磁共振T2-mapping成像定量早期診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的價值分析

上海復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院骨科(上海 200040)

陳 聰 楊豐建 范永前梁承偉

磁共振T2-mapping成像定量早期診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的價值分析

上海復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院骨科(上海 200040)

陳 聰 楊豐建 范永前梁承偉

目的觀察磁共振T2-mapping成像定量早期診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的臨床效果。方法選取華東醫(yī)院確診并收治的200例膝關(guān)節(jié)OA患者設(shè)為觀察組，均經(jīng)國際軟骨修復(fù)協(xié)會分級標(biāo)準(zhǔn)診斷確診，其中有男80例，女120例，年齡33-58歲，平均(47±3.8)歲，共參與膝關(guān)節(jié)310個；另選取同期至我院體檢的健康者200例，包括有男75例，女125例，年齡31-57歲，平均(46±4.1)歲，共參與膝關(guān)節(jié)315個。以Siemens 3.0T磁共振作為檢查工具，采用T2-mapping序列檢查和測量兩組對象的股骨內(nèi)外髁負重部位及非負重部位、脛骨內(nèi)外平臺、髕軟骨總計7處軟骨的平均T2值，并測量股骨內(nèi)外髁負重部位及非負重部位軟骨深淺層的T2值，對比分析兩組對象的T2值。結(jié)果觀察組各處軟骨的平均T2值均明顯高于對照組，兩組的比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；兩組對象股骨內(nèi)外髁負重部位的軟骨T2值均顯著高于非負重部位，比較差異明顯，具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。觀察組患者的股骨內(nèi)外髁非負重部位軟骨淺層T2值明顯較深層高(P＜0.05)，而負重部位的軟骨深淺層T2值的比較差異則無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；對照組健康人員的股骨髁軟骨深、淺層的T2值比較則有顯著差異，具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。對應(yīng)的T2圖釋義了T2值的變化狀態(tài)。結(jié)論磁共振T2-mapping成像定量早期診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的臨床價值明確，可及時發(fā)現(xiàn)早期OA關(guān)節(jié)軟骨的異常改變，值得臨床推廣應(yīng)用。

磁共振成像；膝關(guān)節(jié)；骨性關(guān)節(jié)炎；T2值

膝關(guān)節(jié)是骨關(guān)節(jié)炎的好發(fā)部位，早期以疼痛和僵硬為主要表現(xiàn)，發(fā)生于單側(cè)或雙側(cè)交替，常在上下樓時出現(xiàn)癥狀[1]。中老年人為主要患病對象，且女性的患病率稍高于男性。病情發(fā)展可導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨退變甚至整個關(guān)節(jié)面的損傷，若不能早期診斷并治療，可嚴(yán)重影響患者的行動及生活質(zhì)量[2]。影像學(xué)作為目前常用的疾病檢查手段，可及時準(zhǔn)確地觀察到關(guān)節(jié)軟骨的異常改變，為臨床確診提供依據(jù)。為探究磁共振T2-mapping成像定量早期診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的臨床價值，選取我院確診并收治的200例膝關(guān)節(jié)早期OA患者及同期至我院體檢的相同人數(shù)的健康者作為研究對象，分別設(shè)為觀察組和對照組，通過對比兩組人員的膝關(guān)節(jié)各部位軟骨的T2值，分析其對于診斷早期OA的價值，結(jié)果顯示效果明確，具體如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取我院于2013年6月至2015年6月確診并收治的200例膝關(guān)節(jié)OA患者設(shè)為觀察組，均參考國際軟骨修復(fù)協(xié)會(ICRS)分級標(biāo)準(zhǔn)[3]確診，其中男性患者80例，女性120例，年齡33～58歲，平均(47±3.8)歲，共參與膝關(guān)節(jié)313個(左138個，右175個)，患者早期OA均有明顯癥狀及體征，膝關(guān)節(jié)疼痛伴活動受限，經(jīng)臨床確診但無明顯的平片陽性證據(jù)；另選取同期至我院體檢的健康者200例，包括有男性75例，女性125例，年齡31～57歲，平均(46±4.1)歲，共參與膝關(guān)節(jié)315 個(左142個，右173個)，對照組人員膝關(guān)節(jié)均無任何疾病，活動自如，既往無膝關(guān)節(jié)感染、外傷病史及手術(shù)史，未患需長期服藥的慢性病史[4]。所有研究對象均對本研究知情同意，兩組對象的性別、年齡等數(shù)據(jù)及其他一般情況無明顯差異，具有可比性(P＞0.05)。

