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MRI T2-Mapping成像對膝關節(jié)髕軟骨早期退變的診斷價值

2019-02-13 00:22于秀英劉松國
關鍵詞:彩圖膠原軟骨

于秀英 ,何 勇 ,趙 蕾 ,劉松國 ,韓 廣

(1.山東省臨沂市中醫(yī)醫(yī)院a醫(yī)學影像科,b骨科,山東 臨沂 276002;2.山東醫(yī)學高等??茖W校影像教研室,山東 臨沂 276002)

中老年人膝關節(jié)疼痛、行走不方便、活動障礙,膝關節(jié)骨關節(jié)炎(osteoarthritis,OA)是主要原因,早期主要累及關節(jié)軟骨。目前常規(guī)MRI已成為臨床上用于評估骨關節(jié)軟骨形態(tài)的主要方法。T2-Mapping作為一種新的成像方法,通過測量軟骨的T2值顯示關節(jié)軟骨組織成分的變化[1]。本研究通過比較正常志愿者和OA患者的髕軟骨T2值,探討MRI T2-Mapping成像對早期髕軟骨退變的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年8月至2018年3月在臨沂市中醫(yī)醫(yī)院就診的OA患者30例(OA組),其中男 12例,女 18例;年齡 40~68歲,平均(55±8)歲。臨床主要表現(xiàn)為關節(jié)疼痛。納入同期檢查的20例健康志愿者(正常組),男12例,女8例,年齡23~42歲,平均(36±6)歲,既往無膝關節(jié)手術、感染、腫瘤病史,關節(jié)能自由活動。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750 3.0 T MRI掃描儀,膝關節(jié)專用線圈,患者取仰臥位,足先進。常規(guī)掃描序列:矢狀位 SE T1WI(TR/TE 400.0 ms/12.0 ms),矢狀位脂肪抑制 FSE PDWI(TR/TE 1702.0ms/35.0ms),冠狀位脂肪抑制FSE PDWI(TR/TE 1707.0ms/35.0ms)及軸位脂肪抑制 FSE PDWI(TR/TE 2067.0ms/35.0ms);層厚均為3.5 mm,層距0.5 mm。T2-Mapping成像采用FSE 序列橫軸 位掃描,TR 800.0 ms,TE 6.0、12.1、18.1、24.2、30.2、36.2、42.3、48.3 ms,層厚 3 mm,層距0.6 mm,F(xiàn)OV 16 cm×16 cm,矩陣 256×192,NEX 2,掃描時間5 min 9 s。

1.3 圖像評價 通過GE ADW 4.6工作站,從 Functool中導入圖像,通過軟件后處理獲得T2-Mapping偽彩圖。具體步驟:在髕軟骨最厚層面上放置ROI,范圍包括軟骨全層,測量T2衰減曲線,計算T2值,ROI面積≥1 mm2,盡量避開軟骨下骨組織、軟骨缺損和關節(jié)腔積液[2-3]。采用國際軟骨修復協(xié)會(ICRS)分級標準與關節(jié)鏡下所見軟骨對照,對關節(jié)軟骨損傷進行分級[2-4]:0級,軟骨下骨信號無異常,軟骨信號均勻;Ⅰ級,局部軟骨下骨出現(xiàn)異常信號,伴或不伴軟骨局部異常信號;Ⅱ級,軟骨表面缺失,缺失深度不到軟骨全層的50%;Ⅲ級,軟骨缺失深度達到軟骨全層厚度的50%;Ⅳ級,軟骨下骨顯露,軟骨全層缺失。MRIⅠ~Ⅳ級代表軟骨退變。由2名放射科醫(yī)師對MRI圖像關節(jié)軟骨損傷進行ICRS分級評估。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件,計量資料以±s表示,行獨立樣本t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

正常組膝關節(jié)軟骨表面光滑、完整、信號均勻,偽彩圖呈紅色(圖1);OA組軟骨連續(xù)性可,軟骨層變薄,局部信號不均勻,偽彩圖呈斑片狀藍綠色(圖2)。正常組膝關節(jié)髕軟骨平均T2值為(44.16±2.15)ms,OA組平均 T2值為(54.46±4.32)ms。 早期 OA組平均 T2值高于正常組(P<0.05)。

圖1 男,17歲 圖1a T2-Mapping解剖圖顯示關節(jié)軟骨連續(xù)性好,表面光滑,信號均勻 圖1b T2-Mapping與解剖融合圖像,色階19~125 ms,關節(jié)軟骨偽彩圖呈紅色 圖1c 關節(jié)鏡下關節(jié)軟骨表面光滑 圖2 男,26歲,膝關節(jié)疼痛4年 圖2a T2-Mapping解剖圖顯示髕骨內側軟骨局部不規(guī)則變薄,軟骨下骨內見斑片狀異常信號 圖2b T2-Mapping與解剖融合圖像,色階18~140 ms,偽彩圖呈藍綠色 圖2c 關節(jié)鏡下關節(jié)軟骨表面欠光整,局部見輕度退變

3 討論

3.1 膝關節(jié)髕軟骨結構 少量軟骨細胞和細胞外基質是構成膝關節(jié)髕軟骨組織學上的主要成分[5-6]。軟骨新陳代謝的主要成分是軟骨細胞;水、膠原(Ⅱ型為主)和蛋白多糖聚合物是細胞外基質的主要成分[7]。大多學者[8-10]認為軟骨膠原含量的改變和膠原排列方向的變化是T2值發(fā)生改變的主要原因。軟骨的形態(tài)發(fā)生改變主要由于軟骨內水分含量的增加、膠原網(wǎng)架的損傷和蛋白多糖的丟失,導致軟骨體積逐漸變薄、減?。?1-13]。

3.2 膝關節(jié)髕軟骨T2值測量及T2-Mapping偽彩圖T2-Mapping成像技術是采用多層面多回波的自旋回波序列,軟骨組織的 T2值是通過公式 SI(t)=SI(0)exp(-t/T2)計算得出[14-15],T2-Mapping 偽彩圖經(jīng)過像素轉換獲得,公式中 SI(0)是t=0時的 MRI信號強度,SI(t)是不同回波時間的信號強度。T2弛豫時間是軟骨內組織成分微觀結構的變化,髕軟骨全層的T2值有隨年齡增長而增加的趨勢,但與性別無顯著相關性[2-3];軟骨發(fā)生退變時,T2值顯著增高,軟骨退變越嚴重,T2值越高[5]。

膝關節(jié)髕軟骨T2值的測量可量化評估軟骨的組織結構[16],結合T2-Mapping偽彩圖對關節(jié)軟骨病變早期診斷有很高的臨床應用價值。

3.3 髕軟骨退變與T2值的相關性 本研究中正常組膝關節(jié)軟骨表面光滑、完整、信號均勻,偽彩圖呈紅色;OA組軟骨連續(xù)性可,軟骨層變薄,局部信號不均勻,偽彩圖呈斑片狀藍綠色。正常組膝關節(jié)髕軟骨平均 T2值為低于 OA 組(P< 0.05);與 Li等[17]研究結果相似。T2值發(fā)生改變的主要原因有軟骨表面膠原纖維的排列方式發(fā)生改變,膠原網(wǎng)狀結構破壞[12],軟骨內水分含量的增加、軟骨 T2值升高[9-13,17]。

總之,通過測定比較正常志愿者和OA患者的髕軟骨T2值和T2-Mapping偽彩圖,可量化評估軟骨的組織結構[16]。MRI T2-Mapping成像是一種無創(chuàng)的軟骨分子成像技術,對關節(jié)軟骨病變早期診斷有很高的臨床應用價值。

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