MRI脂肪抑制與水激發(fā)技術(shù)在膝關(guān)節(jié)骨挫傷中的臨床應(yīng)用

2014-11-15 12:08:58王凡陳家祥

中外醫(yī)療 2014年19期

王凡　陳家祥

[摘要] 目的探討pd_tse_spair脂肪抑制和t2_me2d水激發(fā)序列在膝關(guān)節(jié)骨挫傷的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法回顧性分析膝關(guān)節(jié)骨挫傷的臨床資料和MRI圖像，對(duì)骨挫傷序列檢出能力進(jìn)行分析，比較同一病灶在不同序列中標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度。結(jié)果 pd-tse-spair脂肪抑制和t2-me2d水激發(fā)序列是檢出膝關(guān)節(jié)骨挫傷的敏感序列，pd_tse_spair脂肪抑制在骨挫傷、半月板損傷、韌帶損傷的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于t2_me2d水激發(fā)序列，特別在骨挫傷的比較中，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），可作為臨床膝關(guān)節(jié)骨挫傷的首選檢查序列。t2_me2d水激發(fā)序列在軟骨損傷的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于pd_tse_spair脂肪抑制序列，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 MRI脂肪抑制與水激發(fā)序列檢出膝關(guān)節(jié)骨挫傷及附屬結(jié)構(gòu)病灶非常敏感，能清楚顯示損傷部位及病理改變。

[關(guān)鍵詞] 骨挫傷；磁共振成像；脂肪抑制；水激發(fā)

[中圖分類號(hào)] R4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-0742（2014）07（a）-0008-03

[Abstract] Objective To explore the clinical application value of pd_tse_spair fat suppression and t2_me2d water excitation sequences in knee joint bone contusion. Methods The clinical data and MRI images of the knee joint bone contusion were analyzed retrospectively， and the bone contusion sequence detection ability was analyzed， and the standard signal intensities of the same lesion in different sequences were compared. Results pd_tse_spair fat suppression and t2-me2d water excitation sequences are sensitive sequences for the detection of the knee joint bone contusion. The standard signal intensity of pd_tse_spair fat suppression is superior to that of t2-me2d water excitation sequences in bone contusion， meniscus injuries， ligament injury， especially the difference in bone contusion between the two was statistically significant（P<0.05）， and which can be used as the first choice of examination sequence for the clinical knee joint bone contusion. The standard signal intensity of t2_me2d water excitation sequence was superior to that of pd_tse_spair fat suppression sequence， the difference between the two was statistically significant（P<0.05）. Conclusion MRI pd_tse_spair fat suppression and t2_me2d water excitation sequences are sensitive in the detection of the knee joint bone contusion and attached structures of lesions， which can clearly show the site of injury and pathological changes.

[Key words] Bone contusion； MRI（magnetic resonance imaging）； Fat suppression； Water excitation

膝關(guān)節(jié)是人體結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，外傷中容易損傷并引起臨床癥狀的部位。磁共振MRI是目前唯一能直接顯示膝關(guān)節(jié)骨髓及附屬結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)性檢查手段，MRI自旋回波、梯度回波及質(zhì)子加權(quán)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)骨髓病理改變有極高的敏感度，能進(jìn)行多序列、多參數(shù)、多角度的成像，對(duì)骨小梁損傷、隱形骨折及關(guān)節(jié)附屬結(jié)構(gòu)損傷能較清晰顯示[1-2]，能檢出X線、CT均不能發(fā)現(xiàn)的膝關(guān)節(jié)骨挫傷損傷情況。隨著MRI新的掃描序列和關(guān)節(jié)線圈不斷開發(fā)，精準(zhǔn)頻率反轉(zhuǎn)恢復(fù)脂肪抑制技術(shù)（spair）及多回波選擇性2D采集水激發(fā)技術(shù)（me2d）目前得到臨床廣泛應(yīng)用，但報(bào)道較少。為探討pd_tse_spair脂肪抑制和t2_me2d水激發(fā)序列在膝關(guān)節(jié)骨挫傷中的臨床應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)分析2008年10月—2013年10月間因外傷于該院行膝關(guān)節(jié)MRI檢查診斷關(guān)節(jié)挫傷病例60例的臨床資料，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集因外傷于該院行膝關(guān)節(jié)MRI檢查診斷膝關(guān)節(jié)挫傷病例60例，其中男性42例，女性28例，年齡21～58歲，平均年齡±標(biāo)準(zhǔn)差為（42±11.5）歲，均有明確外傷史，臨床癥狀主要有關(guān)節(jié)腫脹、疼痛、部分伴有功能障礙。所有病例均行DR檢查，行CT檢查，無明顯關(guān)節(jié)骨折、移位endprint

