不同翻轉(zhuǎn)角雙回波穩(wěn)態(tài)序列MRI評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎軟骨損傷

朱樂(lè)發(fā)，肖葉玉，夏學(xué)文，侯衛(wèi)武，李文艷，周方程

(廣州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院放射科，廣東 廣州 510800)

MRI具有多方位、多參數(shù)成像及組織分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，可無(wú)創(chuàng)評(píng)估關(guān)節(jié)軟骨損傷。三維雙回波穩(wěn)態(tài)(three-dimensional double echo steady state, 3D-DESS)序列是軟骨敏感MR序列，亦是目前研究較多的序列之一[1-2]。 MRI參數(shù)直接影響圖像對(duì)組織的顯示能力，使得參數(shù)優(yōu)化的重要性日益受到重視[3]。翻轉(zhuǎn)角(flip angle, FA)是3D-DESS序列重要的成像參數(shù)之一。目前對(duì)于3D-DESS序列中FA的研究[4-5]多針對(duì)其與軟骨信噪比及與軟骨滑液對(duì)比信噪比的關(guān)系，且結(jié)果仍存在較大爭(zhēng)議。本研究以關(guān)節(jié)鏡結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，觀察不同F(xiàn)A 3D-DESS MRI對(duì)評(píng)估膝關(guān)節(jié)軟骨疾病的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年4月-12月于廣州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院就診的25例單側(cè)膝關(guān)節(jié)疼痛患者，男16例，女9例，年齡18～70歲，平均(44.0±21.3)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：輕中度膝關(guān)節(jié)疼痛7天～5年，無(wú)明顯外傷史，無(wú)膝關(guān)節(jié)手術(shù)史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①重度膝關(guān)節(jié)疼痛；②伴心腎功能不全；③MR檢查禁忌證。本研究符合《赫爾辛基宣言》要求，患者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 采用Siemens 1.5T Magnetom Avanto超導(dǎo)型MR儀，膝關(guān)節(jié)包裹式線圈。以髕骨下緣水平為中心，行標(biāo)準(zhǔn)矢狀位掃描。3D-DESS序列：采用抑脂并水激發(fā)技術(shù)，TR 27 ms，TE 11 ms，層厚1.0 mm，層間距0，帶寬190 Hz，F(xiàn)A分別為30°、60°和90°，采集時(shí)間分別為245 s、265 s和320 s。采用Recht分級(jí)診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]對(duì)軟骨損傷進(jìn)行分級(jí)。

1.3 圖像分析 由2名具有15年以上MR診斷經(jīng)驗(yàn)的主任醫(yī)師采用盲法共同閱片，意見(jiàn)不一致時(shí)通過(guò)協(xié)商決定。根據(jù)Recht軟骨損傷分級(jí)診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]評(píng)估每例患者髕骨(patella, Pat)、股骨滑車(chē)(femoral trochlear, Tro)、股骨外側(cè)髁(lateral femoral condyle, LFC)、股骨內(nèi)側(cè)髁(medial femoral condyle, MFC)、脛骨外側(cè)平臺(tái)(lateral tibial plateau, LTP)及脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)(medial tibial plateau, MTP)6處軟骨情況，分為軟骨損傷陰性(0、Ⅰ級(jí))和陽(yáng)性(Ⅱ～Ⅳ級(jí))；同一軟骨面出現(xiàn)多處病損時(shí)，以最嚴(yán)重處為準(zhǔn)。

1.4 關(guān)節(jié)鏡檢查及診斷標(biāo)準(zhǔn) 于MR檢查后2周內(nèi)行關(guān)節(jié)鏡檢查。由2名具有10年關(guān)節(jié)鏡手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師采用Smith & Nephew關(guān)節(jié)鏡手術(shù)系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)行探查，并根據(jù)Noyes診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]對(duì)膝關(guān)節(jié)損傷進(jìn)行分級(jí)(0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí))，將0、Ⅰ歸為陰性，Ⅱ～Ⅳ級(jí)歸為陽(yáng)性。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示，計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)表示。以關(guān)節(jié)鏡探查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，采用Kappa檢驗(yàn)分析MRI診斷結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果的一致性，Kappa≥0.75為一致性較好，0.75>Kappa≥0.4為一致性一般，Kappa<0.4為一致性差。對(duì)30°、60°和90°圖像評(píng)價(jià)軟骨損傷的診斷信心進(jìn)行評(píng)分：3分為肯定性診斷，2分為可能性診斷，1分為無(wú)法診斷[4]，以Kruskal-Wallis H秩和檢驗(yàn)進(jìn)行分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MRI與關(guān)節(jié)鏡檢查的一致性 25例單膝關(guān)節(jié)共150處關(guān)節(jié)軟骨，關(guān)節(jié)鏡結(jié)果示89處損傷陽(yáng)性， 30°、60°及90° 3D-DESS序列圖像分別檢出74、96及85處軟骨損傷陽(yáng)性，見(jiàn)表1。對(duì)于Pat、Tro、MFC、LFC、MTP及LTP， 根據(jù)90° 3D-DESS圖像的MRI診斷結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡一致性均較好(Kappa=1.00、0.84、1.00、0.81、0.97、0.91，P均<0.01)， 60° 3D-DESS圖像的一致性一般或較好(Kappa=0.87、0.61、0.81、0.74、0.73、0.68，P均<0.01)，而30° 3D-DESS圖像的一致性差或一般(Kappa=0.47、0.38、0.50、0.30、0.32、0.23，P均<0.01)。

