Learning objectives

• 了解膝關(guān)節(jié)骨髓水腫（BME）的原因和影像表現(xiàn)，復(fù)習(xí)幾個MRI病例。

• 根據(jù)Eustace分類中的水腫機制將病例進行分組。

Background

       骨髓水腫代表組織間液的增加， 因此它具有增加含水量的MR特性，即T1WI像上的低/等信號以及T2WI和PDWI像上的高信號。 水敏感性序列如短時反轉(zhuǎn)恢復(fù)（STIR）序列對于檢測骨髓水腫非常敏感，因為它與正常骨髓相比呈現(xiàn)高信號。

       靜脈注射釓對比劑后，輕度延遲增強可見于骨髓水腫，特別是在血管形成期。

       如上所述，骨髓水腫是由于細胞外間隙中過多的液體積聚造成的，其MR表現(xiàn)是相當特征的，但應(yīng)該認識到相同的MRI結(jié)果也可以代表壞死和/或出血。

       幾種機制可能參與骨髓水腫的病理生理過程。我們遵循Eustace 提出的分類：充血性/血管性、充血性、腫瘤、創(chuàng)傷和非典型組。我們根據(jù)發(fā)病率對他們進行了重新排序，將一些罕見且較少的病例歸為非典型/其他組（盡管其中一些病理機制可能適用于其他類型），并將創(chuàng)傷/退化組命名為反映微創(chuàng)性質(zhì)的傳統(tǒng)退行性骨關(guān)節(jié)炎的分類：

      1、外傷性/退行性

       創(chuàng)傷是骨髓水腫的最常見原因。直接創(chuàng)傷造成骨小梁的立即斷裂，組織間質(zhì)液滲出，細胞外間隙出血。 在創(chuàng)傷性骨髓水腫（通常稱為骨挫傷，挫傷或小梁微骨折）中，皮質(zhì)保持完好，而在真正的骨折中，骨皮質(zhì)是斷裂的。

       2、充血性

       液體回流受損會導(dǎo)致毛細血管床處的靜水壓力增加，血管外間隙滲出。充血通常由血管閉塞或血栓形成引起，如原發(fā)性（例如缺血性性壞死）或繼發(fā)于骨髓空間壓力升高的其他原因，如血紅蛋白病，骨梗死，脂肪細胞肥大或使用激素。

       3、血管性

      骨髓毛細血管床處血液和血清的增加（伴或不伴滲透壓改變）將導(dǎo)致組織間液積聚增加。在感染發(fā)炎部位或鄰近部位出現(xiàn)，急性滑膜炎關(guān)節(jié)邊緣或創(chuàng)傷后反射性交感神經(jīng)營養(yǎng)不良的患者。

       4、腫瘤性

       與充血性毛細血管滲漏類似的機制。 大多數(shù)致腫瘤性水腫是由骨小梁破壞引起的直接毛細血管損傷以及血管內(nèi)液體釋放和出血的結(jié)果。 它的存在是惡性腫瘤的間接標志。 在少數(shù)病例中，水腫反而繼發(fā)于誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)（如骨樣骨瘤中通常通過前列腺素E2釋放）。

       骨挫傷（可能是由于外力直接撞擊骨骼，相鄰骨骼的壓縮力相互影響，或者由于牽引力造成的撕脫傷）通常具有反映創(chuàng)傷機制的分布：五種骨挫傷模式 描述如下：

• 軸移損傷

• 儀表板損傷

• 疲勞性損傷

• 剪切傷

• 髕骨外側(cè)脫位

圖1：

1）軸移損傷例如滑雪事故）：涉及后外側(cè)脛骨平臺和外側(cè)股骨髁的中間部分。常伴有 ACL撕裂。

2）儀表板損傷（例如車禍）：脛骨近端前側(cè)水腫。 常伴有PCL撕裂。 

3）過伸性損傷（例如足球運動損傷）：“接吻”涉及脛骨近端和股骨遠端的前方面的挫傷模式。 常伴有PCL撕裂。 

4）剪切傷（例如橄欖球運動鏟球時）：涉及股骨外側(cè)髁的大面積水腫和股骨內(nèi)側(cè)髁上的較小區(qū)域。 常伴有內(nèi)側(cè)副韌帶（MCL）損傷。 

