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        髕骨外側(cè)高壓綜合征的MRI表現(xiàn)與T1ρ序列對其診斷的意義

        2015-01-22 03:36:08北京大學第三醫(yī)院放射科2北京大學第三醫(yī)院運動醫(yī)學研究所北京100191
        中國CT和MRI雜志 2015年6期
        關(guān)鍵詞:軟骨病股關(guān)節(jié)髕骨

        1.北京大學第三醫(yī)院放射科2.北京大學第三醫(yī)院運動醫(yī)學研究所 (北京 100191)

        黃 燦1 劉振龍2 袁慧書1

        髕骨外側(cè)高壓綜合征的MRI表現(xiàn)與T1ρ序列對其診斷的意義

        1.北京大學第三醫(yī)院放射科2.北京大學第三醫(yī)院運動醫(yī)學研究所 (北京 100191)

        黃 燦1劉振龍2袁慧書1

        目的對髕骨外側(cè)高壓綜合征的影像學診斷及最新進展進行綜述,探討各個指標的優(yōu)點和局限性,為下一步研究拓寬思路。方法 檢索中國知網(wǎng)及Pubmed數(shù)據(jù)庫,對髕骨外側(cè)高壓綜合征影像學診斷方面的文獻進行報道,并對不同的檢查方法進行分類討論。中文檢索詞為“髕骨外側(cè)高壓綜合征、髕骨外側(cè)擠壓綜合征、髕股關(guān)節(jié)紊亂、診斷”,英文檢索詞為“excessive lateral pressure syndrome,diagnosis”。結(jié)果 髕股外側(cè)高壓綜合征的MRI表現(xiàn)主要包括髕骨位置的改變及運動軌跡異常,髕股關(guān)節(jié)軟骨退變以及髕骨支持帶病變,如有條件行T1ρ檢查,還有可能早于關(guān)節(jié)鏡發(fā)現(xiàn)肉眼不可見的ELPS髕股關(guān)節(jié)病變。結(jié)論 MRI檢查對髕股外側(cè)高壓綜合征有著重要的診斷價值,其為無創(chuàng)檢查,并且可以早于關(guān)節(jié)鏡發(fā)現(xiàn)病變,還可以評估療效及預測預后,可以作為ELPS患者的最佳檢查手段。

        髕骨外側(cè)高壓綜合征;髕股關(guān)節(jié);影像學;診斷;T1rho

        髕骨外側(cè)高壓綜合征(excessive lateral pressure syndrome,ELPS)是多種原因造成的外側(cè)髕股關(guān)節(jié)面壓力異常增高并出現(xiàn)的一組臨床癥狀與體征的總和。ELPS的病因目前并未明確,多數(shù)學者[1]推測可能與髕骨傾斜及內(nèi)外側(cè)支持帶長度變化有關(guān)。其最重要的病理改變是髕骨軟骨軟化[2],直接導致了患者的膝前疼痛。雖然關(guān)節(jié)鏡可以直接觀察髕骨軟骨,但其為有創(chuàng)操作,且不能直接觀察髕骨相對位置,又難以發(fā)現(xiàn)早期關(guān)節(jié)面病變,在診斷ELPS上存在諸多局限性[3]。故目前的診斷主要依賴于臨床醫(yī)生結(jié)合多種檢查結(jié)果后進行主觀判斷[4],缺乏科學明確的診斷依據(jù)。本文將近年來ELPS的MRI表現(xiàn)與T1ρ序列在早期診斷中的作用綜述如下。

        1 ELPS的基本檢查方法多種檢查手段對診斷ELPS都有一定的幫助,包括常用的X線、CT、MRI和關(guān)節(jié)鏡等。X線是最基礎(chǔ)的檢查,可以觀察髕股關(guān)節(jié)面情況及有無髕骨傾斜,并且可以看到骨關(guān)節(jié)炎征象。但其難以發(fā)現(xiàn)早期的軟骨病變,和其他原因所致的髕骨軟化又難以鑒別,對疾病的評估比較片面。CT可以顯示髕骨傾斜角,并且進行一些髕骨位置的測量,對ELPS的診斷較X線片更有意義。但其不能顯示關(guān)節(jié)面軟骨的情況,對髕骨關(guān)節(jié)面的受損程度無法進行早期評估,也無法對治療效果進行評價。目前,MRI是公認的對診斷ELPS最有價值的輔助檢查[1,3,5]。MRI的優(yōu)勢在于,既可以通過多平面斷層成像顯示髕骨的位置變化,又可以觀察膝關(guān)節(jié)各處韌帶,并且可以清晰的顯示關(guān)節(jié)軟骨病變。通過MRI可以對ELPS的病因及病情嚴重程度進行詳細的評估與分期,對進行了治療的患者,還可以觀察其療效。由于T1-map、T1ρ序列等手段可以顯示關(guān)節(jié)軟骨早期病變,發(fā)現(xiàn)I、II級軟骨病變早于關(guān)節(jié)鏡[6],可以幫助進行ELPS的早期診斷。

