曹馨月，衛(wèi)建國(guó)，陳凱，陳振濤，汪波，劉放，陳杰，徐左旭，黃丙倉(cāng)*

作者單位：1.上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院影像科，上海200135；2.佳能醫(yī)療系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司，北京100020

肩袖撕裂是常見(jiàn)的肩部受傷，會(huì)隨著人口老齡化的增長(zhǎng)而增加，患病率從5%到38.9%不等[1]，患者生活質(zhì)量嚴(yán)重下降并承受著巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。不同的撕裂程度對(duì)應(yīng)著不同的治療方式，合適的治療方式可以減少患者的痛苦，提高肩關(guān)節(jié)功能[2]。

目前肩關(guān)節(jié)疾病的診斷主要靠影像學(xué)手段，肩袖撕裂在X線上無(wú)法區(qū)分，磁共振成像因其獨(dú)特的軟組織對(duì)比度、分辨率高的優(yōu)勢(shì)，成為肩袖撕裂的有效診斷方式[3]，尤其對(duì)大的撕裂如全層撕裂有很大優(yōu)勢(shì)[4]。以往的臨床診斷都是基于視覺(jué)評(píng)估，如Zlatkin 等[5]通過(guò)分級(jí)系統(tǒng)在MRI 上診斷肩袖撕裂的敏感度與特異度得到顯著提高；Seeger 等[6]和Kieft 等[7]證明了MRI 在顯示臨床撞擊綜合征患者軟組織和骨骼變化方面的有效性，包括全層肩袖撕裂的患者。隨著技術(shù)的發(fā)展，定量研究慢慢普及，目前針對(duì)組織T2 弛豫時(shí)間的定量方法主要有兩種，一個(gè)是T2*mapping 技術(shù)，一個(gè)是超短回波時(shí)間(ultrashort-echo-time，UTE)技術(shù)。Ashir 等[8]研究了UTE 序列在肩袖有癥狀患側(cè)與無(wú)癥狀對(duì)側(cè)的分析；T2*mapping 技術(shù)多用于膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨的評(píng)估[9]；Williams 等[10]用UTE 序列定量評(píng)估了膝關(guān)節(jié)力學(xué)與軟骨的關(guān)系。但是尚未有對(duì)此兩種序列的診斷效能進(jìn)行比較的報(bào)道。

本研究應(yīng)用UTE 和T2*mapping 技術(shù)，基于Zlatkin 分級(jí)，比較兩種技術(shù)在分級(jí)間的敏感度及診斷肌腱撕裂的效能，并得到相應(yīng)的閾值，從而指導(dǎo)臨床選擇正確的治療方案。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究回顧性分析2021 年3～4 月上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院肩關(guān)節(jié)損傷患者39 例。其中男21 例，女18 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：患肩關(guān)節(jié)疼痛并存在岡上肌肌腱損傷或撕裂。排除標(biāo)準(zhǔn)：有肩關(guān)節(jié)手術(shù)史；因其他病因?qū)е碌募珀P(guān)節(jié)疼痛。本研究經(jīng)過(guò)上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：GLYY1s2021-026)，免除受試者知情同意。

1.2 MRI掃描方法

所有患者均行佳能Vantage Titan 3.0 T 核磁檢查?；颊呷⊙雠P位，上臂伸直與B0 場(chǎng)平行，手掌朝上，用綁帶固定以保證肩關(guān)節(jié)位置相同。掃描序列有常規(guī)序列，包括AX T2WI FS、COR T1WI、COR T2WI、COR PDWI、SAG T2WI FS 及多回波序列包括UTE、T2*mapping。常規(guī)序列用以診斷肩袖撕裂情況，UTE及常規(guī)多回波T2*序列定量值用來(lái)測(cè)量。掃描參數(shù)：UTE：TR=14.3 ms，TE=0.096/2.7/5.3/7.9 ms，F(xiàn)A=10°，B/W=488.2 KHz，視野256×256，NAQ=1，層厚=2，層數(shù)=100，掃描時(shí)間15 min 16 s；T2*mapping：TR=903.1 ms，TE=4.6/9.2/13.8/18.4/23/27.6 ms，F(xiàn)A=70°，B/W=488.2 KHz，視野256×256，NAQ=1，層厚=3，層數(shù)=18，掃描時(shí)間2 min 54 s。

