應(yīng)用MR T2 mapping序列對腎衰竭患者膝關(guān)節(jié)軟骨損傷 的研究

徐震 陳其春 王龍勝 鄭穗生

摘要：目的 測量慢性腎功能不全衰竭期及尿毒癥期患者膝關(guān)節(jié)和正常對照組關(guān)節(jié)軟骨T2弛豫時間并比較差異性，評價磁共振T2 mapping成像在慢性腎功能不全衰竭期患者及尿毒癥期患者膝關(guān)節(jié)軟骨損傷中的應(yīng)用價值。材料與方法 采用西門子3.0T 磁共振，選取正常組20個膝關(guān)節(jié)，慢性腎功能不全衰竭期21個膝關(guān)節(jié)，尿毒癥期20個膝關(guān)節(jié);應(yīng)用T2 mapping序列觀察和測量正常組（20例）和慢性腎功能不全衰竭期（21例）及尿毒癥期（20例）髕軟骨、股骨內(nèi)側(cè)髁、外側(cè)髁、脛骨內(nèi)側(cè)平臺、外側(cè)平臺5處關(guān)節(jié)軟骨的T2值，并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果 慢性腎功能不全衰竭期及尿毒癥期T2值均高于正常組;正常組對比慢性腎功能不全衰竭期以及尿毒癥期軟骨T2值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）;慢性腎功能不全衰竭期與尿毒癥期關(guān)節(jié)軟骨T2值差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;結(jié)論 T2 mapping成像可以早期發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)組織成分的變化，進(jìn)而評價軟骨的損傷，對腎功能不全患者膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的診斷和監(jiān)測具有一定的臨床應(yīng)用價值;腎功能不全患者存在膝關(guān)節(jié)軟骨的損傷。

關(guān)鍵詞：軟骨;腎功能不全;尿毒癥;磁共振成像;T2值

【中圖分類號】R692??? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A??? 【文章編號】2107-2306（2019）03-019-03

[Abstract] Objective To measure the relaxation time of articular cartilage T2 in knee joints of patients with chronic renal failure and uremia， and to evaluate the value of magnetic resonance T2 mapping imaging in knee joint cartilage injury of patients with chronic renal failure and uremia. Materials and Methods Twenty knees in normal group， 21 knees in chronic renal failure stage and 20 knees in uremic stage were selected by using Siemens 3.0T magnetic resonance imaging. Patellar cartilage， medial femoral condyle， lateral condyle， medial tibial plateau and lateral tibial plateau in normal group （20 cases） and chronic renal failure （21 cases） and uremic stage （20 cases） were observed and measured by T2 mapping sequence. T 2 values of articular cartilage at 5 lateral plateaus were analyzed statistically. Results The T2 values of articular cartilage in chronic renal failure and uremia were higher than those in normal group; there were significant differences between normal group and chronic renal failure and uremia （P < 0.05）; there was no significant difference between chronic renal failure and uremia （P > 0.05）; Conclusion T2 mapping imaging can detect knee joint early （P > 0.05）. The changes of tissue composition in articular cartilage and the evaluation of cartilage injury have certain clinical value in the diagnosis and monitoring of knee cartilage injury in patients with renal insufficiency， and there is knee cartilage injury in patients with renal insufficiency.

[keywords] cartilage; renal insufficiency; uremia; magnetic resonance imaging; T2 value

膝關(guān)節(jié)是人體最大的關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)損傷在日常生活中很常見，損傷的同時往往最早發(fā)生關(guān)節(jié)軟骨的損傷;關(guān)節(jié)軟骨損傷是影響關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的重要因素[1]。目前關(guān)于關(guān)節(jié)軟骨T2? mapping方面的研究主要集中在骨性關(guān)節(jié)炎和軟骨修復(fù)等方面，但是關(guān)于腎功能不全病人關(guān)節(jié)軟骨損傷的探索還比較少，本文旨在探索腎功能不全患者膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的臨床應(yīng)用價值。

