MRI定量研究岡上肌腱損傷程度與脂肪浸潤(rùn)及肌肉萎縮程度的相關(guān)性

袁玉山，張宗夕，馬培旗，胡小明，許 健

肩袖損傷是引起肩關(guān)節(jié)疼痛及功能障礙的常見(jiàn)原因之一,而岡上肌肌腱損傷又是其最常見(jiàn)的類型，研究[1]表明岡上肌肌腱損傷常伴隨肌肉萎縮和脂肪的浸潤(rùn)，這些變化對(duì)治療方案的選擇和預(yù)后評(píng)估具有重要的臨床意義。目前關(guān)于岡上肌脂肪變性程度的報(bào)道多為半定量研究，如磁共振波譜、化學(xué)位移成像等，同時(shí)關(guān)于肌肉萎縮程度的報(bào)道亦相對(duì)較少。本研究采用MRI最新的脂肪定量技術(shù)測(cè)量岡上肌脂肪分?jǐn)?shù)(fat fraction，F(xiàn)F)，同時(shí)測(cè)量岡上肌相對(duì)大小作為萎縮程度指標(biāo)，進(jìn)而評(píng)估它們與肌腱損傷程度之間的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年9月至2019年5月于我院骨科運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)病區(qū)就診的肩袖損傷病人，所有病人均伴有肩部不同程度疼痛。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)臨床及MRI診斷為岡上肌腱損傷。排除標(biāo)準(zhǔn)：有急性外傷史、關(guān)節(jié)炎病史、手術(shù)史及其他相關(guān)全身性及骨肌系統(tǒng)疾病者。最終入組病人40例，其中男26例，女14例，年齡 42～71歲，平均年齡(56.27±7.51)歲。同時(shí)選取14名健康志愿者，男7名，女7名，年齡40～65歲，平均年齡(53.95±5.64)歲。所有研究對(duì)象均行常規(guī)肩關(guān)節(jié)MRI檢查，同時(shí)進(jìn)行脂肪定量掃描。

1.2 設(shè)備與方法 本研究采用飛利浦IngeniaCX 3.0 T MRI設(shè)備，行常規(guī)肩關(guān)節(jié)平掃及mDIXON-Quant 檢查。采用肩關(guān)節(jié)專用線圈。常規(guī)序列參數(shù)：斜冠狀位、橫軸位fs PDWI：TR 3 600 ms,TE50 ms，層厚4 mm，層間距1 mm；斜冠狀位、斜矢狀位TIWI：TR 650 ms,TE 20 ms，層厚4 mm，層間距1 mm。脂肪定量序列采用mDIXON-Quant序列，掃描參數(shù)：TR/ TE 9.4 ms/1.43 ms，ΔTE 1.3 ms，翻轉(zhuǎn)角3°，回波數(shù)6，重建層厚3 mm，采用7峰值脂肪模型進(jìn)行脂肪定量。

根據(jù)常規(guī)斜冠狀位MRIfsPDWI顯示岡上肌腱不同表現(xiàn)，將40例病人分為退變組、部分撕裂組和完全撕裂組。14名健康志愿者作為對(duì)照組。脂肪定量掃描后自動(dòng)重建并生成FF圖。

