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目的:
本研究主要通过MR扫描膝关节骨性关节炎(osteoarthritis,OA)患者,运用MR T1rho及T2mapping成像技术对关节软骨进行定量测量并分析,探讨关节软骨T1rho、T2值与半月板损伤分级之间的关系。以期为临床工作中诊断膝关节早期OA患者软骨损伤提供更直观的诊断依据。
研究方法
选择2016.12-2017.10在青岛市市立医院就诊的膝关节OA患者80例。其中男性30例,女性50例,年龄在47岁-76岁之间,平均年龄54.31岁。仪器设备采用3.0T MR成像仪(GE MR750)及膝关节专用线圈(HD TR knee)进行扫描。患者取仰卧位,膝关节伸直位,扫描左膝或右膝,足先进,以髌骨下缘为扫描中心,扫描范围自髌骨上缘水平至胫骨平台,扫描膝关节常规序列(T1WI、FS-PDWI)。患者在行MR检查前20分钟应保持平静,因为运动或负重能导致关节软骨的改变,导致检查结果不准确。由于半月板前角存在解剖学变异,部分患者半月板前角显示欠清晰,因此本研究只选择半月板后角进行研究。测量方法采用双盲法,由两名具有10年以上工作经验的放射科副主任医师分别对病例MRI常规序列图像进行诊断,并对半月板损伤进行分级。半月板的损伤分级标准参照Stoller等制订的关于半月板损伤标准。应用3.0T MRI设备(GE MR750)扫描膝关节非常规序列T1rho、T2mapping序列,利用GE ADW4.6工作站Functool软件对图像进行处理。绘制4个大小为1mm2的感兴趣区(region of interest,ROI),感兴趣区选择邻近半月板后角中心处的关节软骨处,取平均值作为该处软骨T1rho、T2值。所测关节软骨区域分别是股骨内侧髁(medial femoral condyle,MFC)、股骨外侧髁(lateral femoral condyle,LFC)、内侧胫骨平台(medial tibial plateau,MTP)、外侧胫骨平台(lateral tibial plateau,LTP)。所有数据均采用SPSS24.0软件进行统计学分析,计量数据以(均数±标准差,?x±s)表示。采用单因素方差分析(ANOVA)方法,分析不同组间T2、T1rho值的差异,用LSD-t检验比较每两组间差异。P<0.05差异有统计学意义。T2与T1rho值的相关性分析采用Pearson’s检验方法。
结果:所有患者均完成检查。80名患者图像清晰,均可用于分析,其中女性30人,男性50人,共160个半月板。正常半月板12个,占7.5%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(31.37±3.68、31.76±2.99、33.16±4.43、35.85±4.47)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(31.31±3.43、31.53±2.31、36.50±4.75、33.10±5.65)ms;I度半月板45个,占28.2%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(41.16±5.32、39.87±4.40、40.80±5.52、41.85±5.58)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(37.12±4.16、36.91±4.97、39.77±5.79、36.68±4.73)ms;II度半月板62个,占38.7%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(49.06±5.71、47.03±4.79、45.88±4.42、46.38±4.59)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(47.12±5.75、43.61±5.71、44.23±4.60、43.74±4.49)ms;Ⅲ度半月板41个,占25.6%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(56.61±5.84、52.40±5.59、55.85±7.70、50.73±6.73)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(52.64±6.47、49.53±5.23、52.05±6.56、49.66±6.44)ms。