5）髕骨外側(cè)脫位：涉及下內(nèi)側(cè)髕骨和股骨外側(cè)髁前方的水腫。

       這些局部損傷是膝關(guān)節(jié)周圍骨髓水腫最典型的表現(xiàn)之一。 當水腫彌漫時，找到正確的病因更具挑戰(zhàn)性，并且有時患者和主治醫(yī)師在檢查之前不能提供線索。 在MRI掃描時，暫時性骨質(zhì)疏松癥，神經(jīng)肌肉功能障礙，贅生性骨損害或甚至輕微創(chuàng)傷可能是未知的。 在沒有創(chuàng)傷史且沒有發(fā)現(xiàn)彌漫性水腫的其他明顯原因的情況下，可以診斷出短暫性一過性骨髓水腫。

Findings and procedure details

     下面我們列出幾個與膝關(guān)節(jié)骨髓水腫有關(guān)的病例，根據(jù)每個病例的水腫病理生理學(xué)特點進行排列：

1、創(chuàng)傷性/退行性

a、骨性關(guān)節(jié)炎

b、急性骨小梁微骨折

c、應(yīng)力性疲勞骨折

d、應(yīng)力性不全骨折

          i.e. SIF（軟骨下不全性骨折）以前稱為SONK（膝關(guān)節(jié)自發(fā)性骨壞死，也稱為Ahlback氏?。?/span>

e、肉眼可見骨折

f、有癥狀的小骨 

g、脛骨結(jié)節(jié)骨軟骨?。▓D16）

h、辛丁一拉森一約翰遜氏?。x骨缺血性壞死）

i、剝脫性骨軟骨炎（OCD）

2、充血性

     a、骨壞死（缺血性壞死，AVN）

1. 血紅蛋白病（圖20）
   

2. 骨梗死

3. 脂肪細胞肥大

4. 使用激素

5. 懷孕

3、血管源性

a、炎癥/感染性關(guān)節(jié)炎

b、外傷后反射性交感神經(jīng)營養(yǎng)不良

c、慢性復(fù)發(fā)性多病灶性骨髓炎（CRMO）

4.腫瘤性

     （例如：骨肉瘤（圖22），巨細胞瘤（圖23），骨樣骨瘤（圖24）...）

5、非典型/其他

a、代謝變化

       例：慢性腎病

b、神經(jīng)源性

        例：夏科氏(Charcot)關(guān)節(jié)

c、醫(yī)源性變化

        例：放射治療

d、特發(fā)性/多因素水腫

         例：短暫性骨髓水腫綜合征（也稱為短暫性骨質(zhì)疏松癥（TO））（圖25）

                     1. 局限性游走性骨質(zhì)疏松癥（RMO）

                           Ⅰ關(guān)節(jié)外

                           Ⅱ關(guān)節(jié)內(nèi)（圖26）

                     2.復(fù)雜的局部疼痛綜合征（CRPS，包括反射性交感神經(jīng)營養(yǎng)不良，痛覺神經(jīng)營養(yǎng)不良和Sudeck骨萎縮）

                     3.鈣調(diào)磷酸酶抑制劑疼痛綜合征（CIPS）

             Ⅱ. 廢用性骨質(zhì)疏松癥（DO）（圖27）

  圖2：骨性關(guān)節(jié)炎（OA）：男，58歲，股骨內(nèi)側(cè)髁負重區(qū)有軟骨缺損，伴有邊緣小骨贅和繼發(fā)性軟骨下骨髓水腫。 骨性關(guān)節(jié)炎通常不與創(chuàng)傷性病因分類，而是作為退行性病變分類（a：冠狀T1-WI; b：冠狀PDWI-FS; c：矢狀PDWI-FS）。

圖3：應(yīng)力（疲勞）骨折：女，25歲，最近在沒有適當熱身的情況下在健身房參與劇烈運動的冠狀位T1WI和STIR圖像。 她主訴出現(xiàn)雙側(cè)內(nèi)側(cè)脛骨疼痛。 在雙側(cè)脛骨中，內(nèi)側(cè)近端應(yīng)力性骨折是明顯的。