1.3 影像學(xué)分析 全部影像學(xué)圖像傳輸至飛利浦后處理工作站進(jìn)行分析。所獲得MRI圖像均由兩名高年資影像醫(yī)師獨(dú)立完成分析，取其平均結(jié)果。依據(jù)常規(guī)MR影像評(píng)價(jià)岡上肌腱損傷嚴(yán)重程度：對(duì)照組，肌腱形態(tài)完整，呈均勻一致低信號(hào)；退變組，岡上肌腱在fs PDWI上呈中等或稍高信號(hào)，形態(tài)正常；部分撕裂組，岡上肌腱在fs PDWI上部分連續(xù)性中斷，信號(hào)增高；完全撕裂組，肌腱信號(hào)強(qiáng)度明顯增加，連續(xù)性中斷，斷端回縮(見(jiàn)圖1)。選擇斜矢狀肩胛骨顯示為Y型層面作為研究層面，于該層面手動(dòng)描畫(huà)岡上肌輪廓作為興趣區(qū)(ROI)，即可直接得出岡上肌FF值，測(cè)量3次取平均值。同時(shí)于該層面T1WI像上手動(dòng)描畫(huà)岡上肌輪廓和岡上肌及其周圍脂肪輪廓，得出其面積大小，將岡上肌與岡上肌及其周圍脂肪面積之比作為岡上肌相對(duì)大小值用來(lái)評(píng)價(jià)其萎縮程度(見(jiàn)圖2)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用方差分析、q檢驗(yàn)、Spearman相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 各組間FF值及岡上肌相對(duì)大小比較 各組間FF值，對(duì)照組<退變組<完全撕裂組，對(duì)照組<部分撕裂組組<完全撕裂組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，退變組和部分撕裂組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；岡上肌相對(duì)大小，對(duì)照組>退變組>完全撕裂組，對(duì)照組>部分撕裂組組>完全撕裂組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05～P<0.01)，退變組和部分撕裂組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(見(jiàn)表1)。

2.2 FF值、岡上肌相對(duì)大及岡上肌腱損傷程度的相關(guān)性分析 FF值與岡上肌腱損傷程度呈正相關(guān)關(guān)系(rs=0.95，P<0.01)，岡上肌相對(duì)大小與岡上肌腱損傷程度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(rs=-0.80，P<0.01)；岡上肌相對(duì)大小與FF值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.73，P<0.01)。

表1 各組間FF及岡上肌相對(duì)大小比較

3 討論

肩袖是控制肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)、維持肱骨頭穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)，其中岡上肌腱是構(gòu)成肩袖最為重要的，也是最易損傷的肌腱，其主要由水、膠原及蛋白聚糖構(gòu)成。岡上肌腱損傷早期多屬于可逆性，以組織生化改變?yōu)橹?；晚期則屬于不可逆損傷。GOUTALLIER等[2]首先報(bào)道了肌腱損傷后由于肌腱對(duì)骨的附著力喪失，使得肌肉在橫向及徑向上可能均會(huì)發(fā)生一定程度的萎縮；同時(shí)肌小節(jié)長(zhǎng)度和數(shù)量減少、肌原纖維溶解和變性，脂肪組織會(huì)累積于肌束內(nèi)、外及肌腱內(nèi)，從而引起不可逆性的肌肉內(nèi)脂肪浸潤(rùn)[3-4]。這些改變不僅影響岡上肌腱的功能，同時(shí)影響治療手段的選擇和預(yù)后的恢復(fù)情況。目前臨床研究已經(jīng)證實(shí)岡上肌脂肪浸潤(rùn)過(guò)高可能是手術(shù)失敗或預(yù)后不良的重要原因之一[5]。當(dāng)岡上肌內(nèi)脂肪浸潤(rùn)累及一半以上時(shí)則為外科手術(shù)的禁忌證。因此定量研究岡上肌脂肪浸潤(rùn)及肌肉萎縮程度對(duì)臨床具有重要的指導(dǎo)意義。目前臨床上常用的Goutallier分級(jí)是利用MRI斜矢狀位T1WI來(lái)主觀定性評(píng)價(jià)脂肪浸潤(rùn)程度，將肩袖肌腹內(nèi)無(wú)脂肪組織定為0級(jí)，肩袖肌腹內(nèi)見(jiàn)少量高信號(hào)脂肪組織為1級(jí)，肩袖肌腹內(nèi)見(jiàn)脂肪組織但少于肌肉量為2級(jí)，肩袖肌腹內(nèi)高信號(hào)的脂肪組織量與肌肉量相等為3級(jí)，肩袖肌腹內(nèi)高信號(hào)的脂肪組織量大于肌肉量為4級(jí)。但該方法主觀因素較強(qiáng)，不能準(zhǔn)確評(píng)估肌肉脂肪含量。