1.2 MRI設(shè)備與檢查方法

MRI掃描采用德國(guó)西門子Siemens Magnetom Avanto1.5T超導(dǎo)高場(chǎng)強(qiáng)磁共振掃描儀，采用膝關(guān)節(jié)專用正交線圈，患者仰臥位，腿伸直位，常規(guī)橫斷位、矢狀位及冠狀位定位掃描后：常規(guī)掃描包括：精準(zhǔn)頻率反轉(zhuǎn)恢復(fù)質(zhì)子相脂肪抑制pd-tse_spair_sag序列（TR4200 ms，TE39 ms，層厚3 mm，矩陣256×256，翻轉(zhuǎn)角150°，檢查時(shí)間5∶02），多回波選擇性2D采集水激發(fā)技術(shù)t2_me2d_sag序列（TR871 ms，TE23 ms層厚3.0 mm，矩陣256×256，翻轉(zhuǎn)角30°，檢查時(shí)間3∶15），梯度回波t2_fl2d_sag（TR600 ms，TE15 ms，層厚3.0 mm，矩陣256×256，翻轉(zhuǎn)角20°，檢查時(shí)間1：15），自旋回波t1_tse_cor序列（TR576ms，TE14 ms，層厚3.5 mm，矩陣256×256，翻轉(zhuǎn)角90°，檢查時(shí)間1：49）。

1.3 評(píng)價(jià)方法

所有MRI檢查資料由一名主任醫(yī)師及一名主治醫(yī)師閱片，所有掃描數(shù)據(jù)在西門子工作站進(jìn)行顯示：①評(píng)價(jià)記錄骨挫傷及附屬結(jié)構(gòu)損傷病灶區(qū)數(shù)量、位置；②測(cè)量不同序列上同一病灶感興趣區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度（Normalized Signal Intersity），即：Sn組織=S組織/Sw（Sn組織為所測(cè)組織的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，S組織為所測(cè)病灶組織信號(hào)強(qiáng)度，Sw為所測(cè)組織同一側(cè)面正常骨髓信號(hào)）。感興趣區(qū)（Degions of Interest，ROI）大小設(shè)定3 mm×3 mm。為減少誤差，所有信號(hào)測(cè)量3次取平均值作為該病灶區(qū)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度（Sn）。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

用Excel2000軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和整理，采用SPSS14.0統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)各序列的檢出能力進(jìn)行兩兩比較的χ2檢驗(yàn)、Fisher精確概率法。不同序列檢出的同一病灶，測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 影像檢查結(jié)果

該組研究中60例病例共檢出98個(gè)骨挫傷病灶，單發(fā)骨挫傷（圖1、5）23例，多發(fā)骨挫傷75例，位于脛骨平臺(tái)46例，股骨外側(cè)髁24例，股骨內(nèi)側(cè)髁18例，腓骨頭7例，髕骨3例。膝關(guān)節(jié)由股骨下端、脛腓骨上端、髕骨及周圍肌肉及肌腱組成。膝關(guān)節(jié)骨挫傷常見的伴隨損傷包括半月板損傷（圖2、6）18例（30.0%），前后交叉韌帶、副韌帶損傷（圖3、7）29例（48.3%），關(guān)節(jié)軟骨損傷（圖4、8）12例（20.0%），軟組織損傷60例（100%）。

