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目的探讨MRI检出的关节软骨病损的关节镜和病理学表现,评价MRI对关节软骨早期病变的诊断价值。方法使用美国GE公司Signa 1.5T磁共振机器检查26例(27侧)膝关节疼痛患者,扫描序列为常规应用的快速自旋回波T1加权(FSE T1WI)、质子密度加权(FSE PDWI),其中10侧膝关节增加三维脂肪抑制快速扰相梯度回波(3D FS-FSPGR)序列检查,2周内行关节镜检查。另选择10例(10侧)膝关节OA关节置换病人,术前行3D FS-FSPGR序列检查,2周内行全膝关节置换术。1例新鲜的离体膝关节行同样的序列扫描,于扫描后解剖开关节。无病史和病理资料参考,按照Recht标准对MRI图像上的软骨病变程度进行分级。对于关节镜检查的膝关节,由手术医师按照关节镜下Outerbridge标准对软骨分级,记录结果,与MRI分级比较。对关节置换和离体的膝关节,由手术医师根据MR扫描图像上提示的软骨病变区,钻取软骨和软骨下骨取材,获取0度至Ⅲ度病变软骨标本各15枚,标本经固定后脱钙、脱水、二甲苯透明、石蜡包埋、切片,行HE、甲苯胺蓝和Ⅱ型胶原免疫组化染色,HE染色的切片按照Collins分级标准进行病理学分级并与MRI分级对照,甲苯胺蓝和Ⅱ型胶原免疫组化染色标本观察软骨内蛋白多糖(PG)和Ⅱ型胶原纤维含量变化,分析不同病变中两者的变化,以及与MR图像变化的关系。结果以关节镜诊断为标准,对3种MR序列诊断能力的评价, 3D FS-FSPGR序列敏感度最高,可达96.5%,准确度达95.0%。在敏感度和准确度上3D FS-FSPGR优于FSE PDWI和FSE T1WI,差异有统计学意义(P<0.00227)。三者的特异度差异无统计学意义(p>0.05)。在可靠性(即与关节镜诊断的一致性)上,3D FS-FSPGR的Kappa值达到0.776>0.75,表明与关节镜诊断的一致性极佳,明显优于FSE PDWI(0.487)和FSE T1WI(0.442)。在MRI与病理学对照研究中,病理证实为0级正常软骨16个,Ⅰ级病变13个,Ⅱ级病变15个,Ⅲ级16个,以病理学分级为标准,3D FS-FSPGR序列诊断的灵敏度为93.2%,特异度为75%,准确率为88.3%, kappa值为0.71,表明与病理学分级的一致性良好。按照3D FS-FSPGR序列图像提示的软骨病变获取不同程度病变的软骨,它们之间病理变化明显。随病变加重,软骨基质破坏愈加严重, PG随着软骨病变加重,染色深度呈递减关系,甲苯胺蓝染色Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ度病变着色较0度降低,差异有统计学意义(p<0.05),Ⅱ和Ⅲ度病变着色较Ⅰ度明显降低(p<0.05),Ⅱ和Ⅲ度间差异无统计学意义(p>0.05)。Ⅱ型胶原的变化也主要表现为染色深度的变化,随着软骨病变加重,染色先加深后变浅。Ⅰ度和Ⅱ度较0度染色加深(p<0.05),至Ⅲ度病变时,染色明显变浅,以致与正常0度之间的差异无统计学意义(p>0.05)。MRI表现不同,其病理组织学表现亦不相同。MRI分级越高,软骨基质变化越明显,胶原纤维和PG的改变能够解释软骨的基本病变,而此种组织学改变,能显示不同的MRI图像。结论:早期退变关节软骨的PG丢失和Ⅱ型胶原浓聚导致MRI上软骨分层结构消失,内部出现局灶性低信号。随病变发展,基质胶原纤维网断裂、裂隙形成,软骨表面缺损和PG大量丢失,MRI表现为在分层结构消失的基础上,出现软骨轮廓的改变。关节软骨在3D FS-FSPGR序列上信号和形态的改变反映了软骨生化和组织病理的变化,说明该序列具备发现关节软骨早期病变的能力。与关节镜和病理学检查的比较表明,该序列对关节软骨病变的诊断具有很高的价值,与两者诊断的一致性良好,尤其在对软骨早期病变的诊断中,同样具有良好的准确性。3D FS-FSPGR序列是发现软骨病变的敏感序列。