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像的高速發(fā)展，現(xiàn)有的肌肉內(nèi)脂肪定量方法通常包括定量CT以及MRI。定量CT目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道多為其在肝臟脂肪浸潤(rùn)方面的應(yīng)用[6]，而對(duì)于肌肉內(nèi)脂肪浸潤(rùn)程度的評(píng)估仍處于研究階段。MRI關(guān)于脂肪含量的研究略多，如化學(xué)位移成像、波譜分析等。國(guó)內(nèi)包磊等[7]利用磁共振化學(xué)位移成像技術(shù)主要采用信號(hào)強(qiáng)度抑制率和信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)等指標(biāo)定量測(cè)量和評(píng)估岡上肌脂肪性退變程度對(duì)肌腱病變進(jìn)行分級(jí)。KENN等[8]利用MRI波譜分析推斷脂肪變性可以量化，但其空間分辨率低、掃描時(shí)間長(zhǎng)且可重復(fù)性較差，因此較難推廣。以上MRI技術(shù)均為間接評(píng)估肌肉內(nèi)脂肪含量。mDIXON Quant是目前一種新的直接測(cè)量脂肪含量的MRI技術(shù)，該技術(shù)是3D梯度回波DIXON序列，采集6個(gè)回波，分析7個(gè)脂肪峰，且掃描速度快，同時(shí)可以計(jì)算出T2*值和R2*值。正常情況下脂肪在磁共振波譜中有9個(gè)脂肪峰，而脂肪的第8峰已經(jīng)很接近水峰了，因此mDIXON Quant 技術(shù)中分析7個(gè)脂肪峰值保證了脂肪定量的準(zhǔn)確性。掃描結(jié)束后可以直接得到脂肪分?jǐn)?shù)圖，后處理時(shí)只需確定層面及感興趣區(qū)即可直徑得到ROI內(nèi)面積的脂肪含量百分比，操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)性高。

本研究中選擇斜矢狀肩胛骨顯示為Y形層面作為研究層面，直接測(cè)量該層面內(nèi)岡上肌脂肪含量，同時(shí)測(cè)量該層面岡上肌相對(duì)大小值。結(jié)果顯示4組中隨著損傷程度的增加，F(xiàn)F值逐漸增加，且完全撕裂組FF值明顯高于其他組，系岡上肌脂肪浸潤(rùn)程度越重越容易引起肌腱的損傷。該結(jié)論與國(guó)內(nèi)王翔等[9]報(bào)道結(jié)果一致。國(guó)外有學(xué)者研究[10]發(fā)現(xiàn)隨著岡上肌萎縮百分比例的下降，肩袖損傷撕裂程度增加。本研究中岡上肌相對(duì)大小值隨損傷程度逐漸減低，與其結(jié)果相符。同時(shí)FF值與岡上肌相對(duì)大小值呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明隨著脂肪浸潤(rùn)的加深肌肉萎縮度加深。

綜上所述，3.0T MRI脂肪定量技術(shù)可以準(zhǔn)確評(píng)估岡上肌脂肪浸潤(rùn)情況，且與肌腱損傷具有一定的相關(guān)性，同時(shí)可以間接反映肌肉萎縮情況，為臨床干預(yù)提供重要的指導(dǎo)作用。但本研究中樣本量較小，不能進(jìn)一步得出不同類型肌腱損傷的脂肪浸潤(rùn)相對(duì)值。此外本研究未對(duì)肌肉脂肪含量對(duì)預(yù)后的影響進(jìn)行闡述。筆者隨后將進(jìn)一步加大樣本量，同時(shí)密切追蹤隨訪治療后變化。