3 討論

3.1 膝關(guān)節(jié)骨挫傷的病理變化、臨床意義

膝關(guān)節(jié)是人體最大的承重關(guān)節(jié)，也是最復(fù)雜的關(guān)節(jié)。膝關(guān)節(jié)骨挫傷的基本病理變化是在直接或間接暴力作用下，造成骨髓彌漫性或局限性充血、水腫、出血，這些病理改變并不能影響X線的吸收差異，因此DR及CT檢查不能準(zhǔn)確診斷出異常，MRI對(duì)于不同組織的信號(hào)差異能敏感檢出病灶，但同時(shí)也需和骨軟骨病變、骨壞死、骨髓水腫綜合征、關(guān)節(jié)病、感染、畸形性骨炎等病變相鑒別[2-3]。膝關(guān)節(jié)骨挫傷臨床癥狀主要有疼痛、關(guān)節(jié)腫脹、運(yùn)動(dòng)功能障礙。該組病例伴有軟組織損傷60例（100%）、半月板損傷18例（30.0%）、韌帶損傷29例（48.3%）、軟骨損傷12例（20.0%），是解釋臨床癥狀和診斷骨挫傷的客觀和有力的依據(jù)，因此具有重要的臨床意義。

3.2 膝關(guān)節(jié)骨挫傷及附屬結(jié)構(gòu)損傷的MRI表現(xiàn)

膝關(guān)節(jié)骨挫傷MRI表現(xiàn)主要是骨皮質(zhì)下髓質(zhì)區(qū)斑片狀、地圖狀、不規(guī)則異常信號(hào)，而骨皮質(zhì)不發(fā)生骨折、移位，t1-tse上呈低或稍低信號(hào)， t2_fl2d上呈高信號(hào)，邊界較清晰，pd-tse-spair、t2-me2d上呈顯著高信號(hào)，與周圍結(jié)構(gòu)對(duì)比明顯。創(chuàng)傷作用機(jī)制不同，骨挫傷形態(tài)各異，一般可分為3種類型：Ⅰ型表現(xiàn)為干骺端和骨干區(qū)彌漫性信號(hào)異常；Ⅱ型表現(xiàn)為軟骨下骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷；Ⅲ型表現(xiàn)為軟骨內(nèi)局限性信號(hào)異常，Ⅰ型、Ⅱ型常伴有前后交叉韌帶和側(cè)副韌帶損傷，該組病例中以Ⅰ型最多見，發(fā)生率（83.3%），與Sanders TG[4]報(bào)道一致。膝關(guān)節(jié)骨挫傷易合并關(guān)節(jié)附屬結(jié)構(gòu)損傷，半月板、韌帶和軟骨成分主要以纖維軟骨、肌纖維及膠原纖維組成，缺乏參與MRI成像的游離氫質(zhì)子，在常規(guī)序列上以低、稍低信號(hào)改變。出現(xiàn)挫傷水腫時(shí)，正常結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)異常高信號(hào)并伴形態(tài)學(xué)異常。骨挫傷的早期診斷，特別是關(guān)節(jié)軟骨、韌帶、半月板損傷的MRI檢測(cè)確診，不僅可以解釋臨床癥狀發(fā)生原因，還能避免下一步過度檢查，對(duì)疾病的進(jìn)程、預(yù)后進(jìn)行評(píng)估，明確治療方案，是目前國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)[5-8]。半月板損傷是骨挫傷常見的合并傷，在低信號(hào)的半月板中出現(xiàn)中-高信號(hào)缺損。韌帶的損傷MRI主要表現(xiàn)為韌帶腫脹、中斷和韌帶內(nèi)異常高信號(hào)。膝關(guān)節(jié)骨挫傷累計(jì)關(guān)節(jié)軟骨及軟骨下骨，會(huì)使原先富有彈性的軟骨下骨表面順應(yīng)性下降，出現(xiàn)軟骨的腫脹、增厚，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成軟骨斷裂、移位、缺損、脫落。本研究中附屬結(jié)構(gòu)損傷的發(fā)生率高于其他文獻(xiàn)報(bào)道[9-10]。分析原因：高場(chǎng)MR的使用，提高了磁場(chǎng)均勻度、組織對(duì)比度；脂肪抑制和水激發(fā)技術(shù)的壓脂和對(duì)水的激發(fā)程度較好；選擇研究的病例組骨挫傷嚴(yán)重程度不一致。

