退行性膝關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨損傷的MRI表現(xiàn)

1、退行性膝關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨損傷的MRI表現(xiàn)         11-04-20 13:39:00     作者：陳家祥 宋桂芳 馬巖    編輯：studa20【摘要】  目的：評價不同觀察者對退行性膝關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨損傷MRI診斷一致性，探討退行性膝關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)軟骨損傷MRI表現(xiàn)特點及臨床意義。方法：由兩位有經(jīng)驗的醫(yī)生回顧性分析68例診斷退行性膝關(guān)節(jié)炎的髕骨、股骨內(nèi)、外髁、股骨髁間滑車、脛骨內(nèi)、外側(cè)平臺關(guān)節(jié)軟骨408處關(guān)節(jié)軟骨的MR

2、I圖像信號及形態(tài)改變進行損傷分級，所得結(jié)果進行Kappa統(tǒng)計分析。結(jié)果：（1）甲醫(yī)生：408處關(guān)節(jié)軟骨損傷0級34處、I級59處、II級80處、III級161處、級74處；III級為39.5%。乙醫(yī)生：408處關(guān)節(jié)軟骨損傷0級30處、I級68處、II級72處、III級160處、級78處；III級為39.2%。以髕骨后緣、股骨髁及脛骨平臺內(nèi)處多受損傷。（2）68例都伴有1種或1種以上不同程度的關(guān)節(jié)其它相關(guān)結(jié)構(gòu)病變。結(jié)論：MRI對關(guān)節(jié)軟骨損傷診斷一致性良好，可較為準確地對退行性膝關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)軟骨損傷分級；有其它檢查方法無可比擬顯示關(guān)節(jié)其它相關(guān)結(jié)構(gòu)的病變的優(yōu)勢。 【關(guān)鍵詞】  膝關(guān)節(jié) 關(guān)節(jié)

3、軟骨損傷 磁共振成像    【Abstract】Objective:  To evaluate different observers' agreement about the diagnosis of degenerative knee articular cartilage injury with MRI and to explore the MRI manifestations and clinical significance of the disease.    Methods: MR imaging si

4、gnals and configuration change of articular cartilages in 408 spots including patella, intercondylus，medial lateral femoral medullar, medial and lateral tibia plateau in 68 patients diagnosed as degenerative osteoarthrosis were retrospectively analyzed and categorized by two experienced radiologists

5、. Then the  two radiologists' results were used to make the Kappa statistics and analysis.    Results:The first results：(1)Of all 408 spots of articular cartilage injury in  68 cases, 34 spots were grade 0, 59 spots grade I, 80 spots grade II, 161 spots grade III, 74 spo

6、ts grade . The second results：Of all 408 spots of articular cartilage injury in  68 cases, 30 spots were grade 0, 68 spots grade I, 72 spots grade II, 160 spots grade III, 78 spots  grade . (2) 68 cases were accompanied by one or more than one kind of different levels of other joint-relate

7、d structure injury.     Conclusion: MRI is of great value in the diagnostic agreement of articular cartilage injury and has the remarkable advantages in clearly diplaying the lesions of neighboring structures.    【Key Words】knee joint;articular cartilage injury;mag

8、netic resonance imaging(MRI)    退行性膝關(guān)節(jié)炎是導(dǎo)致其關(guān)節(jié)軟骨損傷的常見原因。隨著微創(chuàng)外科技術(shù)、藥物學(xué)及分子生物學(xué)的發(fā)展，通過非手術(shù)方法促進損傷軟骨修復(fù)治療輕度軟骨損傷，采用微創(chuàng)技術(shù)修復(fù)嚴重軟骨損傷觀念已被廣泛接受。因此，準確評價膝關(guān)節(jié)軟骨損傷對臨床治療決策非常重要。收集我院2004年9月2006年9月診斷為退行性膝關(guān)節(jié)炎68例，就其關(guān)節(jié)軟骨損傷的MR表現(xiàn)進行回顧性分析總結(jié)，旨在提高MR檢查診斷關(guān)節(jié)軟骨損傷的準確性。    材料與方法    1.一般資料  68例

9、膝關(guān)節(jié)中左膝30例，右膝38例。男45例，女23例，年齡2376歲，平均42.5歲。病程535年，平均15年。臨床表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)不同程度的疼痛，在膝關(guān)節(jié)屈曲或用力時疼痛加重，常伴有響聲。    2.方法  使用西門子公司 Magnetom Open 0.2T MR掃描儀，用膝關(guān)節(jié)表面接收線圈進行掃描。采用矢狀位、冠狀位、橫軸位掃描，自旋回波（SE）序列， TIWI：TR500ms，TE 26ms，T2WI：TR3000ms，TE102ms，PDWI：TR3000ms，TE26 ms，STIR TR4000ms，TE26ms，矩陣140×256，視

