MR軟骨生理成像技術(shù)在膝關(guān)節(jié)的臨床應(yīng)用研究.pdf

1、骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)的發(fā)病率僅次于心血管疾病，是引起人們工作、生活能力降低和喪失的重要疾病。而關(guān)節(jié)軟骨是維持關(guān)節(jié)正常運(yùn)動和功能的重要結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)軟骨的損傷或退變在OA發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。因此，早期診斷關(guān)節(jié)軟骨的退變是早期診斷和及時治療OA的關(guān)鍵。 一直以來臨床對OA的診斷主要是根據(jù)癥狀、臨床檢查、X線平片，但這都只能間接提供關(guān)節(jié)軟骨的厚度而不能提供關(guān)節(jié)軟骨改變的具體信息；只能反映關(guān)節(jié)軟骨中晚期退變的

2、情況，對于關(guān)節(jié)軟骨早期退變的診斷則相當(dāng)困難。隨著臨床藥物治療及關(guān)節(jié)軟骨移植術(shù)的迅速發(fā)展，需要了解關(guān)節(jié)軟骨的組織構(gòu)成情況，便于早期診斷、早期治療、藥物療效評估和關(guān)節(jié)軟骨移植術(shù)后追蹤。因此，一種無創(chuàng)傷且能夠定量檢測關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)、組織構(gòu)成的方法顯得尤為迫切。關(guān)節(jié)鏡可評估關(guān)節(jié)軟骨的表面情況，但其創(chuàng)傷性和術(shù)后導(dǎo)致的功能受限使其應(yīng)用受到限制，且其不能檢測到軟骨的深層。常規(guī)MRI掃描也只能了解關(guān)節(jié)軟骨的厚度和形態(tài)。 隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，一些

3、研究關(guān)節(jié)軟骨組織構(gòu)成的新技術(shù)陸續(xù)開展，如T2圖、鈉成像、磁共振延遲增強(qiáng)成像(delayed gadolinium—enhanced MRI of cartilage，dGEMRIC)等，這些技術(shù)有望用于關(guān)節(jié)軟骨退變的早期診斷。MR T2圖是一項能反應(yīng)關(guān)節(jié)軟骨中膠原纖維結(jié)構(gòu)完整性的技術(shù)。dGEMRIC是一種顯示軟骨中蛋白多糖的分子影像技術(shù)，用于檢測關(guān)節(jié)軟骨中蛋白多糖的分布。目前這些關(guān)節(jié)軟骨生理成像技術(shù)已經(jīng)成為研究熱點。 研究目的：

4、 1)獲得健康成人運(yùn)動前后膝關(guān)節(jié)軟骨T2值變化的空間分布圖，以期了解運(yùn)動與關(guān)節(jié)軟骨組織構(gòu)成之間的關(guān)系，為進(jìn)一步探討運(yùn)動在OA患病機(jī)制中的作用提供相關(guān)信息。 2) OA患者膝關(guān)節(jié)軟骨MR T2圖與健康成人膝關(guān)節(jié)軟骨MR T2圖相比較，探討MR T2圖對OA時關(guān)節(jié)軟骨退變診斷的初步臨床指導(dǎo)價值。 3)獲取健康成人和OA患者膝關(guān)節(jié)髕軟骨dGEMRIC的T1值研究范圍，從而得知各自膝關(guān)節(jié)髕軟骨中蛋白多糖的分布以及OA時關(guān)

5、節(jié)軟骨退變在dGEMRIC上的表現(xiàn)，以期為OA的早期診斷提供相關(guān)影像信息。 研究方法： 1)20例健康志愿者運(yùn)動前后雙膝關(guān)節(jié)行矢狀面SE序列8回波掃描。測量志愿者運(yùn)動前后膝關(guān)節(jié)軟骨淺、深層各感興趣區(qū)的T2值，并進(jìn)行各組間T2值差異的比較。原始圖像經(jīng)后處理后獲得相應(yīng)的T2圖。 2)31例OA患者的患側(cè)膝關(guān)節(jié)行矢狀面SE序列8回波掃描。測量膝關(guān)節(jié)脛骨與股骨關(guān)節(jié)軟骨各感興趣區(qū)的T2值，并與30例健康成人膝關(guān)節(jié)脛骨與股骨

