由于關節軟骨層相當薄，用MRI來評估關節軟骨的細微變化常受到空間分辨率的限制，但近年來由于新的掃描序列的開發及各種關節表面線圈的改進，使MRI在關節軟骨病變的檢測方面已具有相當重要的作用。随着技術的改進，MRI在軟骨病變檢查方面的優勢和潛力已越來越明顯。

目前在關節軟骨成像方面，除了常規作SE序列T1加權和T2加權掃描外，采用關節表面線圈和GE序列，以及薄層、小視野、高梯度場及具有三維信息的成像技術等，可增加軟骨成像的空間分辨率和對病變顯示的敏感性(圖1)。

圖1 膝關節軟骨在不同MR序列上的表現

A. 矢狀面T1WI：軟骨顯示為均勻的低信号帶；B.T2GRE像：具有5層的中高信号帶；C.T2WI：呈低信号帶；D.STIR像：呈低信号帶；E.脂肪抑制SPGR像：具有5層的高信号帶；F.脂肪抑制質子重度加權像：呈中等信号帶。

關節軟骨的磁共振信号特征反映了軟骨的結構和生物化學特征。水化的蛋白多糖分子和多方向排列的膠原的含量及分布的不同，不僅影響軟骨内水的含量(質子密度)，而且還影響其運動狀态(T2), 可使軟骨在MRI 圖像上呈特征性帶狀表現。随着TE的增加，軟骨的信号從深部開始衰減，主要是深部輻射層有較快的T2衰減及軟骨、骨交界處的磁敏感效應的共同作用所緻。

軟骨的T2較短，一般在短TE圖像上軟骨顯示較清楚。在軟骨深層上部的區帶中有一條T2弛豫特别快的區帶，所以在正常關節軟骨的中部可見一條低信号的窄帶。該帶非常薄，部分容積效應及軟骨非常輕微的彎曲都能使其模糊，也可以被磁角度作用所模糊，所以它通常出現在矢狀面圖像的中間層面上。在此低信号窄帶表層的軟骨部分(包括中層中不規則排列的膠原纖維)中有一條較長的T2弛豫帶，在T2WI上呈中等信号。軟骨表層是緻密平行切線狀排列的膠原纖維，雖然其含水量較多，但顯示較快的T2弛豫，所以軟骨表面在長TE圖像上顯示為薄的低信号周邊帶，與周圍的關節積液形成清晰的對比。

圖2 在短TE圖像上關節軟骨的四層改變

在短TE圖像上，正常的關節軟骨可顯示為四層，由淺入深呈低信号與中等信号交替排列。這些層次特征可與軟骨的組織學結構大緻相對應：

1、低信号的淺層帶對應表層。

2、淺層帶下的中等信号帶對應表層深部、中層全層和深層最上部分。

3、在深層中可出現一條低信号帶。

4、最下部的中等信号帶對應深層輻射帶的深部和鈣化帶。但磁敏感效應和化學位移僞影有時可過度誇大軟骨下皮質的厚度(圖2)。

圖3 在較長TE像上軟骨表現為三層結構

相對較薄、信号強度較低的表層和中層上部可以被關節軟骨彎曲和傾斜處的部分容積效應所模糊。軟骨表面的膠原纖維随着部位不同其排列方向也不同，在這個區帶中，部分膠原纖維的走行方向與主磁場方向成55°，表層也可顯示T2的角度折射現象。所以在某些條件下，一些區帶可以不顯示。另外，當背景為黑色時，表層也可不顯示(如含有較多關節滑液的膝關節，在脂肪抑制GE序列T1WI中，關節滑液與軟骨的表層均為低信号，兩者之間缺乏對比度)。

随着TE的延長，軟骨信号從深層開始衰減。軟骨表現為三層結構：第1層，低信号的表層；第2層，中等信号的中層和深層上部；第3層，深層低信号層帶，包括深層的部分結構和鈣化層(圖3)。在重度T2WI上，中層的信号也可降低，使關節軟骨基本上表現為均勻一緻的低信号。

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