RSNA2014骨骼肌肉影像學(xué)

張平，郭瑞敏，金騰，冉君，李婷

肌腱與肌肉

Schrading等采用超聲剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）來評價肌腱病變，并與B型超聲和能量多普勒成像互相補充來提高診斷準(zhǔn)確性。B型超聲和能量多普勒超聲檢查是評價肌腱病變和肱骨外髁炎的常用影像學(xué)方法。B型超聲采用15MHz的線型探頭對受檢部位進行系統(tǒng)檢查，通過能量多普勒技術(shù)來判斷新生血管。通過剪切波彈性成像可以評價組織彈性，當(dāng)肌腱的剪切波彈性值＜50kPa時，視為“軟”肌腱，即肌腱的彈性降低。此項研究通過對92例肌腱進行綜合分析，發(fā)現(xiàn)剪切波彈性成像結(jié)合B型超聲和能量多普勒能夠?qū)⒓‰觳∽兊脑\斷敏感度提高到85%以上，而僅使用B型超聲和能量多普勒對肌腱病變進行評價，其敏感度低于69%。

BMedSc等通過23鈉磁共振成像定量分析攝入環(huán)丙沙星的健康受試者跟腱內(nèi)糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）含量的變化。定量分析MRI技術(shù)包括：23Na MRI、GAG化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移（chemical exchange saturation transfer，gagCEST）成像和T2＊mapping圖。此研究對14個踝關(guān)節(jié)進行跟蹤 MRI檢查，分別在服藥前、服藥10d后及服藥5個月后進行MRI檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在所有受檢踝關(guān)節(jié)中服藥后23Na成像跟腱的信號強度明顯降低約25%；跟腱內(nèi)gagCEST值也明顯下降；然而從形態(tài)學(xué)角度看，在T2＊mapping圖上跟腱在服藥前后未見明顯變化。通過23Na MRI和gagCEST成像能夠顯示環(huán)丙沙星所致的跟腱可逆性信號改變和gagCEST效應(yīng)，這兩種定量分析方法對于FQ相關(guān)肌腱病變有重要意義。

Li等通過3.0TMRI分析先天性炎性肌病的多參數(shù)成像特征。成像序列包括：水－脂肪分離、T1WI、T2WI、磁化傳遞成像（magnetization transfer，MT）和擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI））。結(jié)果顯示先天性炎性肌病患者的脂肪分?jǐn)?shù)較正常對照組升高，磁化傳遞率較對照組降低，相應(yīng)的T1WI和T2WI圖像上肌肉信號也較對照組增高。纖維示蹤圖像上可見肌炎組患者的肌纖維較對照組無序、稀疏和變短，且大腿的股四頭肌較其它肌群更易受累。Sigmund等通過水－脂肪分離Dixon序列、擴散張量成像（DTI）、體素內(nèi)非相干性運動（intravoxel incoherent motion，IVIM）和動態(tài)DTI對皮肌炎和正常對照組進行對比分析，也得到了相似的結(jié)論：多發(fā)性肌炎患者與對照組相比較，表現(xiàn)為病變肌肉脂肪分?jǐn)?shù)明顯增高，肌肉組織內(nèi)水分子擴散率升高和偽擴散率下降，而肌肉組織的灌注分?jǐn)?shù)降低，徑向擴散增大、延長。

Federau通過體素內(nèi)非相干性運動對肌肉選擇性量化運動進行功能分析。對慣用右手的健康志愿者進行肱二頭肌和肱三頭肌選擇性收縮訓(xùn)練，分別在收縮前后進行單次激發(fā)Stejskal－Tanner擴散序列掃描。結(jié)果顯示，在收縮運動后，肌肉的血流灌注參數(shù)相對增加，血流灌注增加隨肱三頭肌收縮運動次數(shù)的增加而逐步增加。然而肱二頭肌未發(fā)現(xiàn)明顯的血流灌注增加現(xiàn)象。

