李 強，何 莉，趙 蕾，韓 廣

（1.山東省臨沂市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學影像科，婦科，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）

骨性關節(jié)炎是以關節(jié)軟骨變性、破壞及繼發(fā)骨質(zhì)增生為主要特征的慢性骨關節(jié)?。幌リP節(jié)由于其復雜的解剖特點和重要的運動功能，是臨床中老年患者中最常見的一種骨性關節(jié)炎［1］，近年來該病有年輕化趨勢。臨床多表現(xiàn)為關節(jié)腫痛不適、彈響等，嚴重者會導致關節(jié)畸形甚至殘疾。關節(jié)軟骨屬透明軟骨，因缺乏神經(jīng)支配及血管供給營養(yǎng)，易受到損傷，病理上早期表現(xiàn)為關節(jié)軟骨的纖維絨樣改變，隨著病變發(fā)展，軟骨破壞，晚期出現(xiàn)軟骨下囊變、骨質(zhì)硬化及骨質(zhì)增生。因此，早期發(fā)現(xiàn)關節(jié)軟骨病變，對臨床診斷和治療至關重要。傳統(tǒng)X線、CT檢查難以顯示關節(jié)軟骨，MRI在評價關節(jié)軟骨方面較X線片、CT具有明顯優(yōu)勢，是目前首選的影像檢查方法。T2Mapping成像技術是近些年興起的一種較為成熟的MRI技術，不僅能以偽彩圖方式顯示正常和異常的關節(jié)軟骨，還能通過測量T2值定量評估關節(jié)軟骨內(nèi)成分的變化［2］。本研究通過分析早期膝關節(jié)骨性關節(jié)炎組和健康志愿者偽彩圖的差別，以及關節(jié)軟骨T2值的差異，探討T2Mapping成像技術對膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年1—12月間臨沂市中醫(yī)醫(yī)院收治的早期膝關節(jié)骨性關節(jié)炎50例為研究組，經(jīng)DR正常位片或CT平掃證實無明確陽性發(fā)現(xiàn)，且排除其他膝關節(jié)疾病史；其中男24例，女26例；年齡38～57歲，平均49歲；左膝關節(jié)34個，右膝關節(jié)26個（男女各5例為雙膝關節(jié)檢查）。臨床診斷標準按照中華醫(yī)學會風濕病學分會2010年頒布的《骨關節(jié)炎診斷及治療指南》［3］中膝關節(jié)骨性關節(jié)炎的診斷標準：①近1個月大多數(shù)時間有膝關節(jié)疼痛；②有骨摩擦音；③晨僵≤30 min；④年齡≥38歲；⑤有骨性膨大；滿足①+②+③+④，①+②+⑤或①+④+⑤可診斷。選擇同期20例健康志愿者為對照組，既往無膝關節(jié)外傷、感染、腫瘤及手術病史，無其他長期治療史，膝關節(jié)無任何不適癥狀；非從事重體力工作或體育運動者，體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）在正常范圍；男女各10例，年齡31～52歲，平均44歲；左、右側(cè)膝關節(jié)各10個。本研究最終納入統(tǒng)計分析共70例76個膝關節(jié)，其中男34例，女36例；左膝關節(jié)42個，右膝關節(jié)34個（去除關節(jié)軟骨嚴重損傷 4個，左右膝各2個）；年齡 31～57歲，平均47歲?；颊呔炇鹬橥鈺?/p>

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750W 3.0 T MRI掃描儀，8通道膝踝關節(jié)線圈。受檢者檢查前24 h內(nèi)無劇烈運動。取仰臥位，足先進；先行常規(guī)T1WI、T2WI、PDWI掃描，由 2 名副主任醫(yī)師閱片確定無隱匿性病變者，再行矢狀位T2Mapping序列掃描。掃描參數(shù)：TR 800 ms，TE 5.7、11.3、17.0、22.7、28.4、34.0、39.7、45.4 ms，層厚 4 mm，層距 1 mm，16 層，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，矩陣 256×192，NEX 2，掃描時間10.18 min。

1.3 圖像后處理 將T2Mapping圖像傳輸?shù)紾E ADW 4.6工作站，使用Functool中的T2Mapping后處理軟件獲得膝關節(jié)關節(jié)軟骨的T2Mapping偽彩圖，使用預設2個窗寬、窗位中的最佳偽彩圖，使關節(jié)軟骨顯示最清晰，并可選用矢狀位PDWI作為參考圖匹配偽彩圖，以便更好觀察關節(jié)軟骨損傷情況。放大圖像，選取合適大小的ROI測量研究組和對照組的膝關節(jié)關節(jié)軟骨的T2值，調(diào)節(jié)層面參照Mosher等［4］標注，分別測量髕骨后、股骨髁內(nèi)外側(cè)面負重區(qū)及對應脛骨平臺面關節(jié)軟骨的T2值，每個部位選取5個ROI，取其平均值作為該處軟骨的T2值。股骨髁負重區(qū)關節(jié)軟骨指半月板前后角間的軟骨，選取時應避免包含關節(jié)腔內(nèi)結(jié)構(gòu)及軟骨下骨質(zhì)，否則會影響測量數(shù)值的準確性。其中，關節(jié)軟骨嚴重損傷難以測量者不列入統(tǒng)計分析。

1.4 統(tǒng)計學分析 使用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。數(shù)據(jù)以±s表示；對2組關節(jié)軟骨T2值應用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 研究組偽彩圖及關節(jié)軟骨平均T2值表現(xiàn) 研究組偽彩圖示關節(jié)軟骨厚度及連續(xù)性不一（圖1，2），色階為紅色、橙紅色、黃色至綠色，顏色混雜；各部位關節(jié)軟骨平均 T2值（40.128±4.170）～（51.465±3.350）ms。

