【摘要】 目的：研究术前3TMRI评估膝关节IV软骨损伤与范围的准确性。方法： 2011年2月至2011年11月，11例膝关节IV软骨损伤的患者在我所进行了软骨移植修复手术，术前均进行了3T核磁检查，按Recht标准记录软骨损伤程度，按照直接软骨损伤范围测量和软骨下骨水肿范围测量两种方法记录软骨损伤范围；术中按Outerbridge 标准记录软骨损伤程度并精确测量软骨损伤的范围；观察3T核磁诊断IV软骨损伤的符合率，并比较两种核磁测量方法的准确性。结果：11例IV度软骨损伤术前MRI均确诊，诊断符合率为100%。直接软骨损伤范围测量值较术中测量值偏小，骨水肿范围测量值更接近于术中软骨损伤范围测量值。结论：应用3T核磁能准确地在术前诊断IV度软骨损伤，骨水肿范围测量较直接软骨损伤范围测量能更准确评估软骨损伤范围。
【关键词】 软骨损伤；核磁
The Accuracy Study of Preoperative 3T MRI on four Degree Cartilage Lesion and Range of Knee Joint
Ao yingfang, Gong xi, Zheng zhuozhao
Institute of Sports Medicine, Peking University Third Hospital, Beijing, 100191
【Abstract】 Objective: To assess the accuracy of preoperative 3TMRI on four degree cartilage lesion and range of knee joint. Methods: 11 patients with four degree knee cartilage lesion were carried out Cartilage repair from February 2011 to November 2011 in our institute. Preoperative 3TMRI was taken for all patients. The extent of cartilage lesion was recorded by Recht standard , The range of cartilage lesion was recorded by two ways in accordance with measurement of direct cartilage lesion and subchondral bone edema; The degree of cartilage lesion was recorded according to the the Outerbridge standard in operation, And the range of the cartilage damage was measured accuratly in operation. Coincidence rate of cartilage lesion diagnosis by 3TMRI was observed. And the accuracy of the two MRI measurement methods was compared. Results: 11 cases of four degree cartilage lesion in operation were all diagnosed by pre-operative MRI, Coincidence rate of diagnosis was 100%. Measurements by direct cartilage lesion was small compared with measurements in operation, Measurements by bone edema was closer to measurements intraoperation. Conclusion: Four degree cartilage lesion can be diagnosed by preoperative 3TMRI accuratly, The range of cartilage lesion can be assessed more accuratly by bone edema measurement than direct cartilage lesion measurements.
【Key words】 Cartilage Lesion， MRI
