雷 杰,楊海山,高海英

(1.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院放射科,吉林長(zhǎng)春130033;2.吉林大學(xué)第四醫(yī)院MR科,130011)

本文通過(guò)對(duì)42例膝關(guān)節(jié)疼痛的患者進(jìn)行MR檢查,與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果進(jìn)行對(duì)照,探討3D-FS-SPGR序列、FS-FSE-T2W序列及關(guān)節(jié)軟骨的三維重建圖像對(duì)軟骨損傷的診斷價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料 我院2007年1月-2008年11月期間因膝關(guān)節(jié)腫痛擬行關(guān)節(jié)鏡探查手術(shù)的患者42例,術(shù)前一周行MRI檢查。其中男23例,女19例,年齡41-78歲,平均56.3歲?；颊呒韧鶡o(wú)膝部手術(shù)史及明確外傷史。

1.2 儀器及方法 使用美國(guó)GE公司TWIN SPEED 1.5T MR掃描儀,膝關(guān)節(jié)正交線圈。掃描序列至少包括矢狀三維抑脂擾相梯度回波序列(3D-FS-SPGR)及附加脂肪抑制的快速自旋回波T2WI序列(FSFSE-T2W),掃描參數(shù)見(jiàn)表1。

采用美國(guó)GE公司ADW4.2圖像工作站對(duì)關(guān)節(jié)透明軟骨進(jìn)行三維容積重建,用高分辨最大強(qiáng)度投影(HD MIP)法重建,記錄軟骨損傷的部位、范圍,結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果相對(duì)照。

將每例膝關(guān)節(jié)的軟骨面分為五個(gè)部位分別進(jìn)行評(píng)價(jià):髕骨、股骨內(nèi)側(cè)髁、股骨外側(cè)髁、脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)面、脛骨平臺(tái)外側(cè)面。膝關(guān)節(jié)MRI圖像術(shù)前由2位資深放射科醫(yī)生對(duì)透明軟骨做出前瞻性診斷和病變分級(jí)。根據(jù)軟骨退變的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(Pecht標(biāo)準(zhǔn))將軟骨分為5級(jí):0級(jí)為正常軟骨;1級(jí)為軟骨分層結(jié)構(gòu)消失,軟骨內(nèi)出現(xiàn)局灶性低信號(hào),但軟骨表面光滑;2級(jí)為軟骨表面輪廓輕至中度不規(guī)則,軟骨缺損深度未及全層的50%;3級(jí)為軟骨表面輪廓重度不規(guī)則,軟骨缺損深度達(dá)全層厚度的50%以上,未見(jiàn)完全剝離;4級(jí)為軟骨全層缺損,軟骨下骨裸露,伴或不伴軟骨下骨質(zhì)異常改變。將所有關(guān)節(jié)鏡結(jié)果由2名高年資關(guān)節(jié)鏡專(zhuān)家描述。

表1 FS-FSE-T2W序列、3D-FS-SPGR序列的掃描參數(shù)

2 結(jié)果

2.1 42例210個(gè)膝關(guān)節(jié)軟骨部位的MR分級(jí)結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡表現(xiàn)分級(jí)進(jìn)行對(duì)照,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 關(guān)節(jié)鏡與 FS-FSE-T2W、3D-FS-SPGR序列分級(jí)結(jié)果對(duì)照

結(jié)果顯示FS-FSE-T2W序列對(duì)軟骨損傷顯示的敏感度為77.7%,特異度為94.7%,3D-FS-SPGR序列的敏感度為89.7%,特異度為97.6%,結(jié)果表明3D-FS-SPGR序列對(duì)軟骨損傷顯示的敏感度明顯高于FS-FSE-T2W序列。

2.2 FS-FSE-T2W序列及3D-FS-SPGR序列對(duì)軟骨損傷區(qū)對(duì)應(yīng)部位軟骨下骨及骨髓損傷的顯示。本組42例患者中均無(wú)急性外傷史。軟骨下骨及骨髓損傷在FS-FSE-T2W、3D-FS-SPGR序列均顯示為片狀高信號(hào)影,3D-FS-SPGR序列共發(fā)現(xiàn)43處軟骨下骨及骨髓內(nèi)高信號(hào)影,而FS-FSE-T2W序列共發(fā)現(xiàn)59處,且高信號(hào)范圍明顯大于3D-FS-SPGR序列。