1.材料與方法：

1.1 臨床資料

選取2017年5月-2018年10月本院腎內(nèi)科收治的慢性腎功能不全衰竭期（腎衰組）及尿毒癥期（尿毒癥組）患者為研究對象，入選對象均為慢性腎功能不全患者，排除急性腎功能不全患者;腎衰組及尿毒癥組入選標(biāo)準(zhǔn)：主要參考臨床生化指標(biāo)血清肌酐（CR）值[2]，選取腎衰組血清肌酐范圍約510-707umol/L;尿毒癥組血清肌酐范圍約710-1254umol/L;腎功能衰竭期和尿毒癥期患者為實驗組。21例腎衰組21個膝關(guān)節(jié)（左膝11個，右膝10個），其中男10例，女11例，年齡27～58歲（平均年齡40.0±8.6歲）。20例尿毒癥組20個膝關(guān)節(jié)（左膝8個，右膝12個），其中男10例，女10例，年齡30～60歲（平均年齡45.7±8.6歲）。同時選取20例正常志愿者，20個膝關(guān)節(jié)（左膝11個，右膝9個），其中男12例，女8例，年齡25～55歲（平均年齡41.5±9.8歲）。三組患者既往無膝關(guān)節(jié)外傷、感染和手術(shù)病史，活動自如。腎衰組及尿毒癥組為經(jīng)臨床診斷腎功能衰竭及尿毒癥并排除其他膝關(guān)節(jié)疾病或治療史。對所有受檢者要求3h內(nèi)均無劇烈運(yùn)動后，并與所有受檢者簽署知情同意書，最后在檢查前要求所有受檢者靜坐半小時，主要是為了消除運(yùn)動對關(guān)節(jié)軟骨T2值的影響[3]。

1.2掃描方法及序列

采用3.0T磁共振（Siemens），膝關(guān)節(jié)專用8通道線圈。采取仰臥位，腳先進(jìn)模式。常規(guī)序列：矢狀位質(zhì)子加權(quán)成像PDWI（TR 2000ms，TE 30ms），矢狀位壓脂T2WI（TR 2100ms，TE 31ms），冠狀位T1WI（TR 472ms，TE 10ms）及冠狀位壓脂T2WI（TR 3300ms，TE 30ms）。T2 mapping序列采用5回波SE序列矢狀位掃描（TR 1220ms，TE 13.8/27.6/41.4/55.2/69ms，），掃描時間約4min，層厚4mm，層數(shù)15，F(xiàn)OV 160*160mm，掃描總時間約9min。

1.3 圖像處理

由兩名具有5年以上工作經(jīng)驗的骨放射醫(yī)師對MR常規(guī)序列圖像獨立進(jìn)行軟骨損傷程度的評估，以軟骨損傷最嚴(yán)重處為準(zhǔn)，然后對正常組、腎衰組及尿毒癥組的膝關(guān)節(jié)軟骨T2圖進(jìn)行后處理并測量軟骨T 2值，最終進(jìn)行統(tǒng)計分析。T2偽彩圖由機(jī)器自動計算處理獲得，調(diào)整T 2圖使軟骨顯示最清晰，固定窗寬窗位（135，45）（圖C），應(yīng)用后處理工作站（syngo workplace）于T2圖上直接測量得到軟骨T 2值。由于軟骨較薄，采取將圖像放大到合適比例選擇感興趣區(qū)分別測量髕軟骨、膝關(guān)節(jié)股骨內(nèi)外髁及脛骨內(nèi)外平臺T 2值。每處至少測量6次，取平均值。最后應(yīng)用工作站Fusion軟件將偽彩圖與相應(yīng)解剖圖疊加融合。

1A為矢狀位質(zhì)子加權(quán)成像PDWI：關(guān)節(jié)軟骨連續(xù)性完整;1B為正常膝關(guān)節(jié)軟骨T2 mapping彩圖： 色階呈均勻一致綠色;矢狀位質(zhì)子加權(quán)成像PDWI

2A為矢狀位質(zhì)子加權(quán)成像PDWI：關(guān)節(jié)軟骨連續(xù)性尚可， 未見明顯缺損;2B為T2 mapping 彩圖：局部信號混雜不均勻， 可見不規(guī)則或斑片狀紅黃混雜色階填充;

3A為矢狀位質(zhì)子加權(quán)成像PDWI：關(guān)節(jié)軟骨層變薄，關(guān)節(jié)間隙變窄，連續(xù)性欠完整;3B為T2 mapping彩圖：色階信號明顯混雜不均;

1.4 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，T2值計算結(jié)果用x±s表示，單位ms，統(tǒng)計分析正常組與腎衰組、正常組與尿毒癥組、腎衰組及尿毒癥組T2值的差異;統(tǒng)計方法采用單因素方差分析，方差同質(zhì)性檢驗結(jié)果證明方差是齊的（各組結(jié)果見表1）;事后檢驗采用LSD-T檢驗進(jìn)行統(tǒng)計分析，P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究納入統(tǒng)計的共21例腎衰組21個膝關(guān)節(jié)（左膝11個，右膝10個），其中男10例，女11例，年齡27～58歲。20例尿毒癥組20個膝關(guān)節(jié)（左膝8個，右膝12個），其中男10例，女10例，年齡30～60歲。