表1 關(guān)節(jié)鏡檢查及3D-DESS圖像檢出膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨損傷結(jié)果(陰性/陽(yáng)性，處)

2.2 不同F(xiàn)A圖像評(píng)價(jià)軟骨損傷的診斷信心評(píng)分比較 30°、60°與90°FA圖像評(píng)估Pat、Tro、MFC、LFC、MTP和LTP軟骨損傷診斷信心評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=16.66、34.07、22.73、27.30、18.86、19.17，P均<0.01)；兩兩比較顯示30°圖像診斷信心評(píng)分低于60°(P=0.03、0.01、0.04、0.00、0.04、0.03)及90°圖像(P均<0.01)， 60°則低于90°圖像(P=0.03、0.02、0.04、0.03、0.02、0.01)。90°圖像軟骨滑液對(duì)比度較高，病變顯示清晰，但顯示軟骨較差； 30°圖像顯示清楚，軟骨分層結(jié)構(gòu)清晰，但顯示病變較差；60°圖像軟骨及軟骨滑液對(duì)比度中等，但顯示病變、周?chē)琴|(zhì)及軟組織較好。見(jiàn)圖1、2。

圖1 患者女，47歲，右側(cè)髕骨軟化癥，F(xiàn)A 3D-DESS序列圖像顯示髕骨損傷(箭示病灶) A.30°FA圖像并見(jiàn)股骨滑車(chē)軟骨低信號(hào)(星號(hào))； B. 60°FA圖像并見(jiàn)軟骨下骨質(zhì)明顯骨髓水腫(星號(hào))，周?chē)琴|(zhì)及軟組織顯示清晰； C.90°FA圖像并見(jiàn)周?chē)琴|(zhì)及軟組織信噪比低； D.關(guān)節(jié)鏡示Ⅳ級(jí)髕骨軟骨損傷，軟骨局限性缺損，部分骨質(zhì)裸露

圖2 患者男，27歲，右側(cè)股骨外側(cè)髁軟骨退變(箭示病灶) A.30°FA 圖像尚見(jiàn)股骨外側(cè)髁正常軟骨信噪比高，其形態(tài)及4層結(jié)構(gòu)清晰，脛骨平臺(tái)見(jiàn)斑點(diǎn)狀骨髓水腫(星號(hào))； B.60°FA 圖像另見(jiàn)正常軟骨信噪比中等，分層結(jié)構(gòu)顯示欠佳，周?chē)琴|(zhì)及軟組織界線清，脛骨平臺(tái)見(jiàn)線狀骨髓水腫(星號(hào))； C.90°FA圖像正常軟骨信噪比低，分層結(jié)構(gòu)顯示不清，周?chē)琴|(zhì)及軟組織信噪比低，脛骨平臺(tái)見(jiàn)細(xì)線狀骨髓水腫(星號(hào))； D.關(guān)節(jié)鏡示Ⅲ級(jí)股骨外側(cè)髁軟骨損傷，軟骨局限性缺損，部分呈“蟹肉樣”外觀

3 討論

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎是以關(guān)節(jié)軟骨退變?yōu)樘卣鞯穆赃M(jìn)行性骨關(guān)節(jié)病，而軟骨損傷是不可逆的，準(zhǔn)確評(píng)估軟骨狀態(tài)對(duì)防治膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎有著重要意義。MR 3D-DESS序列是軟骨敏感序列之一，同時(shí)采集穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像和相反序列鏡像穩(wěn)態(tài)快速進(jìn)動(dòng)成像信號(hào)，獲得T2權(quán)重較高的高信噪比圖像，能清晰顯示脂肪、關(guān)節(jié)積液及關(guān)節(jié)軟骨，從而有效評(píng)估軟骨病變[8]。

