MR軟骨生理成像技術在膝關節(jié)的臨床應用研究.pdf

1、骨性關節(jié)炎(osteoarthritis，OA)的發(fā)病率僅次于心血管疾病，是引起人們工作、生活能力降低和喪失的重要疾病。而關節(jié)軟骨是維持關節(jié)正常運動和功能的重要結構，關節(jié)軟骨的損傷或退變在OA發(fā)病機制中起著重要作用。因此，早期診斷關節(jié)軟骨的退變是早期診斷和及時治療OA的關鍵。 一直以來臨床對OA的診斷主要是根據癥狀、臨床檢查、X線平片，但這都只能間接提供關節(jié)軟骨的厚度而不能提供關節(jié)軟骨改變的具體信息；只能反映關節(jié)軟骨中晚期退變的

2、情況，對于關節(jié)軟骨早期退變的診斷則相當困難。隨著臨床藥物治療及關節(jié)軟骨移植術的迅速發(fā)展，需要了解關節(jié)軟骨的組織構成情況，便于早期診斷、早期治療、藥物療效評估和關節(jié)軟骨移植術后追蹤。因此，一種無創(chuàng)傷且能夠定量檢測關節(jié)軟骨形態(tài)、組織構成的方法顯得尤為迫切。關節(jié)鏡可評估關節(jié)軟骨的表面情況，但其創(chuàng)傷性和術后導致的功能受限使其應用受到限制，且其不能檢測到軟骨的深層。常規(guī)MRI掃描也只能了解關節(jié)軟骨的厚度和形態(tài)。 隨著MRI技術的發(fā)展，一些

3、研究關節(jié)軟骨組織構成的新技術陸續(xù)開展，如T2圖、鈉成像、磁共振延遲增強成像(delayed gadolinium—enhanced MRI of cartilage，dGEMRIC)等，這些技術有望用于關節(jié)軟骨退變的早期診斷。MR T2圖是一項能反應關節(jié)軟骨中膠原纖維結構完整性的技術。dGEMRIC是一種顯示軟骨中蛋白多糖的分子影像技術，用于檢測關節(jié)軟骨中蛋白多糖的分布。目前這些關節(jié)軟骨生理成像技術已經成為研究熱點。 研究目的：

4、 1)獲得健康成人運動前后膝關節(jié)軟骨T2值變化的空間分布圖，以期了解運動與關節(jié)軟骨組織構成之間的關系，為進一步探討運動在OA患病機制中的作用提供相關信息。 2) OA患者膝關節(jié)軟骨MR T2圖與健康成人膝關節(jié)軟骨MR T2圖相比較，探討MR T2圖對OA時關節(jié)軟骨退變診斷的初步臨床指導價值。 3)獲取健康成人和OA患者膝關節(jié)髕軟骨dGEMRIC的T1值研究范圍，從而得知各自膝關節(jié)髕軟骨中蛋白多糖的分布以及OA時關

5、節(jié)軟骨退變在dGEMRIC上的表現，以期為OA的早期診斷提供相關影像信息。 研究方法： 1)20例健康志愿者運動前后雙膝關節(jié)行矢狀面SE序列8回波掃描。測量志愿者運動前后膝關節(jié)軟骨淺、深層各感興趣區(qū)的T2值，并進行各組間T2值差異的比較。原始圖像經后處理后獲得相應的T2圖。 2)31例OA患者的患側膝關節(jié)行矢狀面SE序列8回波掃描。測量膝關節(jié)脛骨與股骨關節(jié)軟骨各感興趣區(qū)的T2值，并與30例健康成人膝關節(jié)脛骨與股骨

6、關節(jié)軟骨的T2值進行比較。原始圖像經后處理后獲得相應的T2圖。并追蹤行關節(jié)鏡檢查的患者，將關節(jié)鏡檢查資料與相應的T2圖進行比較。 3)對照組38例正常膝關節(jié)和OA組34例退變膝關節(jié)者經肘靜脈注射釓噴替酸葡甲胺(gadolinium diethylene triamine penta—acetic acid，Gd—DTPA)后步行10分鐘，注射造影劑后2小時行膝關節(jié)髕軟骨dGEMRIC掃描。于所獲T1時間圖中選取感興趣區(qū)進行T1值

7、的測量和統(tǒng)計學比較。對照組同時行髕軟骨淺深層的T1值測量和統(tǒng)計學比較。 結果： 1)健康志愿者運動前膝關節(jié)脛骨軟骨淺、深層的T2值分別為(48.8±6.3)ms、(44.3±5.7) ms；運動后分別為(43.4±5.0)ms、(40.3±6.1)ms，運動前后差異有統(tǒng)計學意義(t值分別為6.004和5.037，P值均<0.05)；運動前脛骨軟骨淺、深層T2值差異有統(tǒng)計學意義(t=3.148，P<0.01)。運動前膝關節(jié)

8、股骨軟骨淺、深層的T2值分別為(52.1±5.7)ms、(47.7±5.3)ms；運動后分別為(47.2±4.5)ms、(43.6±4.1)ms；運動前后差異有統(tǒng)計學意義(t值分別為6.169和5.957，P值均<0.05)；運動前股骨軟骨淺、深層T2值差異有統(tǒng)計學意義(t=3.384，P<0.01)。相應的MR T2圖顯示了T2值變化的空間分布趨勢。 2) OA組膝關節(jié)脛骨軟骨、股骨軟骨T2值分別為(54.1±8.3) ms、

9、(57.6±7.0) ms，較健康成人膝關節(jié)脛骨軟骨、股骨軟骨T2值(46.5±5.7)ms、(49.9±5.2) ms高，兩組間比較差異有統(tǒng)計學意義(t=—4.361，P<0.01；t=—5.115，P<0.01)，T2圖反映了OA組和健康成人組間T2值的這種差異。 3)對照組膝關節(jié)髕軟骨的T1值為(422.4±35.1)ms，OA組髕軟骨的T1值為(359.0±39.4)ms，兩組間獨立樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學意義(t＝7.

10、225，P<0.05)。對照組髕軟骨淺層的T1值為(411.6±36.1)ms，深層為(457.8±49.9)ms，兩組間獨立樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學意義(t＝—4.624，P<0.05)。另于OA組5例患者的髕軟骨T1時間圖中發(fā)現低信號區(qū)。 結論： 1)膝關節(jié)軟骨淺深層膠原纖維含量及排列方向的不同可以在MR T2圖得到相應反映。 2) MR T2圖可檢測到運動前后關節(jié)軟骨內膠原纖維發(fā)生的改變，提供了在組織學水平

11、研究關節(jié)軟骨的一種無創(chuàng)性影像學技術。 3) OA時膝關節(jié)軟骨在發(fā)生形態(tài)學改變前，軟骨內膠原纖維丟失、排列方向改變，水分增加，MR T2圖能檢測到上述軟骨組織學成分的改變。 4) MR T2圖能敏感地反映關節(jié)軟骨早期退變時組織構成的改變，對關節(jié)軟骨早期退變的診斷具有一定臨床指導價值，是一項能用于診斷關節(jié)軟骨早期退變的可行的影像學技術。 5) dGEMRIC是一項用于檢測關節(jié)軟骨內蛋白多糖的含量和分布的技術，關節(jié)軟骨