1.2 臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)參考中華醫(yī)學(xué)會風(fēng)濕病學(xué)分會制定的骨關(guān)節(jié)炎診治指南(2003版)中的膝關(guān)節(jié)OA診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]：(1)年齡不小于38歲；(2)近30天內(nèi)有多次感膝關(guān)節(jié)疼痛；(3)有骨性膨大；(4)有晨僵，半小時內(nèi)緩解；(5)膝關(guān)節(jié)處可聞及骨擦音。符合1+2+3+4條，1+2+5條或1+4+5條即可臨床診斷早期OA。

1.3 影像學(xué)檢查方法

1.3.1 掃描方法及序列：所有檢查人員在受檢前3小時內(nèi)未劇烈運動，且在靜坐半小時后方可進行檢查。以Siemens 3.0T超導(dǎo)磁共振為檢查工具，8通道膝關(guān)節(jié)線圈。呈仰臥位，足先進。常規(guī)序列包括有矢狀位質(zhì)子加權(quán)成像(PDWI)(TR 3600ms，TE 17ms)及抑脂T2WI(TR 4000 ms，TE 52ms)，冠狀位T1WI(TR 765ms，TE 16ms)及抑脂T2WI(TR 4000ms，TE 52ms)。結(jié)束后進行以梯度回波(FLASH)多回波序列為基礎(chǔ)T2-mapp ing矢狀位掃描。T2-mapping掃描的方法及參數(shù)：TR 1270ms，TE13.8/27.6 /41.4/55.2/69ms，層厚為3mm，層間距為0.3mm，層數(shù)16層，F(xiàn)OV 16cm×16cm，矩陣384×384，采集次數(shù)1次，翻轉(zhuǎn)角180°，掃描時間為4.13min。均根據(jù)MRI標(biāo)準(zhǔn)操作流程完成[6]。

1.3.2 圖像處理方法：采用T2-mapping序列探查并得知兩組對象軟骨的平均T2值，包括股骨內(nèi)外髁負重部位及非負重部位、脛骨內(nèi)外平臺、髕軟骨總計7處，另需獲得股骨內(nèi)外髁負重部位及非負重部位軟骨深淺層的T2值。機器自行計算處理后獲取T2偽彩圖，T2圖調(diào)整以獲取最為清晰的軟骨掃描圖像，利用軟件對圖像進行測量，計算獲得T2值。盡量取半月板前、后角之間的軟骨即股骨髁關(guān)節(jié)軟骨負重部位的中間區(qū)域，而股骨髁的前后部及髁間窩處為其非負重部位。軟骨淺層T2值的測量以軟骨表層優(yōu)先選擇，深層與之相反。髕骨從上到下，軟骨從前到后，多層面進行數(shù)次(10次以上)測量以取其平均值。然后使用工作站Fusion軟件將偽彩圖疊加融合相應(yīng)的解剖圖。對比兩組對象的T2值并分析其對定量早期診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的臨床價值[7]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法所有數(shù)據(jù)通過SPSS13.0進行統(tǒng)計學(xué)處理。計量資料比較以(±s)表示，兩組間比較采用t檢驗。計數(shù)資料比較以例數(shù)(n)、百分?jǐn)?shù)(%)表示。檢驗標(biāo)準(zhǔn)α=0.05，當(dāng)P＜0.05時差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