圖4：SIF（軟骨下不全性骨折）：在過去，每當在股骨內(nèi)側(cè)髁上觀察到這種軟骨下病變時，它就被標記為膝關(guān)節(jié)自發(fā)性骨壞死（SONK）。 現(xiàn)在它被認為是一個不全性骨折。這些不全性骨折通常發(fā)生在股骨內(nèi)側(cè)髁和股骨頭，并存在于老年人中（它們與骨質(zhì)疏松癥和生物力學(xué)改變相關(guān)，如在不穩(wěn)定的半月板損傷中。 與其他應(yīng)力性骨折類似，低信號的骨折線在水敏性序列（a，b：冠狀和矢狀PDWI-FS）上被高信號的骨髓水腫包圍。

圖5：長期的SIF（軟骨下不全性骨折）伴股骨外側(cè)髁軟骨下塌陷、大面積水腫（不如上圖中顯示的內(nèi)側(cè)髁位置常見）。

圖6：內(nèi)側(cè)脛骨平臺上不常見的SIF（軟骨下不全性骨折）（a，b：矢狀和冠狀PDWI-FS）。

圖7：骨小梁骨折：男，15歲；踢足球創(chuàng)傷性事件后的急性疼痛：在T1-WI（a，b）和T2WI-FS上的股骨內(nèi)側(cè)髁上的低信號微裂紋（c）。 在水敏序列（T2-FS-WI）上，骨折周圍有明顯高信號骨髓水腫。

圖8：創(chuàng)傷性骨髓水腫，髕骨脫位的典型病例：青年人，髕骨一過性脫位和挫傷的橫斷面（a，b，c），冠狀面（d，e）和矢狀面（f）的PD-FS-WI圖像 ：股骨外側(cè)髁的前外側(cè)和髕骨下內(nèi)側(cè)的故事水腫。 對于進行運動的青少年或年輕人來說，在彎曲時需要膝蓋扭轉(zhuǎn)運動的情況更為常見。 如該患者患有髕骨骨軟骨損傷（*）和內(nèi)側(cè)髕股韌帶（MPFL）撕裂（箭頭）。

圖9：外傷性骨髓水腫，典型的軸移損傷模式：在矢狀面上的PD-FS-WI。這類非接觸性損傷常見于滑雪者或美式足球運動員。這種模式是由于外翻負荷作用于屈曲或半屈曲膝關(guān)節(jié)，與脛骨外旋或股骨內(nèi)旋相結(jié)合。水腫范圍包括脛骨外側(cè)平臺的后方和股骨髁間（a）附近的股骨外側(cè)髁的中部[3]。膝關(guān)節(jié)的屈曲程度決定了股骨外側(cè)髁損傷的確切位置。有時，如a所示，發(fā)生股骨外側(cè)髁沖擊性骨折。另一個經(jīng)常出現(xiàn)的骨挫傷部位是內(nèi)側(cè)脛骨平臺的后部（如b所示）。 ACL在這種創(chuàng)傷中經(jīng)常被撕裂，因此當識別出這種損傷時應(yīng)該對韌帶進行徹底的評估。

圖10：創(chuàng)傷性骨髓水腫，典型的軸移損傷模式：在矢狀面上的T2-FS-WI，不同于圖6的患者，相同的機制和相似的表現(xiàn)（盡管在這種情況下沒有骨折）。

圖11：創(chuàng)傷性骨水腫，典型的剪切傷模式：一名23歲男子在橄欖球比賽時受到創(chuàng)傷。 冠狀面質(zhì)子加權(quán)脂肪抑制MR圖像顯示繼發(fā)于直接挫傷的股骨外側(cè)髁和脛骨外側(cè)平臺的骨髓水腫。 與創(chuàng)傷機制相關(guān)的強外翻力可能會撕裂的MCL（內(nèi)側(cè)副韌帶），如該患者所表現(xiàn)的那樣。

圖12：創(chuàng)傷性骨水腫，肉眼可見的骨折（皮質(zhì)斷裂）：該患者在常規(guī)放射線照片上有一條非常微弱的骨折線，幾乎不明顯（此處未顯示）。 在MR成像中，骨折周圍的挫傷性骨髓水腫不可能漏診（脛骨外側(cè)平臺上的PD-FS-WI高信號和T1-WI低信號）。 T1-WI（a，c）處骨折線低信號，PD-FS-WI（b，d）處等信號。