关节软骨是维持活动关节正常功能所必须的结构, 关节软骨损伤是一种常见且多发的运动创伤，而关节软骨自身修复能力有限,严重的软骨损伤往往需要进行软骨修复，不同面积的软骨损伤修复方法也不同，术前准确的软骨损伤范围的评估对于术者至关重要。核磁由于其良好的组织和空间分辨率,且无创伤性,被认为是术前评价软骨损伤的最佳方法[1]，文献报道核磁诊断软骨损伤程度具有很高的准确性，但国内少有应用核磁评估软骨损伤的范围的文献报道。自2011年2月～2011年10月，有11例膝关节IV软骨损伤的患者在我所进行了软骨修复手术，术前均用3T核磁进行了软骨损伤范围的评估，术中清理软骨损伤病灶后对损伤范围进行直接的测量，同时与3T核磁检查结果进行对比研究，进而检验术前核磁评估的准确性探讨其重要临床意义。
一、资料和方法
1.一般资料
自2011年2月至2011年11月，11例膝关节软骨损伤的患者在我所进行了关节镜下软骨移植修复手术，其中男10例，女1例。平均年龄34.4岁（25～47岁），其中髌骨3例，股骨滑车5例，股骨内髁2例，股骨外髁1例，平均损伤长度为14.7mm（10～22mm），平均损伤宽度为10.5mm（6～18mm），出现症状至手术平均时间52.2月(1～120月)。2例合并前交叉韧带断裂， 1例合并外侧半月板损伤，均同期进行手术处理。
2．方法
我们采用3T（ Magnetom Trio Tim ，Siemens）核磁扫描仪，术前对患膝进行检查，评估软骨损伤的程度及范围。核磁检查时患者仰卧，常规应用8通道膝关节专用线圈，扫描序列如下：（1）矢状位 TSE T1W：TR 650ms，TE 16 ms；（2）矢状位脂肪抑制 TSE 双回波序列：TR 3000 ms，TE 33ms、80ms；（3）冠状位脂肪抑制TSE PDW：TR 3000 ms，TE 31ms；（4）横断位脂肪抑制TSE PDW：TR 3000 ms，TE 31ms。以上各序列层厚均为3～4 mm，层间隔0.3～0.4 mm，扫描野160 mm×160 mm，扫描矩阵256×（256～384）。
软骨损伤测量基于3个方位的脂肪抑制TSE PDW，软骨损伤程度的MRI分级采用Recht[2]标准： 0 级：正常软骨。I 级：软骨分层结构消失，软骨内出现局灶性低信号区，软骨表面光滑。II级：软骨表面轮廓轻至中度不规则，软骨缺损深度未及全层厚度的50％。III 级：软骨表面轮廓重度不规则，软骨缺损程度深达全层厚度的50％以上，但未见完全剥脱。IV 级：软骨全层缺损、剥脱，软骨下骨质暴露伴或不伴软骨下骨质信号改变。
3T核磁具有很高的分辨率和解析度，可以清晰地显示关节各种结构层次，能清楚的观察到软骨病损处的信号改变及软骨下骨内信号的变化。我们采用2种方法测量软骨损伤的范围，一是直接软骨损伤测量，软骨缺损部位往往为关节液充填，在3T核磁影像上显示不同于正常软骨的高信号，通过不同方位扫描测量损伤区域的最大长度与宽度来评估软骨损伤的范围。二是软骨下骨水肿范围测量，IV度软骨损伤常常伴有不同范围的软骨下骨的水肿及囊变，形态也不规则，我们测量的是靠近软骨的软骨下骨水肿范围的最大长度与宽度，并不一定是最大骨水肿范围的测量。软骨损伤的核磁评估与测量均由我院一名放射科有经验的医师完成。
术中软骨损伤程度分级采用Outerbridge[3] 标准：0 度：正常软骨。I 度：软骨软化水肿或出现表面泡状结构。II 度：软骨变薄，出现轻、中度纤维化。III 度：软骨重度纤维化，呈现蟹肉样改变。IV度：软骨退变深及骨皮质，全层软骨缺损，软骨下骨质裸露。
本组病例均为切开手术软骨修复，术中将损伤软骨彻底清理，直至软骨与软骨下骨连接紧密部位为止，用测量尺精确测量缺损的最大长度与宽度。
3．统计方法
采用SPSS软件，将术前两种测量方法的测量值与术中的测量值分别进行配对t检验，并且将术前两种测量方法的测量值与术中的测量值之差进行配对t检验，所有的统计检验均采用双侧检验。
二、结果
1.骨损伤程度
11例软骨损伤术中评估为IV度损伤，所有软骨损伤的MRI评估与术中评估一致，也均为IV级损伤，3T核磁诊断IV度软骨损伤的准确性为100%。
2.软骨损伤范围
本组11例病例术前的核磁均显示为典型IV级软骨损伤，均可见明显的软骨下骨水肿。我们将两种核磁测量方法测量值与术中测量值进行了比较（表1）。
表1 术前两种测量方法测量值与术中测量值以及两种方法测量值与术中测量值之差的比较
注：*表示与术中测量值进行配对t检验，P<0.05
＊表示骨水肿测量与术中测量的差值与核磁直接软骨损伤测量与术中测量的差值进行配对t检验，P<0.05
核磁软骨直接测量值较术中测量值小，显示有显著性差异，而骨水肿测量与术中测量值比较，差异无统计学意义。
直接软骨损伤测量与术中测量值之差较骨水肿测量与术中测量值之差要大，差异有统计学意义。
三、讨论
