【摘要】 目的：通过对膝骨性关节炎(OA)关节软骨病损MRI成像和关节镜检查结果的对照比较，研究两者对反映膝关节软骨病损的严重程度是否具有相关性，以指导临床医师如何对膝OA关节软骨病损进行科学有效的评估及制定相应的治疗方案。方法：将每个膝关节的软骨面分成6个部分: 股骨内髁面、股骨外髁面、髌骨内侧面、髌骨外侧面、胫骨平台内侧面和胫骨平台外侧面。术前由磁共振医师按Recht分级标准对各序列图像中关节软骨情况作出诊断和病变分级， 写出报告。关节镜检查术前参考常规序列的MRI片， 术中采集关节镜检图片， 以术中关节镜下所见和采集的图片对病变进行评价并写出报告。结果：40例膝关节共240个关节面， MRI和(或)关节镜发现有软骨病变的关节面共101处， 以关节镜的诊断为标准，评价各级MRI诊断的准确性，灵敏性，特异性，一致性。其中1级诊断分析：灵敏度=58.62%，特异度=86.11%，ROC曲线下面积为0.852，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.0001);2级诊断分析：灵敏度=86.96%，特异度=85.90%，ROC曲线下面积为0.870，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.0001);3级诊断分析：灵敏度=86.36%，特异度=96.20%，ROC曲线下面积为0.875，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.0001);4级的诊断分析：灵敏度=94.44%，特异度=97.59%，ROC曲线下面积为0.940，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.0001)。结论：软骨病损的程度越严重，MRI可以比关节镜更早一步发现软骨早期病变。
【关键词】 膝骨性关节炎;软骨损伤;MRI;关节镜
[ABSTRACT] Objective: To compare the difference between MRI image and arthroscopy， and research the relationship of two methods to the serious degree of knee joint cartilage disease. Methods: Each surface of knee cartilage was pided into 6 parts: Surface of epicondylus medialis femoris， surface of epicondylus lateralis femoris， facies medialis of patella， facies lateralis of patella， facies medialis of tibial plateau， facies lateralis of tibial plateau. The doctor of performing the MRI made the diagnosis and the pathologic classification on the basis of Recht's grading standard by MRI image before operation. The doctor of performing arthroscopy made the classification by both the finding of arthroscopy and the image which were collected by arthroscopy. Results: Total 240 joint surfaces of 40 knee joints. The arthroscopy and (or) MRI discovered 101 cartilage pathological changes of different degree. Taking the diagnosis of the arthroscopy as standard， all the levels of MRI diagnosis of accuracy， sensibility， specificity and consistency were evaluated. The class 1: sensibility=58.62%，specificity=86.11%， the acreage below ROC curves was 0.852.Comparing to the opportunity line 0.5，the difference was statistical significance(P&<0.000 1). The class 2: sensibility=86.96%，specificity=85.90%， the acreage below ROC curves was 0.870. Comparing to the opportunity line 0.5，the difference was a statistical significance (P&<0.000 1). The class 3: sensibility=86.36%，specificity=96.20%， the acreage below ROC curves was 0.875. Comparing to the opportunity line 0.5，the difference was a statistical significance (P&<0.000 1).The class 4: sensibility=94.44%，specificity=97.59%， the acreage below ROC curves was 0.940. Comparing to the opportunity line 0.5，the difference was a statistical significance(P&<0.000 1). Conclusion: The cartilage disease more serious， the MRI diagnosis is more valuable. Moreover， before appearance of the joint cartilage injury， MRI can discover cartilage earlier period pathological changes， earlier than using arthroscopy.
