关节软骨覆盖于运动关节的骨性关节面，起着减轻关节反复滑动中关节面的摩擦、吸收机械性震荡和传导重力至软骨下骨的作用。传统评价关节软骨的主要影像方法有X线、CT、关节造影以及MR。X线及CT不能直接显示关节软骨，只能通过关节间隙变窄间接征象提示软骨病变，但关节间隙变窄往往出现于病程较长严重的骨关节炎患者；关节镜检查可以作为软骨退变的金标准，但为有创性且可引起严重并发症，且该检查只能提供软骨外部轮廓形态的改变，对于诊断早期软骨病变特别是形态轮廓尚未改变之前的生化成分改变无能为力；MR成像为无创、操作简便的方法，可以清晰显示关节软组织结构，显示软骨形态及信号改变，特别是近年来3T MRI以更高的SNR在软骨成像中广泛应用，可以更清晰显示软骨解剖学细节或组织成分，对软骨进行定性以及定量成像，对软骨的组织成像及软骨病变治疗随访发挥更大的作用。
关节软骨T1W、T2W及T2-FS-SPAIR上无分层现象：在T1W 序列上表现为均匀中等信号带，与骨质间有低信号带相隔（图4-1A）；在T2W 和T2-FS-SPAIR序列上软骨为覆盖于骨质表面的中低信号带（图4-1B、C）。而在3D-WAST及FFE序列呈现为高—低—高的3 层的分层现象（图4-2）。最常用的关节软骨成像序列包括：SE、FSE、GRE、3D-FS-SPIR、3D-FFEWATS等。FSE序列在软骨成像方面优于SE序列。FSE 可以增高SNR，缩短成像时间，可减少运动伪影、磁敏感伪影，对关节软骨病变具有高度敏感性。FSE-T1W序列因软骨与滑液、脂肪之间缺乏对比，难以准确显示软骨结构，FSE-T2W在关节积液时，可产生类关节造影的效果，利于显示软骨表层的缺损，但对软骨下骨质显示不清，软骨病变检出敏感度不高，T2-FS-SPAIR序列可以清楚地显示软骨-关节液界面。由于关节软骨复 杂的表面形态和广泛的被覆区域，MR三维成像更适用于软骨成像，其优势体现在:①可按任意方向进行数据重建，实现一次扫描任意层面重建；②在层面内和切层间保持同样的分辨率，获得小于1mm 层厚的图像；③直观显示软骨形态和厚度变化。MR三维成像可进行关节软骨容积分析，对精确评价软骨病变有较大帮助。但它最大缺陷是耗时，不适于高龄和关节疼痛的患者。
图4-1 正常膝关节矢状面图像
图4-2 正常髌软骨横断面图像
上述方法在软骨病变早期特别是形态轮廓尚未改变之前的生化成分改变无能为力。探查早期关节软骨病变的影像诊断，目前已经开始发展为关节软骨生理学成像。延迟动态增强磁共振成像技术（delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage，dGEMRIC）能敏感反映早期病变软骨内氨基葡萄糖（glycosaminoglycan，GAG）的改变；T2W弛豫值（多回波自旋回波序列，T2 mapping）被认为是反映软骨内胶原成分改变的一项敏感技术（图4-3、图4-4）。
图4-3 早期骨关节炎
图A为髌骨横断面T2-FS-SPAIR序列图像，髌骨轮廓完整信号均匀。图B为T2 mapping，可见髌骨局部出现小斑片状蓝色色阶，因此我们认为T2 mapping可以较常规MR更早观察到软骨病变。 图C为T2值标尺
图4-4 早期骨关节炎
图A为髌骨横断面T2-FS-SPAIR序列图像，髌骨轮廓完整光滑，信号均匀。图B为T1 mapping图像， 显示局部出现斑片状紫色色阶，说明T1 mapping较T2-FS-SPAIR更能敏感反映软骨早期病变。图C为T1值标尺
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