3.3 膝關(guān)節(jié)骨挫傷及附屬結(jié)構(gòu)損傷的MRI序列應(yīng)用分析

MRI自旋回波、梯度回波及質(zhì)子加權(quán)技術(shù)臨床應(yīng)用較廣泛，操作方便，適用于各種場(chǎng)強(qiáng)、MR機(jī)型。MRI脂肪抑制技術(shù)和水激發(fā)技術(shù)是近年來臨床應(yīng)用的膝關(guān)節(jié)檢查技術(shù)，頻率飽和（FS）脂肪抑制技術(shù)、反轉(zhuǎn)恢復(fù)（STIR）脂肪抑制技術(shù)在膝關(guān)節(jié)骨挫傷的應(yīng)用較多[11]。骨髓內(nèi)富含的脂肪組織與骨髓腔的病灶缺乏對(duì)比，因此合理使用脂肪抑制技術(shù)是病灶檢出的關(guān)鍵。SPAIR：是使用精準(zhǔn)頻率選擇反轉(zhuǎn)恢復(fù)脂肪抑制技術(shù)，能自動(dòng)計(jì)算反轉(zhuǎn)時(shí)間以最大程度抑制脂肪信號(hào)，因此脂肪抑制程度較好、均勻，圖像信噪比高。T2-me2d主要利用脂肪和水的化學(xué)位移效應(yīng)，二項(xiàng)組合脈沖的施加導(dǎo)致脂肪信號(hào)抑制，水的信號(hào)被采集（激發(fā)），能有效減少磁化率及化學(xué)位移。由于MR對(duì)于水分子的改變很敏感，組織內(nèi)輕微水腫就可以引起MRI信號(hào)改變，可以早期顯示骨髓組織異常包括水腫、出血、滲出等征象。目前SPAIR脂肪抑制技術(shù)和T2-me2d水激發(fā)技術(shù)報(bào)道較少，盧玲銓等[12]和石銀龍等[13]研究認(rèn)為MR檢查的質(zhì)子相脂肪抑制和水激勵(lì)技術(shù)序列是明確骨挫傷和軟骨損傷的最佳序列。該組pd_tse_spair脂肪抑制序列和t2_me2d水激發(fā)序列對(duì)于骨髓、半月板、韌帶、軟骨顯示滿意，檢出病灶能力明顯優(yōu)于常規(guī)自旋回波t1-tse、梯度回波t2_fl2d序列，特別在韌帶和軟骨損傷的檢出中，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），進(jìn)一步驗(yàn)證了相關(guān)研究文獻(xiàn)報(bào)道。因此在臨床工作中，脂肪抑制和水激發(fā)技術(shù)能為臨床診斷和治療提供準(zhǔn)確的影像依據(jù)，可作為膝關(guān)節(jié)骨挫傷的常規(guī)檢查方法。endprint

該研究使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度（Sn）對(duì)脂肪抑制和水激發(fā)序列在骨挫傷及附屬結(jié)構(gòu)損傷的診斷進(jìn)行兩兩比較，進(jìn)一步分析得出：①pd_tse_spair脂肪抑制在骨挫傷、半月板損傷、韌帶損傷的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于t2_me2d水激發(fā)序列，特別在骨挫傷的比較中，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），可作為臨床膝關(guān)節(jié)骨挫傷的首選檢查序列。②t2_me2d水激發(fā)序列在軟骨損傷的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于pd_tse_spair脂肪抑制序列，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），可作為pd_tse_spair脂肪抑制序列的有益補(bǔ)充。該研究中對(duì)圖像的信噪比及對(duì)比噪聲比未作統(tǒng)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度高低不能保證病灶與周圍相鄰結(jié)構(gòu)的清晰對(duì)比，同時(shí)該組觀察發(fā)現(xiàn)病灶在不同序列上顯示的病灶范圍大小也明顯不同，有待與臨床結(jié)合進(jìn)一步研究，優(yōu)化組合檢查序列，避免高估和低估病情，為膝關(guān)節(jié)骨挫傷的診斷及治療處理提供臨床依據(jù)。