6、關(guān)節(jié)軟骨的T2值進(jìn)行比較。原始圖像經(jīng)后處理后獲得相應(yīng)的T2圖。并追蹤行關(guān)節(jié)鏡檢查的患者，將關(guān)節(jié)鏡檢查資料與相應(yīng)的T2圖進(jìn)行比較。 3)對照組38例正常膝關(guān)節(jié)和OA組34例退變膝關(guān)節(jié)者經(jīng)肘靜脈注射釓噴替酸葡甲胺(gadolinium diethylene triamine penta—acetic acid，Gd—DTPA)后步行10分鐘，注射造影劑后2小時行膝關(guān)節(jié)髕軟骨dGEMRIC掃描。于所獲T1時間圖中選取感興趣區(qū)進(jìn)行T1值

7、的測量和統(tǒng)計學(xué)比較。對照組同時行髕軟骨淺深層的T1值測量和統(tǒng)計學(xué)比較。 結(jié)果： 1)健康志愿者運(yùn)動前膝關(guān)節(jié)脛骨軟骨淺、深層的T2值分別為(48.8±6.3)ms、(44.3±5.7) ms；運(yùn)動后分別為(43.4±5.0)ms、(40.3±6.1)ms，運(yùn)動前后差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為6.004和5.037，P值均<0.05)；運(yùn)動前脛骨軟骨淺、深層T2值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.148，P<0.01)。運(yùn)動前膝關(guān)節(jié)

8、股骨軟骨淺、深層的T2值分別為(52.1±5.7)ms、(47.7±5.3)ms；運(yùn)動后分別為(47.2±4.5)ms、(43.6±4.1)ms；運(yùn)動前后差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為6.169和5.957，P值均<0.05)；運(yùn)動前股骨軟骨淺、深層T2值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.384，P<0.01)。相應(yīng)的MR T2圖顯示了T2值變化的空間分布趨勢。 2) OA組膝關(guān)節(jié)脛骨軟骨、股骨軟骨T2值分別為(54.1±8.3) ms、

9、(57.6±7.0) ms，較健康成人膝關(guān)節(jié)脛骨軟骨、股骨軟骨T2值(46.5±5.7)ms、(49.9±5.2) ms高，兩組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=—4.361，P<0.01；t=—5.115，P<0.01)，T2圖反映了OA組和健康成人組間T2值的這種差異。 3)對照組膝關(guān)節(jié)髕軟骨的T1值為(422.4±35.1)ms，OA組髕軟骨的T1值為(359.0±39.4)ms，兩組間獨立樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t＝7.

10、225，P<0.05)。對照組髕軟骨淺層的T1值為(411.6±36.1)ms，深層為(457.8±49.9)ms，兩組間獨立樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t＝—4.624，P<0.05)。另于OA組5例患者的髕軟骨T1時間圖中發(fā)現(xiàn)低信號區(qū)。 結(jié)論： 1)膝關(guān)節(jié)軟骨淺深層膠原纖維含量及排列方向的不同可以在MR T2圖得到相應(yīng)反映。 2) MR T2圖可檢測到運(yùn)動前后關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)膠原纖維發(fā)生的改變，提供了在組織學(xué)水平

11、研究關(guān)節(jié)軟骨的一種無創(chuàng)性影像學(xué)技術(shù)。 3) OA時膝關(guān)節(jié)軟骨在發(fā)生形態(tài)學(xué)改變前，軟骨內(nèi)膠原纖維丟失、排列方向改變，水分增加，MR T2圖能檢測到上述軟骨組織學(xué)成分的改變。 4) MR T2圖能敏感地反映關(guān)節(jié)軟骨早期退變時組織構(gòu)成的改變，對關(guān)節(jié)軟骨早期退變的診斷具有一定臨床指導(dǎo)價值，是一項能用于診斷關(guān)節(jié)軟骨早期退變的可行的影像學(xué)技術(shù)。 5) dGEMRIC是一項用于檢測關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)蛋白多糖的含量和分布的技術(shù)，關(guān)節(jié)軟骨