基于三維快速擾相梯度回波水激發(fā)序列在兒童肱骨外髁骺軟骨損傷中的研究

唐秋云，梁 莎，馬 慧，黃衛(wèi)保

（廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院放射科 廣西 南寧 530021）

肱骨外髁骨折是兒童肘關(guān)節(jié)損傷中常見的骨折類型，在兒童骨折中的發(fā)生率僅次于肱骨髁上骨折[1]。由于兒童骨骼尚未成熟、醫(yī)患溝通有一定難度，故兒童骨折及骨骺損傷漏診和誤診的概率較成年人高。骨折一旦發(fā)生，骨折塊在伸肌群的牽拉作用下可發(fā)生不同程度的移位。如兒童肱骨外髁骨折處理不及時(shí)或不當(dāng)將嚴(yán)重影響兒童骨健康和骨的正常生長發(fā)育，嚴(yán)重者會(huì)形成難以糾正的骨關(guān)節(jié)畸形、功能障礙甚至殘疾[2]。磁共振成像（MRI）是診療關(guān)節(jié)軟骨病變的重要成像技術(shù)，但若想要獲得較高的診斷效率，就要確保高分辨率及高清晰度檢查圖像的輸出。三維軟骨成像序列可彌補(bǔ)MRI的不足，但既往國內(nèi)外對(duì)其在關(guān)節(jié)軟骨損傷的研究多致力于成年人[3]，很少應(yīng)用于兒童軟骨損傷。故本研究旨在探究3D-WATSc在肱骨外髁骨折兒童MRI檢查中的應(yīng)用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年5月—2022年5月廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院收治的肱骨外髁骨折患兒50例作為研究對(duì)象，患兒有明確外傷，并經(jīng)X線初步診斷或高度懷疑為肱骨外髁骨折[4]。50例患兒中男31例，女19例；年齡為1～12歲，均齡（4.56±2.12）歲；平均受傷時(shí)間（2.46±0.38） 天?；純杭覍倬炇鹬橥鈺?。排除標(biāo)準(zhǔn)：有肘關(guān)節(jié)外傷史或疾病史及存在肘關(guān)節(jié)骺板生理性閉合的患兒。本研究經(jīng)廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批（批號(hào)：GXQYY-1978）。

1.2 方法

采用Philips Achieva 1.5T MRI對(duì)所有患兒進(jìn)行檢查，對(duì)于不合作患兒需提前鎮(zhèn)靜，指導(dǎo)其取仰臥位，足先進(jìn)，將肘關(guān)節(jié)放置于軀體旁，移動(dòng)身體使患處盡可能靠近掃描主磁場(chǎng)中心，對(duì)以下5個(gè)序列進(jìn)行掃描：冠狀位3D-WATSc，冠、矢、軸三方位脂肪抑制質(zhì)子密度加權(quán)序列（PDW-SPIR）以及冠狀位快速自旋回波T1加權(quán)序列（T1-TSE）。注意冠狀位掃描線應(yīng)與肱骨內(nèi)外髁連線及肱骨干中下段長軸同時(shí)平行；矢狀位掃描線應(yīng)與肱骨干中下段長軸平行，并處于肱骨內(nèi)外髁連線的垂直位置；軸位掃描線應(yīng)與肱骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面平行，由肱骨遠(yuǎn)側(cè)干骺端直至橈骨粗隆進(jìn)行全方位掃描。掃描參數(shù)見表1。結(jié)束掃描后，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過圖片存檔及通信系統(tǒng)（PACS）處理，再運(yùn)用系統(tǒng)中的測(cè)量工具設(shè)置感興趣區(qū)，包括肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨、骺軟骨旁空氣區(qū)域、肱三頭肌肌肉下端，設(shè)定感興趣區(qū)域（ROI）均為20 mm2，最后記錄系統(tǒng)所測(cè)出信號(hào)強(qiáng)度的平均值（SI）及標(biāo)準(zhǔn)差（SD）。3D-WATSc冠狀位序列信號(hào)測(cè)量見圖1。

圖1 3D-WATSc冠狀位序列信號(hào)測(cè)量

表1 MRI掃描參數(shù)

1.3 觀察指標(biāo)