FA是DESS序列的重要參數(shù)之一，與軟骨信噪比和軟骨滑液對(duì)比信噪比密切相關(guān)，范圍0°～90°，影響圖像對(duì)掃描局部結(jié)構(gòu)及病變的顯示能力。HARDY等[9]采集10名志愿者膝關(guān)節(jié)3D-DESS序列圖像，設(shè)置FA為10°～60°(間隔10°)，并利用軟骨和滑液弛豫時(shí)間預(yù)測(cè)軟骨滑液對(duì)比度，結(jié)果顯示 60°圖像軟骨與關(guān)節(jié)液的對(duì)比信噪比最高，進(jìn)而優(yōu)化了3D-DESS序列成像參數(shù)，但未對(duì)FA>60°圖像的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析。MORIYA等[10]分析FA取 10°～90°共9個(gè)角度(間隔10°)的3D-DESS序列圖像同層面膝關(guān)節(jié)軟骨、滑液信噪比及軟骨滑液對(duì)比信噪比，發(fā)現(xiàn)FA≤40°時(shí)軟骨信噪比明顯較高，>40°后緩慢下降，至90°時(shí)信噪比降至最低；軟骨滑液對(duì)比信噪比則隨FA增大而明顯上升，F(xiàn)A≤60°時(shí)呈快速直線上升,>60°后漸進(jìn)增加，90°時(shí)達(dá)最大，可獲得軟骨和滑液對(duì)比較好的圖像。

近期有學(xué)者[4]對(duì)比觀察13例膝關(guān)節(jié)病變的FA 40°與90° 3D-DESS序列圖像，發(fā)現(xiàn)90°圖像對(duì)軟骨損傷的檢出率明顯高于40°圖像，且與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果一致性好；本研究結(jié)果與之相符。高FA雖可降低軟骨信噪比，但當(dāng)液體進(jìn)入損傷軟骨時(shí)，軟骨滑液對(duì)比度明顯提高，有利于增加病變檢出率。但有研究[5]采用10°～90°共6個(gè)FA(間隔15°)3D-DESS序列MRI觀察30名健康人及20例膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者膝關(guān)節(jié)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論對(duì)于健康人還是軟骨損傷患者，F(xiàn)A 60°圖像關(guān)節(jié)液體信噪比及軟骨滑液對(duì)比信噪比最高,顯示軟骨效果最佳,且檢出關(guān)節(jié)軟骨損傷的結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果一致性好，并以30°圖像軟骨信噪比最高；本研究結(jié)果與之有所出入，可能與膝關(guān)節(jié)液體弛豫時(shí)間及不同關(guān)節(jié)面T2*值存在差異有關(guān)[11-12]。

本研究發(fā)現(xiàn)FA對(duì)軟骨分層現(xiàn)象亦存在影響，相比FA 60°及90°圖像， 30°圖像軟骨信噪比較高，顯示軟骨4層結(jié)構(gòu)更清楚。既往研究[13]提示低FA 3D-DESS序列圖像軟骨信噪比高，對(duì)于測(cè)量體積較具優(yōu)勢(shì)，但未對(duì)軟骨分層現(xiàn)象進(jìn)行分析，有待進(jìn)一步觀察。

3D-DESS序列圖像對(duì)顯示骨質(zhì)結(jié)構(gòu)及半月板等軟組織具有優(yōu)勢(shì)[14-15]。本研究中FA 60°圖像對(duì)軟骨病變的檢出率較高，且呈現(xiàn)周?chē)琴|(zhì)及軟組織情況優(yōu)于FA 30°及90°圖像。袁文昭等[16]亦認(rèn)為 FA 60°圖像能較好顯示腕關(guān)節(jié)軟骨及周?chē)∽?。臨床綜合評(píng)估膝關(guān)節(jié)軟骨病變時(shí)，選擇FA 60°采集圖像可能更好。本研究的局限性：①掃描順序可能影響膝關(guān)節(jié)液體弛豫時(shí)間，從而影響圖像質(zhì)量；②僅對(duì)特定FA進(jìn)行觀察，結(jié)果可能存在偏倚。

綜上所述，F(xiàn)A 90° 3D-DESS圖像顯示軟骨損傷最佳，F(xiàn)A 30°圖像可清晰顯示軟骨形態(tài)及結(jié)構(gòu)，而FA 60°能兼顧周?chē)琴|(zhì)及軟組織。臨床行3D-DESS掃描時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢查目的適當(dāng)選擇FA。