3D-DESS序列與常規(guī)SE序列對血友病性關(guān)節(jié)病骨軟骨病變顯示的對比＊

深圳市兒童醫(yī)院放射科(廣東 深圳 518038)

曾偉彬 曾洪武 方佃剛 曹衛(wèi)國 干蕓根

近年來，隨著磁共振成像(MRI)技術(shù)的發(fā)展，MRI在關(guān)節(jié)的應(yīng)用已由常規(guī)的二維序列掃描向三維形態(tài)成像、功能成像發(fā)展。目前對軟骨顯示較好的序列主要有三維雙回波穩(wěn)態(tài)成像(three dimensional dual-echo steady state,3D-DESS)、三維擾相梯度回波(three dimensional spoiled gradient-recalled,3D-FLASH)、多回波數(shù)據(jù)聯(lián)合成像(multi echo data imagine combination, MEDIC)以及真實穩(wěn)態(tài)快速梯度回波(true fast imaging with steady precession TrueFISP)序列，3D-FLASH序列在軟骨信噪比及軟骨與關(guān)節(jié)液對比信噪比均高于3D-DESS，3D-FLASH和TrueFISP序列成像時間比較長，易出現(xiàn)運動偽影，圖像質(zhì)量易影響，且對磁場不均勻比較敏感，容易出現(xiàn)偽影。MEDIC序列具有高對比度，能減輕磁敏感偽影同時保持較高的空間分辨率，缺點是成像時間較長。3D-DESS序列對關(guān)節(jié)軟骨病損敏感性也較高，有研究表明其對軟骨病損的診斷率與3D-FLASH序列無顯著差異且成像時間明顯縮短[1]。綜合比較后，DESS序列是相對較為優(yōu)化的軟骨磁共振序列[2]，能較好地兼顧掃描時間和成像質(zhì)量。選擇合適的序列進行檢查對病變的準確顯示起關(guān)鍵作用。本研究通過3.0T MRI的3D-DESS序列與常規(guī)SE序列T2WI-TSE-FS序列、PDWI-TSE-FS序列矢狀位比較分析適合于血友病性關(guān)節(jié)炎病變顯示的最佳序列，并運用目前國際血友病預(yù)防治療研究組最新的評分系統(tǒng)(International prophylaxis study group ,IPSG)[3]作為評估。

1 材料與方法

1.1 研究對象收集2014年8月至2018年5月我院就診的18例經(jīng)臨床實驗室檢查確診為血友病甲患兒的27個關(guān)節(jié)的MRI圖像。

患兒年齡3～17歲，平均年齡9.8歲，臨床確診均為血友病甲的18例，血友病是X染色體隱性遺傳，大部分為男性發(fā)病，本病例組均為男性患兒，其中膝關(guān)節(jié)8個、踝關(guān)節(jié)16個，肘關(guān)節(jié)3個。所有受檢兒童的家屬均同意參加此項研究并簽署知情同意書。

1.2 MRI檢查方法采用德國西門子MAGNETOM Skyra 3.0T磁共振掃描儀，不能配合的兒童掃描前口服或直腸給10%水合氯醛溶液鎮(zhèn)靜，劑量為0.5mL/kg，總量不超過10mL，待其熟睡后掃描。掃描序列包括T1WI-TSE、T2WI-TSEFS、PDWI-TSE-FS以及3D-DESS，各掃描序列主要參數(shù)詳見表1。

1.3 MRI評分系統(tǒng)MRI評分應(yīng)用世界血友病聯(lián)盟國際血友病預(yù)防治療研究組(IPSG)影像評估組織于2012年制定的評分系統(tǒng)(表2)。IPSG主要分為兩大類評分：關(guān)節(jié)軟組織關(guān)節(jié)積液/積血、滑膜增厚、含鐵血黃素沉積，骨軟骨病變的骨表面侵蝕、關(guān)節(jié)面下骨囊腫、關(guān)節(jié)軟骨缺損方面分別對關(guān)節(jié)病變嚴重程度進行全面評估及量化，本次我們應(yīng)用的是骨軟骨病變部分評分0～8分，0分為正常，分數(shù)越高，則病變越嚴重。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析由兩名經(jīng)過IPSG評分培訓(xùn)的高年資影像科醫(yī)師雙盲法對圖像進行評估。運用SPSS22.0軟件進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計學(xué)方法：3D-DESS、T2WI-TSEFS、PDWI-TSE-FS各組內(nèi)等級資料的比較采用Wilcoxon比較，P＜0.05具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 膝關(guān)節(jié)MRI各成像序列參數(shù)比較

2 結(jié) 果

2.1 骨關(guān)節(jié)面侵蝕3D-DESS分別與T2WI-TSE-FS、PDWI-TSE-FS比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義，T2WITSE-FS、PDWI-TSE-FS評分均高于3D-DESS(P＜0.05)。見表3

2.2 小囊變3D-DESS分別與T2WI-TSE-FS、PDWI-TSE-FS比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。見表4。