圖1 男，46歲，臨床診斷早期骨性關節(jié)炎 圖1a DR無陽性發(fā)現(xiàn) 圖1b PDWI示關節(jié)軟骨形態(tài)規(guī)整，表面光滑，信號均勻 圖1c 偽彩圖示軟骨為橙紅至黃色，測得股骨髁、脛骨平臺關節(jié)軟骨T2值分別為（46.700±1.000）、（45.875±0.590）ms 圖2 女，41歲，臨床診斷早期骨性關節(jié)炎 圖2a DR無陽性發(fā)現(xiàn) 圖2b PDWI示關節(jié)軟骨形態(tài)規(guī)整，表面光滑，信號均勻 圖2c 偽彩圖示軟骨為橙紅至黃色，測得股骨髁關節(jié)軟骨 T2值為（48.667±4.360）ms

2.2 對照組偽彩圖及關節(jié)軟骨平均T2值表現(xiàn) 對照組偽彩圖示關節(jié)軟骨連續(xù)，呈橙紅色至紅色，色階較均勻（圖3）；各部位關節(jié)軟骨平均T2值為（36.271±2.450）～（39.363±3.600）ms。

圖3 男，28歲，正常志愿者 圖3a DR無陽性發(fā)現(xiàn) 圖3b PDWI示關節(jié)軟骨形態(tài)規(guī)整，表面光滑，信號均勻 圖3c 偽彩圖示關節(jié)軟骨呈紅色，測得股骨髁、脛骨平臺關節(jié)軟骨 T2值為（36.750±5.720）、（36.500±5.390）ms

2.3 2組關節(jié)軟骨平均T2值比較（表1） 研究組較對照組各部位關節(jié)軟骨平均T2值均有升高（均P＜0.05）；偽彩圖顏色改變愈明顯區(qū)域T2值升高愈明顯，且各部位關節(jié)軟骨的平均T2值有一定差別。

表1 2組各部位關節(jié)軟骨平均T2值（ms±s）

表1 2組各部位關節(jié)軟骨平均T2值（ms±s）

注：2組各部位關節(jié)軟骨平均T2值比較，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。

組別 個數(shù) 髕骨后 股骨髁內(nèi)側(cè)面 脛骨平臺內(nèi)面 股骨髁外側(cè)面 脛骨平臺外面研究組 56 51.465±3.350 49.257±6.520 40.128±4.170 47.367±2.360 45.825±5.410對照組 20 38.176±3.080 37.422±4.210 36.271±2.450 38.333±9.120 39.363±3.600

3 討論

3.1 關節(jié)軟骨組織學基礎與T2值關系 關節(jié)軟骨主要是由軟骨細胞和水、膠原纖維及蛋白多糖聚合物組成的一種透明軟骨；組織學上分為4層，由淺入深依次為淺表層、過渡層、放射層、鈣化層，各層膠原纖維排列方向及高度有序，同時水分子的分布、運動也與膠原纖維網(wǎng)有關。相關研究［5-9］證實，關節(jié)軟骨的T2值與其內(nèi)部水含量、膠原纖維含量及排列方向密切相關。

3.2 關節(jié)軟骨MRI成像現(xiàn)狀與T2Mapping原理 目前對于關節(jié)軟骨除MRI常規(guī)序列的形態(tài)學顯示外，生理成像技術主要有自旋鎖定成像（T1ρ）、T2圖、T2-star、鈉譜成像、DTI、磁化傳遞成像及延遲增強檢查等［10］。目前大多數(shù)多處于科研階段，還不能完全應用于臨床。T2Mapping成像技術是一種相對較成熟的技術，其利用多回波FSE序列，在同一個TR和多個不同TE進行掃描，獲得多個TE的T2WI圖像，經(jīng)計算機后處理獲得每個體素的T2值并形成T2偽彩圖。通過ROI測量T2值反映關節(jié)軟骨內(nèi)成分的不同及變化，從而實現(xiàn)量化分析關節(jié)軟骨［11-12］。

3.3 骨性關節(jié)炎關節(jié)軟骨的病理改變與T2值的關系 關節(jié)軟骨發(fā)生病變，軟骨基質(zhì)失去動態(tài)平衡，膠原纖維破壞，使之形態(tài)及纖維排列失常，增加了水的通透性，導致軟骨內(nèi)部水分的含量增多；同時修復的軟骨增加了膠原纖維的各向異性，共同導致T2值升高［13-15］。

3.4 本研究的價值與不足 本研究通過觀察偽彩圖及測量關節(jié)軟骨T2值表明，早期骨性關節(jié)炎關節(jié)軟骨T2值增高，且不同部位關節(jié)軟骨T2值有一定差別；T2Mapping技術是一種高敏感、無創(chuàng)可行的關節(jié)軟骨生理成像技術，可定量評估關節(jié)軟骨損傷，從而為診斷早期骨性關節(jié)炎提供證據(jù)，為臨床干預治療疾病提供有力幫助，值得臨床推廣應用。本研究不足之處：樣本較少，個體、性別差異及ROI的測量誤差難以避免，且未獲得病理支持及長期隨訪追蹤證實。另外，T2Mapping成像技術方面，如魔角效應、化學位移、容積效應、磁場均勻性、磁化率等對T2值的影響一定程度存在。T2值僅反映軟骨內(nèi)膠原纖維和水含量的改變，無法反映蛋白多糖聚合物的變化。因此，對于骨性關節(jié)炎患者關節(jié)軟骨的生理成像技術，還需聯(lián)合應用多種成像技術研究更多樣本［16-18］。