高瑞暉 郝金華 鄧日明 韋 敏

中山火炬開發(fā)區(qū)醫(yī)院放射醫(yī)學(xué)科 (廣東 中山 528437)

臨床上常規(guī)采用MRI 2D序列觀察半月板，但由于半月板根部解剖結(jié)構(gòu)細(xì)小(長(zhǎng)度＜1cm)[1]，常規(guī)冠狀位、矢狀位及軸位成像對(duì)根部的觀察存在局限性，漏診、誤診率高[2]。近年來(lái)快速發(fā)展的MRI 3D序列具有各向同性的優(yōu)勢(shì)，受到臨床重視并應(yīng)用到骨關(guān)節(jié)掃描。目前三維可變反轉(zhuǎn)角快速自旋回波(3-dimensionalsampling perfection with application optimized contrastusing different flip angle evolutions，3D-SPACE)序列在膝關(guān)節(jié)損傷的臨床及研究中逐漸增多，較2D序列能更好的顯示半月板根部的解剖結(jié)構(gòu)與病變[3]，但仍存在不足。本研究通過(guò)對(duì)比3D-SPACE和三維真穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像(3D-truefast imaging with steady-state precession，3D-TrueFISP)序列的圖像質(zhì)量，旨在為臨床選擇半月板根部成像的優(yōu)勢(shì)序列提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2021年3月至4月于我院行膝關(guān)節(jié)MRI掃描的患者。共30例患者納入研究，男18例，女12例，年齡31～50歲，平均年齡(41.1±7.6)歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)：接受常規(guī)2D序列加2組不同3D序列掃描膝關(guān)節(jié)的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：外傷致膝關(guān)節(jié)骨折、嚴(yán)重變形者；有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史或膝關(guān)節(jié)腫瘤、腫瘤樣病變者；既往有明確膝關(guān)節(jié)病變者如骨性關(guān)節(jié)等疾病者、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、色素絨毛結(jié)節(jié)性滑膜炎、痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎等；磁共振檢查禁忌證者(如幽閉恐懼癥，金屬移植物等)；各種原因?qū)е聢D像不合格者。

1.2 檢查方法應(yīng)用1.5T MR掃描儀(Avonto，Siemens)，配合使用膝關(guān)節(jié)8通道相控陣專用線圈并以“超聲耦合劑軟膠袋”包裹膝關(guān)節(jié)[4]，采用仰臥足先進(jìn)體位對(duì)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行平掃。所有病例均在完成常規(guī)2D-FSE序列掃描后，行3D-SPACE序列及3D-TrueFISP序列掃描，掃描參數(shù)見表1。將原始圖像發(fā)送到syngo MR D13工作站進(jìn)行各向同性多平面重建，重建方位包括矢狀位、軸位及平行內(nèi)、外側(cè)半月板后根長(zhǎng)軸的斜冠狀位，層厚及層間距均為1mm。

表1 主要掃描參數(shù)

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)客觀評(píng)價(jià)：由同一名放射科醫(yī)生在后處理工作站上分別測(cè)量?jī)?nèi)、外側(cè)半月板體部的信號(hào)強(qiáng)度，感興趣區(qū)(region of interest，ROI)選取測(cè)量對(duì)象的最大冠狀面，面積盡量最大化而不超出半月板的邊緣，反復(fù)測(cè)量3次取中間值。計(jì)算信噪比(signal noise ratio，SNR)和對(duì)比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)。SNR=S/SD，CNR=|S-S1|/SD，其中S為半月板的信號(hào)強(qiáng)度，S1為鄰近組織信號(hào)強(qiáng)度(本研究為膝關(guān)節(jié)滑液和股骨后方局部腓腸肌)，SD為背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)差。

主觀評(píng)價(jià)：由2名高年資MR診斷醫(yī)師通過(guò)閱讀原始圖像及各方位重建圖像，分別觀察半月板4個(gè)根部(內(nèi)側(cè)半月板前根、后根，外側(cè)半月板前根、后根)，對(duì)解剖細(xì)節(jié)及邊緣的主觀清晰度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，采用雙盲法對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行獨(dú)立評(píng)分，1分：圖像質(zhì)量差，解剖結(jié)構(gòu)模糊不清，難以觀察；2分：圖像質(zhì)量較差，可大致辨認(rèn)解剖結(jié)構(gòu)，邊緣不清；3分：圖像質(zhì)量中等，可清楚辨認(rèn)解剖結(jié)構(gòu)，但細(xì)節(jié)及邊緣模糊(圖1)；4分：圖像質(zhì)量良好，解剖細(xì)節(jié)及邊緣顯示較清楚(圖2)；5分：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，解剖細(xì)節(jié)顯示清晰，邊緣銳利(圖3)。

