骨关节炎患者的骨骼和骨髓磁共振成像

骨皮质和骨小梁含有少量氢质子和大量钙，这大大降低了TR，因此不会产生任何特定的MRI信号。在MRI断层扫描图像上，它们呈现出无信号的曲线图像，即暗条纹。它们会形成中高强度组织的轮廓，勾勒出这些组织的轮廓，例如骨髓和脂肪组织。

与骨关节炎相关的骨病理包括骨赘形成、软骨下骨硬化、软骨下囊肿形成和骨髓水肿。由于MRI具有多平面断层扫描功能，因此在显示大多数此类变化方面比 X 射线或 CT 扫描更敏感。骨赘在 MRI 上比在普通 X 射线上更容易显示，尤其是中心骨赘，这些骨赘在 X 射线上特别难以检测。中心骨赘的病因与边缘骨赘的病因略有不同，因此具有不同的意义。骨硬化在 MRI 上也能很好地显示，并且由于钙化和纤维化，在所有脉冲序列中信号强度均较低。肌腱炎和骨膜炎也可以在 MRI 上检测到。高分辨率 MRI 也是研究骨小梁微结构的主要 MRI 技术。这可能有助于监测软骨下骨的小梁变化，以确定其在骨关节炎发展和进展中的意义。

MRI 是一种独特的骨髓成像技术，通常是一种非常敏感（尽管并非非常特异）的技术，可用于检测骨坏死、骨髓炎、原发性浸润和创伤，尤其是骨挫伤和无移位骨折。除非皮质骨和/或骨小梁受累，否则这些疾病的证据在 X 光片上不明显。这些疾病都会导致自由水增多，在 T1 加权像上显示为低信号强度，在 T2 加权像上显示为高信号强度，与正常骨脂肪形成高对比度，正常骨脂肪在 T1 加权像上显示为高信号强度，在 T2 加权像上显示为低信号强度。脂肪和水的 T2 加权 FSE（快速自旋回波）图像是一个例外，需要抑制脂肪才能在这些成分之间获得对比度。GE 序列（至少在高场强下）对骨髓病变基本不敏感，因为磁效应会被骨骼衰减。晚期骨关节炎的关节中经常可见软骨下骨髓肿胀区域。通常，骨关节炎中的这些局部骨髓肿胀区域通常出现在关节软骨缺失或软骨软化症的部位。组织学上，这些区域是典型的纤维血管浸润。它们可能是由于生物力学上较弱的软骨部位的关节接触点改变和/或关节稳定性丧失导致软骨下骨的机械损伤所致，也可能是由于滑液通过暴露的软骨下骨缺损渗漏所致。有时，在距离关节面或肌腱末端一定距离处可见骨骺骨髓肿胀。这些骨髓变化的程度和范围如何导致局部关节压痛和无力，以及它们何时是疾病进展的前兆，目前尚不清楚。

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滑膜和滑液的 MRI 检查

正常滑膜通常较薄，常规MRI序列无法显示，且难以与邻近的滑液或软骨区分。在大多数骨关节炎病例中，可观察到滑膜轻微增厚，这对于监测骨关节炎患者的治疗反应或研究关节内滑液的正常生理功能非常有用。

由于存在自由水，非出血性滑液的 MP 信号在 T1 加权图像上较低，而在 T2 加权图像上较高。出血性滑液可能含有高铁血红蛋白，其 T1 较短，在 T1 加权图像上呈现高强度信号，和/或脱氧血红蛋白，其在 T2 加权图像上显示为低强度信号。在慢性复发性关节血肿中，含铁血黄素沉积在滑膜中，在 T1 和 T2 加权图像上呈现低强度信号。出血通常发生在腘窝囊肿中，它们位于小腿后表面的腓肠肌和比目鱼肌之间。当使用含钆造影剂增强时，贝克囊肿破裂造成的滑液漏出可能呈羽毛状。当静脉注射时，KA 位于膝关节囊后方肌肉之间的筋膜表面。

发炎、水肿的滑膜通常T2波减慢，反映出组织间质液含量较高（在T2加权图像上具有较高的MR信号强度）。在T1加权图像上，增厚的滑膜组织具有低至中等的MR信号强度。然而，增厚的滑膜组织难以与邻近的滑液或软骨区分。含铁血黄素沉积或慢性纤维化可能会降低增生滑膜组织在长波长图像（T2加权图像）上的信号强度，有时甚至在短波长图像（T1加权图像；质子密度加权图像；所有GE序列）上的信号强度。

如前所述，CA 对附近的水质子具有顺磁效应，使它们在 T1 上更快地弛豫。积累了 CA（含有 Gd 螯合物）的含水组织在 T1 加权图像上显示信号强度的增加与积累的 CA 的组织浓度成比例。静脉注射时，CA 会迅速分布到整个血管丰富的组织，例如发炎的滑膜。钆螯合物是一种相对较小的分子，即使通过正常的毛细血管也能迅速向内扩散，并且作为一个缺点，随着时间的推移，它会进入邻近的滑液中。在静脉注射 CA 后，关节滑膜可能会与其他结构分开显示，因为它会被强烈增强。高强度滑膜和邻近脂肪组织的对比度外观可以通过脂肪抑制技术增强。滑膜对比增强的发生率取决于许多因素，包括：滑膜中的血流率、增生滑膜组织的体积并指示该过程的活动。

此外，通过测定关节炎（和骨关节病）患者发炎滑膜和关节液的数量和分布，可以通过在患者观察期间监测含Gd CA 的滑膜强化率来确定滑膜炎的严重程度。CA 推注后，滑膜强化率高和强化峰值快速出现与活动性炎症或增生相符，而强化缓慢则与慢性滑膜纤维化相对应。虽然在同一患者不同疾病阶段的 MRI 研究中很难监测含Gd CA 药代动力学的细微差异，但滑膜强化率和峰值可以作为开始或停止适当抗炎治疗的标准。这些参数值高是组织学活动性滑膜炎的特征。

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