參考軟骨損傷ICRS分級標(biāo)準(zhǔn)，除卻重度膝關(guān)節(jié)OA共3例(圖5、6)，本研究所采用的200例患者的膝關(guān)節(jié)310個(左135個，右175個)均為早期OA，符合研究標(biāo)準(zhǔn)[8]。

2.1 兩組人員的磁共振表現(xiàn)及T2值平均值的比較觀察組患者常規(guī)序列未顯示明顯形態(tài)學(xué)異常，T2圖可見局部軟骨色階呈斑點狀綠色，信號混雜不均勻(圖3-4)。對照組掃描顯示軟骨完整、連續(xù)，邊界清晰，表面光滑；T2圖可見信號均勻，呈藍色或深綠色(圖1-2)。

觀察組早期OA組輕度軟骨損傷患者各處軟骨的平均T2值均明顯高于對照組正常人員，兩組的比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P ＜0.05)，股骨內(nèi)側(cè)髁負重部位的T2值最高。見表1。

2.2 兩組人員股骨內(nèi)外髁T2值空間變化的比較兩組對象股骨內(nèi)外髁負重部位的軟骨T2值均顯著高于非負重部位，比較差異明顯(P＜0.05)。觀察組T2圖顯示負重部位斑點狀黃綠混雜信號，非負重部位呈淺黃色信號(圖3-4)，對照組則顯示負重部位軟骨信號均勻呈藍綠色，非負重部位均勻呈綠色(圖1-2)。觀察組患者的股骨內(nèi)外髁非負重部位軟骨淺層T2圖較深層略黃(圖3-4)，T2值明顯較深層高(P＜0.05)，而負重部位的軟骨深淺層T2值的比較差異則無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；對照組健康人員的股骨髁軟骨淺層信號凸顯藍綠色色階(圖1-2)，深、淺層的T2值比較有顯著差異(P＜0.05)。見表2

3 討 論

骨關(guān)節(jié)炎是一種以關(guān)節(jié)軟骨損害為主，并累及整個關(guān)節(jié)組織的臨床常見的關(guān)節(jié)疾病[9]。OA的患病率與年齡、性別、種族及地理位置有關(guān)，中老年人為主要患病對象，且女性的患病率稍高于男性。臨床主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)肥大、疼痛、僵硬及活動受限。膝關(guān)節(jié)是骨關(guān)節(jié)炎的好發(fā)部位，早期以疼痛及僵硬為主要表現(xiàn)，發(fā)生于單側(cè)或雙側(cè)交替，常在上下樓時出現(xiàn)癥狀。病情發(fā)展可導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨退變甚至整個關(guān)節(jié)面的損傷，若不能早期診斷并治療，可嚴(yán)重影響患者的行動及生活質(zhì)量。影像學(xué)作為臨床常用的輔助檢查手段，已逐漸被醫(yī)患雙方廣泛認(rèn)可，對于疾病的診斷有著十分重要的作用。磁共振可有效掃描出人體軟組織，顯示早期軟骨病變，半月板、韌帶等關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的異常，可為早期診斷軟骨病變提供寶貴證據(jù)[10]。

表1 兩組人員膝關(guān)節(jié)平均T2值的比較（±s）

表1 兩組人員膝關(guān)節(jié)平均T2值的比較（±s）

組別 例數(shù) 股骨內(nèi)髁 t值 P值 股骨外髁 t值 P值 脛骨內(nèi)側(cè) 脛骨外側(cè) 髕軟骨負重部位 非負重部位 負重部位 非負重部位 平臺 平臺觀察組 310 57.7±3.9 55.2±3.8 8.1 ＜0.05 55.6±3.7 52.1±3.6 11.9 ＜0.05 54.3±3.4 55.6±3.8 51.8±3.1對照組 315 52.1±3.7 49.8±4.0 7.5 ＜0.05 51.3±4.1 47.8±3.5 11.5 ＜0.05 47.4±3.6 49.9±3.7 46.9±3.2 t值 18.4 17.3 13.8 15.1 24.6 19.0 19.4 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

