3TMRI的 T2—mapping技術(shù)在膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的應(yīng)用研究

摘要：目的 評(píng)價(jià)3TMRI新生理成像技術(shù)T2-mapping在膝關(guān)節(jié)軟骨損傷診斷中的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法 對2011年10月～2013年10月來我院就診的68例膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者81側(cè)膝關(guān)節(jié)鏡檢查病例，應(yīng)用3T T2-maping和常規(guī)2D-FSE序列，將膝關(guān)節(jié)鏡的結(jié)果視為\"金標(biāo)準(zhǔn)\"，比較T2-maping和膝關(guān)節(jié)常規(guī)序列在診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度，用Wilson評(píng)分法計(jì)算敏感性和特異性的95%可信區(qū)間；用R×C列χ2檢驗(yàn)來比較這幾種不同MRI序列對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷診斷的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)果 ①在敏感度和準(zhǔn)確度上： T2-maping >PdWI > T2WI > T1WI。②在一致性 Kappa 值上： T2-maping的 Kappa 值明顯優(yōu)于PdWI、T2WI T1WI序列， 其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P< 0.01）。 T2-maping與關(guān)節(jié)鏡診斷結(jié)果之間一致性極佳。結(jié)論 T2mappiag成像可以發(fā)現(xiàn)沒有形態(tài)學(xué)改變的損傷的關(guān)節(jié)軟骨組織成分的改變，對診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，尤其是病變早期有很高的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：磁共振生理成像技術(shù)；膝關(guān)節(jié)；軟骨損傷；關(guān)節(jié)鏡

膝關(guān)節(jié)軟骨在維持膝關(guān)節(jié)日常活動(dòng)中起著重要作用，但它易受損傷，增齡、外傷、各種關(guān)節(jié)疾患均可導(dǎo)致軟骨發(fā)生病理改變。常規(guī)設(shè)備X線、CT檢查均不能顯示軟骨的外形及內(nèi)部的病理改變，只能通過膝關(guān)節(jié)間隙的變窄、關(guān)節(jié)構(gòu)成骨的退變，來推測關(guān)節(jié)軟骨的病變程度。MRI有良好的組織對比度，可多層面、多角度地顯示軟骨的外形及內(nèi)部變化，且無創(chuàng)、重復(fù)性好，是目前公認(rèn)的膝關(guān)節(jié)軟骨的最佳檢查方法[1]。膝關(guān)節(jié)常規(guī)序列已得到普及，但其也存在很多不足，如：由于軟骨深層T2弛豫時(shí)間較短，使其與軟骨下骨對比較差[2]，常規(guī)FSE序列是二維成像，具有潛在的模糊偽影，軟骨損傷是一種不可逆的漸進(jìn)過程，隨著臨床診療手段的提高，早期診斷治療在阻礙軟骨損傷進(jìn)程中越來越重要，從而對影像診斷也提出了更高的要求。MR成像設(shè)備的不斷升級(jí)和軟件開發(fā)，許多軟骨成像新序列和新技術(shù)開始進(jìn)行臨床應(yīng)用，本研究將比較膝關(guān)節(jié)T2-maping序列、3D-FSPGR序列和膝關(guān)節(jié)常規(guī)序列在診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度，評(píng)價(jià)3.0T磁共振序列成像顯示膝關(guān)節(jié)軟骨損傷優(yōu)缺點(diǎn)，目的在探討膝關(guān)節(jié)軟骨損傷早期診斷的影像學(xué)方法， 為臨床早期治療膝關(guān)節(jié)軟骨損傷提供診斷依據(jù)，具有臨床研究價(jià)值。

1資料與方法

1.1一般資料 選擇2011年10月～2013年10月來我院就診的68例膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者81側(cè)膝關(guān)節(jié)鏡檢查病例，應(yīng)用3T新生理成像技術(shù) T2-maping和常規(guī)2D-FSE（2D Fast Spine Echo）序列（FSE-T1WI， FRFSE-PdWI/T2WI）行膝關(guān)節(jié)磁共振檢查。其中，男38例，女30例，年齡15～79歲，平均52.5歲。

1.2方法 所有患者均在GE Singna HDX 3.0T MRI機(jī)上進(jìn)行，掃描線圈為膝關(guān)節(jié)表面線圈。所有患者均采用T1WI、T2WI 、3D-FS-SPGR及T2-mapping序列，選擇性行冠狀位、矢狀位、橫斷位掃描。利用ADW 4.5進(jìn)行圖像的后處理?；颊哐雠P，膝關(guān)節(jié)伸直并外旋10～15°，用表面線圈置于膝關(guān)節(jié)上并綁定，膝關(guān)節(jié)兩側(cè)用沙袋固定，患者檢查期間保持體位，以提高圖像質(zhì)量及掃描層面相同率。

