膝关节软骨早期退变的MRI表现及临床应用研究

骨性关节炎时关节软骨的生化 及病理改变
最早的改变是含水量的增加。 随病情进展，局部出现软骨溃疡，蛋白
聚糖含量减少，聚合不全加重，糖胺聚 糖成分异常及硫酸软骨素链缩短。 当蛋白聚糖减少到一定程度以后，软骨 含水量降低至正常以下。
进展期：软骨破坏侵蚀到骨松质时，由纤 维软骨和透明软骨混合形成新的软骨，但缺乏 正常软骨的生物学特点，故实际上仍未修复。 原有的软骨和新生的软骨在降解的过程中，产 生的颗粒和降解产物进入滑膜衬里，引起细胞 吞噬反应，导致滑膜炎症和渗出。滑膜产生的 炎性因子反过来又加速了软骨的破坏。如此反 复循环，降解作用超过了细胞的修复能力，最 后软骨消耗殆尽，骨质裸露，出现OA的晚期 改变。
MRI分级在OA病情评估中的价值
关节软骨退变MRI分级Ⅰ、Ⅱ级组与Ⅲ、 Ⅳ级组的临床症状调查问卷积分、关节积液、 软骨下小囊肿、软骨下骨硬化的对照分析表明 二组之间有统计学差异，由此认为Ⅰ、Ⅱ级是 关节软骨退变的早期病变，Ⅲ、Ⅳ级为进展期。
在临床症状不明显的早期予以软骨保护治 疗，可以改变疾病的自然进程，减缓、稳定以 至逆转软骨降解过程 ，达到早期治疗、阻止或 延缓骨性关节炎进一步发展的目的。
病理特点：成年人关节软骨退变首先发 生表浅层退变，肉眼上可见局灶软骨变 软、表面粗糙，进一步出现微小的裂缝、 碎裂、软骨变薄，晚期软骨剥脱，软骨 下骨质暴露、增生、硬化伴囊肿形成。
MRI对OA的临床应用分析
MRI在OA临床诊断中的应用价值
关节软骨退变MR成像的组织学基础是软骨 基质内胶原纤维结构改变，蛋白多糖及含水量 的改变。 MRI根据软骨内信号异常、分层结构的改 变和厚度的改变对软骨退变进行分级。 MRI可检出关节镜难以发现的尚未发生大体 形态改变的早期软骨病变，即MRI分级中的I级 病变。
关节软骨退变MRI分级Ⅰ、Ⅱ级组与Ⅲ、Ⅳ级组 关节积液 、软骨下小囊肿、软骨下骨硬化比较
软骨病损 分组 Ⅲ、Ⅳ级 Ⅰ、Ⅱ级 合计 有关节 积液 43 5 48 无关节 积液 8 12 20 51 17 68 合计
P=0.000，小于0.01
软骨病损 分组 Ⅲ、Ⅳ级 Ⅰ、Ⅱ级 合计
有软骨下 骨硬化 38 2 40
临床检查
包括1、临床症状调查问卷积分，即 WOMAC积分调查表( The Western Ontario and Mcmaster University Osteoarthritis Index) 和膝关节日常活动调 查表(Knee Outcome Survey Activities of Daily Living Scale )。2、关节镜检查，关 节镜术由高年资主任医师实施，关节软 骨退变的关节镜下分级采用Outerbridge 分级法。
近年来随分子生物学的进步提出了许多
发展潜力广阔的新的治疗方法，它们可 以改变疾病的自然进程，早期应用可减 缓、稳定以至逆转骨性关节炎的软骨降 解过程。因此，关节软骨病变的早期诊 断有重要意义。
MRI具有无辐射、无创伤、高分辨及多
参数、多平面成像优点，为目前公认的 评价关节软骨病变的最佳手段
无软骨下 骨硬化 8 20 28
合计
46 22 68
P=0.000,小于0.01
软骨病损 分组 Ⅲ、Ⅳ级 Ⅰ、Ⅱ级 合计
有软骨下 小囊肿 23 3 26
无软骨下 小囊肿 9 33 42
合计
32 36 68
P=0.000,小于0.01
讨
论
正常关节软骨的结构、组成与功能
关节软骨主要有大量细胞外基质与散在
目的
探索骨性关节炎时关节软骨早期退变的
MRI诊断及临床应用价值
材料与方法
研究对象
搜集符合1995年美国风湿病协会诊断 标准的OA患者68例，年龄38—74岁，平均 年龄54.2岁。其中40例共41个关节有关节 镜对照，男24例，女16例，行关节镜术前 均行MRI检查，并作对比分析； 28例无关 节镜对照，男15例，女13例。所有患者均 行临床症状调查问卷积分和MRI检查，并作 对比分析。选10例无膝关节症状的志愿者 对照，年龄均大于18岁, 均行临床症状调 查问卷积分和MRI检查。
MRI扫描检查
所有患者均行0.2T ARTOSCAN 关节 专用MR扫描仪检查，检查部位为膝关节， 线圈为膝关节专用线圈。采用SE、GE、 STIR及高分辨GE 序列。正常对照组MRI 检查方法同上。隐瞒病史后由两位经验 丰富的影像学专家阅片，关节软骨退变 的MRI分级采用Recht分级法。