①3D-WATSc、PDW-SPIR及T1-TSE序列肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨的信號(hào)強(qiáng)度。②MRI圖像質(zhì)量評(píng)估：由兩名高年資的放射科醫(yī)師采用盲法對(duì)圖像進(jìn)行分析，存在不同意見時(shí)需協(xié)商達(dá)成一致性結(jié)果。根據(jù)MRI圖像效果，對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行5級(jí)評(píng)分，1分：圖像極度模糊、有偽影，結(jié)構(gòu)不可辨認(rèn)，難以診斷；2分：圖像偽影較明顯，雖結(jié)構(gòu)可辨認(rèn)，但不符合診斷要求；3分：圖像中度模糊或偽影，結(jié)構(gòu)清晰可見，可診斷；4分：圖像輕度模糊或偽影，結(jié)構(gòu)較銳利，可診斷；5分：無圖像模糊或偽影，結(jié)構(gòu)或邊緣銳利，完全符合診斷要求。圖像質(zhì)量均由兩位副主任醫(yī)師進(jìn)行評(píng)估，最終評(píng)分取兩者平均分。③SNR和CNR：SNR為骺軟骨信號(hào)強(qiáng)度平均值（SI組織）與掃描野內(nèi)空氣區(qū)域標(biāo)椎差（SD背景）的比值，CNR為骺軟骨與肱三頭肌上信號(hào)強(qiáng)度平均值之差（SI2-SI1）與SD背景的比值。④診斷情況：包括對(duì)骨折線累及骺軟骨、不穩(wěn)定性肱骨外髁骨折的診斷。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，多組間比較用單因素方差分析；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，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 MRI圖像質(zhì)量比較

3D-WATSc、PDW-SPIR及T1-TSE序列的MRI圖像質(zhì)量評(píng)分分別為（4.21±0.74）分、（3.49±0.57）分、（2.11±0.67）分，差異顯著（F=129.300，P＜0.001）。3D-WATSc序列的MRI圖像質(zhì)量評(píng)分高于PDW-SPIR和T1-TSE序列，并且PDW-SPIR序列高于T1-TSE序列，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 三個(gè)序列肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨的信號(hào)特點(diǎn)

3D-WATSc序列上肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨呈現(xiàn)明顯高信號(hào)，軟骨與周圍組織對(duì)比最明顯，均能清晰顯示關(guān)節(jié)軟骨的形態(tài)、厚度改變及創(chuàng)傷缺損情況；PDWI-SPIR序列上肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨呈現(xiàn)較高信號(hào)，軟骨與周圍組織對(duì)比明顯，但僅可顯示軟骨形態(tài)；T1-TSE序列上肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨呈現(xiàn)中等信號(hào)，軟骨與關(guān)節(jié)液難以區(qū)分，并且軟骨表面病損情況顯示模糊。見圖2。

圖2 三個(gè)序列肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨的信號(hào)特點(diǎn)

2.3 三個(gè)序列上SNR和CNR比較

三個(gè)序列上肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨SNR和CNR比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。3D-WATSc序列上SNR和CNR均高于PDW-SPIR序列和T1-TSE序列，PDW-SPIR序列上SNR高于T1-TSE序列。見表2。

表2 三個(gè)序列上SNR和CNR比較（）

表2 三個(gè)序列上SNR和CNR比較（）

序列SNR肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨骺軟骨旁空氣區(qū)域肱三頭肌肌肉下端3D-WATSc31.64±4.72①10.25±3.0211.06±3.25 PDW-SPIR26.25±8.11②9.29±2.5610.28±3.11 T1-TSE20.14±5.379.28±3.0210.22±2.87 F 42.4801.8781.157 P＜0.01＞0.05＞0.05

表2（續(xù)）

表2 三個(gè)序列上SNR和CNR比較（）

注：①為在同一感興趣區(qū)域上與PDW-SPIR序列和T1-TSE序列比較；②為在同一感興趣區(qū)與T1-TSE序列比較，均P＜0.05。

序列CNR肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨骺軟骨旁空氣區(qū)域肱三頭肌肌肉下端3D-WATSc11.13±3.02①5.06±1.524.38±1.25 PDW-SPIR7.74±2.214.48±1.393.94±1.08 T1-TSE8.29±2.284.52±1.204.22±1.61 F 25.8602.7701.398 P＜0.01＞0.05＞0.05

