关键词：膝关节疾病； 关节积水； 磁共振成像
【中图分类号】 R684； R814.42
Magnetic resonanceimaging in the diagnosis of knee joint disorders
Yu Yongqiang
【Key words】 knee joint diseases; hydroarthrosis; magnetic resonance imaging
MRI和其他影像学检查相比具有软组织分辨率高和多平面成像的能力，临床上已广泛用于骨关节病变的诊断，已被认为是能够显著影响医生的临床诊断和治疗计划的有效检查方法。本文重点介绍膝关节病变的MRI成像技术和常见病变的MRI表现。
1 膝关节MRI检查技术
1.1 扫描方位 膝关节MRI检查中常用的切面为矢状面和冠状面。矢状面用于显示交叉韧带和关节软骨，冠状面用于观察侧副韧带、关节软骨。横断面检查常用来显示髌软骨病变，也有文献〔1〕 报道膝关节动态屈曲成像有利于显示韧带损伤和髌骨运动情况。
1.2 扫描序列
1.2.1 自旋回波序列(SE)〔2〕 SE序列是最早用于临床的扫描序列，到目前为止仍然是常用的膝关节扫描序列。T1 WI可显示半月板撕裂、韧带损伤、透明软骨、骨折及骨髓病变；T2 WI便于显示关节积液、骨髓水肿、骨髓硬化、关节周围囊肿和韧带损伤。快速自旋回波(FSE)和回波平面成像(EPI)既可产生T2 WI效果，又可减少扫描时间。
1.2.2 梯度回波序列(GRE) GRE序列通过改变翻转角可提供有效的T1 、T2 对比，而且扫描时间短，是目前快速扫描中较为成熟的成像序列，在临床上也受到广泛重视，甚至有人认为GRE序列优于SE序列。利用三维GRE可行超薄层扫描而不影响图象的信噪比，而且图象资料可进行任意平面的三维重建以弥补二维图象的不足。以关节镜为标准，三维GRE和二维SE结合诊断半月板撕裂的敏感性达80%～100%，准确度达92%，单独使用三维GRE诊断后交叉韧带撕裂的敏感性和特异性为100%，诊断前交叉韧带的特异性也达100%，但敏感性低于SE序列〔3〕 。GRE序列的另一优势表现在能够更好地区分透明软骨和纤维软骨。
1.2.3 短时间翻转恢复序列(STIR) STIR是一种脂肪抑制技术，90年代初用于膝关节透明软骨研究，能够更清楚地显示软骨内异常信号。三维脂肪抑制回波平面成像(3DEPI)在诊断软骨病变方面可与三维脂肪抑制GRE序列媲美，而成像时间缩短3/4〔4〕 。STIR因有效地抑制了骨髓脂肪信号，因此对红骨髓病变的分辨率高于SE序列，在骨髓病变和缺血坏死的诊断方面有一定优势。
2 正常解剖和MRI表现
2.1 半月板 膝关节成对的半月板是由纤维软骨构成，外缘厚，与关节囊相连，内缘薄而游离于关节腔。内外侧半月板的形态稍有不同，外侧半月板较内侧大，呈“O”形、前宽后窄，内侧半月板呈“C”形、前后均匀一致。正常半月板在SE和GRE序列上均呈低信号，正中矢状位上半月板前后角分离呈尖端相对的三角形，旁矢状位上双侧半月板在关节边缘层呈蝴蝶结状。内侧半月板后角较前角长，外侧半月板前后角长度大致相同。
2.2 韧带 前后交叉韧带是膝关节的主要韧带，其次为内外侧副韧带。常规MRI可显示全部4条韧带，正常韧带在所有成像序列上均呈低信号。前交叉韧带起于股骨外侧髁内侧面，向前、下、内走行，止于胫骨髁间隆起前部。后交叉韧带起于股骨内髁内侧面，向后、下、外走行于前交叉韧带的后方，止于胫骨髁间隆起后部。内外侧副韧带在冠状位显示最佳，外侧副韧带上起于外上髁，下止于腓骨小头，长约5cm，分浅深两层。内侧副韧带上起于股骨内上髁，下止于胫骨上端内侧。
2.3 关节软骨 在股骨、胫骨、髌骨关节面均覆有透明软骨，透明软骨在SET1 WI像上呈中等信号，厚约2～6 mm，T2 WI呈低信号，各种GRE序列上呈高信号，脂肪抑制序列呈中等信号或低信号。
3 常见膝关节病变的MRI
3.1 半月板撕裂和变性 〔5～7〕 各种急慢性损伤均可导致半月板退变或撕裂，退变或撕裂在T1 WI、T2 WI上均呈高信号，根据高信号的形态和程度分为3级：1级表现为半月板内部边缘区不定形或球形高信号区。2级表现为水平或垂直走行的线状高信号，但不延伸至骨性关节面。3级为线状、放射状或弥漫性高信号延伸至关节面，3级代表关节镜可见的撕裂。除信号异常外，还可见半月板形态异常，如碎裂、正常结构部分或全部消失，半月板尖部变钝或后角缩小。组织学对照发现高信号的病理基础是退变区早期灶性粘液变性，粘多糖成分增加，此外还与纤维瘢痕和软骨细胞减少有关。