正常組MRI常規(guī)序列示膝關(guān)節(jié)軟骨連續(xù)性完整，表面較光滑;T2圖見軟骨色階呈較均勻一致綠色（圖1A及1B ）。腎衰組常規(guī)序列示軟骨未見明顯形態(tài)學(xué)改變，或軟骨局部稍顯腫脹，但軟骨表面光整，無明顯缺損;T2圖示軟骨局部信號混雜不均，呈黃色或紅黃混雜色階（圖2A及2B）。尿毒癥組常規(guī)序列示關(guān)節(jié)間隙變窄，連續(xù)性不完整，軟骨層變薄;T2圖示色階信號混雜不均勻（圖3A及3B）。正常組、腎衰組及尿毒癥組關(guān)節(jié)軟骨平均T2值及ANOVA（方差分析表）的F值與P值見表1。正常組膝關(guān)節(jié)各部位平均T2值范圍46.3～51.8 ms，腎衰組為50.4～55.3 ms，尿毒癥組為52.8～60.6 ms，腎衰組及尿毒癥組T2值均高于正常組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，但是腎衰組及尿毒癥組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

3討論

3.1 慢性腎臟病與軟骨代謝

慢性腎臟?。–KD）主要是指與多種因素相關(guān)的腎功能漸進(jìn)性減退，它的病理生理學(xué)與多種因素息息相關(guān)，比如：心血管因素、血液、胃腸道、免疫、內(nèi)分泌、神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼肌肉各個方面[ 4、5]。簡言之即由于腎衰引起鈣磷代謝紊亂，繼發(fā)甲狀旁腺功能亢進(jìn)，繼而破骨細(xì)胞數(shù)量增加，引起骨質(zhì)的破壞[6]。因此，腎衰由于鈣磷代謝紊亂引起骨質(zhì)的破壞，最終將帶來軟骨結(jié)構(gòu)的破壞。

其次，盡管關(guān)節(jié)軟骨被認(rèn)為是非血管化和缺乏血供的組織，但是根據(jù)許多研究報道，在鈣化及非鈣化的軟骨內(nèi)都能發(fā)現(xiàn)微血管的存在。最后，腎功能衰竭會帶來機(jī)體的內(nèi)環(huán)境變化，軟骨細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的細(xì)微變化會減慢蛋白聚糖類的合成，進(jìn)而影響軟骨合成，并且改變滲透壓、增加基質(zhì)轉(zhuǎn)化、進(jìn)而造成軟骨組織成分的破壞。

3.2 MR T2 mapping技術(shù)

MR T2 mapping是已經(jīng)被證明的可以無創(chuàng)評價關(guān)節(jié)疾病的有效工具;它除了能檢測軟骨微觀組織結(jié)構(gòu)的變化，并且MR T2 mapping技術(shù)已經(jīng)被證明對組織的生物化學(xué)和大分子內(nèi)容物都十分敏感并且可以檢測細(xì)微的大分子成分的變化[7]。T2值的變化已經(jīng)被證明與水含量、膠原基質(zhì)和組織成分的變化有關(guān);并且和透明軟骨的減少密不可分。軟骨的T2 mapping成像已經(jīng)成功的應(yīng)用于與生物力學(xué)及生物化學(xué)相關(guān)的軟骨組織分析中。盡管終末期腎病的形態(tài)學(xué)特征已經(jīng)在文獻(xiàn)中進(jìn)行過很系統(tǒng)的闡述，但是關(guān)于慢性腎臟?。–KD）患者關(guān)節(jié)軟骨T2 mapping方面的研究卻很少。

3.3? 腎功能不全患者軟骨變化與T2值

本研究病例組中41例腎功能減退患者（包括腎衰組21例 ，尿毒癥組20例），兩組關(guān)節(jié)軟骨T2值均高于正常對照組，差異具統(tǒng)計學(xué)意義，提示腎功能減退患者關(guān)節(jié)軟骨存在不同程度的損傷。而在病例組中，腎衰組軟骨的T2值和尿毒癥組之間卻沒有明顯差異。

3.4 本研究存在的局限性

樣本量相對較少，一些結(jié)論仍然需要大樣本統(tǒng)計證實。本研究只是對腎功能衰竭軟骨損傷的初步探索，接下來關(guān)于腎衰的分期與軟骨損傷的分級具體的相關(guān)性也會作為今后工作的重心。T2 mapping序列也有自己的優(yōu)勢，如無需注射對比劑，同時對軟硬件的要求相對其他軟骨生化成像技術(shù)要低，敏感性高，掃描時間較短，是一種在其它生化領(lǐng)域研究中也具有重要的臨床應(yīng)用價值的分子MR成像技術(shù)，通過測量組織T2值的變化來反映微觀分子的變化，是一種可以無創(chuàng)量化評估關(guān)節(jié)軟骨損傷的成像技術(shù)[8]。

總之，T2? mapping可以通過測定T2弛豫時間發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)軟骨損傷;同時證明慢性腎功能不全衰竭期及尿毒癥患者膝關(guān)節(jié)存在軟骨損傷;因此，磁共振 T2 mapping成像對診斷與監(jiān)測腎功能不全患者膝關(guān)節(jié)軟骨損傷具有一定的臨床價值。

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