MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描對(duì)不同退變程度膝骨關(guān)節(jié)炎患者不同負(fù)重位點(diǎn)軟骨下骨微灌注情況的對(duì)比研究

孫國龍，付志明，黃 銳

（廣東省珠海市第二人民醫(yī)院放射科，廣東 珠海 519000）

膝骨關(guān)節(jié)炎病程中機(jī)械載荷是主要影響因素，機(jī)械載荷使膝軟骨下骨處于高轉(zhuǎn)換狀態(tài)，不僅改變骨形態(tài)，還對(duì)骨量有一定影響；骨形成與骨吸收之間的動(dòng)態(tài)平衡消失主要表現(xiàn)為骨形成、骨量增加進(jìn)而導(dǎo)致軟骨下骨質(zhì)硬化［1-2］。軟骨下骨的微灌注情況主要指其毛細(xì)血管的血流動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)，膝骨關(guān)節(jié)炎中軟骨下骨毛細(xì)血管異常增生，導(dǎo)致其微灌注異常。目前關(guān)于人膝關(guān)節(jié)軟骨下骨微灌注研究與異常高轉(zhuǎn)換狀態(tài)的關(guān)系報(bào)道較少［3-4］。MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描能檢測(cè)組織微循環(huán)并快速成像，故本研究探討MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描對(duì)不同退變程度膝骨關(guān)節(jié)炎患者不同負(fù)重位點(diǎn)軟骨下骨的微灌注情況，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年1月至2017年1月在我院就診的膝骨關(guān)節(jié)炎患者60例，均行膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)鏡檢查；并按照關(guān)節(jié)軟骨損傷Outerbridge分級(jí)對(duì)患者骨關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度分級(jí)：Ⅰ～Ⅱ級(jí)30例為輕度膝骨關(guān)節(jié)炎組（A組），Ⅲ～Ⅳ級(jí)30例為重度膝骨關(guān)節(jié)炎組（B組）。均選取癥狀更嚴(yán)重側(cè)的膝關(guān)節(jié)作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①膝骨關(guān)節(jié)炎診斷符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)風(fēng)濕病學(xué)分會(huì)的《骨關(guān)節(jié)炎診斷及治療指南》［5］；②X線檢查示內(nèi)側(cè)間室不同程度變窄；③無嚴(yán)重內(nèi)科疾病；④無下肢嚴(yán)重血管疾?。虎轃oMRI檢查禁忌癥；⑥簽署知情同意書。選取20例健康體檢的健康人為對(duì)照組，任選一側(cè)膝關(guān)節(jié)作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無膝關(guān)節(jié)晨僵、疼痛等癥狀；②膝關(guān)節(jié)X線檢查K-L分級(jí)為0級(jí)；③無嚴(yán)重內(nèi)科疾?。虎軣o下肢嚴(yán)重血管疾?。虎轃oMRI檢查禁忌癥；⑥簽署知情同意書。3組年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

1.2 儀器與方法 使用GE 1.5 T MRI儀，行冠狀位、矢狀位、軸位飽和脂肪抑制質(zhì)子相掃描；選擇矢狀層面行MRI增強(qiáng)掃描。使用高壓注射器注射20 mL Gd-DTPA和20 mL生理鹽水，流率3 mL/s，約10 min內(nèi)行梯度回波T1WI脂肪抑制序列獲取36幅同層15次動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描圖像，每次掃描時(shí)間為0.33 s；掃描參數(shù)：TR 8.04 ms，TE 2.17 ms，層厚2.0 mm，F(xiàn)OV 20 mm×20 mm，翻轉(zhuǎn)角15°，矩陣192×256。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描后行矢狀位TSE-T1WI增強(qiáng)掃描，掃描參數(shù)：TR 500 ms，TE 20 ms，層厚3.0 mm，F(xiàn)OV 180 mm× 180 mm，矩陣320×240，采集次數(shù)2。在Leonado平臺(tái)對(duì)膝關(guān)節(jié)行3D重建，獲取矢狀位動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描系列3D圖像，生成TIC，以進(jìn)一步確定內(nèi)側(cè)、外側(cè)脛骨平臺(tái)中心，內(nèi)側(cè)、外側(cè)股骨髁最低點(diǎn)，以此4點(diǎn)為中心，選取4個(gè)相近的軟骨下矩形ROI，并測(cè)量其基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度、強(qiáng)化率、最大斜率。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以±s表示，多組比較先采用單因素方差分析，對(duì)有顯著差異的指標(biāo)組間兩兩比較行SNK-Q檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組軟骨下骨基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度比較（表1） 3組患者在膝關(guān)節(jié)軟骨下骨內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)、外側(cè)脛骨平臺(tái)、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端、外側(cè)股骨遠(yuǎn)端的基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