2.3 關(guān)節(jié)軟骨損傷3D-DESS分別與T2WI-TSE-FS、PDWI-TSE-FS比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義，T2WITSE-FS、PDWI-TSE-FS評分均低于3D-DESS(P＜0.05)。見表5。

3 討 論

血友病是X性染色體隱性遺傳出血性疾病，大部分由母親傳給下一代男孩。根據(jù)缺乏凝血因子的不同，分為血友病甲(第Ⅷ因子)、血友病乙(第Ⅸ因子)兩型。關(guān)節(jié)出血是血友病的特征之一，長期反復(fù)大量的出血可導(dǎo)致滑膜、關(guān)節(jié)軟骨以及軟骨下骨質(zhì)的一系列病理改變，晚期甚至可出現(xiàn)關(guān)節(jié)強直、畸形，給患者造成很大的痛苦及較高的致殘率。

表2 IPSG MRI量表：血友病性關(guān)節(jié)病評估

表3 三個序列骨關(guān)節(jié)面侵蝕部分IPSG評分

表4 三個序列小囊變部分IPSG評分

表5 三個序列關(guān)節(jié)軟骨損傷部分IPSG評分

圖1-3 男，15歲，血友病甲。圖1 T2WI-FSE-FS；圖2 PDWI-FSE-FS顯示脛骨、距骨關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)可見大片高信號影，提示骨關(guān)節(jié)面侵蝕，伴小囊腫形成，脛距關(guān)節(jié)間隙變窄，骨關(guān)節(jié)面侵蝕、小囊變及軟骨退變評分均為2分；圖3 3D-DESS序列顯示骨關(guān)節(jié)面侵蝕、小囊腫不如T2WI-FSE-FS、PDWIFSE-FS序列清晰，但關(guān)節(jié)軟骨顯示較T2WI-FSE-FS、PDWI-FSE-FS清晰，軟骨不均勻變薄，骨關(guān)節(jié)面侵蝕、小囊變評分均2分，軟骨退變評分4分。圖4-5 男，8歲，血友病甲。圖4T2WI-FSE-FS、圖5 PDWI-FSE-FS序列顯示骨關(guān)節(jié)面侵蝕、骨髓水腫較圖6：3D-DESS序列清晰，病變信號較高，范圍較大，骨關(guān)節(jié)面侵蝕、小囊變評分均為2分，軟骨退變評分1分。圖6 3D-DESS序列顯示關(guān)節(jié)軟骨呈中高信號，厚薄不均，提示部分軟骨缺失，其內(nèi)可見斑點狀高信號影，提示損傷，骨關(guān)節(jié)面侵蝕評分2分，小囊變評分1分，軟骨退變評分3分；T2WI-FSE-FS、PDWI-FSE-FS、3D-DESS序列均可顯示脛骨遠端骨骺小囊變。

血友病性關(guān)節(jié)病的特點是關(guān)節(jié)內(nèi)自發(fā)性或外傷出血鐵沉積的刺激產(chǎn)生滑膜炎，伴隨細胞因子的釋放，反復(fù)的滑膜炎可導(dǎo)致軟骨和軟骨下骨的破壞[4]。最常見的靶關(guān)節(jié)為膝、踝、肘關(guān)節(jié)[5]，因此本研究將患兒的膝、踝、肘關(guān)節(jié)納入受檢關(guān)節(jié)。

國際血友病預(yù)防治療研究組(IPSG)影像評估組于2012年制定的MRI評分系統(tǒng)，分別從關(guān)節(jié)軟組織(關(guān)節(jié)積液/積血、滑膜增厚、含鐵血黃素沉積)及骨軟骨病變(骨表面侵蝕、關(guān)節(jié)面下骨囊腫、關(guān)節(jié)軟骨缺失)兩方面對關(guān)節(jié)病變嚴重程度進行量化評估，通過細化關(guān)節(jié)軟組織及軟骨改變可早期發(fā)現(xiàn)細小病灶，可對血友病性關(guān)節(jié)病的治療療效進行評估。IPSG評分可作為早期、中期的血友病性關(guān)節(jié)病的預(yù)后和血友病的治療做出評估[3]。

IPSG分別從關(guān)節(jié)軟組織及骨軟骨兩方面評價關(guān)節(jié)病情況，T2WI-FSE-FS、PDWI-FSE-FS顯示小囊變，骨髓水腫、關(guān)節(jié)腔積液比較敏感且清晰，但常規(guī)SE序列層厚較厚，關(guān)節(jié)軟骨病變的顯示敏感性不高，3D-DESS序列較T2WI、PDWI序列具有連續(xù)薄層掃描、多平面重建圖像的優(yōu)點，對于其他3D序列具有掃描時間短、圖像分辨率高等優(yōu)勢，是目前對關(guān)節(jié)軟骨較為敏感的成像序列之一[6]。3D-DESS序列在采集穩(wěn)態(tài)進動快速成像(fast imaging with steadystate precession, FISP)信號的同時，也采集反轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)進動快速成像(time reversal of FISP，PSIF)的信號，2個回波信號疊加，增加了FISP的T2WI信號強度，獲得高信噪比且T2權(quán)重較重的圖像，可更好地顯示關(guān)節(jié)積液、關(guān)節(jié)軟骨。3D-DESS圖像上骨質(zhì)、脂肪顯示為低信號，關(guān)節(jié)積液顯示為高信號，關(guān)節(jié)軟骨顯示為中高信號，在骨關(guān)節(jié)成像時有良好的軟骨與液體的對比度[7]，有利于膝、踝、肘關(guān)節(jié)軟骨變性、缺損等病變的顯示。

