T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件測(cè)量膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨體積的應(yīng)用價(jià)值＊

武警總醫(yī)院磁共振中心(北京 100039)

董玉茹 王 宏 劉 騰 尹媛媛

T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件測(cè)量膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨體積的應(yīng)用價(jià)值＊

武警總醫(yī)院磁共振中心(北京 100039)

董玉茹 王 宏 劉 騰 尹媛媛

目的研究T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件測(cè)量膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨體積的應(yīng)用價(jià)值。方法選擇2013年6月至2014年6月，于我院治療膝骨關(guān)節(jié)炎的患者88例作為研究對(duì)象。以數(shù)字法隨機(jī)將其分為觀察組44例以及對(duì)照組44例。觀察組患者使用T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件對(duì)髕骨軟骨的體積進(jìn)行測(cè)量，對(duì)照組患者使用T1-vibe MRI成像技術(shù)結(jié)合常規(guī)手工測(cè)量，對(duì)比觀察兩組測(cè)量結(jié)果，研究其應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果兩組在操作過程中，觀察組所需時(shí)間明顯少于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。兩組進(jìn)行測(cè)量的可重復(fù)性誤差之間進(jìn)行比較，觀察組的誤差分別為6.2%，1.6%，(0.7-2.0)%以及22%，除個(gè)體間差異外，其它均明顯低于對(duì)照組誤差，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。兩組髕骨體積測(cè)量結(jié)果顯示，觀察組測(cè)量體積和對(duì)照組并無(wú)較大差異(P＞0.05)，系統(tǒng)配對(duì)誤差為-3.8%，兩組隨機(jī)配對(duì)誤差為(4.7±2.6)%。結(jié)論使用T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件測(cè)量膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨體積，大大減少了檢測(cè)所耗時(shí)長(zhǎng)，并且可重復(fù)性較高，安全性較好，值得臨床測(cè)量使用推薦。

T1-vibe MRI成像；Argus軟件；膝骨關(guān)節(jié)炎；髕骨；軟骨體積

膝骨關(guān)節(jié)炎在關(guān)節(jié)炎類病癥中較為常見，此病癥易致使患者出現(xiàn)關(guān)節(jié)疼痛，甚至相關(guān)功能喪失，在多種衛(wèi)生行業(yè)的保健性資料中已提及[1-3]。一旦發(fā)生膝骨關(guān)節(jié)炎，通常病變部位首先會(huì)出現(xiàn)在能夠進(jìn)行醫(yī)治的軟骨處或者造成骨損傷[4,5]，對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨發(fā)生的改變進(jìn)行研究，將有利于對(duì)此病癥的進(jìn)一步診治。由于MRI技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)于軟骨體積的測(cè)量技術(shù)日益精湛。本文特此對(duì)T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件測(cè)量膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨體積的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行研究。得到了一些結(jié)論，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料和方法

1.1 臨床資料選擇2013年6月至2014年6月，于我院治療膝骨關(guān)節(jié)炎的患者88例作為研究對(duì)象。其中男50例，女38例。年齡在38～72歲；平均年齡為(45.2±3.5)歲。以數(shù)字法隨機(jī)將其分為觀察組44例以及對(duì)照組44例。其中觀察組有男26例，女18例。年齡在38～70歲；平均年齡為(45.2±2.7)歲。對(duì)照組有男24例，女20例。年齡在40～72歲；平均年齡為(45.2±4.1)歲。

1.2 研究方法T1-vibe MRI成像：采用德國(guó)西門子公司3.0T Trio Tim超導(dǎo)磁共振掃描儀檢查，患者取仰臥位，固定患側(cè)膝關(guān)節(jié)，常規(guī)使用膝關(guān)節(jié)線圈，采集中心定位髕骨下緣。掃描矢狀位T1-vibe-3D序列，TR 9.83，TE 4.9，各向同性，水激發(fā)，層厚0.6mm，無(wú)層間距，矩陣256×256，視野18cm×18cm。對(duì)觀察組患者使用Argus軟件髕骨軟骨體積進(jìn)行測(cè)量。將所收集的圖像轉(zhuǎn)入Siemens工作站，使用Argus軟件在感興趣區(qū)域?qū)浌沁M(jìn)行分割處理。首先對(duì)軟骨的輪廓在其中心進(jìn)行分割，之后通過成長(zhǎng)區(qū)具有的三維分節(jié)作用，將軟骨邊界進(jìn)行自動(dòng)分割，使用Argus軟件對(duì)分割后的軟骨體積進(jìn)行計(jì)算，測(cè)量畫好輪廓后此軟件會(huì)自動(dòng)生成體積。對(duì)照組患者進(jìn)行人工體積測(cè)量：人工描繪出軟骨輪廓，之后算出相應(yīng)體積。

1.3觀察指標(biāo)T1-vibe MRI序列掃描后所成圖像；記錄測(cè)量全過程所需時(shí)間以及分割時(shí)間。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，數(shù)據(jù)-比較采用X2檢驗(yàn)，計(jì)量數(shù)據(jù)以(X ±s)表示，實(shí)施t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組進(jìn)行測(cè)量計(jì)算所需時(shí)間比較兩組在操作過程中，觀察組所需時(shí)間明顯少于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1、圖1-2。