表1 3組軟骨下骨基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度比較（±s）

表1 3組軟骨下骨基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度比較（±s）

注：A組，輕度膝骨關(guān)節(jié)炎組；B組，重度膝骨關(guān)節(jié)炎組。

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2.2 3組軟骨下骨強(qiáng)化率（表2） B組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)強(qiáng)化率顯著高于A組（P＜0.05）；B組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端強(qiáng)化率顯著高于對(duì)照組（均P＜0.05）；3組外側(cè)脛骨平臺(tái)、外側(cè)股骨遠(yuǎn)端強(qiáng)化率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；A組和對(duì)照組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端的強(qiáng)化率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.3 3組軟骨下骨最大斜率比較（表3） B組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端最大斜率顯著高于A組和對(duì)照組（均P＜0.05）；3組外側(cè)脛骨平臺(tái)、外側(cè)股骨遠(yuǎn)端最大斜率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；A組與對(duì)照組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端的最大斜率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

3 討論

骨關(guān)節(jié)炎病因復(fù)雜，是基因遺傳學(xué)、生物力學(xué)、生物學(xué)等多種因素共同導(dǎo)致的關(guān)節(jié)退行性變。近年研究［6-7］發(fā)現(xiàn)，骨關(guān)節(jié)炎病理過程中涉及全關(guān)節(jié)所有組織，尤其是軟骨下骨的病理性改變可能是啟動(dòng)骨關(guān)節(jié)炎的因子。豚鼠骨關(guān)節(jié)炎模型顯示軟骨下骨的超微結(jié)構(gòu)改變最早，主要表現(xiàn)為軟骨下骨密度減少，但其厚度、骨量、高轉(zhuǎn)換有上升趨勢(shì)［8］。早期反復(fù)的力學(xué)超載負(fù)荷導(dǎo)致股重塑，骨形成大于骨吸收而打破動(dòng)態(tài)平衡，最終發(fā)展成骨質(zhì)增生、骨質(zhì)硬化及骨贅；鈣化層不斷增厚形成裂縫，進(jìn)而伴隨血管神經(jīng)的入侵，骨關(guān)節(jié)炎病變中，異常的骨重建常伴血管的異常構(gòu)成，導(dǎo)致骨微灌注的改變［9-11］。

表2 3組軟骨下骨強(qiáng)化率比較（±s）

表2 3組軟骨下骨強(qiáng)化率比較（±s）

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表3 3組軟骨下骨最大斜率比較（±s）

表3 3組軟骨下骨最大斜率比較（±s）

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MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描可獲得對(duì)比劑在毛細(xì)血管網(wǎng)和組織間隙內(nèi)分布狀況的動(dòng)態(tài)信息，從而反映病變微循環(huán)、灌注和毛細(xì)血管通透性的變化，在腫瘤的檢出、預(yù)后判斷方面應(yīng)用廣泛；可得到TIC，通過分析TIC可獲取其最大對(duì)比增強(qiáng)率、強(qiáng)化率、增強(qiáng)峰值、最大斜率等參數(shù)，進(jìn)一步反映腫瘤的血流灌注情況［9，12-13］。對(duì)比劑的毛細(xì)血管灌注量、彌散率與強(qiáng)化率相關(guān)，反映機(jī)體局部血流灌注、毛細(xì)血管通透性等；最大斜率與局部組織的微循環(huán)灌注、血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)，反映毛細(xì)血管的孔徑、密度等。

本研究把應(yīng)力傳導(dǎo)中心內(nèi)外側(cè)脛骨平面作為ROI，即膝骨關(guān)節(jié)炎的典型病理改變區(qū)域。結(jié)果顯示：3組在膝關(guān)節(jié)軟骨下骨內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)、外側(cè)脛骨平臺(tái)、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端、外側(cè)股骨遠(yuǎn)端的基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。B組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)強(qiáng)化率顯著高于A組（P＜0.05）；B組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)強(qiáng)化率、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端強(qiáng)化率顯著高于對(duì)照組（均P＜0.05）；B組內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)、內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端最大斜率顯著高于A組和對(duì)照組（均P＜0.05）。隨著骨關(guān)節(jié)炎病情加重，基礎(chǔ)信號(hào)強(qiáng)度變化不大，但膝關(guān)節(jié)軟骨下骨強(qiáng)化率、最大斜率有所增加，尤其在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)損傷嚴(yán)重的間隙增加趨勢(shì)更顯著。這表明膝關(guān)節(jié)軟骨下骨的微灌注主要表現(xiàn)為多進(jìn)少出，骨關(guān)節(jié)炎患者軟骨下骨毛細(xì)血管孔徑增粗、密度增大、通透性增加，使單位時(shí)間內(nèi)對(duì)比劑能快速通過，并滯留于組織間隙，組織間隙的對(duì)比劑量顯著高于正常人［14-15］。

綜上所述，膝骨關(guān)節(jié)炎病情加重時(shí)，膝關(guān)節(jié)軟骨下骨的微灌注更高，主要表現(xiàn)為內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)及內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端的強(qiáng)化率和最大斜率顯著增加。

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