统计学方法
关节镜 分级 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 合计
MRI 分级 0 140 1 2 Ⅰ 17 7 Ⅱ 2 3 22 5 16 2 143 24 27 23 3 26 29 Ⅲ Ⅳ 合计 159 11 29 19 28 246
关节软骨退变MRI分级Ⅰ、Ⅱ级组与Ⅲ、
Ⅳ组的临床症状调查问卷积分用秩和检 验，与WOMAC比较P=0.045，与膝关节 日常活动调查表比较P=0.000，P值都小 于0.05，有统计学差异。
68例患者中，有膝关节外伤史的患者有2
例见软骨下骨硬化，1例见软骨下小囊肿， 在这些病变上方，部分关节软骨有信号 异常，但关节软骨表面光整。
OA患者膝关节MRI表现
关节软骨退变 MRI分级与临床检查 对照分析
40例患者41个关节，共246个关节软骨面。关
节镜与MRI的分级诊断结果如表 ，MRI诊断关 节软骨病损的灵敏度为96.55％ ,特异度为88.05 ％ , 约登指数（ Youden Index）为0.856，接近 于1，说明诊断正确率高。
结
果
正常成人膝关节软骨MRI表现
OA患者膝关节MRI表现
关节软骨：软骨退变MRI表现基本上如
Recht分级所描述，全部68例患者69个关 节共414个关节软骨面，243个关节软骨 面为0级，41个关节软骨面为I 级，46个 关节软骨面为Ⅱ级，40个关节软骨面为 Ⅲ 级，44个关节软骨面为Ⅳ 级。仅5例 患者T2WI I 级病变的信号改变为灶状高 信号而非低信号。退变软骨往往呈多发 性病损，也可见单发病损。
软骨下骨硬化：68例患者中，40例患者有软骨
下骨硬化，为软骨的变薄、缺失致使软骨下骨 质增生硬化，MRI表现软骨下骨板增厚，其下 方高信号骨髓被低信号增生硬化骨质代替。 关节边缘骨赘形成：68例患者中，49例有骨赘 形成。MRI表现为骨边缘不规则，呈低信号影。 因骨赘的MRI表现与X线、CT相比欠敏感，故 未与关节软骨退变的MRI分级作对比分析。
关节积液：在本研究68例患者中，48例
患者有关节积液，MR信号均匀，呈长T1、 长T2信号。 软骨下小囊肿：68例患者中，26例患者 有软骨下小囊肿，为软骨缺失后关节液 的进入及软骨下骨质及其周围纤维组织 增生，MRI表现为圆形边界清楚的长T1、 长T2信号影，周边可有低信号增生硬化 环。
所有数据用SPSS统计软件处理。患 者的关节软骨退变MRI分级以关节镜分级 为金标准作四格表计算其灵敏度、特异 度和约登指数（ Youden Index）；关节 软骨退变的MRI分级与临床症状调查问卷 积分比较用t检验，方差不齐用秩和检验； 关节软骨退变的MRI分级与关节积液、软 骨下小囊肿、软骨下骨质硬化的比较用 Pearson`s X2检验比较。
分布其中的高度特异性细胞——软骨细 胞组成。关节软骨的形成与维持依赖于 软骨细胞。 关节软骨表面至软骨下层，关节软骨的 结构组成依深度而变化，包括细胞的形 状与大小，胶原纤维的粗细与走向，蛋 白多糖的浓度及水含量的多少。
关节软骨可被分为4层：（1）浅表层
（superfical zone） （2）中间或过渡层 （transitional zone）（3）深层或放射带 （radial zone）（4）钙化软骨层（calcified cartilage zone） 关节软骨是组成活动关节面的有弹性的负重组 织，可减轻关节反复滑动中关节面的磨擦，具 有润滑及耐磨损的特性，并且还吸收机械性震 荡，传导重力至软骨下骨。
结
论
MRI可早期、准确评价关节软骨病变，
与关节镜结合有极高的正确诊断价值。 关节软骨退变的MRI分级有助于弥补早 期OA关节镜诊断的不足，对OA患者早 期及时的治疗有明显的临床意义和卫生 经济学意义。
膝关节软骨早期退变的 MRI表现和临床应用研究
前言
本研究为山西省自然科学基金之系列课
题 导致关ห้องสมุดไป่ตู้软骨病损的最常见疾病为骨性 关节炎(Osteoarthritis,简称OA)。 骨性关节炎的发病率50岁以上人群为 50﹪，65岁以上人群女性高达90﹪，男 性高达80﹪，随着我国人口的日趋老龄 化，它已成为我国社会的沉重负担。