检查具有操作简单、价格低廉等优势，在膝关节软骨损伤中有较好的诊断效果。但近年来的研究指出，其对软骨损伤分级的诊断效果并不理想[5]。MRI检查具有软组织分辨率高且能够多方位、多角度检查的优势，有助于指导临床选择合理的手术治疗方式[6-7]。基于此，此次研究选择淮安八十二医院2021年7月—2022年7月收治的100 例膝关节损伤患者，旨在探讨MRI在膝关节软骨损伤分级诊断方面的价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取淮安八十二医院2021年7月—2022年7月收治的100例膝关节损伤患者，其中男37例，女63例；年龄16～73岁，平均（57.29±8.11）岁；患侧：左膝41例，右膝59例；职业：运动员31例，军人18例，体力劳动者35例，学生14例。

纳入标准：①患者存在不同程度的疼痛、膝关节功能障碍等；②既往存在慢性疼痛史者；③在检查前未进行膝关节手术治疗者；④临床资料完整者；⑤经关节镜手术获得明确诊断者；⑥对本研究内容知情同意者。排除标准：①凝血功能障碍患者；②精神障碍患者；③全身急慢性感染者；④合并传染性疾病者；⑤不同意参与本研究者。

1.2 方法

所有受试者均先后进行CT、MRI检查，后经关节镜手术检查确诊病情。

CT检查：使用西门子公司生产的SOMETIMES Definition Flash（stellar）双源64排CT机进行扫描。扫描参数设置：轴位，电压120 kV，电流100 mAs，螺距1，FOV 30 cm，层厚1 mm。设置完成后对膝关节进行全面扫描。

MRI检查：使用德国西门子公司生产的1.5T超导型磁共振成像系统机械能检查，嘱患者伸直双腿，足先进。参数设置：冠状位、矢状位PDWI（TE 10.5 ms，TR 460 ms），FSE T1WI（TE 10.5 ms，TR 460 ms）；横轴位PDWI（TE 34.8 ms，TR 1 840 ms）。视野（22～24）cm×（22～24）cm，层间距1 mm，层厚4 mm，矩阵控制为120×360，扫描时间PDWI控制为38 s/min，FSE T1WI控制为16 s/min。在扫描结束后将图像传输至图像后处理工作站。所有影像学检查图像均由2名高年资影像科技师进行阅片后给出诊断结果，明确关节软骨损伤位置、严重程度等。

关节镜检查：在检查时，协助患者取平卧位，膝关节下置软垫，暴露关节，以束缚带固定，结合患者情况入路，观察关节内软组织、软骨等损伤程度，记录滑膜、半月板等变化。

1.3 观察指标

①以关节镜手术结果为金标准，评估MRI、CT检查的诊断效能，包括准确率、灵敏度、特异度。灵敏度=真阳性例数/（真阳性例数+假阴性例数）×100%；特异度=真阴性例数/（真阴性例数+假阳性例数）×100%；准确率=（真阳性例数+真阴性例数）/总例数×100%。②比较MRI、CT检查对膝关节各关节面软骨损伤分级诊断效能。所有受试者均检测6个关节面，包括胫骨内侧平台、胫骨外侧平台、股骨内侧髁面、股骨外侧髁面、髌骨面、股骨髁间滑车关节面。关节软骨损伤分级标准：0级，正常；Ⅰ级，软骨软化水肿，表面有泡状结构；Ⅱ级，软骨变薄，存在轻度纤维化，表面缺损小于全层的50%；Ⅲ级，存在重度纤维化，伴蟹肉样改变，缺损在全层的50%～100%；Ⅳ级，软骨退变至骨皮质，全层缺损，骨质暴露。以关节镜手术结果为金标准，经Kappa检验分析CT检查与MRI检查与金标准的一致性。

1.4 统计学方法

采用SPSS 21.0统计软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（x-± s）表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，行χ2检验。经Kappa检验分析CT检查与MRI检查与金标准的一致性，Kappa值≥0.75提示一致性好，Kappa值为0.40～＜0.75提示一致性一般，Kappa值＜0.4提示一致性差。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MRI检查对膝关节软骨损伤的诊断效能

经关节镜手术证实，膝关节软骨损伤共75例。MRI检查对膝关节软骨损伤的诊断准确率为90.00%（90/100）、灵敏度为92.00%（69/75）、特异度为84.00%（21/25），见表1。

表1 MRI对膝关节软骨损伤的诊断结果 单位：例

2.2 CT检查对膝关节软骨损伤的诊断效能

CT检查对膝关节软骨损伤的准确率为86.00%（86/100）、灵敏度为86.67%（65/75）、特异度为84.00%（21/25），见表2。

表2 CT检查对膝关节软骨损伤的诊断结果 单位：例

2.3 不同检查方法对膝关节软骨损伤的诊断效能比较

MRI检查与CT检查对膝关节软骨损伤的准确率、灵敏度、特异度比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 不同检查方法对膝关节软骨损伤的诊断效能比较[%（n/m）]