膝关节软骨损伤发生率很高，在膝关节镜检查的患者中，约63%的患者存在关节软骨损伤。膝关节的任何发育异常、生理生化因素改变、生物力学因素 、关节内环境改变、机械性外伤因素等均可引起关节软骨损伤。软骨损伤的表现可为多样性，不仅可表现为局部损伤缺失，亦可表现为软化囊变、萎缩、增生隆起等，临床上常用OuterbridgeⅣ度法来划分关节软骨损伤程度，轻、中度软骨损伤尚未累及软骨全层，软骨下骨尚未暴露，可采用软骨刨刀或射频气化来修整损伤面。重度软骨伤，除伤及软骨全层外，已有关节软骨局部缺失，软骨下骨暴露，此种情况下单纯修整效果不好，往往需要进行软骨修复，尤其是对于年龄较轻的患者。而不同部位、范围大小的软骨缺损选择的修复方法也不尽相同，因此选择一种能准确反映软骨损伤程度、范围的检查方法十分重要。核磁检查能清楚显示关节软骨的形态和信号变化，是目前显示关节透明软骨病变的最佳影像手段，核磁软骨损伤分级一般采用Recht标准，是基于临床Outerbridge法的一种分级，二者在评价标准上具有完全的一致性。
本研究选择西门子公司的3T核磁机器，进行术前软骨损伤程度及范围的评估，软骨损伤测量基于3个方位的脂肪抑制TSE PDW，这是目前评价软骨损伤的经典序列[4]。核磁图像可以清晰地显示软骨病损的位置、边缘、累及的范围及深度、软骨下骨的水肿和囊变，核磁图像对膝关节对II~III级软骨病损也具有很高的准确性（80％以上），对于IV级软骨病损的准确性更高（90％以上）。而超高场强（3T）设备能在较短的扫描时间内可以提供很高空间分辨率、高信噪比图像，使软骨病变的诊断更加精确[5]，我们的11例患者经术中证实均为明确的IV度软骨损伤，所有患者术前的3T核磁检查也均为IV级，准确性为100%，说明3T核磁对于IV度软骨损伤的诊断价值很高。
尽管诊断软骨损伤程度很重要，但软骨损伤范围的评估对已临床医师手术方式及修复材料的选择也是非常关键的，我们选用两种方法在不同方位的核磁图像上测量软骨缺损的最大长度和宽度一是直接测量软骨缺损的长度和宽度，二是测量靠近软骨的软骨下骨骨水肿或骨囊性变的长度和宽度。本组病例均为切开软骨修复，术中将损伤软骨进行清理，把龟裂、翘起等软骨彻底清理干净，直至软骨周缘与骨质连接紧密，清理干净后测量出缺损最大长度和宽度。经过统计分析发现，软骨直接测量的范围较术中测量的范围偏小，而通过靠近软骨的软骨下骨骨水肿或骨囊性变范围的测量更接近术中测量的大小。这是因为软骨局部缺损创面周边的软骨往往亦有不同程度的损伤，有些可能已经和软骨下骨剥离，但表面看尚完整并未掉下，此部位在术中是应该清理的，但在核磁上可能显示软骨还在，导致测量结果偏小。但这部分软骨并没有正常的力学特性，软骨下骨应力还是会增高，该部位软骨下骨还是会有骨水肿存在，此时测量骨水肿的范围则更接近于真实软骨损伤的范围。
本研究发现，通过直接的软骨测量结合软骨下骨骨水肿范围的测量能更准确的测量软骨损伤的真实范围，但并非所有的IV度软骨损伤核磁影像都有软骨下骨的骨水肿，对于此类病例的软骨损伤范围的核磁测量需要进一步研究。由于临床软骨修复的病例比较少，本研究例数较少，希望将来有更多更大样本量的研究来验证该测量的准确性。同时应进一步研究应用3T核磁更直接精确检查充分反映软骨损伤程度与范围大小的方法，更有利于术前判定与手术准备，更好的指导临床实践。
参考文献
【1】杨光，严世贵，冯建钜，等. 膝关节软骨病变的MRI 表现与关节镜术后疗效相关性研究【J】. 中国骨伤，2010，23（2）：90-91.
【2】 Recht MP， Krammer J， Marcelis S， et al． Abnormalities of articular cartilage in the knee： analysis of available MR techniques【J】． Radiology， 1993， 187： 473－478．
【3】Outerbifdge RE．Further studies in etiology of chondromalacia of the patella【J】．J Bone Joint Surg，1974，4：179．
【4】谢海柱, 崔书安, 史英红, 等. 膝关节关节软骨损伤的MRI 评价【J】. 医学影像学杂志, 2009, 19: 1024-1027.
【5】Eckstein F, Charles HC, Buck RJ, et al. Accuracy and precision of quantitat ive assessment of cartilage morphology by magnetic resonance imaging at 3. 0T【J】. Arthritis & Rheumatism , 2005, 52: 3132-3136.
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