2011年《自然》雜志發(fā)表了一篇基于隨機滲透屏障模型的MRI時間依賴性擴散成像可量化分析細(xì)胞大小和細(xì)胞膜滲透性的一篇文章。Lemberskiy等通過時間依賴性擴散成像對外傷后腓腸肌萎縮的恢復(fù)情況進行分析。研究發(fā)現(xiàn)損傷后固定的脛后肌和腓腸肌內(nèi)側(cè)束，在損傷8周后肌纖維的內(nèi)徑較對側(cè)肌肉隨時間變化不大，而周圍肌纖維內(nèi)徑在損傷8周后較對側(cè)增粗。時間依賴性擴散成像能夠?qū)∪鈸p傷后肌肉組織構(gòu)建和修復(fù)提供定量分析數(shù)據(jù)，有助于肌肉損傷后修復(fù)狀況的評估。肌肉周期性麻痹是由于肌細(xì)胞內(nèi)外電傳導(dǎo)異常造成的間斷性的肌肉無力。Weber等通過7T氯（35Cl）和鈉（23Na）MRI監(jiān)測肌肉周期性麻痹患者肌肉內(nèi)氯和鈉含量的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在Cav1.1－R1239H、Cav1.1－R528H 和 Kir2.1型肌肉周期性麻痹患者中比目魚肌中部肌肉的23Na含量較正常對照組明顯增高；而在Cav1.1－R1239H、Cav1.1－R528H 型肌肉周期性麻痹患者中，比目魚肌中部肌肉的35Cl含量較對照組增高，而在Kir2.1型患者中，肌肉內(nèi)35Cl含量變化不明顯。與對照組比較，Cav1.1－R1239H 和 Cav1.1－R528H 型患者表現(xiàn)為肌肉水腫，而僅Cav1.1－R1239H型患者存在肌肉的脂肪變性。

骨結(jié)構(gòu)與骨腫瘤

Chang等通過建立股骨近端微結(jié)構(gòu)的3TMRI有限元分析，評價脆性骨折引起的骨強度降低，并與正常組進行對照分析。檢查方法包括：標(biāo)準(zhǔn)雙能X線吸收計量法測定骨質(zhì)密度，3TMRI三維快速小角度序列顯示股骨近端顯微結(jié)構(gòu)，有限元分析計算骨質(zhì)彈性模量來評價骨強度。結(jié)果顯示，與對照組比較，脆性骨折患者股骨近端骨質(zhì)彈性模量降低，但骨質(zhì)密度變化在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義；在脆性骨折患者中，骨質(zhì)彈性模量與骨質(zhì)密度間存在弱相關(guān)關(guān)系。表明基于3TMR高分辨率成像的有限元分析，能夠顯示脆性骨折造成的骨質(zhì)彈性模量降低。骨強度可以通過測量骨質(zhì)彈性模量進行評價，但是雙能X線吸收計量法無法提供這方面的信息。此外，骨強度還可以通過多排螺旋CT進行評價

在骨質(zhì)疏松評價中，基于骨小梁纖維結(jié)構(gòu)分析的高分辨率多排螺旋CT較骨密度測定方法更能反映骨強度的改變。Baum等運用低劑量多排螺旋CT和迭代重建算法顯示體外胸椎標(biāo)本的骨小梁的纖維結(jié)構(gòu)評價骨強度并與骨密度算法進行對比分析。結(jié)果顯示，胸椎標(biāo)本的骨密度測量值與破壞負(fù)荷間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。胸椎標(biāo)本的骨小梁顯微結(jié)構(gòu)（多排螺旋CT圖像經(jīng)背景濾過投影或者迭代重建算法兩種方案處理）與破壞負(fù)荷間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。表明經(jīng)過背景濾過投影或者迭代重建算法兩種方案處理的低劑量多排螺旋CT圖像質(zhì)量能夠達到通過顯示顯微骨小梁結(jié)構(gòu)來評價骨強度的目的。

Takasu等通過顯微骨小梁結(jié)構(gòu)顯示和基于CT的有限元分析預(yù)測多發(fā)性骨髓瘤患者脊柱椎體病理性骨折情況。據(jù)統(tǒng)計，大約60%的多發(fā)性骨髓瘤患者會發(fā)展為病理性骨折，主要發(fā)生于脊柱和肋骨。由于多發(fā)骨髓瘤常伴隨骨質(zhì)疏松癥，造成顯示病理性骨質(zhì)的難度增大。有研究者基于多排螺旋CT三維圖像計算骨密度、骨小梁參數(shù)、力學(xué)性能等指標(biāo)，來綜合評價病理性骨折的情況。結(jié)果顯示，病理性骨折與溶骨損傷、骨小梁間隙、結(jié)構(gòu)模型指數(shù)、骨密度容積、破壞載荷、硬度等指標(biāo)存在明顯的相關(guān)關(guān)系。并且，破壞載荷和骨密度容積對于預(yù)測病理性骨折的能力優(yōu)于通過顯示溶骨損傷來評價病理性骨折的方法。

