正常成人髖關(guān)節(jié)軟骨厚度的MRI測量研究

1.河北北方學院附屬第一醫(yī)院磁共振室 (河北 張家口 075000)

2.中國人民解放軍第251醫(yī)院影像科(河北 張家口 075000)

3.西安交通大學第二附屬醫(yī)院影像科 (陜西 西安 710004)

李艷捧1 杜曉猛2 李興華3同志勤3

正常成人髖關(guān)節(jié)軟骨厚度的MRI測量研究

1.河北北方學院附屬第一醫(yī)院磁共振室 (河北 張家口 075000)

2.中國人民解放軍第251醫(yī)院影像科(河北 張家口 075000)

3.西安交通大學第二附屬醫(yī)院影像科 (陜西 西安 710004)

李艷捧1杜曉猛2李興華3同志勤3

目的通過對正常成人髖關(guān)節(jié)不同部位軟骨厚度的MR測量值分析，明確正常成人髖關(guān)節(jié)軟骨的分布特征。方法選擇健康成年志愿者30例(共60髖)，年齡范圍23-54歲，平均年齡37.7歲，應用3.0T磁共振3D-FS-SPGR序列進行雙髖關(guān)節(jié)軸位掃描。利用MPR得到股骨頭正中冠狀面圖像，選取4個測量點即冠狀位-45°、冠狀位45°、冠狀位90°和冠狀位135°進行軟骨厚度測量，對不同位置所測關(guān)節(jié)軟骨厚度進行比較，并對髖關(guān)節(jié)軟骨厚度與受檢者年齡、身高、體重進行相關(guān)分析。結(jié)果髖關(guān)節(jié)軟骨厚度分布不均勻，冠狀位-45°、冠狀位45°、冠狀位90°和冠狀位135°髖關(guān)節(jié)軟骨厚度分別為1.380±0.077mm、1.645±0.094mm、1.640±0.094mm、1.350±0.089mm；四個測量點之間軟骨厚度差異有統(tǒng)計學意義(F=65.473，P=0.000)。冠狀位-45° 與45°、冠狀位-45°與90°、冠狀位135°與45°、冠狀位135°與90°兩兩之間軟骨厚度比較，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)；余兩兩之間軟骨厚度差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。髖關(guān)節(jié)軟骨厚度與年齡、身高、體重無相關(guān)性，r=-0.005、-0.321、-0.255(P＞0.05)。結(jié)論正常成人髖關(guān)節(jié)負重區(qū)和非負重區(qū)軟骨厚度不同，負重區(qū)髖關(guān)節(jié)軟骨較非負重區(qū)厚。健康成人髖關(guān)節(jié)軟骨厚度與年齡、身高、體重無相關(guān)關(guān)系。

關(guān)節(jié)軟骨；測量方法；髖關(guān)節(jié)；核磁共振成像

髖關(guān)節(jié)是人體最大的負重關(guān)節(jié)，多種髖關(guān)節(jié)疾病嚴重影響患者的生活質(zhì)量。由于MRI具有無創(chuàng)傷、無輻射、軟組織分辨率高及多平面成像等諸多優(yōu)勢，對正常關(guān)節(jié)軟骨及其病變的應用越來越多，然而目前國內(nèi)外文獻報道主要集中在膝關(guān)節(jié)軟骨[1-3]，對于髖關(guān)節(jié)軟骨的MRI研究報道較少見。本研究利用三維抑脂擾相梯度回波(3D-FS-SPGR)序列對髖關(guān)節(jié)軟骨進行研究，旨在探索正常成人髖關(guān)節(jié)軟骨厚度及其分布特征，為臨床髖關(guān)節(jié)疾病的早期診斷提供影像學理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象選擇30例(共60髖)健康志愿者，其中男17例，女13例，年齡23～54歲，平均年齡為37.7歲。所有志愿者均滿足以下條件：(1)無髖關(guān)節(jié)疼痛病史，無髖關(guān)節(jié)疾病史以及外傷史；(2)臨床檢查無髖關(guān)節(jié)活動障礙；(3)髖關(guān)節(jié)影像學檢查無陽性發(fā)現(xiàn)。全部志愿者均簽署知情同意書。

