3.0T MRI用于膝关节炎软骨损伤分级中的价值分析

张丽梅，王补在，张志强，杨 超，王 婧

（乌海市人民医院影像科 内蒙古 乌海 016000）

膝关节骨性关节炎（knee osteoarthritis，KOA）是临床常见的以膝关节软骨变性、继发骨质增生等为主要表现的退行性疾病，患者常出现膝关节位置变形、僵硬、活动受限等症状，致残率较高[1]。KOA常见于中老年人群，但近年来逐渐趋于年轻化[2]。关节软骨主要由致密组织纤维构成，主要依靠关节液汲取营养成分，缺乏神经支配及血管供给，当出现KOA时极易受损，表现为纤维绒样改变、软骨变薄、剥脱等，疾病晚期可出现软骨骨质硬化及骨质增生，逐渐由内部生化物质改变进展为形态结构改变，关节软骨损伤贯穿KOA发病始终，对关节软骨早期内部生化成分改变诊断具有重要意义[3-4]。传统X线及X线计算机体层摄影术（CT）虽可检出KOA损伤部位，但难以显示关节软骨，而磁共振成像（MRI）多序列、多参数成像能够提供诸多可靠的间接征象，可敏感捕捉早期关节软骨内部生化成分信号改变及形态结构轻微变化，且磁场强度与分辨率成正比，场强越高则图像质量越好，3.0 T MRI在诊断KOA及关节软骨变化方面有其优势所在[5]。基于此，本研究主要探讨3.0 T MRI在KOA软骨损伤分级中的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取乌海市人民医院2022年1月—7月收治的80例膝关节炎患者作为研究对象，其中，男性33例，女性47例；年龄32～57岁，平均年龄（42.56±8.17）岁；受累膝关节：左膝33例，右膝39例，双膝8例。纳入标准：①经临床确诊为膝关节炎[6]；②确诊患侧膝关节存在软骨损伤；③患者对研究知情并签署同意书。排除标准：①存在膝关节手术史者；②存在膝关节严重外伤者；③合并有恶性肿瘤者。

1.2 方法

使用飞利浦Achieva 3.0T磁共振机扫描，使用15通道相控膝关节线圈采集图像，常规冠状位，横轴位，矢状位扫描，扫描序列包括矢状位T1加权成像（T1-tes）序列，重复时间（repetition time，TR）=623 ms，回波时间（echo time，TE）=12 ms；矢状位、冠状位脂肪抑制质子密度加权成像（PD-tse-fs）序列，矢状 位 TR=2 600 ms，TE=9 ms， 冠 状 位 TR=2 840 ms，TE=42 ms，层厚=3 mm；横轴位扰相梯度回波序列T1加 权 成 像（T1-vube-we-sag-iso）：TR=11.7 ms，TE=5.6 ms，层厚=0.7 mm。检查方法：患者取仰卧位，膝关节屈曲，对左右膝关节进行扫描，观察膝关节软骨损伤情况。

1.3 观察指标及评价标准

以关节镜检查结果为金标准，分析3.0 T MRI对膝关节炎软骨损伤分级的评估价值。关节镜下软骨分级诊断标准[7]：0级：关节软骨表面光滑无缺损；Ⅰ级：关节软骨表面出现水泡样结构，但浅表无溃疡，软骨软化；Ⅱ级：关节软骨轻、中度纤维化，存在裂隙样溃疡，呈“鲨鱼鳃”样改变，软骨变薄；Ⅲ级：软骨重度纤维化，部分软骨剥脱，呈“蟹肉”样改变；Ⅳ级：早期骨性关节炎，软骨缺失、软骨下骨暴露。MRI分级诊断[8]：0级：关节软骨无异常，软骨内及软骨下骨无混杂信号；Ⅰ级：软骨表面无缺损，但软骨内出现异常信号影；Ⅱ级：软骨表面出现缺损，但其缺损深度未及全层软骨厚度1/2；Ⅲ级：软骨表面缺损深度超过全层软骨厚度1/2；Ⅳ级：软骨缺失，软骨下骨质裸露。

