T2* mapping 技術評估早期膝關節(jié)軟骨退變

盧彥君，盧 競（通訊作者），李 濤

（柳州市工人醫(yī)院放射科 廣西 柳州 545005）

膝關節(jié)骨關節(jié)炎是中老年常見病，其主要病理改變之一是關節(jié)軟骨退變。軟骨組織缺乏血管和神經(jīng)滋養(yǎng)，當退變發(fā)展到后期其自愈能力有限[1]，早期診斷和治療十分重要[2]。MR 是診斷關節(jié)軟骨退變的首選影像學方法，但常規(guī)MR 成像診斷早期軟骨退變的陽性率低。T2*mapping 技術是目前較為熱門的MR 功能成像技術，相較于T2 mapping，其成像時間更短、分辨率更高。本研究將常規(guī)MR 成像顯示膝關節(jié)軟骨正常而關節(jié)鏡診斷軟骨退變的病例篩選出來，探討T2*mapping 技術評估早期膝關節(jié)軟骨退變的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2018 年1 月—2019 年9 月在我院就診，臨床懷疑有膝關節(jié)軟骨退變、韌帶或半月板損傷而擬行關節(jié)鏡手術的患者，在術前行常規(guī)MR 成像和T2*mapping 掃描。納入標準：①MR 檢查后的2 個月內(nèi)接受了關節(jié)鏡手術；②常規(guī)MR 成像顯示膝關節(jié)軟骨正常而關節(jié)鏡診斷軟骨退變的。排除標準：①既往膝關節(jié)手術史；②近期膝關節(jié)外傷史；③患血色病、色素沉著絨毛結(jié)節(jié)滑膜炎等可能導致鐵沉積的疾病。64 例患者的65 個膝關節(jié)最終納入研究范圍，男性22 例，女性42 例，年齡28 ～74 歲，平均（53±12）歲。

1.2 MR 檢查方法

膝關節(jié)MR 檢查使用西門子Aera 1.5T 磁共振及膝關節(jié)專用固定線圈。行膝關節(jié)常規(guī)矢狀位T1WI、矢狀位及冠狀位抑脂PDWI 掃描，以及矢狀位T2*mapping 掃描。T2*mapping 掃描成像參數(shù)為重復時間952 毫秒，回波時間4.18、11.32、18.46、25.60、32.74 毫秒，翻轉(zhuǎn)角60 度，矩陣大小256×256，視野16 厘米，截面厚度3 毫米。

1.3 MR 圖像評估

MR 圖像評估由2 名資深骨肌組放射科醫(yī)生承擔，有不同意見時協(xié)商達成一致意見。將膝關節(jié)分為髕骨關節(jié)面、股骨滑車關節(jié)面、股骨內(nèi)側(cè)髁關節(jié)面、股骨外側(cè)髁關節(jié)面、脛骨內(nèi)側(cè)髁關節(jié)面、脛骨外側(cè)髁關節(jié)面。記錄常規(guī)MR 成像顯示為正常軟骨的所在關節(jié)面和數(shù)量。觀察上述MR 常規(guī)成像顯示為正常軟骨的T2*mapping 偽彩圖，如關節(jié)軟骨內(nèi)存在代表弛豫時間異常的綠色色階，記錄其所在關節(jié)面和數(shù)量并與關節(jié)鏡結(jié)果對照。手動勾劃綠色色階的范圍并測量記錄該區(qū)域的T2*值，作為退變區(qū)域T2*值。在出現(xiàn)綠色色階軟骨的同關節(jié)面1cm 范圍內(nèi)的，勾劃一個的藍色色階區(qū)域并測量記錄該區(qū)域T2*值，作為正常區(qū)域T2*值。勾劃感興趣區(qū)時，適當放大圖像，避免將軟骨下骨和關節(jié)液劃入。

1.4 關節(jié)鏡手術

所有關節(jié)鏡手術由我院1 名資深骨科醫(yī)生承擔，在關節(jié)鏡下仔細檢查膝關節(jié)的所有關節(jié)面，根據(jù)改良的軟骨損傷Noyes 分級標準[3]，記錄軟骨退變的分級及其所在關節(jié)面和數(shù)量。