1.3 定量值測(cè)量

用IimageJ.Ink (版本1.53，writte in Java)處理圖像得到R 值及相應(yīng)的偽彩圖。找到岡上肌腱最大的層面，若有撕裂則選擇撕裂最大層面，在兩個(gè)序列的相同位置勾畫(huà)相同面積的感興趣區(qū)(region of interest，ROI)；將岡上肌腱分為三個(gè)亞區(qū)[8]，分別為外側(cè)亞區(qū)、中間亞區(qū)和內(nèi)側(cè)亞區(qū)。在每個(gè)亞區(qū)勾畫(huà)3 個(gè)相同面積的圓形ROI，保證每3 個(gè)ROI 在各自的亞區(qū)內(nèi)同時(shí)覆蓋病變區(qū)域，并對(duì)每個(gè)亞區(qū)的R 值取平均值，以此消除設(shè)備因素對(duì)圖像的干擾，見(jiàn)圖1。選取三角肌的R值為基線值，計(jì)算每個(gè)亞區(qū)R 平均值與三角肌R 值的比值，得到各個(gè)亞區(qū)的相對(duì)值，消除了環(huán)境因素對(duì)定量值的影響。

1.4 Zlatkin分級(jí)方法

由兩名有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師分別進(jìn)行評(píng)估，對(duì)岡上肌肌腱進(jìn)行Zlatkin 分型。Ⅰ型為肌腱炎，T1WI 信號(hào)增高，無(wú)任何形態(tài)學(xué)改變；Ⅱ型為岡上肌腱撕裂，T1WI 信號(hào)增高，肌腱外形不規(guī)則且變薄，T2WI 信號(hào)增高；Ⅲ型為岡上肌腱大撕裂，T1WI上可見(jiàn)岡上肌腱完全撕裂，邊緣不規(guī)則且磨損，同時(shí)岡上肌嚴(yán)重萎縮并伴有肩鎖關(guān)節(jié)退行性改變，T2WI 上進(jìn)一步顯示岡上肌腱斷裂，液體填充入斷裂的肌腱，如圖2。當(dāng)意見(jiàn)不一致時(shí)，由兩位醫(yī)師共同商討決定。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用Image J軟件對(duì)進(jìn)MRI圖像行定量值測(cè)量。由于T2*值差距微小，采用R 值進(jìn)行評(píng)估。軟件通過(guò)單指數(shù)衰減模型S=S0e-TE/T2*，對(duì)T2*值進(jìn)行擬合運(yùn)算，其中S為多回波圖像的融合圖像信號(hào)強(qiáng)度，S0為對(duì)應(yīng)TE值圖像的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算得到T2*值后再取其倒數(shù)得到相應(yīng)的R圖。Zlatkin分級(jí)不同觀察者間采用Kappa 一致性檢驗(yàn)，Kappa 值在0～0.2 代表極低一致性；在0.21～0.40代表一般一致性；在0.41～0.60代表中等一致性；在0.61～0.80代表高度一致性；在0.81～1代表幾乎完全一致。兩種序列不同亞區(qū)Zlatkin分級(jí)的比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，若差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)則采用LSD兩兩多重比較。將肌腱分為肌腱連續(xù)組與肌腱撕裂組，連續(xù)組為Ⅰ級(jí)，撕裂組為Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)，通過(guò)ROC曲線判斷兩個(gè)序列區(qū)分肌腱撕裂的敏感度與特異度，并通過(guò)約登指數(shù)找出其R閾值。

2 結(jié)果

2.1 觀察者間Zlatkin分級(jí)一致性評(píng)估

兩名醫(yī)師對(duì)Zlatkin分級(jí)，共同認(rèn)為Ⅰ型的有20例，Ⅱ型的有11例，Ⅲ型的有4例。Ⅰ型與Ⅱ型間不一致的有3例，Ⅱ型與Ⅲ型間不一致的有1 例，具有高度診斷一致性(Kappa 值為0.821)，如表1。

表1 兩位醫(yī)師對(duì)Zlatkin分級(jí)的一致性比較

2.2 兩種技術(shù)定量評(píng)估

對(duì)不同亞區(qū)兩種序列Zlatkin 分級(jí)比較如表2，得到在兩個(gè)序列的外側(cè)亞區(qū)與中間亞區(qū)差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。其中，UTE 技術(shù)條件下中間亞區(qū)的分級(jí)間差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。通過(guò)LSD 檢驗(yàn)分析組間差異，如圖1，在UTE 序列，外側(cè)亞區(qū)Ⅰ型與Ⅲ型差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，中間亞區(qū)的Ⅰ型與Ⅲ型差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，且兩個(gè)亞區(qū)在Ⅱ型與Ⅲ型間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；在T2*mapping 序列，外側(cè)亞區(qū)與中間亞區(qū)僅Ⅱ型與Ⅲ型差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)?？梢缘玫経TE 序列比T2*mapping序列對(duì)Zlatkin分級(jí)的差異性更明顯，UTE不僅可以區(qū)分Ⅱ型與Ⅲ型之間的差異，也可以區(qū)分Ⅰ型與Ⅲ型的差異；其次，UTE 技術(shù)可以更敏感地區(qū)分中間亞區(qū)之間的分級(jí)比較，相比T2*mapping序列更有優(yōu)勢(shì)。