Eckstein等[8]的研究表明3D-DESS序列在關(guān)節(jié)軟骨成像方面，比其他常規(guī)序列具有更好的信噪比，能準確顯示關(guān)節(jié)軟骨病變。李潔等[9]的研究通過一組膝關(guān)節(jié)病例進行3D-DESS序列掃描，并與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)該序列對軟骨的損傷具有高特異度和高敏感度。本研究結(jié)果顯示3D-DESS序列與T2WI-TSE-FS、PDWI-TSE-FS比較發(fā)現(xiàn)，3D-DESS序列顯示血友病性關(guān)節(jié)病軟骨損傷較常規(guī)SE序列更清晰，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，但顯示血友病性關(guān)節(jié)炎骨表面侵蝕方面，T2WI-TSE-FS、PDWI-TSE-FS序列比3D-DESS序列顯示病變更多，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，原因與3D-DESS序列本身的T2權(quán)重較重有關(guān)，對比度下降，圖像上骨病變信號顯示為較低信號，對軟骨下骨及骨髓水腫顯示不如常規(guī)SE序列對比度高。3D-DESS序列與常規(guī)SE序列比較顯示血友病性關(guān)節(jié)病小囊變病變，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。3D-DESS序列與SE常規(guī)序列相比不僅在關(guān)節(jié)軟骨病變敏感性更高，而且另一優(yōu)勢可在較短時間內(nèi)獲得薄層圖像，可進行MPR多平面重建，獲得所需要的任意層面圖像，方便和清晰地顯示關(guān)節(jié)軟骨，減少容積效應(yīng)和漏診，而目前常規(guī)SE序列需要進行多次掃描才能獲得多方位成像，在目前病人較多情況下，3D-DESS序列可減少檢查掃描時間，優(yōu)化序列組合。

3D-DESS序列激發(fā)角度與圖像信噪比及對比度有很大關(guān)系，采用合適的激發(fā)角度可獲得更好的圖像[10]，本研究經(jīng)過多次不同激發(fā)角度掃描試驗，軟骨與滑液的對比信噪比在激發(fā)角≤60°時隨著角度增加而增加，但在＞75°時軟骨信號降低，對比信噪比下降，比較發(fā)現(xiàn)DESS翻轉(zhuǎn)角度為60°時可獲得良好的信噪比，圖像質(zhì)量最佳[11-12]，顯示關(guān)節(jié)軟骨和關(guān)節(jié)積液成像好，增加兩者對比度，可早期發(fā)現(xiàn)軟骨病變。

綜上所述，本研究結(jié)果表明，與常規(guī)S E序列比較，3D-DESS序列能更清晰顯示關(guān)節(jié)軟骨病變[13]，減少容積偽影，且能進行多平面重建，但對比骨表面侵蝕及小囊變病變顯示不如常規(guī)SE序列，提示在進行血友病性關(guān)節(jié)病檢查時需要同時結(jié)合常規(guī)SE序列和3D-DESS序列觀察關(guān)節(jié)軟骨病變，以避免漏診。本研究存在一些不足之處，未能使用膝關(guān)節(jié)線圈，層厚太薄，信噪比降低，圖像質(zhì)量未能達到最佳。

3D-DESS序列具有高敏感性、關(guān)節(jié)積液對比度高、掃描時間相對不長、圖像可后處理功能強大等諸多優(yōu)點。3D-DESS以高空間分辨率和對關(guān)節(jié)透明軟骨、韌帶周圍積液的優(yōu)異顯示能力，三維薄層成像對軟骨的細微損傷較常規(guī)序列更敏感[14]，未來將應(yīng)用3D-DESS檢測關(guān)節(jié)軟骨病變，通過T2mapping序列獲得關(guān)節(jié)軟骨T2值，力求更早發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨損傷，并且與3D-DESS圖像融合提高病變定位的準確性，在形態(tài)學(xué)改變之前更早發(fā)現(xiàn)病變，提高血友病性關(guān)節(jié)炎的IPSG評分的準確性。

綜上所述，3D-DESS序列較T2WI-TSE-FS、PDWI-TSE-FS顯示關(guān)節(jié)軟骨更清晰，是顯示關(guān)節(jié)軟骨病變的最佳掃描序列之一，對于診斷血友病性關(guān)節(jié)病的關(guān)節(jié)軟骨病變有較高的臨床應(yīng)用價值。