1.5 統(tǒng)計學方法

SPSS Statistics 20 軟件，獨立樣本t檢驗比較軟骨內(nèi)退變區(qū)域T2*值與正常區(qū)域T2*值是否存在差異，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

65 個膝關節(jié)關節(jié)鏡診斷軟骨退變113 處，詳見表。

65 個膝關節(jié)T2*mapping 診斷軟骨退變72 處，診斷陽性率63.7%，詳見表1。T2*mapping 偽彩圖顯示：正常軟骨厚度均勻，邊緣光整，呈均勻的藍色色階；軟骨內(nèi)的退變區(qū)域由于T2*值升高而出現(xiàn)綠色色階（圖1）。

尚有41 處軟骨退變T2*mapping 診斷為陰性，其中38處（92.7%）為1 級軟骨損傷，3 處（7.3%）為2A 級軟骨損傷。

T2*mapping 診斷的72 處軟骨退變區(qū)域的T2*均值為30±8.1ms，正常區(qū)域的T2*均值為23±5.1ms，差異有統(tǒng)計學意義（t=5.585，P＜0.05）。

表 關節(jié)鏡與T2* mapping 診斷結(jié)果對照（例）

圖1：女，51 歲，髕骨軟骨退變。A：抑脂PDWI 示髕骨軟骨形態(tài)、信號正常（箭頭）；B：T2* mapping 偽彩圖示髕骨軟骨內(nèi)出現(xiàn)綠色色階（箭頭）。

3 討論

關節(jié)軟骨內(nèi)軟骨細胞含量很少，主要成分是細胞外基質(zhì)和水。包含粘多糖和二型膠原纖維的細胞外基質(zhì)形成大分子網(wǎng)絡，含有豐富的負電荷，從而將水吸附于軟骨內(nèi)[4]。軟骨退變早期通常首先發(fā)生粘多糖的減少和含水量的增加而尚無形態(tài)改變。

T2 mapping 是目前應用較為廣泛和成熟的評估關節(jié)軟骨退變的磁共振技術。關節(jié)軟骨的T2 值反映了軟骨的含水量、膠原含量，T2 值異常升高代表存在軟骨退變。由于序列設計上的相關性，T2*mapping 的T2*值也同樣反應了軟骨內(nèi)含水量和膠原結(jié)構(gòu)的改變[5-6]。相較于T2 mapping 技術，T2*mapping 擁有更高的分辨率[7]，同時由于GRE 序列成像速度較SE 序列快，成像時間也更短。

本研究的結(jié)果證實，T2*mapping 技術可明顯提高MR診斷早期膝關節(jié)軟骨退變的陽性率。關節(jié)鏡證實這些軟骨退變均為1 級或2A 級，還處于軟骨退變的早期，軟骨內(nèi)的生化成分改變，而尚無或僅有輕微的形態(tài)改變。相較于傳統(tǒng)MR 成像，T2*mapping 技術的優(yōu)勢在于可以直接通過T2*值的變化反應軟骨內(nèi)生化成分的改變，而不需要依賴關節(jié)軟骨的形態(tài)改變來評估軟骨退變。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，軟骨退變區(qū)域的T2*值明顯高于正常區(qū)域，這是通過T2*mapping 偽彩圖將軟骨的退變區(qū)域與正常區(qū)域進行區(qū)分的基礎。軟骨的退變區(qū)域顯示為綠色色階，代表軟骨的T2*值較正常區(qū)域明顯升高。

本研究通過T2*mapping 技術將MR 診斷早期膝關節(jié)軟骨退變的陽性率提高到63.7%，尚有36.3%的早期軟骨退變在T2*mapping 診斷為陰性。單獨分析這41 處早期軟骨退變，發(fā)現(xiàn)其中38 處（92.7%）為1 級，3 處（7.3%）為2A 級。在1 級軟骨退變時軟骨內(nèi)生化成分改變尚不明顯，退變區(qū)域的T2*值改變尚小，可能導致T2*mapping 漏診。

總之，利用T2*mapping 技術評估早期膝關節(jié)軟骨退變是可行的，可明顯提高MR 術前診斷早期軟骨退變的陽性率。