股骨近端骨強度的生物力學(xué)測量是診斷和評估骨質(zhì)疏松發(fā)生骨折風(fēng)險的重要組成部分。Yang等通過多排螺旋CT對股骨標(biāo)本采用目前較先進的積分幾何紋理特征功能技術(shù)來顯示骨小梁結(jié)構(gòu)。骨小梁顯微結(jié)構(gòu)作為新穎的局部解剖結(jié)構(gòu)特征向量與骨密度值進行對比，分析其評價骨強度的能力。結(jié)果顯示，通過顯示骨小梁局部顯微解剖學(xué)結(jié)構(gòu)能夠提高對股骨近端生物力學(xué)狀況的評價效果。

Pottecher等通過三種影像手段（X線平片、雙能X線吸收測定儀、定量CT）來預(yù)測股骨近端骨質(zhì)疏松引起的髖關(guān)節(jié)骨折。定量CT參數(shù)通過專門的三維圖像分析工具（股骨醫(yī)學(xué)圖像分析框架MIAF－Femur）和有限元模型（FEM）來獲得。在X線平片上測量一些幾何參量：長度、角度、皮質(zhì)厚度；通過雙能X線吸收圖像計算骨密度值；通過定量CT三維圖像分析工具測量骨密度值以及骨皮質(zhì)和骨松質(zhì)的幾何參量（股骨長度、皮質(zhì)厚度、容積、轉(zhuǎn)動慣量）。結(jié)果顯示，定量CT能夠提供幾何參量和骨密度參數(shù)兩方面的信息來反映股骨近端的損傷荷載情況。

高分辨率3TMRI能夠用于松質(zhì)骨生物標(biāo)記成像的后處理和量化分析。然而，由于松質(zhì)骨固有的不異質(zhì)性使得圖像的解析比較復(fù)雜。Bayarri等通過活體MRI獲得活動骨質(zhì)的急性性能參數(shù)并與顯微CT獲得的骨質(zhì)形態(tài)學(xué)、曲度和機械性能等參數(shù)進行對比分析。對離體人橈骨進行顯微CT，顯微CT的空間分辨率為34μm。并對活體橈骨遠端干骺端進行3TMRI掃描，選用三維T1梯度回波序列，各向同性分辨率為180μm。形態(tài)學(xué)算法用于計算骨體積與總體積分?jǐn)?shù)（BV／TV）、骨小梁厚度和骨小梁間隔。Euler－Poincare特性用于分析骨小梁結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和彎曲度，并將三維容積數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有限元網(wǎng)格，用以模仿單軸受壓和計算彈性模量。結(jié)果顯示，基于3T－MRI的骨松質(zhì)相關(guān)測量參數(shù)（骨容積分?jǐn)?shù)、延展性、彎曲度、Z彈性模量等）與顯微CT的不同參數(shù)對于評價骨質(zhì)特性的權(quán)重相近 證實MRI也能夠?qū)琴|(zhì)疏松的骨特性進行全面的量化分析。

Park等將周圍擴散加權(quán)序列（DWI）增加到常規(guī)3TMRI檢查中，用于鑒別多發(fā)性骨髓瘤與轉(zhuǎn)移瘤，采用的參數(shù)為ADC均值、最小ADC值和ADC直方圖中的ADC面積。結(jié)果顯示，多發(fā)性骨髓瘤的ADC均值、最小ADC值和ADC直方圖中的ADC面積均小于轉(zhuǎn)移瘤。常規(guī)MRI結(jié)合DWI能夠明顯提高對多發(fā)性骨髓瘤和轉(zhuǎn)移瘤的診斷敏感性、特異性和準(zhǔn)確性。