表2 兩組人員股骨內(nèi)外髁T2值空間變化的比較（±s）

表2 兩組人員股骨內(nèi)外髁T2值空間變化的比較（±s）

組別 股骨內(nèi)髁 t值 P值 股骨內(nèi)髁非 t值 P值 股骨外髁 t值 P值 股骨外髁非 t值 P值負重部位 負重部位 負重部位 負重部位淺層 深層 淺層 深層 淺層 深層 淺層 深層觀察組 59.0± 58.5± 1.5 ＞0.05 56.3± 52.2± 11.5 ＜0.05 58.1± 57.6± 1.3 ＞0.05 53.0± 49.9± 9.8 ＜0.05 4.1 4.4 4.3 4.6 4.7 4.6 4.1 3.8對照組 54.1± 50.2± 11.1 ＜0.05 51.2± 45.9± 16.0 ＜0.05 53.2± 49.1± 13.0 ＜0.05 48.1± 42.7± 18.6 ＜0.05 4.3 4.5 4.1 4.2 3.9 4.0 3.6 3.7

圖1-6對照組、輕度OA、重度OA膝關(guān)節(jié)軟骨成像（由藍色、綠色至紅色，表示T2值逐漸增大）。圖1-2 35歲健康男性膝關(guān)節(jié)軟骨T2- mapping偽彩圖顯示為厚薄均勻，關(guān)節(jié)面光滑完整，均勻藍綠色信號。圖3-4 38歲男性，左膝疼痛1年，平片未顯示明顯異常。偽彩圖顯示信號欠均勻，藍綠色圖像中有斑點狀綠色信號，以髕骨關(guān)節(jié)面及關(guān)節(jié)承重面更為明顯，可診斷為輕度OA。圖5-6 49歲女性，左膝疼痛伴活動受限，膝關(guān)節(jié)軟骨變薄，軟骨面見局部損壞，偽彩圖顯示紅色信號，可診斷為重度OA。

本研究中，選取我院收治的200例膝關(guān)節(jié)OA患者作為受檢對象，設(shè)為觀察組，患者均參考國際軟骨修復(fù)協(xié)會(ICRS)分級標(biāo)準(zhǔn)診斷為早期OA組輕度軟骨損傷，共參與膝關(guān)節(jié)313個(左膝138個，右膝175個)，患者早期OA均有明顯癥狀及體征，膝關(guān)節(jié)疼痛伴活動受限，經(jīng)臨床確診但無明顯的平片陽性證據(jù)，均經(jīng)中華醫(yī)學(xué)會風(fēng)濕病學(xué)分會膝關(guān)節(jié)OA診斷標(biāo)準(zhǔn)臨床確診；另選取同期至我院體檢的健康者200例，共參與膝關(guān)節(jié)315個(左膝142個，右膝173個)，對照組人員膝關(guān)節(jié)均無任何疾病，活動自如，既往無膝關(guān)節(jié)感染、外傷病史及手術(shù)史，未患需長期服藥的慢性病史。在受檢人員靜坐半小時后，以Siemens 3.0T超導(dǎo)磁共振為檢查工具，呈仰臥位，足先進。采用T2-mapping序列探查和測量兩組對象的股骨內(nèi)外髁負重部位及非負重部位、脛骨內(nèi)外平臺、髕軟骨總計7處軟骨的平均T2值，并測量股骨內(nèi)外髁負重部位及非負重部位軟骨深淺層的T2值。結(jié)果顯示，參考軟骨損傷ICRS分級標(biāo)準(zhǔn)，除卻重度膝關(guān)節(jié)OA共3例，本研究選中的200例患者的膝關(guān)節(jié)310個(左膝135個，右膝175個)均為早期OA，符合研究標(biāo)準(zhǔn)。觀察組患者常規(guī)序列未顯示明顯形態(tài)學(xué)異常，T2圖可見局部軟骨色階呈紅黃混雜或呈黃色，信號混雜不均勻。對照組掃描顯示軟骨完整、連續(xù)，邊界清晰，表面光滑；T2圖可見信號均勻，呈淺橘黃色或綠色。觀察組早期OA組輕度軟骨損傷患者各處軟骨的平均T2值均明顯高于對照組正常人員，兩組的比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；兩組對象股骨內(nèi)外髁負重部位的軟骨T2值均顯著高于非負重部位，比較差異明顯，具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。觀察組患者的股骨內(nèi)外髁非負重部位軟骨淺層T2值明顯較深層高(P＜0.05)，而負重部位的軟骨深淺層T2值的比較差異則無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；對照組健康人員的股骨髁軟骨深、淺層的T2值比較則有顯著差異，具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。對應(yīng)的T2圖釋義了T2值的變化狀態(tài)。結(jié)果表明，本次研究基本達到預(yù)期目標(biāo)，以本次研究數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)可充分說明磁共振在早期輔助診斷膝關(guān)節(jié)OA的作用和價值。