圖1 男，70歲，內(nèi)側(cè)半月板前根沿長(zhǎng)軸斜冠狀位重建圖像，主觀評(píng)分3分。圖1A及圖1B分別是3D-TrueFISP序列及3D-SPACE序列圖像。

圖2 男，27歲，外側(cè)半月板后根沿長(zhǎng)軸斜冠狀位重建圖像，主觀評(píng)分4分。圖2A及圖2B分別是3D-TrueFISP序列及3D-SPACE序列圖像。

圖3 男，28歲，內(nèi)側(cè)半月板后根沿長(zhǎng)軸斜冠狀位重建圖像，主觀評(píng)分5分。圖3A及圖3B分別是3D-TrueFISP序列及3D-SPACE序列圖像。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料均以(±s)表示。SNR和CNR兩個(gè)序列間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。2名放射科醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)符合程度采用Kappa一致性檢驗(yàn)，Kappa≤0.40為一致性較差，0.40＜Kappa＜0.75為一致性較好，Kappa≥0.75為一致性好。如2名醫(yī)師評(píng)分結(jié)果一致性較好或一致性好，則以抽簽法擇定其中1名醫(yī)師的評(píng)分結(jié)果行進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。兩個(gè)序列組間主觀評(píng)分差異采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 客觀評(píng)價(jià)結(jié)果3D-TrueFISP序列內(nèi)、外側(cè)半月板圖像的SNR及CNR均較3D-SPACE序列圖像高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)，見表2。

表2 MRI不同3D序列半月板SNR和CNR值

2.2 主觀評(píng)價(jià)結(jié)果2名閱片者的主觀評(píng)分一致性好，Kappa值為0.897(P=0.000)。 外側(cè)半月板后根部成像3D-TrueFISP序列組的主觀評(píng)分(4.70±0.79)高于3D-SPACE序列組(4.30±0.75)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。3D-SPACE序列圖像內(nèi)側(cè)半月板前、后根部及外側(cè)半月板前根部的主觀評(píng)分分別為3.00±1.08、4.13±1.04、4.30±0.75，3D-TrueFISP序列圖像相應(yīng)部位的主觀評(píng)分分別為3.13±1.17、4.20±0.96、4.70±0.79，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見表3。

表3 MRI不同3D序列半月板主觀評(píng)分

3 討 論

若半月板根部斷裂，將導(dǎo)致半月板脫位，加劇半月板退變及關(guān)節(jié)軟骨損傷，最終發(fā)展為骨性關(guān)節(jié)炎[5-6]。臨床因其缺乏特異性癥狀及有效體查而容易漏診，膝關(guān)節(jié)鏡對(duì)半月板根部的觀察也受到空間限制[7]。半月板根部的走行方向類似“X”形，且MRI 2D序列層厚一般≥3mm，難以準(zhǔn)確有效地評(píng)價(jià)其解剖細(xì)節(jié)，故對(duì)根部撕裂的診斷價(jià)值不大。國(guó)外學(xué)者較早將3D序列應(yīng)用于半月板根部的觀察，其中Lim等[8]的研究結(jié)果表明3D序列對(duì)半月板后根部損傷具有較好的診斷效能；同時(shí)薄層MRI掃描能消除厚層掃描引起的部分容積效應(yīng)，從而降低漏診率及誤診率。國(guó)內(nèi)近幾年也陸續(xù)開展了3D-SPACE序列與2D序列的對(duì)比研究。王萍[9]用3.0T MRI診斷內(nèi)、外側(cè)半月板后根撕裂，發(fā)現(xiàn)3D序列的特異性和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值均明顯高于常規(guī)2D序列。而姜言梅[10]將1.5T MRI 3D-SPACE序列應(yīng)用于診斷半月板損傷的研究中，得出對(duì)損傷分級(jí)的能力較常規(guī)2D序列有優(yōu)勢(shì)的結(jié)論。然而，3D-SPACE序列也存在一定的缺點(diǎn)。趙曉梅等[3]的研究結(jié)果表明，與2D序列相比，3D-SPACE序列雖能更準(zhǔn)確地評(píng)估前交叉韌帶的損傷程度，但并不能提高前交叉韌帶及半月板損傷的診斷準(zhǔn)確性，且由于單次掃描時(shí)間較長(zhǎng)而容易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影導(dǎo)致誤診。