1.2.1 3D-FS-SPGR序列即三維抑脂擾相梯度回波序列，是在梯度回波之后在層面選擇梯度方向上再加上一個(gè)\"擾向梯度\"，使殘留的質(zhì)子橫向磁矩在下次射頻脈沖到來之前完全反相位。擾相可減少T2的影響，故該序列具有T1加權(quán)性質(zhì)。附加脂肪抑制后增加了關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨的對比，提高了軟骨圖像的信噪比，使軟骨顯示的更清晰。三維連續(xù)薄層掃描可進(jìn)行多方位重建，無信號(hào)丟失，有利于觀察關(guān)節(jié)軟骨微小病變并對其進(jìn)行精確評(píng)價(jià)。

1.2.2 T2-mapping作為新的軟骨磁共振生理性成像技術(shù)，對軟骨內(nèi)基質(zhì)變化能做出定量分析。T2mapping成像是采用多回波自旋序列技術(shù)通過工作站后，通過感興趣區(qū)測量得出組織的T2弛豫時(shí)間值，T2弛豫時(shí)間通過描述組織橫向磁化衰減來反映組織的特異性。T2值受關(guān)節(jié)軟骨水含量和膠原纖維方向的影響，在關(guān)節(jié)軟骨大體形態(tài)變化之前，其內(nèi)部膠原纖維破壞和膠原成分改變會(huì)造成其水含量增加，導(dǎo)致T2值延長，可對軟骨退變作出早期診斷。

1.3膝關(guān)節(jié)鏡檢査 關(guān)節(jié)鏡采用美國StrykerX6000型，SONY彩色顯示器和視頻采集系統(tǒng)。關(guān)節(jié)鏡操作醫(yī)師作全面的膝關(guān)節(jié)鏡檢查，評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨面的情況。將膝關(guān)節(jié)軟骨面分為5個(gè)區(qū)域：股骨內(nèi)髁面、股骨外髁面、脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)面、脛骨平臺(tái)外側(cè)面和髕骨軟骨面。對有病損的軟骨面重點(diǎn)觀察，并作出初步分級(jí)評(píng)價(jià)。

1.4觀察指標(biāo)

1.4.1MRI圖像分析 所有MR1影像學(xué)資料由3名具有主治醫(yī)師職稱以上的MRI診斷醫(yī)師采用雙盲法，對以下問題做出回答：①有無軟骨病損：②病損的具體位置、數(shù)量：③按Recht分級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)對各序列閣像中關(guān)節(jié)軟骨病損進(jìn)行分級(jí)并寫出報(bào)告。

1.4.2膝關(guān)節(jié)鏡表現(xiàn) 膝關(guān)節(jié)軟骨病損的關(guān)節(jié)鏡表現(xiàn)為軟背的變薄、軟化、水腫，軟骨的纖維化呈蟹肉樣外觀以及軟骨有無剝脫等。對有病損的軟骨面重點(diǎn)觀察，并作出初步分級(jí)評(píng)價(jià)。

1.4.3分析方法 將膝關(guān)節(jié)鏡的結(jié)果視為\"金標(biāo)準(zhǔn)\"，比較3T新生理成像技術(shù) T2-maping和膝關(guān)節(jié)常規(guī)序列在診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度，利用ADW 4.5進(jìn)行圖像的后處理，用Wilson評(píng)分法計(jì)算敏感性和特異性的95%可信區(qū)間；用R×C列x2檢驗(yàn)來比較這幾種不同MRI序列對膝關(guān)節(jié)軟骨損傷診斷的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，以P< 0.01作為其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

以關(guān)節(jié)鏡診斷為標(biāo)準(zhǔn)：FSE-T1WI 序列診斷軟骨病損的敏感度為62.6%，特異度為 94.9%，準(zhǔn)確度為77.3%， Kappa值為0.409； FRFSE- T2WI序列診斷軟骨病損的敏感度為 58.9%，特異度為 96.1%，準(zhǔn)確度為 79.5%， Kappa 值為 0.369；FRFSE-PdWI序列診斷軟骨病損的敏感度為69.8%，特異度為90.5%，準(zhǔn)確度為82.8%，Kappa值為0. 667； 3T新生理成像技術(shù) T2-maping序列診斷軟骨病損的敏感度為98.3%，特異度為89.6%，準(zhǔn)確度為97.6%，Kappa 值為 0.905。①在敏感度和準(zhǔn)確度上： 3T新生理成像技術(shù) T2-maping > FRFSE-PdWI >FRFSE- T2WI > FSE-T1WI。②在一致性 Kappa 值上：3T新生理成像技術(shù) T2-maping的 Kappa 值明顯優(yōu)于FRFSE-PdWI、FRFSE- T2WI 、FSE-T1WI序列， 其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P< 0.01）。

圖1A-G 患者男，33歲，左膝關(guān)節(jié)疼痛不適數(shù)月，MRI顯示左膝關(guān)節(jié)少量積液；圖A、B、C分別為常規(guī)序列FSE T1WI、FRFSE T2WI、PDWI，顯示左側(cè)髕骨及股骨股骨遠(yuǎn)端軟骨信號(hào)無異常改變；圖D、E為T2-mapping曲線圖及T2-mapping與解剖融合圖像，興趣區(qū)軟骨T2=33.947±1.73ms。圖F、G為分別為軸位FRFSE T2WI和3DSPGR圖像，能清晰的顯示關(guān)節(jié)軟骨的分層表現(xiàn)。