2.2 兩組進(jìn)行測(cè)量的可重復(fù)性誤差比較兩組進(jìn)行測(cè)量的可重復(fù)性誤差之間進(jìn)行比較，觀察組的誤差分別為6.2%，1.6%，(0.7-2.0)%以及22%，除個(gè)體間差異外，其它均明顯低于對(duì)照組誤差，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表2。

2.3 兩組髕骨體積測(cè)量結(jié)果比較兩組髕骨體積測(cè)量結(jié)果顯示，觀察組測(cè)量體積和對(duì)照組并無(wú)較大差異(P＞0.05)，系統(tǒng)配對(duì)誤差為-3.8%，兩組隨機(jī)配對(duì)誤差為(4.7±2.6)%。見表3。

3 討 論

膝骨關(guān)節(jié)炎作為門診較為常見的疼痛類病癥，一般臨床特征為關(guān)節(jié)十分疼痛，甚至出現(xiàn)功能受損[6,7]。關(guān)節(jié)疼痛在發(fā)病初期只有在進(jìn)行活動(dòng)時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出來，但之后病情不斷惡化，疼痛狀況會(huì)日益加重，疼痛癥狀變?yōu)槊浲?，尤其在膝蓋劇烈彎曲時(shí)十分明顯。病情十分嚴(yán)重者在靜止時(shí)都會(huì)有疼痛表現(xiàn)。此病癥是一種由于關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生退行性變化進(jìn)而使得軟骨受到損傷甚至丟失的疾病，臨床又稱為退行性或者是變形性膝關(guān)節(jié)炎，在醫(yī)院疼痛科室最為多見。髕骨在人體膝關(guān)節(jié)的前面部位，在股骨下部的前面，其對(duì)人體膝關(guān)節(jié)有重要保護(hù)功能，能夠保護(hù)股骨的髁軟骨面不被股四頭肌腱磨損，同時(shí)可將股四頭肌所具有的能量進(jìn)行傳送，加入到伸膝裝置的構(gòu)成中來[8,9]。一旦出現(xiàn)膝骨關(guān)節(jié)炎，病變部位首先會(huì)出現(xiàn)在能夠進(jìn)行醫(yī)治的軟骨部。因此，對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨發(fā)生的改變進(jìn)行研究，將有利于對(duì)此病癥的進(jìn)一步診治。本文通過對(duì)T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件測(cè)量膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨體積的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行研究，旨在為臨床診斷及治療提供一些理論依據(jù)。

表1 兩組進(jìn)行測(cè)量計(jì)算所需時(shí)間比較（例，± s）

表1 兩組進(jìn)行測(cè)量計(jì)算所需時(shí)間比較（例，± s）

組名 例數(shù) 全過程所需時(shí)間（分） 分割時(shí)間（分）觀察組 44 12.2±1.1 6.1±2.1對(duì)照組 44 44.3±2.6 15.7±3.4 t值 - 75.428 15.935 P值 - 0.000 0.000

表2 兩組進(jìn)行測(cè)量的可重復(fù)性誤差比較（例，%）

表3 兩組髕骨體積測(cè)量結(jié)果比較（例，± s）

表3 兩組髕骨體積測(cè)量結(jié)果比較（例，± s）

組名 例數(shù) 測(cè)量體積cm3 系統(tǒng)配對(duì)誤差(%) 隨機(jī)配對(duì)誤差(%)觀察組 44 3.65±0.63 -3.8 4.7±2.6對(duì)照組 44 3.80±0.63 t值 - 1.118 - -P值 - 0.267 - -