10、野180mm，層厚4mm，間隔1mm。由兩位富有經(jīng)驗的醫(yī)生分別對68例膝關(guān)節(jié)的髕骨，股骨髁間滑車，股骨內(nèi)、外髁及脛骨內(nèi)、外側(cè)平臺關(guān)節(jié)軟骨共408處的MRI變化進行回顧性一致性統(tǒng)計分析。    結(jié)     果    關(guān)節(jié)軟骨損傷MRI采用Recht1分級標準：0級：正常關(guān)節(jié)軟骨。軟骨彌漫性均勻變薄但表面光滑，仍認為是正常軟骨;I級：軟骨分層結(jié)構(gòu)消失，軟骨內(nèi)出現(xiàn)局灶性低信號區(qū)，軟骨表面光滑，    根據(jù)表中結(jié)果，利用STATA統(tǒng)計分析軟件，計算加權(quán)Kappa值（K值）=

11、0.87。在=0.05的檢驗水準上，參照評價原則，若0.75<K<=1,說明一致性極好；0.40<K<=0.75, p 一致性好；0<="K<=0.40," 則一致性差。故甲診斷和乙診斷對關(guān)節(jié)軟骨損傷分級診斷具有極好一致性。<>     上述68例都伴有1種或1種以上下述不同程度的關(guān)節(jié)其它結(jié)構(gòu)異常改變，包括：（1）全部病例伴有不等的少量關(guān)節(jié)積液；（2）不同程度滑膜組織增生、滑膜囊腫;（3）軟骨下骨骨髓水腫，表現(xiàn)為關(guān)節(jié)面下骨髓內(nèi)不同程度斑片狀長T1長T2異常信號，邊緣不清;（4）前交叉韌帶，2例后交

12、叉韌帶損傷，脛側(cè)副韌帶損傷；（5）不同程度鄰近半月板損傷;（6）程度不等的骨質(zhì)增生。    討     論    1.組織學(xué)基礎(chǔ)和病理生理特點  膝關(guān)節(jié)軟骨屬透明軟骨，由軟骨細胞、軟骨基質(zhì)和纖維組成。軟骨基質(zhì)的主要化學(xué)成分是酸性糖胺多糖和蛋白質(zhì)，形成大分子的軟骨粘蛋白，并結(jié)合大量水；還含有少量的膠原纖維。軟骨基質(zhì)內(nèi)上述成分含量的變化是MR成像的組織學(xué)基礎(chǔ)。關(guān)節(jié)軟骨無血管、淋巴和神經(jīng)，由滑液和關(guān)節(jié)滑膜層血管產(chǎn)生的水和營養(yǎng)物質(zhì)，滲入軟骨基質(zhì)使軟骨細胞獲得營養(yǎng)，鑒于關(guān)節(jié)軟骨生理特點，損傷時難

13、以修復(fù)。退行性膝關(guān)節(jié)炎引起的關(guān)節(jié)軟骨損傷首先發(fā)生在淺層，肉眼上見局灶軟骨變軟，表面粗糙；進一步出現(xiàn)細小的裂縫、碎裂、潰瘍和軟骨變薄，晚期軟骨剝脫致其下骨性關(guān)節(jié)面受損、骨質(zhì)破壞和增生等。早期診斷出膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，進行保守治療，以防退行性膝關(guān)節(jié)炎進一步發(fā)展非常重要。    2.軟骨大體表現(xiàn)和組織學(xué)分層   大體測量成人股、脛骨端表面，關(guān)節(jié)軟骨平均厚度為2.7mm，髕骨軟骨平均厚度3mm。關(guān)節(jié)軟骨厚度的變化，在十歲之前膝關(guān)節(jié)軟骨最厚，隨年齡增長逐漸變薄，軟骨面光整。組織學(xué)上正常關(guān)節(jié)軟骨分4層：(1)表淺層或稱切線層，此層膠原纖維致密并與關(guān)節(jié)面平行；(

14、2)中間帶或稱移行帶，膠原纖維呈斜形交錯排列；(3)放射層，膠原纖維最多且與關(guān)節(jié)面垂直排列；(4)鈣化軟骨層，是與軟骨下骨質(zhì)的交界帶2。    3.關(guān)節(jié)軟骨組織學(xué)分層與MRI圖像關(guān)系  正常關(guān)節(jié)軟骨在MRI的SE序列T1WI圖像上表面光整，可顯示3層信號變化3，由淺入深呈高、低、高信號表現(xiàn)，與軟骨的組織學(xué)分層大致相對應(yīng)：(1)淺層高信號對應(yīng)表淺層、中層全層和深層最上部分;(2)中層的低信號對應(yīng)深層中部;(3)下層高信號對應(yīng)深層深部和組織學(xué)上第四層。孫英彩4等認為：在MRI的SE序列T1WI圖像上大部分正常人膝關(guān)節(jié)軟骨也分為3層，少數(shù)無分層，個別可分5層；