圖1 兩種序列兩兩間組間比較。A 與C 分別是UTE序列的中間亞區(qū)和外側(cè)亞區(qū)的Zlatkin分級(jí)，在Ⅰ級(jí)與Ⅲ級(jí)、Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。B與D分別是T2*mapping在中間亞區(qū)與外側(cè)亞區(qū)的Zlatkin分級(jí)，僅在Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)間存在顯著性差異(*：P＜0.05，**：P＜0.01)

表2 兩種序列不同亞區(qū)對(duì)Zlatkin分級(jí)的比較

用Image J 軟件處理不同分型間R 值圖像。圖2 是岡上肌腱Zlatkin 分型間四個(gè)序列的比較圖。UTE 與T2*mapping技術(shù)下肩關(guān)節(jié)R 圖中，暖色調(diào)代表T2*值越低，冷色調(diào)代表T2*值越高。圖2中第一排代表Ⅰ級(jí)，如2C，岡上肌腱呈連續(xù)暖色調(diào)(黃色)，意味著岡上肌腱完整，不存在撕裂(如箭所示)；第二排代表Ⅱ級(jí)，如2G，岡上肌腱暖色調(diào)消失，呈連續(xù)淡藍(lán)色，意味著存在微小撕裂(如箭所示)；第三排代表Ⅲ級(jí)，如2K，深藍(lán)色與淡藍(lán)色夾雜于岡上肌腱，意味著肌腱存在大撕裂(如箭所示)。在Ⅰ型與Ⅲ型，Ⅱ型與Ⅲ型中，外側(cè)亞區(qū)與中間亞區(qū)存在明顯顏色變化，且在中間亞區(qū)變化最明顯，符合上述結(jié)論。對(duì)比圖2D、2H、2L,發(fā)現(xiàn)T2*mapping 技術(shù)區(qū)分肌腱信號(hào)不如UTE 明顯，且層次不夠豐富。在區(qū)分Ⅱ型與Ⅲ型之間的差別時(shí)，仍可通過(guò)顏色來(lái)判斷，但特異度不高。其肱骨頭內(nèi)脂肪含量未能很好展示，且由于近線圈效應(yīng)，組織T2*值不穩(wěn)定。同時(shí)可以看到短T2*值的組織在UTE 圖像中可被明顯區(qū)分，且通過(guò)顏色變化可判斷其含量，如肱骨頭內(nèi)的脂肪含量，在Ⅰ型時(shí)含量充足，Ⅱ型與Ⅲ型脂肪信號(hào)顯著降低。

2.3 兩種技術(shù)診斷效能比較

通過(guò)上述結(jié)論得到UTE 序列不論在區(qū)分組織層次還是圖像特異度與敏感度上都優(yōu)于T2*mapping 序列。為了更好地定量指導(dǎo)臨床區(qū)分肌腱是否撕裂，將肌腱分為連續(xù)組與撕裂組，連續(xù)組為Zlakin 分級(jí)的Ⅰ型，撕裂組為Zlakin 分級(jí)的Ⅱ型與Ⅲ型，比較兩個(gè)技術(shù)的診斷效能。如圖3，在外側(cè)亞區(qū)，UTE 與T2*mapping 序列診斷的準(zhǔn)確度差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；中間亞區(qū)僅UTE 序列診斷的準(zhǔn)確度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，AUC=0.782。以此結(jié)論為基礎(chǔ)，利用中間亞區(qū)的UTE 序列得到的R 值計(jì)算約登指數(shù)，從而得到判斷肌腱連續(xù)和撕裂的閾值為3.0755，其敏感度為0.750，特異度為0.645。

3 討論

本研究通過(guò)以上結(jié)果表明，UTE技術(shù)無(wú)論從圖像內(nèi)容的豐富度還是從定量診斷肌腱撕裂的敏感度與特異度來(lái)看，均比T2*mapping 技術(shù)更有臨床意義與價(jià)值。在未來(lái)臨床工作中，可以考慮定量使用UTE序列進(jìn)行疾病的診斷。

