磁共振定量磁化率成像在半月板變性和半月板撕裂診斷中的應(yīng)用價(jià)值

陳鈺祥

(蘭溪市人民醫(yī)院，浙江 蘭溪 321102)

半月板損傷多由運(yùn)動(dòng)不當(dāng)所致，以年輕人居多[1]。半月板損傷包括半月板變性和半月板撕裂2種類型，且不同損傷類型的治療方案不同[2-3]。因此，臨床診斷半月板損傷時(shí)，明確損傷類型對(duì)于治療方案的制定具有重要意義。關(guān)節(jié)鏡檢查是診斷半月板損傷類型的金標(biāo)準(zhǔn)，但其屬于有創(chuàng)檢查，患者接受度低[4]。磁共振成像診斷半月板損傷具有較高的靈敏度，但在診斷半月板損傷類型時(shí)易受到臨床醫(yī)師主觀因素的影響，容易導(dǎo)致誤診[5-6]。隨著磁共振成像技術(shù)的不斷發(fā)展，磁共振定量磁化率成像(quantitative susceptibility mapping，QSM)逐漸在臨床上得到應(yīng)用，其能夠準(zhǔn)確反映人體組織磁化率的分布，在多種疾病診斷中的價(jià)值得到認(rèn)可[7-8]。相關(guān)研究[9-10]表明，磁共振QSM可用于半月板損傷的診斷。為了進(jìn)一步探討磁共振QSM在半月板變性和半月板撕裂診斷中的應(yīng)用價(jià)值，我們進(jìn)行了此項(xiàng)研究，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料選取2020年3月至2021年3月在蘭溪市人民醫(yī)院就診的疑似半月板損傷患者和同期招募的健康志愿者為研究對(duì)象。試驗(yàn)方案經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查通過(guò)。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)①符合半月板損傷的臨床表現(xiàn)特征[11]，擬行磁共振和關(guān)節(jié)鏡檢查(僅針對(duì)半月板損傷患者)；②年齡18～60歲；③體質(zhì)量≤80 kg；④同意參與本研究，簽署知情同意書(shū)。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)①合并股骨、脛骨平臺(tái)骨折者；②合并膝關(guān)節(jié)局部感染者；③合并惡性腫瘤者；④有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史者；⑤妊娠或哺乳期婦女；⑥有精神疾病史者。

2 方 法

2.1 磁共振檢查方法采用GE SIGNA HDXT 1.5T磁共振掃描儀對(duì)患者患側(cè)膝關(guān)節(jié)和健康志愿者右側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行掃描，采用Tim4G線圈系統(tǒng)。受試者取仰臥位，分別采用T1加權(quán)像(T1 weighted image，T1WI)及T2加權(quán)像(T2 weighted image，T2WI)行矢狀面及冠狀面掃描。矢狀面T1WI、T2WI，重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR)分別為2800 ms、2717 ms，回波時(shí)間(echo time，TE)分別為30 ms、40 ms；冠狀面T1WI、T2WI，TR分別為538 ms、2980 ms，TE分別為10 ms、85 ms。視野6～10 cm，層間距1 mm，層厚度5 mm，旋轉(zhuǎn)角度10°～15°。

2.2 關(guān)節(jié)鏡檢查方法患者取仰臥位，患側(cè)膝關(guān)節(jié)屈曲45°，在內(nèi)外側(cè)膝眼上方2 mm處建立關(guān)節(jié)鏡檢查通道。外側(cè)為關(guān)節(jié)鏡通道，內(nèi)側(cè)為探針等器械通道。按照髕上囊、髕股關(guān)節(jié)面、內(nèi)側(cè)溝、內(nèi)側(cè)間室、髁間窩、外側(cè)溝的順序依次進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)組織病變照相記錄或取樣活檢。

2.3 分組方法將健康志愿者納入健康對(duì)照組；根據(jù)關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果，將半月板損傷患者分為半月板變性組和半月板撕裂組。

2.4 磁共振QSM分析方法將膝關(guān)節(jié)磁共振相位圖及幅值圖傳輸至MATLAB軟件，運(yùn)用拉普拉斯解纏繞算法，對(duì)原始相位進(jìn)行解纏繞，用ITK-SNAP在幅值圖像上進(jìn)行掩模手動(dòng)勾畫；應(yīng)用變核復(fù)雜諧波偽影去除算法，去除不均勻的背景，再用二級(jí)QSM重建算法計(jì)算得到QSM圖譜；在矢狀面同空間的原始QSM幅值圖上分別以半月板損傷區(qū)域?yàn)橹行?，完整勾畫出整個(gè)損傷區(qū)域，并進(jìn)行2次手動(dòng)分割，將其保存為感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)，利用勾畫完成的ROI映射到QSM圖像上提取磁敏感值。健康志愿者選取外側(cè)半月板后角中心區(qū)域?yàn)镽OI。。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。3組受試者性別的組間比較采用χ2檢驗(yàn)，年齡、體質(zhì)量、磁敏感值的組間比較均采用單因素方差分析，磁敏感值的組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；磁共振QSM在半月板變性和半月板撕裂診斷中的價(jià)值評(píng)價(jià)采用受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