1.随着半月板分级程度提高,邻近关节软骨T1rho值升高,不同半月板分级之间关节软骨T1rho弛豫时间有差异,0、I、II、Ⅲ级组分别进行两两对比,其差异显著、具有统计学意义(P<0.05)。
2.随着半月板分级程度提高,邻近关节软骨T2值整体呈升高趋势,半月板I级与0级对比,对应各区域关节软骨T2值差异无统计学意义;II、Ⅲ级分别与0级、I级对比,对应各区域关节软骨T2值有显著差异,差异有统计学意义(P<0.05);II级与Ⅲ级对比,对应处各区域关节软骨T2值有差异,差异有统计学意义(P<0.05)。
3.以Pearson相关性分析方法分析相同部位关节软骨T1rho、T2值,以r值代表其相关性,在MFC、MTP、LFC、LTP关节软骨T1rho、T2值相关系数r值分别为0.7、0.69、0.67、0.60,可以认为两者之间存在正相关。
结论:1.膝关节OA患者中,92.5%(148/160)患者半月板不同程度损伤,可以认为OA患者很大程度上会伴有半月板损伤。
2.随半月板损伤分级增加,邻近半月板的关节软骨T1rho、T2值越大,可以认为半月板损伤会导致对软骨保护作用减弱,从而关节软骨也会发生损伤。半月板损伤程度越重,则关节软骨损伤越严重,所以在关节软骨形态学改变之前,可以根据半月板损伤情况评估关节软骨损伤情况,对临床上早期OA患者干预治疗有重要的临床意义。
3.T1rho与T2mapping技术均可用于膝关节OA患者中关节软骨损伤的定量研究,两者具有一定相关性,由于两者反映关节软骨中不同的物质成分,相应物质成分在关节软骨中所占比重不同,导致对关节软骨定量测量敏感性不同。本例研究中关节软骨T1rho值在半月板分级I、0级之间比较时差异有统计学意义,可以认为T1rho序列对关节软骨损伤改变更为敏感。
4.T1rho及T2mapping成像技术作为关节软骨无创性的MRI定量分析方法,应广泛地应用到临床实际工作中,但此两种方法尚不能作为膝关节关节软骨损伤的独立诊断工具,应结合常规形态学(T1WI、T2WI)检查手段,对关节软骨形态及半月板损伤做出定性描述后,对OA的诊断更有说服力。
本研究主要通过MR扫描膝关节骨性关节炎(osteoarthritis,OA)患者,运用MR T1rho及T2mapping成像技术对关节软骨进行定量测量并分析,探讨关节软骨T1rho、T2值与半月板损伤分级之间的关系。以期为临床工作中诊断膝关节早期OA患者软骨损伤提供更直观的诊断依据。
研究方法
选择2016.12-2017.10在青岛市市立医院就诊的膝关节OA患者80例。其中男性30例,女性50例,年龄在47岁-76岁之间,平均年龄54.31岁。仪器设备采用3.0T MR成像仪(GE MR750)及膝关节专用线圈(HD TR knee)进行扫描。患者取仰卧位,膝关节伸直位,扫描左膝或右膝,足先进,以髌骨下缘为扫描中心,扫描范围自髌骨上缘水平至胫骨平台,扫描膝关节常规序列(T1WI、FS-PDWI)。患者在行MR检查前20分钟应保持平静,因为运动或负重能导致关节软骨的改变,导致检查结果不准确。由于半月板前角存在解剖学变异,部分患者半月板前角显示欠清晰,因此本研究只选择半月板后角进行研究。测量方法采用双盲法,由两名具有10年以上工作经验的放射科副主任医师分别对病例MRI常规序列图像进行诊断,并对半月板损伤进行分级。半月板的损伤分级标准参照Stoller等制订的关于半月板损伤标准。应用3.0T MRI设备(GE MR750)扫描膝关节非常规序列T1rho、T2mapping序列,利用GE ADW4.6工作站Functool软件对图像进行处理。绘制4个大小为1mm2的感兴趣区(region of interest,ROI),感兴趣区选择邻近半月板后角中心处的关节软骨处,取平均值作为该处软骨T1rho、T2值。所测关节软骨区域分别是股骨内侧髁(medial femoral condyle,MFC)、股骨外侧髁(lateral femoral condyle,LFC)、内侧胫骨平台(medial tibial plateau,MTP)、外侧胫骨平台(lateral tibial plateau,LTP)。所有数据均采用SPSS24.0软件进行统计学分析,计量数据以(均数±标准差,?x±s)表示。采用单因素方差分析(ANOVA)方法,分析不同组间T2、T1rho值的差异,用LSD-t检验比较每两组间差异。P<0.05差异有统计学意义。T2与T1rho值的相关性分析采用Pearson’s检验方法。