1.2 MRI檢查方法所有志愿者均采用GE 3.0T雙梯度超導型全身磁共振3D-FS-SPGR序列進行雙髖關(guān)節(jié)軸位掃描。被檢查者仰臥位，足先進，足尖并攏內(nèi)旋并外固定，使用8通道腹部線圈。3D-FS-SPGR序列掃描參數(shù)如下：重復時間(TR)/回波時間(TE)=5.2ms/1.8ms，F(xiàn)lip=10°，層厚1.2mm，層間距-0.6mm，矩陣288×256，F(xiàn)OV:40cm×25cm，NEX：2次，采集時間：3分3秒。

1.3 髖關(guān)節(jié)軟骨厚度測量方法在GE ADW4.4后處理工作站，利用MPR通過軸位圖像得到髖關(guān)節(jié)正中冠狀位圖像作為測量層面，把股骨頭看似一個球體，通過圓心做出冠狀位-45°、冠狀位45°、冠狀位90°、冠狀位135°4條線，每條線與髖關(guān)節(jié)軟骨的相交點作為軟骨厚度的測量點(見圖1-2)。測量軟骨厚度時均為自軟骨表面至“潮線”的距離，圖像放大相同倍數(shù)測量。

1.4 統(tǒng)計學處理采用SPSS13.0軟件，所有數(shù)據(jù)用±s表示。各測量點之間軟骨厚度比較采用One-Way ANOVA，髖關(guān)節(jié)軟骨厚度與年齡、身高、體重的關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析，檢驗水平為0.05。

2 結(jié) 果

正常髖關(guān)節(jié)各測量點軟骨厚度測量結(jié)果見表1，4組間經(jīng)方差分析差異有統(tǒng)計學意義(F=65.473，P=0.000)。冠狀位-45°和冠狀位135°、冠狀位45°和冠狀位90°軟骨厚度比較，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)；冠狀位-45°和冠狀位45°、冠狀位90°的軟骨厚度比較，冠狀位135°和冠狀位45°、冠狀位90°的軟骨厚比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.000)。正常髖關(guān)節(jié)各測量點軟骨厚度與年齡、身高、體重進行Pearson相關(guān)分析，無明顯相關(guān)關(guān)系(P＞0.05)。r值和P值見表2。

表1 正常髖關(guān)節(jié)各測量點軟骨厚度值(mm)

表2 各測量點軟骨厚度值與年齡、身高、體重相關(guān)系數(shù)及P值

3 討 論

3.1 髖關(guān)節(jié)軟骨測量點的選擇正常髖關(guān)節(jié)軟骨廣泛附著于股骨頭表面，具有較好的幾何特性[4]，并且不同區(qū)域髖關(guān)節(jié)軟骨厚度也不完全相同，同時髖關(guān)節(jié)軟骨厚度測量時缺乏明確、固定的解剖學標志，因此實際操作的可重復性差。借鑒既往研究[5]，選取髖關(guān)節(jié)正中冠狀面圖像，把股骨頭看似一個球體結(jié)構(gòu)，髖關(guān)節(jié)軟骨則廣泛附著于球體表面，通過球心畫出冠狀位-45°、冠狀位45°、冠狀位90°、冠狀位135°4條線，每條線與髖關(guān)節(jié)軟骨的相交點即為軟骨厚度的測量點。這種選取測量點的方法保證了不同實驗者進行重復測量時測量點的一致性，提高了測量數(shù)據(jù)的準確性，增加了統(tǒng)計結(jié)果的說服力。

圖1 同心圓法定位股骨頭圓心示意圖；圖2 髖關(guān)節(jié)軟骨各測量點示意圖

3.2 髖關(guān)節(jié)軟骨厚度的MR測量研究中測量軟骨厚度是從軟骨表面到軟骨下黑線，即“潮線”表面的距離，而“潮線”是由軟骨深部的鈣化軟骨層及其鄰近的軟骨下皮質(zhì)骨的信號共同構(gòu)成，因此測量出的軟骨厚度值較真實的軟骨厚度值要小。但有研究[6]顯示，應用MRI測量膝關(guān)節(jié)軟骨厚度時，在不包括軟骨下黑線的情況下，測得的數(shù)值更接近軟骨的真實厚度值。本研究中測得的軟骨厚度值與曹宇等[7]研究髖關(guān)節(jié)軟骨厚度測量方法時所測得的正常髖關(guān)節(jié)軟骨解剖厚度值范圍接近。