[KEY WORDS]Knee OA; Cartilage hurts; MRI; Arthroscopy
骨性关节炎(OA)指由各种因素引起的关节软骨纤维化、开裂、缺损、脱失而导致的关节疾病。病因目前尚不确切，其发生可能与年龄、肥胖、炎症、创伤及遗传因素等有关，其病理特点为关节软骨变性破坏缺损、软骨下骨硬化或囊性变、关节边缘骨质增生、滑膜增生、关节囊挛缩、韧带松弛或挛缩、肌肉萎缩无力等。OA以中老年患者多见，男性少于女性。60岁以上的人群中患病率可达50%，75岁的人群则达80%，该病的致残率可高达53%。OA好发于负重大、活动多的关节，如膝、脊柱(颈椎和腰椎)、髋、踝、手等关节。目前，该病的诊断主要还是依靠症状、体征和影象学改变，尚缺乏特异性和敏感性俱佳的诊断方法。MRI和关节镜为医生诊断和治疗OA提供了极大的帮助[1]，但对MRI和关节镜诊断OA的比较研究相对较少。故我们将其分级对比，以期能找到更为准确实用的诊断方法。
1 资料与方法
1.1 病例来源
高益等.膝骨性关节炎MRI成像和关节镜检查的比较
选取常州市中医院骨伤科2009年5月～2010年3月行膝关节镜和MRI检查的膝OA患者40例，其中男性15例，女性25例，年龄41～83岁，平均56.8岁。
1.2 关节镜下软骨损伤程度分级标准
按Outerbridge标准分级[2]：0级：正常关节软骨;Ⅰ级：软骨变软或局部肿胀;Ⅱ级：软骨表面纤维化轻，软骨缺损厚度小于50%;Ⅲ级：软骨表面纤维化重，龟裂明显，软骨缺损厚度大于50%，尚未暴露软骨下骨;Ⅳ级：软骨完全缺损，软骨下骨外露。
1.3 MRI软骨损伤相对应的分级标准
MRI分级按照Recht标准[3]：0级：正常关节软骨，软骨弥漫性均匀变薄但表面光滑，仍认为是正常关节软骨;Ⅰ级：软骨分层结构消失，软骨内出现局限性低信号区，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，软骨缺损深达全层厚度的50%以上，未见完全剥脱;Ⅳ级：软骨全层剥脱、缺损，软骨下骨暴露伴或不伴软骨下骨质信号改变。
1.4 方法
将每个膝关节的软骨面分成6个部分: 股骨内髁面、股骨外髁面、髌骨内侧面、髌骨外侧面、胫骨平台内侧面和胫骨平台外侧面。术前由磁共振医师按Recht分级标准综合各序列图像中关节软骨情况作出诊断和病变分级， 写出报告。关节镜检查术前参考常规序列的MRI片， 术中采集相对应的关节镜图片， 以术中关节镜下所见和采集的图片对病变进行评价并写出报告。对照这两份报告， 汇总数据。
1.5 统计学处理
采用SPSS11.5软件进行统计学处理。以关节镜下诊断作为标准，各MRI分级诊断的灵敏度和特异度的比较采用χ2检验，一致性用Kappa 值表示，Kappa 值≤ 0.4 为一致度较差，0.4～0.75为一致度良好，Kappa 值≥ 0.75 为一致度极佳。并建立ROC曲线来分析MRI的诊断价值。
2 结果
2.1 以关节镜的诊断为标准的各级MRI诊断分级
观察关节软骨损伤关节面101个，按其在关节镜及MRI下的表现，将其严重程度进行分级，评价各级MRI诊断的准确性，灵敏性，特异性，一致性，具体分布见表1。表1 以关节镜的诊断为标准的各级MRI诊断分级
2.2 MRI对1级的诊断分析
灵敏度为58.62%，特异度为86.11%，ROC曲线下面积为0.852，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.0001)，表明MRI对1级的诊断价值较高。
2.3 MRI对2级的诊断分析
灵敏度为86.96%，特异度为85.90%，ROC曲线下面积为0.870，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.0001)，表明MRI对2级的诊断价值较高。
2.4 MRI对3级的诊断分析
灵敏度为86.36%，特异度为96.20%，ROC曲线下面积为0.875，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.000 1)，表明MRI对3级的诊断价值较高。
2.5 MRI对4级的诊断分析
灵敏度为94.44%，特异度为97.59%，ROC曲线下面积为0.940，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.0001)，表明MRI对4级的诊断价值较高。
3 讨论