2.3 關(guān)節(jié)軟骨的容積三維重建結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡相對(duì)照。本組病例中HDMIP三維重建圖像共顯示27個(gè)病變部位,其中4級(jí)損傷22個(gè)部位,占關(guān)節(jié)鏡4級(jí)損傷病變的95.6%;3級(jí)損傷5個(gè)部位,占關(guān)節(jié)鏡3級(jí)損傷病變的55.5%。

3 討論

正常關(guān)節(jié)軟骨的MRI表現(xiàn)為信號(hào)強(qiáng)度變化的帶狀結(jié)構(gòu)。關(guān)節(jié)軟骨的磁共振信號(hào)特征反映了軟骨的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性,水化的蛋白多糖分子和多方向排列的膠原纖維的含量及分布不同,使軟骨在核磁上呈現(xiàn)出特征的帶狀結(jié)構(gòu)。

3D-FS-SPGR序列中軟骨有三層信號(hào)差異,厚的高信號(hào)帶對(duì)應(yīng)于關(guān)節(jié)軟骨的表層帶,薄的低信號(hào)帶對(duì)應(yīng)中間帶,厚的高信號(hào)帶對(duì)應(yīng)于深層帶。本組病例在關(guān)節(jié)負(fù)重面處的軟骨均可觀察到清晰的三層結(jié)構(gòu),在股骨內(nèi)外側(cè)髁后緣軟骨呈均勻高信號(hào)影,Xia[1]的研究認(rèn)為MRI觀察到的軟骨分層層數(shù)不同是由于組織取材的區(qū)域差異和關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨的不同負(fù)載狀態(tài)有關(guān),依據(jù)負(fù)載狀態(tài)和生物學(xué)功能表現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)方式。在FS-FSE-T2W像,正常關(guān)節(jié)軟骨通常表現(xiàn)為三層:表層為薄的低信號(hào)層,中間的高信號(hào)層,再下方為對(duì)應(yīng)于鈣化層的低信號(hào)層。

3D-FS-SPGR序列是連續(xù)薄層圖像掃描并進(jìn)行多層面重建的掃描技術(shù),無(wú)信息丟失,脂肪抑制的應(yīng)用使軟骨和鄰近的骨髓、關(guān)節(jié)腔積液、脂肪和肌肉信號(hào)對(duì)比增大,軟骨表現(xiàn)為相對(duì)周?chē)M織的帶狀高信號(hào),與周?chē)Y(jié)構(gòu)的明顯對(duì)比使軟骨的異常容易觀察。Disler的研究中,3D-FS-SPGR序列對(duì)軟骨缺損診斷的敏感度為75%-85%,特異度為97%,病灶在MR和關(guān)節(jié)鏡檢查對(duì)比中分級(jí)準(zhǔn)確性達(dá)63%[2]。本組病例中,該序列對(duì)軟骨損傷的分級(jí)評(píng)價(jià)準(zhǔn)確率達(dá)95.6%,敏感度為 89.7%,特異度為97.6%,準(zhǔn)確度及敏感度均高于Disler的報(bào)道,筆者分析一是樣本原因,Disler采用的是大樣本研究,而本組病例樣本較少。二是觀察方法,本組所有病例均在3D-FS-SPGR序列的基礎(chǔ)上在工作站上進(jìn)行容積重建,對(duì)病變處軟骨進(jìn)行軸位、矢狀位及冠狀位的動(dòng)態(tài)觀察,不僅可以觀察到高信號(hào)的軟骨內(nèi)的低信號(hào)影,病變處軟骨的三層分層現(xiàn)象消失。軟骨缺損處被低信號(hào)的積液充填,可以量取損傷的厚度,評(píng)價(jià)軟骨損傷的程度,極大地提高了軟骨損傷診斷的準(zhǔn)確率。另外該序列化學(xué)位移偽影減少,有較高的信噪比,提高了病變檢出的敏感性。MeCauley TR[3]及Wang SF[4]等研究表明,3D-FS-SPGR能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)軟骨,但掃描時(shí)間長(zhǎng)。本組病例采用改良的3D-FS-SPGR序列,采用40度的翻轉(zhuǎn)角,掃描時(shí)間僅3分22秒,極大縮短了掃描時(shí)間。

