多模态MR成像技术应用在膝关节骨性关节炎软骨损伤诊断中的研究

摘要：目的：分析多模态MR成像技术的应用，对于膝关节骨性关节炎软骨损伤的诊断意义。方法：选取2023年1月至2024年2月在我院治疗的膝关节骨性关节炎患者，对患者进行关节镜检查和MRI检查。对比MRI检查和关节镜检查对不同级别软骨损伤诊断的一致性、正确率、灵敏性和特殊性。结果：PDWI对一级、二级、三级诊断的正确率比T1-se高，P<0.05；PDWI对四级诊断的正确率和T1-se序列对四级诊断的正确率对比，没有差异，P>0.05；PDWI诊断的灵敏性和特殊性均比T1-se高，P<0.05。结论：多模态MR成像技术对于膝关节骨性关节炎的诊断意义明显，值得推广。

关键词：膝关节；骨性关节炎；软骨损伤；磁共振成像

膝关节骨性关节炎属于一种退行性的疾病，患者的年龄越大，发病率也越高，对患者的损害性也更大，早期会表现为疼痛、僵硬等情况，上下楼梯时则表现的比较明显，随着疾病的演变，晚期的膝关节骨性关节炎会导致关节能力的丧失，对患者的生活带来严重的负面影响[1]。近些年，随着人们对健康的重视，很多年轻人更加重视锻炼，关节的过度利用，较大的负荷，会导致膝关节骨性关节炎呈现年轻化的发展趋势。软骨组织结果具有一定的特殊性，磁共振成像（MRI）在临床上具有重要的应用价值，能显示软骨组织，在一种重要的影像学检查方法[2]。随着MRI新序列的发展，软骨早期的损伤内部生化物质和形态出现的细小变化，能通过MRI技术直接或间接显示出来，从而为早期的软骨损伤的诊断提供重要的措施。多模态MR成像技术是一种具有无创性、直观性、可靠性的检查措施，能通过T1+PDWI以及病变区软骨ADC数值进行有效分级，能对软骨早期损伤比较轻微的变化直观的反应出来，从而为临床的治疗提供有效的依据。本次调研主要分析膝关节骨性关节炎软骨损伤的诊断措施，对比常规的扫描措施和新技术诊断措施的差别，从而提升人们对膝关节骨性关节炎软骨损伤的认识，为该疾病的治疗提供重要的依据。

1.资料与方法

1.1资料

选取2023年1月至2024年2月在我院治疗的膝关节骨性关节炎患者72例，男性和女性的人数比是19∶17，年龄区间[21，52]（单位：岁），平均值（38.31±2.09）岁。患者经过关节镜检查，确诊有194处软骨的病变，其中，一级病变的有38个，二级病变有52个，三级病变有63个，四级病变有41个。

纳入标准：患者经过诊断，符合《骨关节炎诊疗指南（2018年版）》；患者经过检查，确定伴有软骨损伤；患者的MRI检查资料完整；患者的生活均正常，不属于专业性的运动员；患者没有经过强度较高的训练；患者没有明显的外伤疾病。

1.2方法

对参与调研的患者采用MRI检查仪器进行检查，患者检查时采取仰卧位，使用八通道检查患者的关节专用线圈。检查前，患者需禁止3小时以上的剧烈运动，静坐30分钟后可进行检查。对患者进行T1矢状位检查、FS-PDWI（PDWI）矢状位+冠状位+横轴位检查、DWI轴位检查，所有序列的扫描均是平扫的情况进行，常规序列是矢状位质子加权成像，即PDWI。层数确定为20，层厚确定为4.0mm，视野是160mm×160mm，TR设定为3600ms，TE设定为17ms，冠状位Tl-se（TR为765ms，TE为16ms）。

利用DWI序列，对MR图形进行后期处理，并分析参数，图像都是经过及其扫描序列之后，自动生成的序列伪彩图，在处理工作站中详细观察并测量，观察患者的关节软骨形态和信号，以及色彩的变化范围、色彩异常的程度等。软骨损伤的程度可以分为四级，标准根据国际软骨修复协会的相关评分标准。MRI软骨损伤情况分级，依据Recht的相关标准[3]。Recht的相关标准有：一级，局灶性软骨色彩表现为异常，会导致全层异常，但是软骨的表面表现比较光滑，没有褶皱和凹陷缺损的情况。二级，患者的普性软骨色彩表现为异常，信号均匀度不足，会导致全层异常，表面呈现不平整的状态，或部分处于缺损状态，凹陷的厚度没有超过局部软骨总的厚度的一半。三级，患者的软骨色彩出现普遍性的异常，信号均匀度明显不足，能概念出软骨缺损的厚度大于局部软骨厚度的一半，没有出现软骨游离，可能会伴随有软骨下骨质信号的异常。四级，软骨的颜色出现弥漫性异常趋势，可以看到软骨缺损的情况为全程性的，并且有软骨游离和软骨下骨质信号出现异常。

