MRI T2-Mapping成像對膝關(guān)節(jié)髕軟骨早期退變的診斷價(jià)值

于秀英 ，何 勇 ，趙 蕾 ，劉松國 ，韓 廣

（1.山東省臨沂市中醫(yī)醫(yī)院a醫(yī)學(xué)影像科，b骨科，山東 臨沂 276002；2.山東醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校影像教研室，山東 臨沂 276002）

中老年人膝關(guān)節(jié)疼痛、行走不方便、活動(dòng)障礙，膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）是主要原因，早期主要累及關(guān)節(jié)軟骨。目前常規(guī)MRI已成為臨床上用于評(píng)估骨關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)的主要方法。T2-Mapping作為一種新的成像方法，通過測量軟骨的T2值顯示關(guān)節(jié)軟骨組織成分的變化［1］。本研究通過比較正常志愿者和OA患者的髕軟骨T2值，探討MRI T2-Mapping成像對早期髕軟骨退變的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年8月至2018年3月在臨沂市中醫(yī)醫(yī)院就診的OA患者30例（OA組），其中男 12例，女 18例；年齡 40～68歲，平均（55±8）歲。臨床主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛。納入同期檢查的20例健康志愿者（正常組），男12例，女8例，年齡23～42歲，平均（36±6）歲，既往無膝關(guān)節(jié)手術(shù)、感染、腫瘤病史，關(guān)節(jié)能自由活動(dòng)。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750 3.0 T MRI掃描儀，膝關(guān)節(jié)專用線圈，患者取仰臥位，足先進(jìn)。常規(guī)掃描序列：矢狀位 SE T1WI（TR/TE 400.0 ms/12.0 ms），矢狀位脂肪抑制 FSE PDWI（TR/TE 1702.0ms/35.0ms），冠狀位脂肪抑制FSE PDWI（TR/TE 1707.0ms/35.0ms）及軸位脂肪抑制 FSE PDWI（TR/TE 2067.0ms/35.0ms）；層厚均為3.5 mm，層距0.5 mm。T2-Mapping成像采用FSE 序列橫軸 位掃描，TR 800.0 ms，TE 6.0、12.1、18.1、24.2、30.2、36.2、42.3、48.3 ms，層厚 3 mm，層距0.6 mm，F(xiàn)OV 16 cm×16 cm，矩陣 256×192，NEX 2，掃描時(shí)間5 min 9 s。

1.3 圖像評(píng)價(jià) 通過GE ADW 4.6工作站，從 Functool中導(dǎo)入圖像，通過軟件后處理獲得T2-Mapping偽彩圖。具體步驟：在髕軟骨最厚層面上放置ROI，范圍包括軟骨全層，測量T2衰減曲線，計(jì)算T2值，ROI面積≥1 mm2，盡量避開軟骨下骨組織、軟骨缺損和關(guān)節(jié)腔積液［2-3］。采用國際軟骨修復(fù)協(xié)會(huì)（ICRS）分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)節(jié)鏡下所見軟骨對照，對關(guān)節(jié)軟骨損傷進(jìn)行分級(jí)［2-4］：0級(jí)，軟骨下骨信號(hào)無異常，軟骨信號(hào)均勻；Ⅰ級(jí)，局部軟骨下骨出現(xiàn)異常信號(hào)，伴或不伴軟骨局部異常信號(hào)；Ⅱ級(jí)，軟骨表面缺失，缺失深度不到軟骨全層的50%；Ⅲ級(jí)，軟骨缺失深度達(dá)到軟骨全層厚度的50%；Ⅳ級(jí)，軟骨下骨顯露，軟骨全層缺失。MRIⅠ～Ⅳ級(jí)代表軟骨退變。由2名放射科醫(yī)師對MRI圖像關(guān)節(jié)軟骨損傷進(jìn)行ICRS分級(jí)評(píng)估。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以±s表示，行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

正常組膝關(guān)節(jié)軟骨表面光滑、完整、信號(hào)均勻，偽彩圖呈紅色（圖1）；OA組軟骨連續(xù)性可，軟骨層變薄，局部信號(hào)不均勻，偽彩圖呈斑片狀藍(lán)綠色（圖2）。正常組膝關(guān)節(jié)髕軟骨平均T2值為（44.16±2.15）ms，OA組平均 T2值為（54.46±4.32）ms。 早期 OA組平均 T2值高于正常組（P＜0.05）。