3 結(jié) 果

3.1 關(guān)節(jié)鏡檢查和分組結(jié)果共納入100例膝關(guān)節(jié)損傷患者，經(jīng)關(guān)節(jié)鏡檢查確診半月板變性53例(半月板變性組)、半月板撕裂47例(半月板撕裂組)，半月板損傷的具體部位見(jiàn)表1。納入健康志愿者50例(健康對(duì)照組)。3組受試者基線資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有可比性(表2)。

3.2 磁共振QSM分析結(jié)果半月板變性組、半月板撕裂組、健康對(duì)照組受試者的磁敏感值比較，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(-0.03±0.01)ppm，(-0.12±0.10)ppm，(0.03±0.01)ppm，F(xiàn)=86.088，P=0.000]。半月板變性組和半月板撕裂組受試者的磁敏感值均低于健康對(duì)照組(LSD-t=30.434，P=0.000；LSD-t=10.554，P=0.000)；半月板撕裂組受試者的磁敏感值低于半月板變性組(LSD-t=6.520，P=0.000)。ROC曲線分析結(jié)果顯示，以磁敏感值-0.051 ppm為標(biāo)準(zhǔn)診斷半月板變性的ROC曲線下面積為0.789(P=0.000)，靈敏度為100.00%，特異度為76.30%，約登指數(shù)為0.763(圖1)；以磁敏感值-0.062 ppm為標(biāo)準(zhǔn)診斷半月板撕裂的ROC曲線下面積為0.981(P=0.000)，靈敏度為97.00%，特異度為100.00%，約登指數(shù)為0.936(圖2)。半月板損傷患者及健康志愿者膝關(guān)節(jié)影像圖片見(jiàn)圖3。

4 討 論

半月板損傷是常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)損傷，主要表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)腫脹、疼痛、活動(dòng)受限，嚴(yán)重影響患者工作和生活[12]。然而，部分患者半月板損傷后臨床表現(xiàn)不明顯，而常規(guī)X線和CT檢查難以明確半月板損傷，易導(dǎo)致半月板損傷漏診或誤診，影響患者膝關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)[13]。陳靜等[14]的研究結(jié)果表明，核磁共振檢查能夠提高診斷半月板損傷的準(zhǔn)確度，且核磁共振檢查用時(shí)少，診斷效率高。然而，常規(guī)磁共振檢查診斷半月板損傷類型，易受臨床醫(yī)師主觀因素影響，導(dǎo)致誤診。正常半月板中的膠原纖維走向一致，呈現(xiàn)順磁性(磁敏感值>0)，半月板損傷導(dǎo)致膠原纖維走向改變，呈現(xiàn)抗磁性(磁敏感值<0)；與半月板變性比較，半月板撕裂對(duì)半月板的破壞更加嚴(yán)重，膠原纖維排列更加無(wú)序和混亂，且關(guān)節(jié)腔積液可能滲入半月板，由于水具有抗磁性，導(dǎo)致半月板撕裂呈現(xiàn)更加明顯的抗磁性[15-16]。本研究結(jié)果顯示，半月板變性組、半月板撕裂組和健康對(duì)照組受試者磁敏感值的組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；以磁敏感值-0.051 ppm為標(biāo)準(zhǔn)診斷半月板變性，靈敏度為100.00%，特異度為76.30%；以磁敏感值為-0.062 ppm為標(biāo)準(zhǔn)診斷半月板撕裂，靈敏度為97.00%，特異度為100.00%；提示磁共振QSM在半月板變性和半月板撕裂的診斷中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。但對(duì)于年齡、半月板損傷原因、外傷至磁共振檢查時(shí)間等因素是否影響磁敏感值等問(wèn)題，本研究尚未涉及，仍需進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)臨床和基礎(chǔ)研究進(jìn)一步探討。

表1 半月板損傷部位關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果 單位：例

表2 3組受試者的基線資料

圖1 磁敏感值診斷半月板變性的受試者操作特征曲線圖

圖2 磁敏感值診斷半月板撕裂的受試者操作特征曲線圖

圖3 半月板損傷患者和健康志愿者膝關(guān)節(jié)矢狀位T2加權(quán)像