朱樂發(fā),肖葉玉,夏學文,侯衛(wèi)武,李文艷,周方程
(廣州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院放射科,廣東 廣州 510800)
MRI具有多方位、多參數(shù)成像及組織分辨率高等優(yōu)點,可無創(chuàng)評估關(guān)節(jié)軟骨損傷。三維雙回波穩(wěn)態(tài)(three-dimensional double echo steady state, 3D-DESS)序列是軟骨敏感MR序列,亦是目前研究較多的序列之一[1-2]。 MRI參數(shù)直接影響圖像對組織的顯示能力,使得參數(shù)優(yōu)化的重要性日益受到重視[3]。翻轉(zhuǎn)角(flip angle, FA)是3D-DESS序列重要的成像參數(shù)之一。目前對于3D-DESS序列中FA的研究[4-5]多針對其與軟骨信噪比及與軟骨滑液對比信噪比的關(guān)系,且結(jié)果仍存在較大爭議。本研究以關(guān)節(jié)鏡結(jié)果為金標準,觀察不同F(xiàn)A 3D-DESS MRI對評估膝關(guān)節(jié)軟骨疾病的價值。
1.1 一般資料 收集2019年4月-12月于廣州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院就診的25例單側(cè)膝關(guān)節(jié)疼痛患者,男16例,女9例,年齡18~70歲,平均(44.0±21.3)歲。納入標準:輕中度膝關(guān)節(jié)疼痛7天~5年,無明顯外傷史,無膝關(guān)節(jié)手術(shù)史。排除標準:①重度膝關(guān)節(jié)疼痛;②伴心腎功能不全;③MR檢查禁忌證。本研究符合《赫爾辛基宣言》要求,患者均簽署知情同意書。
1.2 儀器與方法 采用Siemens 1.5T Magnetom Avanto超導型MR儀,膝關(guān)節(jié)包裹式線圈。以髕骨下緣水平為中心,行標準矢狀位掃描。3D-DESS序列:采用抑脂并水激發(fā)技術(shù),TR 27 ms,TE 11 ms,層厚1.0 mm,層間距0,帶寬190 Hz,F(xiàn)A分別為30°、60°和90°,采集時間分別為245 s、265 s和320 s。采用Recht分級診斷標準[6]對軟骨損傷進行分級。
1.3 圖像分析 由2名具有15年以上MR診斷經(jīng)驗的主任醫(yī)師采用盲法共同閱片,意見不一致時通過協(xié)商決定。根據(jù)Recht軟骨損傷分級診斷標準[6]評估每例患者髕骨(patella, Pat)、股骨滑車(femoral trochlear, Tro)、股骨外側(cè)髁(lateral femoral condyle, LFC)、股骨內(nèi)側(cè)髁(medial femoral condyle, MFC)、脛骨外側(cè)平臺(lateral tibial plateau, LTP)及脛骨內(nèi)側(cè)平臺(medial tibial plateau, MTP)6處軟骨情況,分為軟骨損傷陰性(0、Ⅰ級)和陽性(Ⅱ~Ⅳ級);同一軟骨面出現(xiàn)多處病損時,以最嚴重處為準。
1.4 關(guān)節(jié)鏡檢查及診斷標準 于MR檢查后2周內(nèi)行關(guān)節(jié)鏡檢查。由2名具有10年關(guān)節(jié)鏡手術(shù)經(jīng)驗的副主任醫(yī)師采用Smith & Nephew關(guān)節(jié)鏡手術(shù)系統(tǒng)協(xié)同進行探查,并根據(jù)Noyes診斷標準[7]對膝關(guān)節(jié)損傷進行分級(0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級),將0、Ⅰ歸為陰性,Ⅱ~Ⅳ級歸為陽性。