15、信號變化與上述一致，無分層者為均勻中等信號。本文中68例膝骨節(jié)正常處關(guān)節(jié)軟骨均顯示3層MRI信號變化且信號表現(xiàn)也與上述一致。雖然膝關(guān)節(jié)軟骨的MRI分層表現(xiàn)與其組織學(xué)分層不完全一一對應(yīng)，但是大量病例在不同的檢查條件下，其正常關(guān)節(jié)軟骨的MRI信號改變基本相同，因此，以正常關(guān)節(jié)軟骨MRI圖像作關(guān)節(jié)軟骨病變的對照標準，根據(jù)關(guān)節(jié)軟骨異常信號、厚度和表面情況改變，就能對退行性膝關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨的損傷進行分級評價。    4.MRI檢查關(guān)節(jié)軟骨的優(yōu)勢  與MRI成像相比，常規(guī)X線平片和CT檢查因組織對比分辨率低，對軟骨早期病變很不敏感, 即使在關(guān)節(jié)軟骨嚴重損傷也不能客觀

16、評價，只能通過間接征象來間接推測。關(guān)節(jié)X線造影或CT關(guān)節(jié)造影不僅具有創(chuàng)傷性，即使利用對比劑對嚴重關(guān)節(jié)軟骨損傷的檢出可能有些幫助，但因受多種因素的影響，解決不了問題。關(guān)節(jié)鏡檢查因在直視下觀察膝關(guān)節(jié)軟骨的改變，而作為診斷關(guān)節(jié)軟骨損傷的金標準，但它具有創(chuàng)傷性并可引起嚴重的并發(fā)癥，并有檢查和視覺盲區(qū)，不能全面地顯示退行性膝關(guān)節(jié)炎的病變，所以廣泛應(yīng)用受到限制。MRI具有無創(chuàng)傷性、準確性、且能多方位顯示關(guān)節(jié)軟骨和其它關(guān)節(jié)相關(guān)結(jié)構(gòu)的異常改變，目前被認為是最理想的檢查方法5。    5.關(guān)節(jié)軟骨MRI的影響因素  關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)纖維排列方向、軟骨基質(zhì)的含量、各區(qū)域組織學(xué)寬度

17、、容積效應(yīng)、化學(xué)位移、各向異性和不同的MRI成像序列等是影響MRI圖像顯示關(guān)節(jié)軟骨厚度、層次和信號變化的因素。如關(guān)節(jié)軟骨在MRI上呈現(xiàn)分層結(jié)構(gòu)，主要與軟骨內(nèi)纖維排列密切相關(guān)67；軟骨厚度差異的形成主要受化學(xué)位移的影響，并可產(chǎn)生偽影或干擾關(guān)節(jié)軟骨三層信號顯示；不同部位關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)信號變化歸結(jié)于沿纖維方向排列水分子的各向異性活動8。有時成年人膝關(guān)節(jié)軟骨MRI圖像上顯示為單層結(jié)構(gòu)，可能的主要原因是軟骨薄，其次是各層組織MRI信號造成相互影響，當然與MR設(shè)備以及成像序列也有關(guān)。MRI圖像上不同序列顯示關(guān)節(jié)軟骨也有所差別，梯度回波序列與自旋回波序列相比，梯度回波序列顯示的關(guān)節(jié)軟骨略厚于自旋回波序列，信號也

18、偏高。一般而言，隨年齡增長，關(guān)節(jié)軟骨逐步變薄、軟骨基質(zhì)相對減少、纖維排列致密，關(guān)節(jié)軟骨在MRI表現(xiàn)上受各向異性、化學(xué)位移和容積效應(yīng)影響更為明顯，關(guān)節(jié)軟骨信號略微增高910。     11-04-20 13:39:00     作者：陳家祥 宋桂芳 馬巖    編輯：studa20    6.關(guān)節(jié)軟骨MRI方法的合理選擇  選擇合理的MRI成像方法是獲得理想清晰的膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨影像，雖然梯度回波序列不能消除磁場的不均勻性對圖像的影響，但由