3.1 UTE序列較T2*mapping技術(shù)的先進(jìn)性

UTE 序列利用其特殊的K 空間采樣技術(shù)可以使回波時(shí)間(echo time，TE)達(dá)到50 μs 到250 μs 之間，甚至短至幾個(gè)μs[11]，而T2*mapping 技術(shù)對(duì)TE 最短回波時(shí)間有限制，往往達(dá)不到UTE 的超短回波時(shí)間。在人體組織中如肌腱、韌帶、半月板、骨膜、皮質(zhì)骨、筋膜、牙本質(zhì)、牙釉質(zhì)等均是T2 弛豫時(shí)間極短的組織，大多在10 ms 以下，有些甚至不到1 ms[12]。若TE 時(shí)間不夠短，便采集不到極短T2 弛豫時(shí)間的組織，導(dǎo)致信號(hào)丟失得不到組織信息[13]。由于脂肪的T2 值很短，T2*mapping 技術(shù)的TE 值不足以捕捉脂肪的信號(hào)，導(dǎo)致其肱骨頭內(nèi)脂肪信號(hào)丟失。而UTE 技術(shù)因?yàn)橛谐蘐E 時(shí)間，足夠捕捉極短T2 值的組織，所以在UTE 圖像中可以表現(xiàn)出脂肪含量的變化，如圖2。

3.2 UTE序列在肩袖撕裂中的臨床價(jià)值

本研究顯示，UTE 序列在Zlatkin 分級(jí)中不能很好地區(qū)分Ⅰ型和Ⅱ型，我們判斷由于肌腱的撕裂本身存在內(nèi)在因素和外在因素[14,15]，由于老化，肌腱本身的退行性改變是其內(nèi)在因素，如肌腱內(nèi)血供減少(關(guān)節(jié)硬化)，纖維蛋白樣變性，肌腱止點(diǎn)斷裂；外部因素大多與肩峰下撞擊有關(guān)，這兩個(gè)因素都可能造成肌腱斷裂的發(fā)生[16,17]。而肌腱炎主要表現(xiàn)為微膠原纖維紊亂，蛋白多糖和糖胺聚糖含量增加，細(xì)胞增生和新生血管形成，也是一種退行性改變[18]。當(dāng)肌腱的微撕裂是由于其內(nèi)在因素導(dǎo)致時(shí)，便很難與肌腱炎區(qū)分[19]。

因此將肌腱分為連續(xù)組與撕裂組，撕裂組包含了微撕裂與大撕裂[19]，以此來(lái)定量評(píng)估肌腱的撕裂情況。通過(guò)上述結(jié)論可知，僅UTE 序列的中間亞區(qū)具有診斷效能，其判斷肌腱連續(xù)與撕裂的閾值為3.0755，其敏感度為0.750，特異度為0.645。不僅證實(shí)了UTE 序列的優(yōu)勢(shì)，也為臨床判斷肩袖是否撕裂提供了另一個(gè)思路。

目前已經(jīng)有一些文獻(xiàn)報(bào)道在肩關(guān)節(jié)處用UTE 技術(shù)的定量研究。Krepkin 等[20]通過(guò)對(duì)岡上肌腱定量值分析，發(fā)現(xiàn)岡上肌腱的T2*值與剪切波超聲彈性成像(shear-wave ultrasound elastography，SWE)存在關(guān)聯(lián)。華山醫(yī)院通過(guò)對(duì)岡上肌腱定量值分析可預(yù)估肩袖術(shù)后愈合情況[21]。Ashir等[22]利用超短回波時(shí)間UTE 序列發(fā)現(xiàn)單側(cè)肌腱撕裂患者其無(wú)癥狀對(duì)側(cè)肩也會(huì)伴隨肩袖損傷。同時(shí)在肩關(guān)節(jié)盂唇處也有研究，Ma 等[23]通過(guò)UTE 序列對(duì)盂唇的丟失進(jìn)行量化分析，發(fā)現(xiàn)UTE 可以完美地呈現(xiàn)盂唇的各個(gè)結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)對(duì)兩種定量技術(shù)的比較分析證明了UTE 序列的先進(jìn)性，為臨床工作提供了新的思路。

3.3 本研究的局限性

(1)研究樣本量較少；(2)未能手術(shù)證實(shí)肌腱是否完整；(3)存在魔角效應(yīng)[24]，可能對(duì)T2*值影響較大。未來(lái)可研究肌腱負(fù)荷多大時(shí)會(huì)使肌腱斷裂，肌腱通過(guò)改變成分和力學(xué)性能來(lái)適應(yīng)機(jī)械載荷，可通過(guò)超短回波時(shí)間UTE 序列對(duì)最佳肌腱功能的適當(dāng)負(fù)荷(體積、強(qiáng)度和頻率)的量化進(jìn)行研究。

綜上所述，UTE序列圖像顯示的組織特異度與敏感度均比T2*mapping 序列高且能更好地判斷肩袖撕裂情況，并發(fā)現(xiàn)中間亞區(qū)敏感度更高，可定量區(qū)分肩袖是否撕裂從而指導(dǎo)臨床進(jìn)行相應(yīng)治療，為臨床工作提供一種新的思路。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無(wú)利益沖突。