本組病例中FS-FSE-T2W序列對(duì)軟骨缺損的敏感度為77.7%,特異度為94.7%,均略低于3D-FSSPGR序列。由于T2的增加,類(lèi)似關(guān)節(jié)造影的作用被突出,顯示關(guān)節(jié)積液較好,可以增強(qiáng)軟骨與關(guān)節(jié)積液的反差。

關(guān)節(jié)軟骨的損傷、破壞,使骨性關(guān)節(jié)面及軟骨下松質(zhì)骨暴露于炎癥滲液或肉芽腫之下,進(jìn)一步引起骨質(zhì)破壞,因而軟骨下骨及骨髓內(nèi)的異常信號(hào),可作為診斷關(guān)節(jié)軟骨損傷的重要間接征象。本組42例患者中軟骨下骨及骨髓損傷在3D-FS-SPGR、FS-FSET2W序列均顯示為片狀高信號(hào)影,3D-FS-SPGR序列共發(fā)現(xiàn)軟骨下骨及骨髓內(nèi)高信號(hào)影43處,而FSFSE-T2W序列共發(fā)現(xiàn)59處,其高信號(hào)范圍明顯大于3D-FS-SPGR序列,病變范圍和邊界的顯示明顯優(yōu)于3D-FS-SPGR序列。GRE序列由于在骨髓與骨小梁交界部會(huì)出現(xiàn)明顯的短T2效應(yīng),可以遮蓋小病變[5]。另外筆者認(rèn)為由于GRE序列沒(méi)有復(fù)位脈沖,不能克服主磁場(chǎng)不均勻?qū)D像的影響。預(yù)飽和法脂肪抑制技術(shù)與T2WI連用,使含水病變與骨髓內(nèi)脂肪對(duì)比差別增大,有利于充分顯示病變。

透明軟骨呈不規(guī)則曲面覆蓋于膝關(guān)節(jié)表面,面積較大但厚度較薄,周?chē)馄式Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。關(guān)節(jié)軟骨損傷病灶形態(tài)各異,通過(guò)高分辨最大強(qiáng)度投影(HD MIP)進(jìn)行重建,可以立體觀察關(guān)節(jié)軟骨的全貌。本組病例中HD MIP三維重建圖像共顯示27個(gè)病變部位,其中4級(jí)損傷22個(gè),占關(guān)節(jié)鏡4級(jí)損傷病變的95.6%;3級(jí)損傷5個(gè),占關(guān)節(jié)鏡3級(jí)損傷病變的55.5%。4級(jí)損傷的22個(gè)病灶清晰顯示損傷的部位及軟骨缺損范圍,缺損部位與正常軟骨交界區(qū)界線清晰,缺損邊緣銳利。3級(jí)關(guān)節(jié)損傷顯示為病灶處信號(hào)強(qiáng)度減低。對(duì)3、4級(jí)軟骨損傷存在低估現(xiàn)象,主要為容積效應(yīng)所致。三維重建對(duì)1、2級(jí)軟骨損傷不能顯示,筆者認(rèn)為由于沒(méi)有軟骨缺損或缺損未達(dá)軟骨全層的50%,重建后病灶處與正常軟骨的信號(hào)差別無(wú)法體現(xiàn)。隨著MRI技術(shù)的不斷進(jìn)步,通過(guò)軟骨厚度及容積測(cè)量來(lái)評(píng)判疾病過(guò)程及治療效果以成為研究的焦點(diǎn)[6-8]。

3D-FS-SPGR序列對(duì)軟骨損傷診斷的準(zhǔn)確度高于FS-FSE-T2W序列,能較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)軟骨損傷程度,但對(duì)軟骨下骨及骨髓損傷的顯示存在低估。筆者認(rèn)為對(duì)軟骨損傷的完整評(píng)價(jià)應(yīng)包括軟骨、軟骨下骨及骨髓,因此3D-FS-SPGR與FS-FSE-T2W序列二者結(jié)合是目前準(zhǔn)確評(píng)價(jià)軟骨損傷的最佳掃描序列。關(guān)節(jié)軟骨的三維重建圖像能夠較真實(shí)的顯示軟骨損傷的立體形態(tài),為臨床醫(yī)師提供直觀,準(zhǔn)確的信息。

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