2.4 不同检查方法对膝关节各关节面软骨损伤的分级诊断结果比较

75例患者经关节镜手术证实有600处软骨损伤：0 级235个，Ⅰ级147个，Ⅱ级98个，Ⅲ级76个，Ⅳ级44个。CT检查显示：0级220个，Ⅰ级141个，Ⅱ级117个，Ⅲ级75个，Ⅳ级47个，诊断准确率为80.67%（484/600），与金标准的一致性一般（Kappa=0.74，P=0.027）。MRI检查显示：0级235个，Ⅰ级132个，Ⅱ级110个，Ⅲ 级79个，Ⅳ级44个，诊断准确率为89.17%（535/600），与金标准的一致性较好（Kappa=0.85，P=0.255）。

3 讨论

膝关节为下肢重要运动关节，可起到减震、转向等作用。膝关节的组成包括股骨末端、髌骨、胫腓骨顶端，承受了人体约75%的重量。在日常运动中，与其他关节相比，膝关节活动量受到损失的概率较大，以急性创伤性滑膜炎、前后交叉韧带撕裂、骨质或半月板损伤为主要病症，可对患者的日常生活造成严重影响。随着社会人口老龄化的发展，骨质疏松症、重物坠落、重物挤压、交通事故所致的膝关节损伤发生率逐年上升。膝关节软骨损伤属于临床常见、多发疾病，好发于中老年或长期运动人群，若不及时干预可引发不同程度的疼痛，并伴随一定的功能障碍，严重影响患者的正常生活[8-9]。针对膝关节软骨损伤，通过早期诊断与治疗有利于改善患者的预后，尤其是在发病早期确诊膝关节损伤类型，有利于帮助临床医师为患者选择适宜的治疗方案。

关节镜作为诊断膝关节软骨损伤的金标准，能够实现对软骨损伤的镜下直观评价，并在检查过程中可对软骨进行修补。但该方案为有创检查，导致其临床应用存在一定局限性[10]。近年来，CT、MRI在膝关节软骨损伤的诊断中逐渐得到了推广[11]。CT检查操作简单，安全无创，可重复性好，能够对采集的信息进行分析，软组织分辨率高，能有效检出膝关节软骨损伤[12-13]。膝关节软骨损伤随着病情迁延会伴有不同的影像学表现，在临床诊疗时还需要根据分级诊断结果进行针对性治疗。经临床实践证实，常规CT检查在分级诊断方面的效果并不理想，故有必要探讨更为理想的分级诊断方法[14]。MRI利用磁共振原理对人体进行扫描，主要依据能量在不同结构、环境中的衰减情况绘制内部结构图像，可多角度、多方位、多参数扫描，获得不同组织量度差异的图像，对病灶解剖结构、周围组织变化等情况可较好的显示[15]。膝关节软骨由软骨细胞、胞外基质组成，分为表面、中间移行、放射与最深层，MRI检查能清晰显示关节软骨生物化学与组织结构特征，且扫查序列多，能获得更多的信息。T1WI空间分辨率高，能够清晰显示软骨形态，并可较好地评估软骨下骨水肿。在T2WI影像中关节软骨呈现中等稍高信号，能够和关节液的高信号产生明显对比。如果T2WI影像中软骨内存在局部低信号，则提示患者存在软骨损伤。质子脂肪抑制序列能有效评估膝关节软骨损伤程度。由此可见，MRI检查通过多序列检查，实现对膝关节软骨损伤的可靠分级诊断。本次研究结果亦显示，75例患者经关节镜手术证实有600处软骨损伤：0级235个，Ⅰ级147个，Ⅱ级98个，Ⅲ级76个，Ⅳ级44个。CT检查显示：0级220个，Ⅰ 级141个，Ⅱ级117个，Ⅲ级75个，Ⅳ级47个，诊断准确率为80.67%（484/600），与金标准的一致性一般（Kappa=0.74，P=0.027）。MRI检查显示：0级235 个，Ⅰ级132个，Ⅱ级110个，Ⅲ级79个，Ⅳ级44个，诊断准确率为89.17%（535/600），与金标准的一致性较好（Kappa=0.85，P=0.255）。由此提示，MRI检查对膝关节软骨损伤的分级诊断价值理想。此外，MRI对膝关节软骨损伤的诊断准确率、灵敏度、特异度分别为90.00%、92.00%、84.00%，均高于CT检查的86.00%、86.67%、84.00%，但差异无统计学意义（P＞0.05）。该研究结果提示，两种技术对关节软骨的诊断与检出价值相当，均能较好地检出膝关节软骨损伤。

综上所述，MRI检查与CT检查对膝关节软骨损伤的诊断效能均较高，但MRI检查对膝关节软骨损伤的分级诊断效能较CT检查高，且与金标准一致性较好。