1.4 统计学方法

采用SPSS 23.0统计软件分析数据。计数资料采用频数（n）、百分率（%）表示，行χ2检验，以Kappa系数行一致性评价，Kappa值≥0.75表示一致性良好；Kappa值在0.4～＜0.75时表示一致性一般；Kappa值＜0.4则表示一致性较差。P＜0.05表明差异有统计学意义。

2 结果

2.1 检查结果

80例患者160个膝关节，经关节镜明确软骨损伤关节88个（55.00%），其中软骨损伤0级72个（45.00%），Ⅰ级28个（17.50%），Ⅱ级31个（19.38%），Ⅲ级22个（13.75%），Ⅳ级7个（4.38%）。MRI检出与关节镜相符的0级软骨损伤68个，诊断符合率为94.44%（68/72），Ⅰ级正确检出23个（76.67%），Ⅱ级正确检出26个（86.67%），Ⅲ级正确检出19个（90.48%），Ⅳ级正确检出6个（85.71%），详见表1、图1。

表1 MRI与关节镜软骨不同软骨损伤分级检出结果对比 单位：个

图1 膝关节软骨损伤区域MRI图像

2.2 3.0 T MRI诊断软骨损伤分级效能

3.0 T MRI诊断软骨损伤分级的灵敏度、特异度、准确率、Kappa值均较高，详见表2。

3 讨论

临床研究认为，多种因素均可导致KOA的发生，如长期负重、重体力劳动、免疫力低下等，进而诱发关节功能障碍，疾病严重可导致关节功能丧失而需行关节置换术治疗，增加患者经济负担[9]。关节软骨为覆盖于膝关节表面的透明软骨，由胶原纤维、水及蛋白多糖等成分聚合而成，主要起减少骨摩擦、缓冲振动的作用，因其部位的特殊性，当关节被动负重时，软骨持续受到挤压，当反复损伤超过软骨承受能力时，其内的各种成分在压力的作用下出现代谢失衡，包括水及蛋白多糖丢失、胶原纤维变性等，关节软骨出现退行性病变，是KOA最富特征性的病理变化[10-11]。

关节镜检查是诊断KOA及软骨损伤的金标准，但检查的有创性、可重复性差等因素限制了其在临床动态病情评估中的应用，而X线及CT检查又难以评估软骨骨质变化，软骨退变早期诊断并不理想[12]。MRI为无创性检查，其多序列、多参数、多方位的特点能够直观、清晰显示关节软骨解剖结构、信号特点，为KOA关节软骨病理改变过程提供较为清晰的影响学图像[2]。本研究对KOA患者行3.0 T高场强MRI检测，并与膝关节镜检测作对比，发现3.0 T MRI诊断软骨损伤分级的敏感度、特异度、诊断符合率、Kappa值均较高，证实了MRI对KOA软骨损伤分级较高的诊断效能。MRI多层面重建技术、脂肪抑制技术等能够使关节软骨呈现带状高信号，使其与周围邻近低信号或中等信号的关节腔积液、脂肪、骨髓等形成明显对比，有利于软骨组织结构变化的细致观察，其不同序列的不同特点能够为软骨损伤分级提供可靠的间接征象[13]。关节软骨切线层、过渡层、放射层、钙化软骨层关胶原纤维呈有序排列，樊子健等[14]指出，这种组织学分层为MRI成像奠定了组织学理论基础，并通过研究发现3.0 T MRI为KOA软骨损伤患者提供了与关节镜检查结果相似的临床诊断，具有较高的评估效能。此外，3.0 T MRI优势在于能够获得更佳精细的骨骼肌软组织高对比度及高分辨率图像，能及时反映早期软骨轻微损伤，对关节软骨损伤分级更为精确[15]。

综上所述，3.0 T MRI对膝关节炎软骨损伤分级具有较高的诊断价值，可无创性明确软骨损伤部位及损伤程度，对临床诊疗及病情监测具有一定的借鉴意义。