椎體骨髓脂肪含量是椎體骨髓是否正常的一個重要指標(biāo)，Chen等通過IDEAL IQ和磁共振波譜成像（MRS）兩種方法測量椎體脂肪含量并進行對比分析。結(jié)果顯示，由于T2和T2＊效應(yīng)對MRS的影響，其脂肪分?jǐn)?shù)測量值的準(zhǔn)確性受到一定程度的影響。然而，IDEAL IQ序列通過應(yīng)用T2＊矯正和脂肪頻譜模型使得所測量的脂肪分?jǐn)?shù)的準(zhǔn)確性高于MRS。兩種測量方法所測得的骨髓脂肪分?jǐn)?shù)具有明顯的統(tǒng)計學(xué)相關(guān)性。并且，IDEAL IQ序列還能夠顯示椎體骨髓內(nèi)脂肪的分布情況和軸向椎體脂肪分布的個體差異。

Matcuk等進行腰椎骨髓細(xì)胞結(jié)構(gòu)的MRI半定量測量，并與髂嵴骨髓活檢所觀察到的骨髓結(jié)構(gòu)進行對比分析。MRI半定量測量指標(biāo)為T1WI上骨髓信號強度的均值，細(xì)胞結(jié)構(gòu)的計算公式為（SI骨髓－SI腦脊液）／（SI皮下脂肪－SI腦脊液）。結(jié)果顯示，組織學(xué)上觀察到的骨髓細(xì)胞結(jié)構(gòu)與MRI半定量法計算的骨髓細(xì)胞結(jié)構(gòu)間存在明顯的統(tǒng)計學(xué)相關(guān)性，且自骶1至胸11椎體，隨著椎體水平的上升，骨髓的細(xì)胞結(jié)構(gòu)逐漸減少；隨著年齡的增長骨髓細(xì)胞結(jié)構(gòu)呈逐漸減少的趨勢。

肩關(guān)節(jié)

Hill－sachs損傷是指肱骨頭壓縮性骨折，當(dāng)肩關(guān)節(jié)前脫位時，因與關(guān)節(jié)盂前緣撞擊可導(dǎo)致肱骨頭后外側(cè)發(fā)生壓縮性骨折。Gyftopoulos等通過測量改良后的肱二頭肌角來評價Hillsachs損傷的位置。肱二頭肌角即肱二頭肌壓跡與Hill－sachs損傷的內(nèi)側(cè)邊緣所形成的夾角。由于外展外旋，Hill－sachs損傷往往損傷關(guān)節(jié)盂唇。研究結(jié)果顯示，體格檢查提示符合Hillsachs損傷的患者較體格檢查不符合Hill－sachs損傷患者的肱二頭肌角明顯變大。當(dāng)肱二頭肌角＞149°時，其診斷準(zhǔn)確性最高，敏感度和特異度分別為70%和67%。

Maehringer－Kunz等通過在3TMRI肩關(guān)節(jié)造影檢查中增加外展外旋體位檢查序列，發(fā)現(xiàn)增加外展外旋體位檢查序列后，MRI能夠提供更多的診斷信息，特別是在顯示關(guān)節(jié)盂上唇、關(guān)節(jié)囊附著處和肩袖損傷時，增加外展外旋體位明顯優(yōu)于僅行常規(guī)體位序列的MRI。Kneeland等采用T1ρMRI序列評價肩關(guān)節(jié)脫位亞急性期肩胛盂肱骨關(guān)節(jié)軟骨損傷。結(jié)果顯示，亞急性肩關(guān)節(jié)脫位患者的肱骨關(guān)節(jié)軟骨和肩胛盂關(guān)節(jié)軟骨的T1ρ值較無癥狀的對照組明顯增加，這與軟骨退變所引起的軟骨基質(zhì)內(nèi)粘多糖大分子變性有關(guān)。

Yang等采用間接MRI關(guān)節(jié)造影反映原發(fā)性黏連性關(guān)節(jié)囊炎的預(yù)后，并與臨床指標(biāo)進行對比分析。間接MRI關(guān)節(jié)造影的主要觀察值為腋下關(guān)節(jié)囊的厚度和強化程度、肩袖間隙的軟組織厚度。臨床評分系統(tǒng)主要采用簡單肩關(guān)節(jié)檢查、Contant評分和ASES評分系統(tǒng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性黏連性關(guān)節(jié)囊炎患者的腋下關(guān)節(jié)囊的厚度和強化程度、肩袖間隙的軟組織厚度明顯比正常對照組增加 關(guān)節(jié)囊厚度 肩袖間隙軟組織厚度與臨床評分間未見明顯的統(tǒng)計學(xué)相關(guān)關(guān)系，而關(guān)節(jié)囊強化程度與臨床評分間存在密切的相關(guān)關(guān)系，表明關(guān)節(jié)囊的強化程度與臨床癥狀的嚴(yán)重程度間存在很好的相關(guān)性。