圖13：創(chuàng)傷性骨水腫，肉眼可見的骨折（PCL撕脫）：當后十字韌帶未回縮時，很難確定其撕脫骨折。 周圍的骨水腫使診斷變得更簡單。

圖14：創(chuàng)傷性骨水腫，肉眼可見的亞急性骨折：即使CT掃描（a，b）上的骨折線稍不明顯，MRI上骨髓水腫也指出病變（c，d，e，f）。

圖15：由于股外側(cè)肌重復(fù)拉動導(dǎo)致髕骨與小骨之間出現(xiàn)應(yīng)力，高達2％的二分髕骨出現(xiàn)疼痛癥狀。 在這位患者身上發(fā)生的重復(fù)性應(yīng)力導(dǎo)致了未融合的骨化中心出現(xiàn)骨髓水腫（二分髕骨）（a，b：冠狀和軸向PD-FS-WI）。

圖16：Osgood-Schlatter氏?。?/span>脛骨結(jié)節(jié)骨軟骨病）是一種慢性撕脫傷，被認為是由于髕腱在脛骨結(jié)節(jié)附著處，重復(fù)性微創(chuàng)傷和牽引造成的。 通常見于喜歡運動的青少年，特別是那些參與膝蓋劇烈活動的運動。 如上所示（a，b：矢狀和軸向PD-FS-WI），在撕脫點產(chǎn)生骨髓水腫可以作為診斷的重要線索。

圖17：這名13歲男孩患有Sinding-Larsen-Johansson綜合征（髕骨缺血性壞死），這是一種慢性牽拉性損傷，它是髕韌帶近端未成熟骨腱連接處的一種慢性牽引性損傷（矢狀位PD-FS-WI上的顯示髕骨下極水腫）。

圖18：剝脫性骨軟骨炎（OCD）。 OCD的病因?qū)W是未知的，可能是多因素的，包括損傷，血管因素，壓力變化，發(fā)育差異和遺傳學(xué)等。 膝關(guān)節(jié)OCD最常見的部位是股骨內(nèi)側(cè)髁（75％）。 這里顯示了特征性的MRI表現(xiàn)，通常沒有其它的損傷：在骨軟骨碎片周圍（b）有明顯的小片骨髓水腫。 （a，b：冠狀T1-WI和冠狀PD-FS-WI）。

圖19：剝脫性骨軟骨炎（OCD）。 與圖18相同的患者。X線片顯示右側(cè)股骨內(nèi)側(cè)髁見骨軟骨碎片。

圖20：患有血紅蛋白病的患者（例如鐮狀細胞性貧血），在這種情況下，容易發(fā)生繼發(fā)于毛細血管阻塞的骨壞死。 這種阻塞導(dǎo)致毛細血管靜水壓升高，造成水敏性序列中低信號骨梗死周圍的高信號水腫。 這是充血性骨髓水腫的一個例子（由于骨髓空間毛細血管床液體流出受損）。 該患者還表現(xiàn)出廣泛的紅骨髓轉(zhuǎn)化，如T1-WI中的骨髓信號所示（遠低于周圍脂肪組織并略高于肌肉組織）和DP-FS-WI（未完全飽和，保持略高信號）（ a：冠狀面DP-FS-WI; b：冠狀面T1-WI; c：軸向T1-WI; d：矢狀面DP-FS-WI）。

圖21：這名患者的炎癥性關(guān)節(jié)炎表現(xiàn)為圍繞內(nèi)側(cè)股 - 脛室侵蝕性改變的骨髓水腫。 它是血管源性骨髓水腫的一個例子（繼發(fā)于血液和血清傳遞至骨髓空間毛細血管床）（a，b：冠狀T1-WI和PD-FS-WI）。

圖22：骨肉瘤（a，b：冠狀和軸向PD-FS-WI）：腫瘤性水腫繼發(fā)于骨小梁破壞引起的直接毛細血管損傷，并伴有血管內(nèi)液體釋放和出血。 區(qū)分周圍水腫和腫瘤侵襲可能是困難的。