綜上所述，磁共振T 2-mapping成像定量早期診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的臨床價值明確，可及時發(fā)現(xiàn)早期OA組關(guān)節(jié)軟骨的異常改變，有助于臨床診療、控制疾病，值得臨床推廣應(yīng)用。但本研究的樣本量較小，不具有廣泛代表意義，待進一步深入研究。

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(本文編輯: 劉龍平)

MR T2-m apping Im aging Quantitative Analysis The Value of Early Diagnosis of Knee Joint Osteoarthritis

CHEN Cong, YANG Feng-jian, FAN Yong-qian,et al．, Department of O rthopedics in East China Hospital of Fudan University, Shanghai 200040, China

ObjectiveTo observe the clinical effect of MR T2-mapping imaging analysis diagnosis of knee osteoarthritis (OA)．MethodsSelected 200 cases of knee OA patients diagnosed and treated in Huadong hospital as the observed group, all conformed to the international cartilage repair society (ICRS) classification standard, including 80 male and 120 female, 33-58 years old, the average was(47±3．8), and participated in the knee joint 310． And selected healthy 200 people With physical exam ination at the same time to the hospital as the controlled group, including 75 male and female, 31-57 years old, the average was (46±4．1), With 315 knee joint． Used Siemens 3．0 T magnetic resonance (NMR) as test tools,T2 values of seven compartments of knee cartilage including weigh bearing site and non weight bearing site of medial femoral condyle and lateral femoral condyle，medial tibia, lateral tibia and patella were measured respectively on T2 map imaging．The spatial variation in cartilage T2 value of femoral condyle was assessed．Statistical differences were analyzed．ResultsT2 value of diseased knees was significantly increased in all cartilage compartments compared With the controlled group(P＜0．05)．There w as a significant difference in T2 value of non weight bearing site and w eight bearing site of medial and lateral femoral condyle for the controlled group as well as the observed group(P＜0．05)． In the observed group, zonal variation was significant existed at the non weight bearing and weight bearing site(P＜0．05)． No significant differences were found between superficial and deep zone at the weight bearing site(P＞0．05)． Significant differences were found for the spatial variation in the controlled group (P＜0．05)．Paraphrase the T2 value of the corresponding T2 change state．ConclusionThe clinical effect of MR T2-mapping imaging analysis diagnosis of knee OA is clear, and it can timely detect early OA articular cartilage changes, worthy of clinical popularization and application．

Magnetic Resonance; Knee Joint; Osteoarthritis; T2 Value

R684.3;R445.2

A

10.3969/j.i s s n.1672-5131.2016.12.038

梁承偉

2016-10-18