结果:所有患者均完成检查。80名患者图像清晰,均可用于分析,其中女性30人,男性50人,共160个半月板。正常半月板12个,占7.5%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(31.37±3.68、31.76±2.99、33.16±4.43、35.85±4.47)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(31.31±3.43、31.53±2.31、36.50±4.75、33.10±5.65)ms;I度半月板45个,占28.2%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(41.16±5.32、39.87±4.40、40.80±5.52、41.85±5.58)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(37.12±4.16、36.91±4.97、39.77±5.79、36.68±4.73)ms;II度半月板62个,占38.7%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(49.06±5.71、47.03±4.79、45.88±4.42、46.38±4.59)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(47.12±5.75、43.61±5.71、44.23±4.60、43.74±4.49)ms;Ⅲ度半月板41个,占25.6%,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T1rho弛豫时间分别为(56.61±5.84、52.40±5.59、55.85±7.70、50.73±6.73)ms,对应不同区域软骨(MFC、MTP、LFC、LTP)T2弛豫时间分别为(52.64±6.47、49.53±5.23、52.05±6.56、49.66±6.44)ms。
1.随着半月板分级程度提高,邻近关节软骨T1rho值升高,不同半月板分级之间关节软骨T1rho弛豫时间有差异,0、I、II、Ⅲ级组分别进行两两对比,其差异显著、具有统计学意义(P<0.05)。
2.随着半月板分级程度提高,邻近关节软骨T2值整体呈升高趋势,半月板I级与0级对比,对应各区域关节软骨T2值差异无统计学意义;II、Ⅲ级分别与0级、I级对比,对应各区域关节软骨T2值有显著差异,差异有统计学意义(P<0.05);II级与Ⅲ级对比,对应处各区域关节软骨T2值有差异,差异有统计学意义(P<0.05)。
3.以Pearson相关性分析方法分析相同部位关节软骨T1rho、T2值,以r值代表其相关性,在MFC、MTP、LFC、LTP关节软骨T1rho、T2值相关系数r值分别为0.7、0.69、0.67、0.60,可以认为两者之间存在正相关。
结论:1.膝关节OA患者中,92.5%(148/160)患者半月板不同程度损伤,可以认为OA患者很大程度上会伴有半月板损伤。
2.随半月板损伤分级增加,邻近半月板的关节软骨T1rho、T2值越大,可以认为半月板损伤会导致对软骨保护作用减弱,从而关节软骨也会发生损伤。半月板损伤程度越重,则关节软骨损伤越严重,所以在关节软骨形态学改变之前,可以根据半月板损伤情况评估关节软骨损伤情况,对临床上早期OA患者干预治疗有重要的临床意义。
3.T1rho与T2mapping技术均可用于膝关节OA患者中关节软骨损伤的定量研究,两者具有一定相关性,由于两者反映关节软骨中不同的物质成分,相应物质成分在关节软骨中所占比重不同,导致对关节软骨定量测量敏感性不同。本例研究中关节软骨T1rho值在半月板分级I、0级之间比较时差异有统计学意义,可以认为T1rho序列对关节软骨损伤改变更为敏感。
4.T1rho及T2mapping成像技术作为关节软骨无创性的MRI定量分析方法,应广泛地应用到临床实际工作中,但此两种方法尚不能作为膝关节关节软骨损伤的独立诊断工具,应结合常规形态学(T1WI、T2WI)检查手段,对关节软骨形态及半月板损伤做出定性描述后,对OA的诊断更有说服力。