圖23：骨巨細胞瘤（PD-FS-WI）：也存在腫瘤性骨髓水腫。

圖24：骨樣骨瘤：在這些良性腫瘤中，水腫可以繼發(fā)于前列腺素E2引起的炎癥反應(yīng)（a，b：橫斷位和冠狀CT掃描; c，d：橫斷位T1-WI和冠狀位PD-FS-WI）。

圖25：短暫性骨髓水腫綜合征（短暫性骨質(zhì)疏松癥）：30歲女性急性膝部疼痛的矢狀位FS-PDWI MR影像顯示骨髓水腫，涉及非負重區(qū)域股骨外側(cè)髁骨髓水腫在1年內(nèi)幾乎完全自發(fā)消退。短暫性骨髓水腫綜合征是自限性病變，其表現(xiàn)為與MRI研究中的骨髓水腫證據(jù)相關(guān)的關(guān)節(jié)痛。 其病因仍不確定。

圖26：局限性游走性骨質(zhì)疏松癥（具有位置變化的短暫性骨髓水腫綜合征）（連續(xù)冠狀PD-FS-WI）：在一些情況下，在連續(xù)MRI上看到骨髓水腫的位置變化，這被稱為局限性游走性骨質(zhì)疏松癥（RMO）；盡管可以自愈的短暫性骨髓水腫綜合征的情況更為常見，但可以在一小部分病例中轉(zhuǎn)移到不同的關(guān)節(jié)，或者（甚至更罕見）轉(zhuǎn)移到同一關(guān)節(jié)內(nèi)的不同部位（關(guān)節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)移） ，如關(guān)于該患者所見。在這個關(guān)節(jié)內(nèi)RMO病例中，沒有創(chuàng)傷史，水腫始于股骨內(nèi)側(cè)髁，3個月后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移到外側(cè)髁。

圖27：廢用性骨質(zhì)疏松癥（DO）：在骨骺上的所有序列中顯示的融合和斑片狀中-高信號影是典型的長期固定后的短暫性骨質(zhì)疏松癥?；謴?fù)活動在廢用骨中產(chǎn)生比在正常骨中更大的應(yīng)力，因為必須支撐負載的骨小梁更小更弱，因此出現(xiàn)骨髓水腫（應(yīng)力反應(yīng)也在內(nèi)側(cè)髁上看到并用* 標識）。一個愈合的外側(cè)脛骨平臺骨折（箭頭）。 （a-e：PD-FS-WI; f：T1-WI）。值得注意的是，復(fù)雜性局部疼痛綜合征（CRPS，包括包括反射性交感神經(jīng)營養(yǎng)不良，痛覺神經(jīng)營養(yǎng)不良和Sudeck骨萎縮）具有與DO相同的MRI骨水腫模式，但其病理生理學(xué)與廢用脫鈣無關(guān)，并且總是伴有疼痛（DO是無癥狀患者的偶然發(fā)現(xiàn)，在有外固定的患者中）。

圖28：正常的紅骨髓：這是尋找骨髓水腫時可能出現(xiàn)的誤區(qū)。 造血系統(tǒng)紅骨髓（由于年輕患者正常分布或成人骨髓再生）在T1-WI（b）和水敏序列（a：PD-FS-WI）上均具有中等信號強度。 T1-WI上的正常紅骨髓相對于肌肉的分布（通常在干骺端）的特征性模式和較高的信號強度（與T1-WI上肌肉組織的等信號或低信號的病理性骨髓相反），應(yīng)能及時發(fā)現(xiàn)這一正常發(fā)現(xiàn)。

Conclusion

     Knee bone marrow edema is a very common finding on MRI scans. However, its pathophysiology it’s not as simple as one could imagine as there are several different mechanisms through which it can develop. For each of these mechanisms there is a specific set of possible underlying diseases, some with a very characteristic distribution pattern. Having this knowledge is highly helpful in narrowing down differential diagnosis and not missing common associated injuries.

        膝關(guān)節(jié)骨髓水腫在MRI掃描中非常常見的發(fā)現(xiàn)。 然而，它的病理生理學(xué)并不像人們想象的那么簡單，因為它可以有幾種不同的機制。 對于這些機制中的每一種，都存在一組可能的潛在疾病，其中一些非常具有特征性的分布模式。 掌握這些知識對縮小鑒別診斷范圍非常有幫助，并且不會漏診常見的相關(guān)損傷。