圖1 觀察組分割圖。圖2 對(duì)照組分割圖。

以往因?yàn)闆]有較為簡(jiǎn)便且快速的測(cè)量方式，臨床上對(duì)于關(guān)節(jié)類病癥患者的各項(xiàng)檢測(cè)均是根據(jù)患者的臨床病癥以及X線拍片檢測(cè)。此類測(cè)量方式不能對(duì)軟骨的體積進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。而T1-vibe MRI成像技術(shù)是一種沒有創(chuàng)口，沒有輻射的檢測(cè)技術(shù)[10-11]。使用此方式進(jìn)行檢測(cè)，能夠清晰觀察到患者關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，特別是可以檢測(cè)到軟骨的形態(tài)體積發(fā)生變化。此方式對(duì)于膝骨關(guān)節(jié)髕骨的軟骨體積測(cè)量，以及對(duì)于患者病情的監(jiān)測(cè)和治療方式的選擇均具有重大意義。然而，臨床上對(duì)軟骨體積進(jìn)行測(cè)量時(shí)，若采用人工分割以及人工計(jì)算方法，對(duì)所收集的圖像上的軟骨邊界實(shí)施人工逐層分割開，再據(jù)此得到軟骨體積[10]。此舉所需時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)觀察者的要求比較嚴(yán)格，對(duì)軟骨的質(zhì)量評(píng)估效果亦會(huì)產(chǎn)生影響。因此，應(yīng)該使用Argus軟件實(shí)施此操作過程。本文研究結(jié)果顯示：兩組在操作過程中，觀察組所需時(shí)間明顯少于對(duì)照組。并且兩組在測(cè)量的可重復(fù)性誤差之間進(jìn)行比較，觀察組的誤差分別為6.2%，1.6%，(0.7-2.0)%以及22%，除個(gè)體間差異外，其它均明顯低于對(duì)照組誤差。加之觀察組所使用的方式操作較為簡(jiǎn)便，對(duì)觀察者的要求不高，能在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)許多的軟骨進(jìn)行圖像分割，具有較高的可重復(fù)性，具有較大的使用前景。而人工實(shí)施分割需要觀察者經(jīng)驗(yàn)較為豐富，熟練度較高。并且觀察者不同，對(duì)于軟骨邊界判斷也存在差異，可重復(fù)性較低，實(shí)施起來較繁瑣。關(guān)于測(cè)量的可重復(fù)性，其對(duì)于所有測(cè)量方式都十分重要，尤其對(duì)于軟骨體積改變的測(cè)量。原因是軟骨的改變速度較慢，因此必須要有一種可重復(fù)性較高的技術(shù)對(duì)其改變進(jìn)行判定，還要對(duì)藥物的藥效進(jìn)行評(píng)估[9,10]。T1-vibe MRI進(jìn)行測(cè)量的可重復(fù)性存在較多因素：1.其對(duì)圖形進(jìn)行分析的技術(shù)；2.再分割；3.測(cè)量以及再次測(cè)量；4.不同觀察者間。本文研究結(jié)果顯示，兩組髕骨體積測(cè)量結(jié)果顯示，觀察組測(cè)量體積和對(duì)照組并無(wú)較大差異。系統(tǒng)配對(duì)誤差為-3.8%，兩組隨機(jī)配對(duì)誤差為(4.7±2.6)%。均小于10%。另外，vibe(volumetric interpolated breathohold examination)是一種小角度激發(fā)三維容積內(nèi)插梯度回波T1加權(quán)序列，特點(diǎn)：1.掃描速度較快，能夠做多期增強(qiáng)動(dòng)態(tài)掃描，顯示病變的強(qiáng)化特點(diǎn)，有利于病變的檢測(cè)以及定性；2.和2D的圖像相比較，其層厚較薄，層間距小，降低了部分容積效應(yīng)的影響，有利于顯示小病灶以及解剖細(xì)節(jié)；3、利用各向同性的3D數(shù)據(jù)，通過后處理重建能夠獲得較高分辨率、任意平面的重建圖像；4、利用各期vibe數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行三維重建，無(wú)需增加成像時(shí)間以及對(duì)比劑。

綜上所述，使用T1-vibe MRI成像結(jié)合Argus軟件測(cè)量膝骨關(guān)節(jié)炎髕骨軟骨體積，大大減少了檢測(cè)所耗時(shí)長(zhǎng)，并且可重復(fù)性較高。安全性較好，值得臨床測(cè)量使用推薦。

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(本文編輯: 唐潤(rùn)輝)

The Application Value of T1-vibe MRI Imaging Combined with Argus Software in Measuring the Knee Osteoarthritis Patella Cartilage Volume*

DONG Yu-ru, WANG Hong, Liu Teng,Yin Yuan-yuan． Department of MRI, Armed Police General Hospital, Beijing 100039, China

ObjectiveResearch the application value of T1-vibe MRI imaging combined with Argus software in measuring the knee osteoarthritis patella cartilage volume．MethodsChoose 88 knee osteoarthritis patients who were admitted in our hospital from June 2013 to June 2014, which were devided into two groups with random number table method, every group had 44 patients． We used T1-vibe MRI imaging combined with Argus software to measure the patella cartilage volume of observation group while the control group use T1-vibe MRI imaging combined with manual measurement．Compare the measurement results of two groups and study its application value．ResultsThe examination time of observation group was obviously less than the control group．There's significant difference in the examination time of two groups（P＜0．05）．The comparison of the repeatability error of measurement in two groups indicated that the observation group had less error than the control group, which had significant difference between them． The error of observation group was 6．2%，1．6%，(0．7-2．0)% and 22% respectively． The patella cartilage volume of two groups indicated that there was no significant difference between them（P＞0．05）． System matching error was -3．8%, the random matching error of two groups was（4．7±2．6）%．ConclusionT1-vibe MRI imaging combined with Argus software is used to measure the knee osteoarthritis of patella cartilage volume, which would reduce the test time greatly, it also has higher repeatability and better security． It is worthy of using in clinical measurement．

T1-vibe MRI Imaging; Argus Software; Knee Osteoarthritis; Patella; Cartilage Volume

R684.3

A

國(guó)家自然科學(xué)基金，基金號(hào)：31200838

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.03.28

王 宏

2015-01-21