圖1 男，17歲 圖1a T2-Mapping解剖圖顯示關(guān)節(jié)軟骨連續(xù)性好，表面光滑，信號(hào)均勻 圖1b T2-Mapping與解剖融合圖像，色階19～125 ms，關(guān)節(jié)軟骨偽彩圖呈紅色 圖1c 關(guān)節(jié)鏡下關(guān)節(jié)軟骨表面光滑 圖2 男，26歲，膝關(guān)節(jié)疼痛4年 圖2a T2-Mapping解剖圖顯示髕骨內(nèi)側(cè)軟骨局部不規(guī)則變薄，軟骨下骨內(nèi)見斑片狀異常信號(hào) 圖2b T2-Mapping與解剖融合圖像，色階18～140 ms，偽彩圖呈藍(lán)綠色 圖2c 關(guān)節(jié)鏡下關(guān)節(jié)軟骨表面欠光整，局部見輕度退變

3 討論

3.1 膝關(guān)節(jié)髕軟骨結(jié)構(gòu) 少量軟骨細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)是構(gòu)成膝關(guān)節(jié)髕軟骨組織學(xué)上的主要成分［5-6］。軟骨新陳代謝的主要成分是軟骨細(xì)胞；水、膠原（Ⅱ型為主）和蛋白多糖聚合物是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分［7］。大多學(xué)者［8-10］認(rèn)為軟骨膠原含量的改變和膠原排列方向的變化是T2值發(fā)生改變的主要原因。軟骨的形態(tài)發(fā)生改變主要由于軟骨內(nèi)水分含量的增加、膠原網(wǎng)架的損傷和蛋白多糖的丟失，導(dǎo)致軟骨體積逐漸變薄、減?。?1-13］。

3.2 膝關(guān)節(jié)髕軟骨T2值測量及T2-Mapping偽彩圖T2-Mapping成像技術(shù)是采用多層面多回波的自旋回波序列，軟骨組織的 T2值是通過公式 SI（t）=SI（0）exp（-t/T2）計(jì)算得出［14-15］，T2-Mapping 偽彩圖經(jīng)過像素轉(zhuǎn)換獲得，公式中 SI（0）是t=0時(shí)的 MRI信號(hào)強(qiáng)度，SI（t）是不同回波時(shí)間的信號(hào)強(qiáng)度。T2弛豫時(shí)間是軟骨內(nèi)組織成分微觀結(jié)構(gòu)的變化，髕軟骨全層的T2值有隨年齡增長而增加的趨勢，但與性別無顯著相關(guān)性［2-3］；軟骨發(fā)生退變時(shí)，T2值顯著增高，軟骨退變越嚴(yán)重，T2值越高［5］。

膝關(guān)節(jié)髕軟骨T2值的測量可量化評(píng)估軟骨的組織結(jié)構(gòu)［16］，結(jié)合T2-Mapping偽彩圖對關(guān)節(jié)軟骨病變早期診斷有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

3.3 髕軟骨退變與T2值的相關(guān)性 本研究中正常組膝關(guān)節(jié)軟骨表面光滑、完整、信號(hào)均勻，偽彩圖呈紅色；OA組軟骨連續(xù)性可，軟骨層變薄，局部信號(hào)不均勻，偽彩圖呈斑片狀藍(lán)綠色。正常組膝關(guān)節(jié)髕軟骨平均 T2值為低于 OA 組（P＜ 0.05）；與 Li等［17］研究結(jié)果相似。T2值發(fā)生改變的主要原因有軟骨表面膠原纖維的排列方式發(fā)生改變，膠原網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞［12］，軟骨內(nèi)水分含量的增加、軟骨 T2值升高［9-13，17］。

總之，通過測定比較正常志愿者和OA患者的髕軟骨T2值和T2-Mapping偽彩圖，可量化評(píng)估軟骨的組織結(jié)構(gòu)［16］。MRI T2-Mapping成像是一種無創(chuàng)的軟骨分子成像技術(shù)，對關(guān)節(jié)軟骨病變早期診斷有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值。