        2 ELPS患者髕骨位置異常的MRI表現(xiàn)ELPS患者髕骨位置異常是最常見的臨床特征。其MRI表現(xiàn)分為靜態(tài)MRI測量與動態(tài)MRI評價。靜態(tài)MRI是測量髕骨外側(cè)傾斜的最常用檢查方法。通常的評價指標包括髕骨傾斜角(patellar tilt angle,PTA)、外側(cè)髕股角(lateral patellofemoral angle,LPA)及傾斜角(tilt angle,TA)等[7]。目前這部分內(nèi)容研究較為深入,測量方法也比較成熟,但對一些細節(jié)還存在爭議。目前的觀點認為[8],PTA及TA對髕骨傾斜的檢出率相似,約在70%~80%之間,優(yōu)于LPA,后者僅為40%左右。這主要與測量時參照點的選擇有關(guān):在ELPS患者,常存在股骨髁相對位置改變,尤其體現(xiàn)在股骨髁前方,而采用后方參照點的PTA、TA受其影響則較小。但髕骨關(guān)節(jié)面也會存在差異干擾PTA的測量。目前,多數(shù)學者的觀點認為選擇TA作為評價髕骨傾斜的指標是目前較為合適的[8,9-11]。關(guān)于測量時膝關(guān)節(jié)屈曲的角度也是目前研究較多的方面。目前主流的觀點[12,13]是在膝關(guān)節(jié)屈曲的起始階段(30度以內(nèi)),髕骨位置異常最容易被發(fā)現(xiàn)。McNally等認為屈曲30度是測量髕骨傾斜的最佳位置,而Katchburian等則認為是20度以內(nèi)[14]。故選擇20~30度之間進行MRI檢查,比助于發(fā)現(xiàn)早期的ELPS。而以上三個指標在不同膝關(guān)節(jié)屈曲角度之間敏感度的變異,仍然有待進一步研究;另外,尋找新的測量髕骨位置異常的指標也是目前的研究方向之一。動態(tài)MRI評價比靜態(tài)MRI更能模擬患者運動時的情況,有可能尋找靜態(tài)MRI不能發(fā)現(xiàn)的髕骨位置或運動軌跡異常。動態(tài)MRI分為主動和被動活動時檢查,目前主動活動下動態(tài)MRI是公認的診斷價值最高的檢查手段[15]。動態(tài)MRI檢查常用評價指標包括髕移動率(bisect offset,BSO),順應(yīng)角(congruence angle,CA),髕外側(cè)位移(lateral patellar displacement,LPD)等[14,16]。這些指標不僅可以檢查出靜態(tài)MRI無法發(fā)現(xiàn)的髕骨位置異常,具有很高的敏感度和特異度,還可以進行髕骨的動力學評估,觀察髕股關(guān)節(jié)的運動穩(wěn)定性,為患者的病因診斷、治療及療效評價提供量化依據(jù)。但動態(tài)MRI特別是負重狀態(tài)時的檢查,對設(shè)備及患者配合要求較高,目前尚未廣泛普及。