3.3 3D-FS-SPGR序列髖關(guān)節(jié)軟骨表現(xiàn)在3D-FS-SPGR序列中髖關(guān)節(jié)軟骨顯示為單層均勻中高信號，與軟骨下骨質(zhì)和髖臼軟骨分界清晰。有學者[8]采用3D-FSSPGR序列進行膝關(guān)節(jié)軟骨成像時發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)軟骨顯示為明顯的分層結(jié)構(gòu)。然而，本研究中，髖關(guān)節(jié)軟骨的MR成像中未見到明顯的分層現(xiàn)象，作者推測可能與以下幾點因素有關(guān)：①髖關(guān)節(jié)軟骨厚度非常?。籙hl等[8]的研究顯示，只有當關(guān)節(jié)軟骨厚度大于2mm時，MRI才會出現(xiàn)分層現(xiàn)象；②本研究中進行髖關(guān)節(jié)軟骨掃描的MR場強和掃描參數(shù)等與以往膝關(guān)節(jié)軟骨研究中的場強和參數(shù)之間存在差異；據(jù)報道隨著場強的增加，軟骨的分層現(xiàn)象更為突出，甚至會出現(xiàn)分層數(shù)目增加的現(xiàn)象[9]。③MRI偽影對軟骨的分層和厚度的測量也有明顯影響[10-11]。

本研究中冠狀位-45°和135°位于髖關(guān)節(jié)軟骨的邊緣，即髖關(guān)節(jié)的非負重區(qū)，而冠狀位45°和90°位于髖關(guān)節(jié)的負重區(qū)域。研究結(jié)果顯示，負重區(qū)髖軟骨厚度大于非負重區(qū)軟骨厚度，差異具有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，這一結(jié)果可能與髖關(guān)節(jié)負重區(qū)與非負重區(qū)的生物力學特性不同有關(guān)。髖關(guān)節(jié)軟骨的厚度與年齡、身高、體重無明顯相關(guān)性(P＞0.05)，這一結(jié)論與孫彩英等[12]研究膝關(guān)節(jié)軟骨16歲以上組得出的結(jié)論相符合。了解正常成人髖關(guān)節(jié)軟骨的厚度及其分布情況對于髖關(guān)節(jié)病變的早期診斷和治療提供了更多的影像學理論依據(jù)和考慮因素。

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(本文編輯: 劉龍平)

To Measure the Articular Cartilage Tickness of the Normal Adult Hip Joint Using MRI

LI Yan-peng, DU Xiao-meng, LI Xing-hua, et al．, Department of Radiology, the 1nd Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei Province, China

ObjectiveTo clarify the distribution characteristics of normal adult hip cartilage through analyzing the cartilage-thickness．Methods30 healthy adult volunteers, age from 23 to 54 years(mean 37．7 years), were scanned at 3．0T MR with 3D-FSSPGR sequence． Four points, including coronal-45°、coronal 45°、coronal 90°、coronal 135°, which were got from the middle coronal images of the femoral head by MPR, were selected to measure the thickness of cartilage．ResultsThe cartilagethickness of the hip were inhomogeneously, being respectively 1．380±0．077mm、1．645±0．094mm、1．640±0．094mm and 1．350±0．089mm for coronal-45°、45°、90° and 135°． There was a significantly difference among 4 points(F=65．473, P=0．000): between coronal-45°and 45°、coronal-45°and 90°、coronal135°and 45°, also coronal135°and 90°(P＜0．01)． There was no correlation between age or height or weight and the cartilage-thickness, the correlation coefficient being respectively r=-0．005、-0．321、-0．255(P＞0．05)．ConclusionThe cartilage-thickness of the normal hips were different between weight-bearing area and non-weight-bearing area． The cartilage of weight-bearing area was thicker． There was no correlation between age or height or weight and the thickness of the normal adult hip cartilage．

Articular Cartilage; Measurement; Hip Joint; Magnetic Resonance Imaging

R322.72 ;R445.2

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2016.03.035

李艷捧

2016-02-01