Park等對關(guān)節(jié)邊緣岡上肌肌腱部分撕裂后關(guān)節(jié)鏡修復(fù)術(shù)后患者和保守治療患者的磁共振關(guān)節(jié)造影特點進行對比分析。評價的主要指標(biāo)有岡上肌肌腱撕裂的縱向分級、橫向位置、肩峰形態(tài)、并存的其它肩袖撕裂、肱二頭肌肌腱病、鈣化性肌腱病、SLAP損傷、黏液囊炎、Bankart損傷和骨關(guān)節(jié)炎。結(jié)果顯示，磁共振關(guān)節(jié)造影在診斷關(guān)節(jié)邊緣岡上肌肌腱部分撕裂方面的敏感度和特異度分別為77.3%和88.4%；關(guān)節(jié)邊緣岡上肌肌腱部分撕裂的垂直分級和并發(fā)其他肩袖撕裂是主要的磁共振關(guān)節(jié)造影診斷征象；而且在磁共振肩關(guān)節(jié)造影檢查中，垂直分級為3級和并存其它肩袖撕裂征象的患者需進行外科手術(shù)治療的可能性比較大。

Choi等評價了磁共振關(guān)節(jié)造影和超聲檢查兩種檢查方法對診斷肩胛下肌肌腱撕裂的準(zhǔn)確性。肩胛下肌肌腱撕裂的分級標(biāo)準(zhǔn)：0級為正?；蚣‰觳?，1級為輕度肌腱部分撕裂，2級為輕度關(guān)節(jié)囊部分撕裂，3級為嚴(yán)重部分或完全撕裂。結(jié)果顯示，磁共振關(guān)節(jié)造影與關(guān)節(jié)鏡檢查對肩胛下肌肌腱撕裂的診斷一致性和敏感性方面略勝一籌，而超聲醫(yī)師整體對肩胛下肌肌腱撕裂的診斷敏感性較磁共振關(guān)節(jié)造影高。

等采用3TMRI的Dixon IDEAL序列對肩袖韌帶撕裂牽拉肩胛上神經(jīng)所致的肌肉萎縮進行評價和分析，發(fā)現(xiàn)重度肩袖周圍肌肉萎縮的患者岡下肌撕裂較輕度萎縮患者發(fā)生率高，而肩胛下肌撕裂的發(fā)生率降低。重度肌肉萎縮患者因肩胛上神經(jīng)損傷造成肌萎縮，肌肉脂肪浸潤不僅發(fā)生在岡上肌，還發(fā)生于岡下肌和肩胛下肌。由于小圓肌是由腋神經(jīng)支配，其脂肪浸潤的發(fā)生率較低。

Gupta等采用去金屬偽影迭代算法（Iterative Metal Artifact Reduction，IMAR）和濾過反向投影法（filtered back projection FBP）這兩種CT去金屬偽影方法來評價肩關(guān)節(jié)成形術(shù)后情況。結(jié)果顯示，去金屬偽影迭代算法的圖像上條形偽影較少，且對關(guān)節(jié)成形術(shù)后各結(jié)構(gòu)的的診斷信心得分高于濾過反向投影法。去金屬偽影迭代算法的術(shù)后金屬周圍組織的X線吸收率較濾過反向投影法更接近于術(shù)前組織X線吸收率。

評價習(xí)慣性肩關(guān)節(jié)脫位所致肩關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)盂骨質(zhì)缺損主要通過與健側(cè)對比或者簡單的評估關(guān)節(jié)盂形狀。Ghodadra等采用統(tǒng)計形狀模型對肩關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)盂缺損進行重建。結(jié)果顯示，主成分分析得到肩關(guān)節(jié)盂形態(tài)的五種主要評價參數(shù)：①關(guān)節(jié)盂后半部的半徑；②關(guān)節(jié)盂前半部半徑；③關(guān)節(jié)盂前部的大小或者曲度；④關(guān)節(jié)盂的深度；⑤關(guān)節(jié)盂下的前上部曲度。通過統(tǒng)計形狀模型能夠成功的重建肩胛盂的輪廓，這可以為肩胛盂缺損的外科修復(fù)提供重要的參考數(shù)據(jù)。