隨著MRI軟硬件技術(shù)的不斷提升，3D梯度回波技術(shù)、彌散加權(quán)成像、波譜功能成像也開始應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)的檢查[14]。脂肪抑制和水激發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于檢查時(shí)間較短，操作簡(jiǎn)單，對(duì)病灶的顯示敏感性和特異性較高，在臨床上會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Ye DC，Qiu QD，Yin JC. MRI diagnosis of bone contusion on the knee and its clinical[J]. China Journal Of Orthopaedics And Traumatology，2010，23（6）： 427.

[2] Steinbach LS，Suh KJ. Bone marrow edema pattern around the knee on magnetic resonance imaging excluding acute traumatic lesions[J].Semin Musculoskelet Radiol，2011，15（3）：208-220.

[3] Marsh，M RB.Souza，BT Wyman，et al. Hellio Le Graverand；K，et。Differences between X-ray and MRI-determined knee cartilage thickness in weight-bearing and non-weight-bearing conditions[J]. Osteoarthritis and Cartilage，2013，21（12）：1876-1885.

[4] Sanders TG，F(xiàn)eller JF，Lawhorn KM，et al.BONE contusion patterns of the knee MR imaging foot print of the mechanism of injury[J].Radiographics，2000，20：135-151.

[5] Xu L1，Hayashi D，Roemer FW，et al. Magnetic resonance imaging of subchondral bone marrow lesions in association with osteoarthritis[J].Semin Arthritis Rheum，2012，42（2）：105-118.

[6] Vollnberg B，Koehlitz T，Jung T，et al. Prevalence of cartilage lesions and early osteoarthritis in patients with patellar dislocation[J].Eur Radiol， 2012，22（11）：2347-2356.

[7] GJ，Kazakia，D Kuo，Schooler，et al. Bone and cartilage demonstrate changes localized to bone marrow edema-like lesions within osteoarthritic knees[J].Osteoarthritis and Cartilage，2013，21（1）： 94-101.

[8] Xu L1，Hayashi D，Roemer FW，et al.Magnetic resonance imaging of subchondral bone marrow lesions in association with osteoarthritis[J].Semin Arthritis Rheum，2012，42（2）：105-118.

[9] 楊獻(xiàn)峰，朱斌，蔣青，等.膝關(guān)節(jié)周圍骨挫傷的臨床與影像學(xué)研究進(jìn)展[J].中華放射學(xué)雜志，2013， 47（2）：190-192.

[10] 金永明. MRI在膝關(guān)節(jié)骨挫傷中的診斷分析[J]. 中外醫(yī)療，2013，32（18）：174-175.

[11] 周吉明，王超，邵寶富，等.低場(chǎng)磁共振短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列在膝關(guān)節(jié)骨挫傷中的應(yīng)用[J].實(shí)用醫(yī)技雜志，2013（8）：839-840.

[12] 盧玲銓，馮敏，王書智，等.質(zhì)子加權(quán)預(yù)飽和脂肪抑制在骨挫傷中的診斷價(jià)值[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2005，15（2）：1088-1091.

[13] 石銀龍，王傳兵，張廉良.MRI水激勵(lì)序列顯示膝關(guān)節(jié)軟骨的臨床應(yīng)用[J].江蘇醫(yī)藥，2010，36（23）：2746-2748.

[14] Eleftherios Lavdas，Theofilos Topalzikis，Panayiotis Mavroidis，et al.Comparison of PD BLADE with fat saturation （FS）， PD FS and T2 3D DESS with water excitation（WE） in detecting articular knee cartilage defects[J].Magnetic Resonance Imaging，2013，31（8）：1255-1262.

（收稿日期：2014-03-25）endprint