MRI不仅能敏感地发现半月板损伤，而且能够精确定位和定型，有利于手术入路的选择。撕裂可位于前角、后角和体部，但以内侧半月板后角多发。根据撕裂线的方向可分为：水平撕裂、垂直撕裂、斜行撕裂和复合撕裂。此外还有几种特殊类型的撕裂：①桶柄样撕裂：沿半月板环垂直撕裂、撕裂片向髁间隆起移位，表现为半月板尖端变钝、蝴蝶结消失，无明确撕裂线。②放射状撕裂：撕裂垂直于半月板长轴。
3.2 盘状半月板和半月板旁囊肿 〔8,9〕 MRI对诊断盘状半月板和半月板囊肿也有很大价值。盘状半月板90%以上发生于外侧半月板，内侧罕见。主要表现为中间区体积增大、肥厚呈盘状结构，其MRI诊断标准包括：①冠状位半月板中体部增宽呈条带状，横径>15mm。②矢状位上半月板在连续3个层面呈双凹形，前后角不分。③半月板外缘明显增厚，超过对侧2mm以上。半月板囊肿位于半月板边缘和关节囊之间，内含滑液样液体，系关节液经撕裂的半月板渗入至半月板关节囊连接处所致。MRI表现为半月板关节囊之间囊性病灶，呈T1 WI低、T2 WI高信号，常与半月板撕裂缘紧密相连。
3.3 韧带损伤 〔1,3,6〕 前交叉韧带损伤常见，MRI诊断前交叉韧带损伤的准确性很高，为94%左右，T2 WI更为敏感，后交叉韧带撕裂相对少见，其共同的表现为：①矢状位T1 WI上韧带连续性中断。②韧带增粗、边缘不规则或呈波浪状。③T2 WI见韧带内出现局限性或弥漫性高信号。除上述直接征象外还可见韧带附着处撕脱骨折、骨挫伤等。侧副韧带损伤以内侧副韧带多见，因内侧副韧带分浅深两层，当韧带损伤时可见：①韧带周围血肿或水肿信号。②韧带中断或增厚。③韧带内异常高信号。外侧副韧带损伤少见，仅占韧带损伤的5%左右，MRI表现与内侧副韧带损伤大致相同。
3.4 透明软骨病变 〔10～12〕 MRI在显示软骨病变方面具有其他影像学检查不可比拟的优越性。软骨退变分基底部退变和表面退变两种类型。前者主要见于青年人，系创伤、代谢性疾病所致的关节软骨深层垂直胶原纤维断裂，后者常见于老年人，系反复亚临床创伤致浅表软骨层破坏，最终导致骨软骨炎。MRI根据软骨病变的程度分5级：0级为正常软骨；1级为软骨软化、肿胀，表现为软骨局部增厚、T2 WI高信号，但软骨表面光滑完整；2级为软骨碎裂或裂缝形成导致软骨表面不规则，但深度不超过软骨厚度的50%，表现为软骨表面轻度不规则伴异常信号；3级表现与2级相似，不同的是深度超过软骨厚度的50%；4级为软骨全层侵蚀伴软骨下骨质暴露，表现为软骨变薄、缺损。
3.5 骨与骨髓病变 SE T1 WI在发现骨与骨髓病变方面最敏感但又最缺乏特异性。可发现X线平片不能发现的隐性骨折、骨挫伤和骨髓水肿〔13〕 。此外，MRI最具优势的方面表现在骨缺血坏死的诊断方面，SET1 WI、T2 WI尤其是STIR序列可清楚的显示缺血坏死灶，典型者表现为特征性的“双线征”，也可表现为T1 WI低、T2 WI高信号的水肿信号。在骨肿瘤的诊断方面，MRI除能够显示骨质破坏、瘤骨、骨膜反应和软组织肿块外，还可显示平片不能显示的征象：①肿瘤与周围组织的界面，增强扫描有助于显示肿瘤的真正边界。②瘤组织内坏死、出血，坏死呈T1 WI低、T2 WI高信号，亚急性出血呈T1 、T2 高信号。③瘤周水肿，T1 WI低于肿瘤或邻近肌肉组织、T2 WI高于或等于肿瘤组织。④肿瘤与血管结构的关系，SE序列血管呈流空信号，当肿瘤侵犯血管时，可见血管被包绕、管腔变形、移位或闭塞。自MRI用于研究儿童骨髓疾病以来，已经证实MRI可以观察骨髓正常发育，也可用于区分病变与正常骨髓，是研究骨髓病变的最佳影像学方法。淋巴瘤骨髓浸润呈T1 WI低于脂肪、T2 WI高于肌肉信号，可确认淋巴瘤的骨髓浸润和临床分期，为临床活检提供精确定位。白血病骨髓浸润也表现为T1 WI低、T2 WI高信号，可呈弥漫性或斑点状。
3.6 关节积液和其他病变 MRI可清楚显示关节积液，呈T1 WI低、T2 WI均匀高信号。正常状态下关节腔内常有少量液体存在，T2 WI上可产生关节造影效果，有利于观察半月板和骨软骨病变。色素绒毛结节性滑膜炎好发于膝关节，MRI除可见滑膜肥厚外，T2 WI还可显示关节腔内多发结节状低信号，系含铁血黄素的顺磁效应缩短T2 弛豫时间所致。MRI尤其是Gd-DTPA增强扫描在类风湿性关节炎的诊断、疗效评价及预后判断方面也有较大价值，增强扫描可有效区分积液和滑膜血管翳〔14〕 。滑膜肉瘤也可由MRI清晰显示，直径<5cm的滑膜肉瘤表现为边界清楚、信号均匀的肿物，与肌肉相比呈T1 等或高信号，T2 WI等于或高于脂肪信号，呈非侵袭特征，易与良性肿瘤混淆；直径较大的滑膜肉瘤表现较为典型，境界欠清晰、信号混杂〔15〕 。
作者简介：余永强，男，34岁，博士，副教授，教研室副主任。研究方向：神经、骨关节影像学诊断
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1998-09-10收稿 , 百拇医药