        3 ELPS患者髕股關(guān)節(jié)軟骨病變的MRI表現(xiàn)雖然有觀點認為外側(cè)高壓可導致膝前疼痛,但主流觀點仍然認為ELPS患者疼痛的原因為髕股關(guān)節(jié)軟骨退變損傷。關(guān)節(jié)軟骨損傷診斷的金標準為關(guān)節(jié)鏡檢查,但其為有創(chuàng)操作。更為關(guān)鍵的是,關(guān)節(jié)鏡檢查雖然相當于肉眼直視,但卻不能發(fā)現(xiàn)早于外觀改變的關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)生化及分子水平變化,導致了其在早期診斷ELPS時必然存在的局限性[17]。MRI用于診斷ELPS患者軟骨病變的重要意義已經(jīng)被幾乎所有學者認同[1,3,5,7,15],并且出現(xiàn)了MRI軟骨病變分級,即Recht標準[18]。即便是最基本的SE序列,其發(fā)現(xiàn)ELPS髕股關(guān)節(jié)病變的敏感度也可達70%[19]。但MRI的優(yōu)勢并沒有被完全體現(xiàn)出來。近年來研究較多的有梯度回波(GRE)、三維容積掃描及反應(yīng)軟骨細胞分子水平病變的成像方法,后者包括T1-map、T2-map、T1ρ、dGEMRIC及DWI等方法,充分的發(fā)揮了MRI成像序列多、可顯示分子水平變化的優(yōu)勢[20-23]。梯度回波技術(shù)可以獲得多種加權(quán)成像,如STAGE、FFE-T1等,可以將ELPS患者軟骨病變檢查的敏感度提升至90%左右[21-22]。而三維容積掃描可以更精細的區(qū)分關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)液、滑膜、軟骨下骨等結(jié)構(gòu)[34],敏感度、特異度都要高于GRE技術(shù)。定量評估關(guān)節(jié)軟骨的成像技術(shù)可以用于檢測軟骨內(nèi)分子水平的變化。T1-map主要反映的是軟骨內(nèi)ECM的變化,T2-map主要反映膠原纖維和水分子的變化,dGEMRIC主要反映糖胺聚糖的變化[24]。這些技術(shù)雖然可以在一定程度上進行定量成像,但其主要意義并不是對ELPS進行分期或評估病情嚴重程度及檢驗療效,而是做到ELPS的早期診斷、特別是可以發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)鏡無法發(fā)現(xiàn)的分子水平病變。DWI技術(shù)反映水分子擴散狀況的變化,在關(guān)節(jié)軟骨病變時,軟骨對水的通透性改變,雖然目前很少應(yīng)用于診斷ELPS,但應(yīng)用前景良好,是未來研究的重要內(nèi)容。

        4 ELPS患者髕骨周圍軟組織的MRI表現(xiàn)ELPS的病因雖然并未完全明確,但髕骨外側(cè)支持帶緊張、髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)與ELPS的關(guān)系已經(jīng)被大部分學者認同[25]。髕骨位置的維持完全依賴于其周圍的軟組織,包括內(nèi)外側(cè)支持帶、股四頭肌腱等。內(nèi)側(cè)支持帶主要包括三部分:髕股韌帶、髕脛韌帶和髕半月板韌帶;而外側(cè)支持帶包括深筋膜、骼脛束和股四頭肌腱膜。Christoforakis等的研究認為,髂脛束是其中最重要的結(jié)構(gòu),其張力增加直接導致了髕骨外側(cè)的移位及外側(cè)髕股關(guān)節(jié)高壓[26],容易形成ELPS。而ELPS的主要治療手段也是對外側(cè)支持帶結(jié)構(gòu)進行關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)的松解,矯正髕骨位置,緩解外側(cè)髕股關(guān)節(jié)應(yīng)力集中。目前常用的為SE序列,可以觀察到為支持帶攣縮、變細等,但是在信號方面難以判斷其損傷與否和損傷程度,需要結(jié)合髕骨位置變化、軟骨損傷、其他附近軟組織病變進行綜合診斷。以后如能尋找到顯示韌帶慢性牽拉損傷的有效序列,將為MRI診斷支持帶病變開辟新的時代,會成為未來研究的主流方向。