19、于膝關(guān)節(jié)成像采用的是小的FOV和專用成像線圈、檢查時間短、小角度激發(fā)、TE值相對長及基于膝關(guān)節(jié)軟骨組織學(xué)等特點，在其顯示的MRI圖像上膝關(guān)節(jié)其它結(jié)構(gòu)信號降低、軟骨信號相對升高、鈣化軟骨層信號也相應(yīng)升高，致使軟骨厚度增寬。因此，梯度回波顯示關(guān)節(jié)軟骨優(yōu)于自旋回波序列。盡管T2WI顯示軟骨內(nèi)層狀結(jié)構(gòu)比T1WI對比好，但對化學(xué)位移和各向異性作用非常敏感，同時T2WI信噪比也低，所以圖像質(zhì)量相對T1WI難以保證。脂肪抑制技術(shù)抑制了很強的脂肪信號對圖像的影響，突出了關(guān)節(jié)軟骨的顯示，但受關(guān)節(jié)軟骨下低信號線影響，易干擾關(guān)節(jié)軟骨厚度真實的顯示，同時明顯地增加了成像時間，是一種關(guān)節(jié)軟骨常規(guī)成像方法比較理想的補充成

20、像技術(shù)。矢狀位、冠狀位和橫斷面成像對復(fù)雜的膝關(guān)節(jié)軟骨的顯示均有價值，它們的作用相互補充。對髕軟骨來說要結(jié)合橫斷面和矢狀位觀察；股骨髁表面軟骨主要是矢狀位成像，冠狀位成像作為補充；脛骨表面也是以矢狀位和冠狀位觀察為主11。    7.本組關(guān)節(jié)病變和關(guān)節(jié)軟骨損傷的特點  本組資料顯示68例患者關(guān)節(jié)軟骨III損傷為甲39.5%（161/408），乙39.2%（160/408），明顯較其它分型為多見；損傷部位多見于股骨外側(cè)髁、髕骨后內(nèi)側(cè)。全部病例均有少量不等的關(guān)節(jié)積液，大多集聚髕上囊處為主要表現(xiàn)。程度不同的骨質(zhì)增生以髕股關(guān)節(jié)多見；程度不等滑膜增厚清晰顯示，一般比

21、較規(guī)則，在T2WI、STIR顯示為好，部分病例伴有周圍軟組織輕度水腫。部分病例軟骨下骨骨髓不同程度水腫表現(xiàn)，且關(guān)節(jié)軟骨下骨髓內(nèi)水腫出現(xiàn)率與關(guān)節(jié)軟骨損傷的分級呈正相關(guān)；髓內(nèi)水腫的信號強度和范圍對評估關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)的預(yù)后有重要意義12。合并前交叉韌帶損傷，損傷多見前交叉韌帶附著點處。伴有半月板的退變損傷，以半月板的體部為多見。未見關(guān)節(jié)軟骨邊緣不整齊，骨折處髓內(nèi)有大范圍水腫的關(guān)節(jié)軟骨骨折發(fā)生。以上關(guān)節(jié)病變符合退行性膝關(guān)節(jié)炎的改變特點，因此，MRI不僅能對退行性膝關(guān)節(jié)炎的診斷全面評價，而且根據(jù)此可以對關(guān)節(jié)軟骨損傷的好發(fā)部位進行重點觀察，以提高關(guān)節(jié)軟骨損傷的檢出率和對損傷做出準確的診斷。 

22、60;                                                 

23、60;                                                 

24、60;          8.總結(jié) MRI作為一種非創(chuàng)傷性的檢查方法，其優(yōu)良的組織對比能力、空間分辨力、任意方向顯示關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，直接可顯示膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)、細微結(jié)構(gòu)的異常變化；對退行性膝關(guān)節(jié)炎造成的關(guān)節(jié)軟骨的損傷進行分級評價，一致性好；同時能全面的反映對膝關(guān)節(jié)其它結(jié)構(gòu)的改變和損傷；對判斷關(guān)節(jié)病變的嚴重程度和選擇適當?shù)闹委煼椒ň哂兄笇?dǎo)意義。雖然影響MRI成像因素較多，但在日常工作中，只要全面考慮年齡、容積效應(yīng)、化學(xué)位移、魔角效應(yīng)、檢查序列等諸多因素的影響，就可以通過改變病人體位，選擇合理的成像序列、方

25、位、層厚、頻率編碼方向等消除干擾因素，獲得準確可靠的診斷信息。隨著MR設(shè)備技術(shù)提高和改進，圖像信噪比和空間分辨率改善，新的成像序列方法、技術(shù)，新的圖像后處理軟件的開發(fā)與應(yīng)用，MRI在骨關(guān)節(jié)病變的診治中會有廣闊的應(yīng)用前景?！緟⒖嘉墨I】  1. Recht MP,Krammer J, Marcelis S, et al.Abnormalities of articular cartilage in the knee: analysis of available MR techniquesJ.Radiology,1993,187:473-478.2. Buckwalter JA，Mankin HJArticular cartilage：Tissue design and chondrocyte-matrix interactionsJJ Bone Joint Surg Am，1997，79：600.3. Chan W P，Lang P，Stevens MP，et a1.Osteoarthfitis of the knee：COB。parison of adiography,CT and MR imaging to assess extent and severityJAJR，1991，