3D-SPACE序列是從快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)序列上衍生而來(lái)，通過(guò)調(diào)節(jié)可變化的翻轉(zhuǎn)角，采用小角度的回聚脈沖，延長(zhǎng)T2弛豫時(shí)間，從而獲得長(zhǎng)度＞1000的超長(zhǎng)回波鏈和大TE的采集，可以避免T2衰減效應(yīng)以及回波鏈較長(zhǎng)帶來(lái)的模糊效應(yīng)，噪聲也得到顯著降低，從而得到優(yōu)質(zhì)的PDWI圖像[11]。該序列的成像原理也決定了組織間的信號(hào)對(duì)比主要來(lái)自質(zhì)子密度差異，因此圖像信息較單一，組織細(xì)節(jié)顯示能力稍差。

3D-TrueFISP序列在心臟、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)耳及關(guān)節(jié)方面的應(yīng)用均有優(yōu)勢(shì)，但至今未查詢到應(yīng)用在評(píng)價(jià)半月板根部的報(bào)道。相關(guān)研究有孫巖等[11]將3D-TrueFISP序列應(yīng)用于觀察膝關(guān)節(jié)面軟骨，發(fā)現(xiàn)對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的3層結(jié)構(gòu)顯示效果優(yōu)于2D-PDWI序列，而略遜于3D-SPACE序列。但半月板根部的組織成分與關(guān)節(jié)軟骨不同，它是由纖維成分構(gòu)成，組織學(xué)上與韌帶成分相似[12]，因此呈短T 2值、長(zhǎng)T 1值的特點(diǎn)。3D-TrueFISP序列是穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)中信號(hào)最強(qiáng)的序列，它在相位編碼、頻率編碼和層面編碼方向均利用重繞梯度場(chǎng)來(lái)平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)重聚信號(hào)，所獲圖像具有高SNR和T2/T1加權(quán)圖像對(duì)比的優(yōu)點(diǎn)，關(guān)節(jié)液的T2/T1值大而呈高信號(hào)，半月板根部的T2/T1值小而呈低信號(hào)，兩者形成良好對(duì)比[13]。本研究中3D-TrueFISP序列組圖像的SNR及CNR均明顯高于3D-SPACE序列組。由于3D-TrueFISP序列的圖像對(duì)比是由T2、T1值及質(zhì)子密度共同決定的，因此圖像信息豐富，這更利于區(qū)分半月板根部細(xì)微的信號(hào)變化，提高診斷準(zhǔn)確度。筆者觀察發(fā)現(xiàn)，半月板后根部于3D-SPACE序列和3D-TrueFISP序列可表現(xiàn)為低信號(hào)、高信號(hào)或高/低相間的梳齒狀信號(hào)影，這種梳齒狀信號(hào)可能與半月板后根部由多種纖維束構(gòu)成有關(guān)[14]。本研究中3D-TrueFISP序列組圖像外側(cè)半月板后根部的主觀評(píng)分略勝一籌也正是因其對(duì)于這種纖維結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)顯示效果更佳，且外側(cè)半月板后根部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜不利于3D-SPACE序列對(duì)解剖細(xì)節(jié)的觀察；前者這種細(xì)節(jié)顯示的優(yōu)勢(shì)可能更利于觀察半月板后根部的細(xì)微撕裂。文獻(xiàn)報(bào)道于MRI常規(guī)序列，外側(cè)半月板后根部撕裂的診斷準(zhǔn)確性低于內(nèi)側(cè)半月板后根部[15]。3D-TrueFISP序列或能提高外側(cè)半月板后根部撕裂診斷的準(zhǔn)確性。

3D-TrueFISP序列的缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量受磁場(chǎng)均勻度影響較大[11,13]，本研究所有掃描序列均采用了郝金華等[16]的“超聲耦合劑軟膠袋墊襯法”來(lái)減輕圖像中的磁化率偽影。本研究的不足之處是未與金標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)鏡進(jìn)行對(duì)照，因此不能區(qū)分探討不同3D序列觀察正常及異常半月板根部的差異，這將在下一步研究中繼續(xù)完善。

綜上所述，對(duì)于膝關(guān)節(jié)半月板根部的觀察，MRI 3D序列較2D序列有諸多優(yōu)勢(shì)。3D-SPACE序列目前的研究及臨床應(yīng)用較多，其對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的顯示效果較好。通過(guò)本研究發(fā)現(xiàn)，3D-TrueFISP序列對(duì)半月板根部解剖細(xì)節(jié)的觀察更有優(yōu)勢(shì)，且掃描時(shí)間更短；缺點(diǎn)是對(duì)磁場(chǎng)不均勻性敏感，圖像穩(wěn)定性稍差。因此3D-TrueFISP序列在半月板根部損傷的診斷中具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，可作為3D-SPACE序列的補(bǔ)充供臨床選擇。