        5 T1ρ序列對ELPS診斷的意義對早期ELPS患者,可能存在膝關(guān)節(jié)前方疼痛,雖然其關(guān)節(jié)軟骨并未發(fā)生形態(tài)學上的改變,但內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了分子水平的病變[27,35]。常規(guī)的MRI序列如SE、FSE、GRE、3D-FFE等均不能對此種改變進行有效的檢測,使得ELPS的早期診斷遇到了瓶頸[28]。T1ρ成像技術(shù)全稱為“旋轉(zhuǎn)坐標系下的自旋晶格弛豫時間”,主要是基于自旋鎖定,檢測脈沖磁場中的關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)分子的自旋弛豫值[29]。其主要作用是定量檢測關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)蛋白多糖(PG)含量的變化[30],而后者在關(guān)節(jié)軟骨變性早期即出現(xiàn)降低,從而做到ELPS的早期診斷[31]。研究表明[32],關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)PG的含量與軟骨變性程度有一定的相關(guān)性,而T1ρ成像對PG檢測的敏感度和特異度均很高,故可以幫助進行疾病的分期或評估嚴重程度。目前T1ρ成像的研究方向主要基于動物或體外模型進行靈敏度、特異度的評估,以及與相對成熟的T2-map進行比較,評價其臨床作用。Regatte等對比了T1ρ與T2-map在評價早期ELPS中的作用,發(fā)現(xiàn)早期軟骨病變時T1ρ值較T2值升高更明顯,在不同分級的患者中,T1ρ值的升高與嚴重程度相關(guān)[33]。此外,T2-map主要反映軟骨中膠原纖維和水分子的變化,而對蛋白多糖的敏感性較T1ρ差。在早期ELPS患者,主要的分子改變?yōu)榈鞍锥嗵莵G失,而膠原含量變化不顯著。故T2-map在診斷早期ELPS方面較T1ρ成像敏感度低[30]。類似T1ρ成像和T2-map,dGEMRIC技術(shù)也屬于分子層面顯示ELPS患者軟骨病變的方法。dGEMRIC的成像的基本原理是FCD在軟骨組織中的電離子分布,從而間接反映軟骨組織中的糖胺聚糖含量。dGEMRIC技術(shù)需要靜脈注射磁顯葡胺(Gd-DTPA2-),并在1.5~3h內(nèi)需要患者進行一定距離的行走等膝關(guān)節(jié)活動,使造影劑經(jīng)血管及關(guān)節(jié)液進入關(guān)節(jié)軟骨,之后測定T1弛豫時間。其主要缺陷在于,檢查之前的等待時間及圖像采集和繪制T1馳豫圖像的時間很長,并且重復掃描不能確保肢體處于絕對相同的位置,圖像準確性受到一定的影響。而對早期ELPS的診斷T1ρ序列具有較高的敏感度 ,并且在評估病情方面有著重要的作用,是未來值得臨床廣泛普及的檢查手段。

        綜上所述,髕股外側(cè)高壓綜合征的MRI表現(xiàn)主要包括髕骨位置的改變及運動軌跡異常,髕股關(guān)節(jié)軟骨退變以及髕骨支持帶病變,如有條件行T1ρ檢查,還可以早于關(guān)節(jié)鏡發(fā)現(xiàn)肉眼不可見的ELPS髕股關(guān)節(jié)病變??傊?,MRI檢查對髕股外側(cè)高壓綜合征有著重要的診斷價值,其為無創(chuàng)檢查,并且可以早于關(guān)節(jié)鏡發(fā)現(xiàn)病變,還可以評估療效及預測預后,可以作為ELPS患者的最佳檢查手段。

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        (本文編輯:謝婷婷)

        The MRI Manifestation of Patellar Lateral Pressure Syndrome with T1 Rho Sequence of Its Diagnostic Significance

        ObjectiveThis review was written in the hope to help with the overall clarification of the research in this field and provide with potential research methods for up-coming researches.MethodsIn research within CNKI and Pubmed database, and retrieve the database using the keyword 'excessivelateral pressure syndrome,diagnosis'ResultsMRI findings of the ELPS include high pressure in the patella position and trajectory change of the patellofemoral joint cartilage, and the degeneration of patellar lesions, if T1ρ line inspection can be performed, there may be earlier results than the what arthroscopic may found not visible to the ELPS patellofemoral joint disease.ConclusionMRI examination of the lateral patellofemoral hypertension syndrome has important diagnostic values, which is noninvasive and can be found in early lesions in arthroscopy, but also to assess the efficacy and prognosis, as the best means of checking ELPS patients.

        Excessivelateral Pressure Syndrome; Patellofemoral Joint; Imaging Findings; Diagnose; T1rho

        R684

        A

        10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.027

        2015-05-05

        袁慧書

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