对MR诊断，均由两位经验丰富医生进行，在各个序列的图像上，根据设定的标准观察并记录，若出现不确定性的损伤分级时，两名医生商量后确定，或由第三人参与给出综合意见[4]。

1.3观察指标

对比MRI检查结果和实际检查结果的一致性，采用Kappa进行检验。Kappa的数值小于0.6，则一致性不足；在[0.6，0.8]区间，则一致性较强；大于0.8，则一致性强。

1.4统计方法

数据在SPSS22.0中录入，计数资料为%的方式，实施卡方检验。计量资料为（）的方式，做出t检验。采取数据统计学分析，P＜0.05，如果符合，则统计学有意义。

2结果

2.1初步诊断结果

利用T1+PDWI和病变区域软骨ADC的数值进行分级，诊断出有194处病变，其中，一级病变的有38个，二级病变有52个，三级病变有63个，四级病变有41个。注：T1+PDWI检查患者的软骨形态、厚度，软骨下骨髓水肿的范围，级别越高表现为形态越不完整，ADC数值明显较高。

2.2不同检查序列对软骨损伤不同分级情况的诊断情况

结果表示，PDWI对一级、二级、三级诊断的正确率比T1-se高，P<0.05；PDWI对四级诊断的正确率和T1-se序列对四级诊断的正确率对比，没有差异，P>0.05，详见表1。

表1不同MRI序列对软骨损伤分级的正确率分析（%）

2.3不同检查序列对软骨损伤的正确率、灵敏性和特殊性情况

对比显示，PDWI诊断的灵敏性和特殊性均比T1-se高，P<0.05，详见表2。

表2不同MRI序列对软骨损伤分级的正确率、灵敏性和特殊性情况（%）

3讨论

膝关节位于人体的膝盖部位，属于承重关节，结构相对复杂，膝关节炎症、膝关节病变、年龄、内分泌等原因，会导致关节软骨的代谢异常，使关节软骨出现退化，影响正常使用[5]。骨性关节炎属于关节软骨损伤，是一种退行性疾病，比较容易会影响整个关节组织，中老年人比较常见，随着疾病的发展，会出现关节畸形、关节功能丧失等，患者的活动能力不足，严重影响患者的生活质量，增加家庭和社会的压力，也是导致老年残疾的重要原因[6]。随着社会的发展，临床药理学的进步，延缓软骨退变，修复软骨损伤，甚至通过自体软骨移植，已经有效的推进中，这就需要临床上的诊断具有高准确性[7]。目前，常规的X线平片、CT检查，已经不能满足实际临床工作的需要。

MRI具有较高的分辨率，能显示出关节软骨的情况，常规的扫描层厚度较大，软骨比较小时，会比较容易出现疏漏，早期软骨出现的轻微损伤，利用MRI不能有效地反映出来[8]。三维序列层厚度比较薄，并且多平面重建中，观察的范围更广，内容更多，细节更全。之前的研究中，三维扫描序列能清晰地显示出软骨，为临床诊断的准确、有效的治疗依据，并且，三维序列成像技术具有无创性，直观性较强[9]，利用核磁（T1矢状位，PDWI矢状位+冠状位+横轴位），根据T1+PDWI和病变区域软骨的ADC数值，对损伤情况进行有效分级，对于骨性关节炎的治疗中，具有重要的辅助价值[10]。MRI软骨定量成像技术是一种新兴技术，能反映不同组织的固有弛豫值的变化，准确地对关节软骨损伤的分子生化情况进行反应。关节软骨早期的损伤中，形态学变化并不明显，仅仅是软骨内部生化物质成分和数量的变化[11]。而三维序列属于特殊成像技术，利用序列的设定，能在某个成眠中，在水分的刺激下产生信号，层面内的其他质子不会被影响，确保平衡，关节软骨也会更加清晰地显示出来，能很好地确定脂肪、关节软骨的边界，以此使对比度增加，分析软骨损伤也更加的精确[12]。

本次调研中，通过T1+PDWI和病变区域软骨的ADC数值，一共诊断出病变的位置194处，其中，一级病变的有38个，二级病变有52个，三级病变有63个，四级病变有41个。采用PDWI进行诊断，对于一级、二级、三级病变的诊断的正确率要明显高于使用T1-se序列进行诊断，差异有意义，P<0.05。而对于四级病变的诊断，两种序列的检查结果则没有统计学差异，P>0.05。此外，对灵敏性、特殊性的诊断中，PDWI诊断效果要明显优于T1-se诊断，P<0.05。从调研结果中可以看出，多模态MR成像技术对于膝关节骨性关节炎软骨损伤的诊断具有重要的价值和意义，能对三维成像的条件和不同物质的信号对比起到优化作用，缩短扫描时间，成像的效果也比较明显，更清楚地显示软骨损伤，为临床治疗提供依据。

综上所述，采用多模态MR成像技术能比较准确的反应出患者膝关节骨性关节炎患者的膝关节情况，包括具体形态、厚度的变化情况，影响诊断的结果比较清晰、直观、有效，临床上具有较高的价值，值得推广。

参考文献

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