2.4 三個(gè)序列的診斷能力比較

三個(gè)序列圖像對(duì)骨折線累及骺軟骨和不穩(wěn)定性肱骨外髁骨折檢出例數(shù)的比較，3D-WATSc序列圖像的檢出率均高于PDW-SPIR和T1-TSE序列，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表3。

表3 三個(gè)序列的診斷情況[n（%）]

3 討論

兒童肱骨外髁骨折發(fā)生后骨關(guān)節(jié)可發(fā)生易位甚至不可逆的畸形，有效的早期診治至關(guān)重要[5]。MRI無輻射且分辨率較高，其中三維序列成像效果突出，選擇優(yōu)質(zhì)的掃描序列是獲取高分辨率及高清晰度MRI檢測(cè)圖像的關(guān)鍵[6]。三維序列成像技術(shù)在兒童肱骨外髁骨折的應(yīng)用尚處于成長階段，有待進(jìn)一步探索更優(yōu)掃描序列。

本研究結(jié)果顯示，3D-WATSc序列上的MRI圖像質(zhì)量高于PDW-SPIR序列和T1-TSE序列，在肱骨外髁骨折中具有較高的指示性意義。3D-WATSc序列上肱骨遠(yuǎn)端骺軟骨呈現(xiàn)較高的信號(hào)強(qiáng)度，可明顯觀察到關(guān)節(jié)軟骨的形態(tài)、厚度改變及創(chuàng)傷缺損情況。推測(cè)可能與3D-WATSc序列上回波時(shí)間較短有關(guān)。通常兒童的肘關(guān)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)含有蛋白多糖、水分及膠原等基礎(chǔ)成分，其中蛋白多糖可在滲透壓的作用下結(jié)合水分子，再嵌合于膠原網(wǎng)眼中，導(dǎo)致軟骨組織中水分子的數(shù)量及運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，縮短T2弛豫，使得關(guān)節(jié)軟骨在短回波時(shí)間序列的圖像顯示更清晰[7]。

在本研究中，3D-WATSc序列上的SNR和CNR明顯較高，表明3D-WATSc序列診斷兒童肱骨外髁骺軟骨骨折的效果更佳。3D-WATSc序列雖與PDW-SPIR和T1-TSE序列測(cè)量骨折有約1 mm的距離，但仍獲得質(zhì)量更佳、對(duì)比度更高、骨折邊緣顯示更銳利的圖像及精準(zhǔn)測(cè)量。劉代松等[8]研究表明，3D-WATSc序列成像能夠準(zhǔn)確評(píng)估CSM患兒并指間血管畸形的程度。本研究還發(fā)現(xiàn)，3D-WATSc序列圖像對(duì)骨折線累及骺軟骨和不穩(wěn)定性肱骨外髁骨折檢出比例較高，說明該序列診斷骺軟骨骨折具有較高的敏感性和準(zhǔn)確性。分析可能為3D-WATSc序列圖像以高信號(hào)的骺軟骨為參照背景，進(jìn)而清晰顯示低信號(hào)的細(xì)微骨折及肱骨滑車軟骨鏈的完整性，用于骨折的穩(wěn)定性評(píng)估更可靠，能更好地指導(dǎo)臨床治療決策[9]。但值得注意的是，由于患兒的忍耐能力遠(yuǎn)比成年人薄弱，掃描時(shí)間過長極易導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)偽影的出現(xiàn)，因此建議掃描時(shí)間盡可能控制在3 min左右的范圍。3D-WATSc序列成像對(duì)骨髓及軟骨下骨處水腫、韌帶損傷等異常變化缺乏敏感[10]，因此，應(yīng)將3D-WATSc序列成像與常規(guī)MRI序列檢查聯(lián)合應(yīng)用，使兒童軟骨損傷檢查更全面、治療更徹底。

綜上所述，3D-WATSc能夠清晰顯示軟骨結(jié)構(gòu)，可作為兒童肱骨外髁骺軟骨的較佳掃描序列，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。本研究在評(píng)估各序列的診斷能力時(shí)未進(jìn)行Kappa風(fēng)險(xiǎn)分析及缺乏對(duì)關(guān)節(jié)軟骨損傷程度的量化分析，可能導(dǎo)致診斷結(jié)果出現(xiàn)偏倚的情況，需在未來研究中對(duì)此進(jìn)一步分析探討。