研究发现，膝骨性关节炎的关节软骨细胞的胶原合成及降解速率远比正常关节要快，结果是软骨细胞总量虽无改变，但其形态和排列方式发生改变。软骨的异常修复是在软骨下骨的上部生长软骨绒毛，这些绒毛束可以越过骨表面，形成新的软骨覆盖，即关节软骨胶原纤维化。新生软骨多由Ⅰ型胶原组成，蛋白多糖的含量很少[4] 。MRI成像的组织学基础是关节软骨基质中质子和大分子组分的相互作用。软骨基质中胶原纤维结构改变、蛋白多糖丢失及含水量变化，都可以在不同的成像方法和特定设计的序列上表现出MRI信号变化[5] 。因此，在关节软骨出现形态学破坏之前，用MRI测得软骨基质成分的变化，可以更早一步发现软骨病变。本研究一致性检验中Kappa值=0.64，Z=12.06，P&<0.0001，表示MRI与关节镜的一致性有统计学意义，但这种一致性并不高，仅为0.64。一般认为，Kappa大于0.75或0.8以上才算比较高，0.64仅能算是一致性中等。
如果将关节镜的结果分为两类，还可以通过ROC曲线来说明MRI的诊断价值。ROC曲线是综合了灵敏度和特异度的一个指标，可以比灵敏度和特异度更全面地反映出一个指标的诊断价值。ROC曲线下面积如果大于0.5，就认为有诊断价值，但一般认为，只有大于0.9才有较高的诊断价值，0.7～0.9认为有中等诊断价值，0.7以下基本上诊断价值不大。
这里以关节镜诊断为0作为一类，诊断1、2、3、4级合并为一类。ROC曲线下面积为0.88，接近0.9，标准误为0.34，与机会线0.5相比，差异有统计学意义(P&<0.000 1)，这表明，MRI尽管特异度较低，但综合来看，诊断价值仍较高。对各级的诊断价值分析结果表明，从1～4级ROC曲线下面积逐渐增加，4级的ROC曲线下面积最大，提示对4级的诊断价值最高。1级的ROC曲线下面积最小，且灵敏度也较低，表明对1级的诊断价值较低。所以我们可以认为软骨病损的程度越严重，MRI的诊断价值越高。这是因为随着关节软骨损伤严重程度的进展，其外在的形态学改变也越显著. MRI成像的组织学基础是关节软骨蛋白多糖丢失及含水量变化，而关节镜则与MRI不同，它对膝OA关节软骨损伤的诊断评估主要依靠软骨形态学改变，所以关节软骨损伤程度越严重，关节镜与MRI的诊断评估越趋向一致。[6]
从统计结果来看，关节镜诊断为软骨正常面的关节面中，有9个关节面MRI诊断为1级损伤。关节镜诊断为2级损伤的关节面中，有10个关节面MRI诊断为2级损伤。从中，我们也可以推测得知MRI对1、2 级关节软骨损伤的评价与关节镜结果存在一定差异，而且作者认为MRI对1、2 级关节软骨损伤的诊断较关节镜更敏感，这是因为MRI是无创性检查，MRI不仅可以观测软骨表面的病理变化，还可以了解软骨内部、软骨下骨和骨髓的病变情况;目前，通过新的成像技术，MRI能够计算软骨的平均水含量，反映胶原的结构及应用蛋白多糖直接成像，因此，可以在软骨发生形态学改变之前，以及组织结构出现异常时及早预判病情，对膝骨关节炎的早期防治有重要意义。
膝骨关节炎软骨病变的进展情况是评估疗效的关键参数，任何研究治疗该病有效性的试验中都需要对效果进行量化。目前，MRI 已能对软骨组织的部分情况进行量化测评。MRI检查将在膝骨关节炎的早期防治及对药物、康复治疗进行疗效评估中得到越来越广泛的应用。
总之，MRI 作为一种正在不断发展的影像学方法，不仅可以对关节软骨及其周围组织的病理改变进行精确的检查，而且可以提供软骨代谢和软骨生化的信息。但值得注意的是，关节软骨的MRI影像易受温度、场强、信号干扰及主观认识等多种因素影响而存在高度变异性，因此，需要在评价结果时予以鉴别。
参考文献
1 施海伟，陆爱清，王云.关节镜下清理联合微骨折技术治疗膝关节退变性骨关节炎[J].实用临床医药杂志，2008，12，5455.
2 Guilak F， Ratcliffe.A， Lane N，et al. Mechanical and biochemical changes in the superfical zone of articular cartilage in caneine experimental osteoarthritis[J].J Orthop Res，1994，12:474.
3 Outerbridge RE.Further studies in etiology of chondromalacia of the patella[J].J Bone Joint Surg，1974，4：179182.
4 Hattori K， Takakura Y， Ishimura M ， et al . Differential acousticproperties of early cartilage lesions in living human knee and anklejoints[J]. Art hritis Rheum，2005，52 (10) :31253131.
5 马立恒. 关节软骨的结构与生物力学的关系及MRI 成像[J].国外医学·临床放射学分册，2006，29 (2):123126.
6 王同祥.膝关节骨性关节炎的关节镜治疗分析[J]，海南医学院学报，2008，14(1)：6263.