3討論

磁共振成像（MRI）診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的優(yōu)勢及臨床意義：膝關(guān)節(jié)軟骨損傷與韌帶、半月板、骨質(zhì)及軟組織損傷都可表現(xiàn)為關(guān)節(jié)的疼痛、腫脹、活動(dòng)受限、彈響等，由于這些癥狀沒有特異性，臨床醫(yī)生難以通過癥狀即能做出明確診斷。磁共振成像（MRI）因具有無創(chuàng)、無電離輻射、多參數(shù)、 多平面成像及良好的軟組織分辨率等優(yōu)點(diǎn)己廣泛應(yīng)用于軟骨病變的診斷和療效評(píng)價(jià)，是目前無創(chuàng)診斷關(guān)節(jié)軟骨病變的最佳影像手段，較傳統(tǒng)的X線、CT、B超具有無可比擬的優(yōu)勢。以關(guān)節(jié)鏡診斷為標(biāo)準(zhǔn)，通過對照膝關(guān)節(jié)軟骨病損的MRI各序列成像和關(guān)節(jié)鏡的表現(xiàn)，將各序列的診斷病變分級(jí)結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡下分級(jí)分別進(jìn)行對照，兩者結(jié)果具有良好的一致性。然而，在膝關(guān)節(jié)軟骨病損最佳的磁共振檢查序列及軟骨早期退變的磁共振診斷方面國內(nèi)外一直存在爭議。

關(guān)節(jié)鏡技術(shù)作為一種微創(chuàng)的手術(shù)方法，在對關(guān)節(jié)軟骨的直接觀察評(píng)價(jià)以及通過鏡下手術(shù)對軟骨病損進(jìn)行必要的手術(shù)處理等方面較關(guān)節(jié)切開術(shù)有明顯的優(yōu)越性，故關(guān)節(jié)鏡檢查技術(shù)被認(rèn)為是診斷關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨損傷的\"金標(biāo)準(zhǔn)\"。但關(guān)節(jié)鏡檢查畢竟屬于有創(chuàng)性，所以不宜作為膝關(guān)節(jié)軟骨病損的常規(guī)檢查方法。臨床工作中，了解軟骨損傷狀況特別重要，MRI能夠準(zhǔn)確反映軟骨病損并對其分 級(jí)，具有重要的診斷價(jià)值。對于～I(xiàn)I期 的軟骨損傷，由于軟骨細(xì)胞具有良好修復(fù)能力，使用藥物介入即可阻止或逆轉(zhuǎn)早期軟骨改變；對于III期的軟骨損傷，軟骨細(xì)胞具有一定的修復(fù)能力，可以使用關(guān)節(jié)鏡鉆孔技術(shù)激發(fā)人體潛在的修復(fù)能力，在缺損處形成血腫，并能使軟骨下骨的骨髓細(xì)胞、軟骨源性和骨源性細(xì)胞順著孔道釋放到軟骨缺損處附著到正常關(guān)節(jié)軟骨邊緣，形成纖維軟骨修復(fù)缺損區(qū)；對于IV期軟骨病損，由于軟骨細(xì)胞已失去修復(fù)再生能力，此期損傷應(yīng)進(jìn)行外科手術(shù)治療，通過手術(shù)改變其承重點(diǎn)，減少損傷處關(guān)節(jié)軟骨所受的機(jī)械性沖擊震蕩，減緩關(guān)節(jié)的退變過程。

在膝關(guān)節(jié)，透明軟骨厚約2～4mm，均勻的被覆于關(guān)節(jié)面。關(guān)節(jié)軟骨的MRI表現(xiàn)與選用設(shè)備及序列不同而表現(xiàn)不一。隨著TE時(shí)間的延長，軟骨信號(hào)從深部放射帶開始衰減，表現(xiàn)為三層結(jié)構(gòu)，即低信號(hào)的表層帶，中等信號(hào)的過渡帶和上部放射帶，低信號(hào)的放射帶深部及鈣化帶。外傷導(dǎo)致軟骨膠原纖維結(jié)構(gòu)完整性破壞或排列順序的改變、軟骨內(nèi)蛋白聚糖等成分丟失，而相應(yīng)的游離水就會(huì)通過損傷處進(jìn)入關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)或在軟骨基質(zhì)內(nèi)與親水的氨基葡萄糖結(jié)合，導(dǎo)致軟骨基質(zhì)水腫或軟骨細(xì)胞腫脹，局部含水量增加。受損的關(guān)節(jié)軟骨邊緣毛糙。正常軟骨的分層樣表現(xiàn)消失。鄰近組織損傷、水腫表現(xiàn)。

總之，T2mappiag成像可以發(fā)現(xiàn)沒有形態(tài)學(xué)改變的損傷的關(guān)節(jié)軟骨組織成分的改變，對診斷膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，尤其是病變早期有很高的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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