1.5 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示,計數(shù)資料以頻數(shù)表示。以關(guān)節(jié)鏡探查結(jié)果為金標準,采用Kappa檢驗分析MRI診斷結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果的一致性,Kappa≥0.75為一致性較好,0.75>Kappa≥0.4為一致性一般,Kappa<0.4為一致性差。對30°、60°和90°圖像評價軟骨損傷的診斷信心進行評分:3分為肯定性診斷,2分為可能性診斷,1分為無法診斷[4],以Kruskal-Wallis H秩和檢驗進行分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 MRI與關(guān)節(jié)鏡檢查的一致性 25例單膝關(guān)節(jié)共150處關(guān)節(jié)軟骨,關(guān)節(jié)鏡結(jié)果示89處損傷陽性, 30°、60°及90° 3D-DESS序列圖像分別檢出74、96及85處軟骨損傷陽性,見表1。對于Pat、Tro、MFC、LFC、MTP及LTP, 根據(jù)90° 3D-DESS圖像的MRI診斷結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡一致性均較好(Kappa=1.00、0.84、1.00、0.81、0.97、0.91,P均<0.01), 60° 3D-DESS圖像的一致性一般或較好(Kappa=0.87、0.61、0.81、0.74、0.73、0.68,P均<0.01),而30° 3D-DESS圖像的一致性差或一般(Kappa=0.47、0.38、0.50、0.30、0.32、0.23,P均<0.01)。
表1 關(guān)節(jié)鏡檢查及3D-DESS圖像檢出膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)軟骨損傷結(jié)果(陰性/陽性,處)
2.2 不同F(xiàn)A圖像評價軟骨損傷的診斷信心評分比較 30°、60°與90°FA圖像評估Pat、Tro、MFC、LFC、MTP和LTP軟骨損傷診斷信心評分差異有統(tǒng)計學意義(H=16.66、34.07、22.73、27.30、18.86、19.17,P均<0.01);兩兩比較顯示30°圖像診斷信心評分低于60°(P=0.03、0.01、0.04、0.00、0.04、0.03)及90°圖像(P均<0.01), 60°則低于90°圖像(P=0.03、0.02、0.04、0.03、0.02、0.01)。90°圖像軟骨滑液對比度較高,病變顯示清晰,但顯示軟骨較差; 30°圖像顯示清楚,軟骨分層結(jié)構(gòu)清晰,但顯示病變較差;60°圖像軟骨及軟骨滑液對比度中等,但顯示病變、周圍骨質(zhì)及軟組織較好。見圖1、2。
圖1 患者女,47歲,右側(cè)髕骨軟化癥,F(xiàn)A 3D-DESS序列圖像顯示髕骨損傷(箭示病灶) A.30°FA圖像并見股骨滑車軟骨低信號(星號); B. 60°FA圖像并見軟骨下骨質(zhì)明顯骨髓水腫(星號),周圍骨質(zhì)及軟組織顯示清晰; C.90°FA圖像并見周圍骨質(zhì)及軟組織信噪比低; D.關(guān)節(jié)鏡示Ⅳ級髕骨軟骨損傷,軟骨局限性缺損,部分骨質(zhì)裸露
圖2 患者男,27歲,右側(cè)股骨外側(cè)髁軟骨退變(箭示病灶) A.30°FA 圖像尚見股骨外側(cè)髁正常軟骨信噪比高,其形態(tài)及4層結(jié)構(gòu)清晰,脛骨平臺見斑點狀骨髓水腫(星號); B.60°FA 圖像另見正常軟骨信噪比中等,分層結(jié)構(gòu)顯示欠佳,周圍骨質(zhì)及軟組織界線清,脛骨平臺見線狀骨髓水腫(星號); C.90°FA圖像正常軟骨信噪比低,分層結(jié)構(gòu)顯示不清,周圍骨質(zhì)及軟組織信噪比低,脛骨平臺見細線狀骨髓水腫(星號); D.關(guān)節(jié)鏡示Ⅲ級股骨外側(cè)髁軟骨損傷,軟骨局限性缺損,部分呈“蟹肉樣”外觀
膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎是以關(guān)節(jié)軟骨退變?yōu)樘卣鞯穆赃M行性骨關(guān)節(jié)病,而軟骨損傷是不可逆的,準確評估軟骨狀態(tài)對防治膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎有著重要意義。MR 3D-DESS序列是軟骨敏感序列之一,同時采集穩(wěn)態(tài)進動快速成像和相反序列鏡像穩(wěn)態(tài)快速進動成像信號,獲得T2權(quán)重較高的高信噪比圖像,能清晰顯示脂肪、關(guān)節(jié)積液及關(guān)節(jié)軟骨,從而有效評估軟骨病變[8]。
FA是DESS序列的重要參數(shù)之一,與軟骨信噪比和軟骨滑液對比信噪比密切相關(guān),范圍0°~90°,影響圖像對掃描局部結(jié)構(gòu)及病變的顯示能力。HARDY等[9]采集10名志愿者膝關(guān)節(jié)3D-DESS序列圖像,設(shè)置FA為10°~60°(間隔10°),并利用軟骨和滑液弛豫時間預(yù)測軟骨滑液對比度,結(jié)果顯示 60°圖像軟骨與關(guān)節(jié)液的對比信噪比最高,進而優(yōu)化了3D-DESS序列成像參數(shù),但未對FA>60°圖像的信號強度進行分析。MORIYA等[10]分析FA取 10°~90°共9個角度(間隔10°)的3D-DESS序列圖像同層面膝關(guān)節(jié)軟骨、滑液信噪比及軟骨滑液對比信噪比,發(fā)現(xiàn)FA≤40°時軟骨信噪比明顯較高,>40°后緩慢下降,至90°時信噪比降至最低;軟骨滑液對比信噪比則隨FA增大而明顯上升,F(xiàn)A≤60°時呈快速直線上升,>60°后漸進增加,90°時達最大,可獲得軟骨和滑液對比較好的圖像。
近期有學者[4]對比觀察13例膝關(guān)節(jié)病變的FA 40°與90° 3D-DESS序列圖像,發(fā)現(xiàn)90°圖像對軟骨損傷的檢出率明顯高于40°圖像,且與關(guān)節(jié)鏡結(jié)果一致性好;本研究結(jié)果與之相符。高FA雖可降低軟骨信噪比,但當液體進入損傷軟骨時,軟骨滑液對比度明顯提高,有利于增加病變檢出率。但有研究[5]采用10°~90°共6個FA(間隔15°)3D-DESS序列MRI觀察30名健康人及20例膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者膝關(guān)節(jié),發(fā)現(xiàn)無論對于健康人還是軟骨損傷患者,F(xiàn)A 60°圖像關(guān)節(jié)液體信噪比及軟骨滑液對比信噪比最高,顯示軟骨效果最佳,且檢出關(guān)節(jié)軟骨損傷的結(jié)果與關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果一致性好,并以30°圖像軟骨信噪比最高;本研究結(jié)果與之有所出入,可能與膝關(guān)節(jié)液體弛豫時間及不同關(guān)節(jié)面T2*值存在差異有關(guān)[11-12]。
本研究發(fā)現(xiàn)FA對軟骨分層現(xiàn)象亦存在影響,相比FA 60°及90°圖像, 30°圖像軟骨信噪比較高,顯示軟骨4層結(jié)構(gòu)更清楚。既往研究[13]提示低FA 3D-DESS序列圖像軟骨信噪比高,對于測量體積較具優(yōu)勢,但未對軟骨分層現(xiàn)象進行分析,有待進一步觀察。
3D-DESS序列圖像對顯示骨質(zhì)結(jié)構(gòu)及半月板等軟組織具有優(yōu)勢[14-15]。本研究中FA 60°圖像對軟骨病變的檢出率較高,且呈現(xiàn)周圍骨質(zhì)及軟組織情況優(yōu)于FA 30°及90°圖像。袁文昭等[16]亦認為 FA 60°圖像能較好顯示腕關(guān)節(jié)軟骨及周圍病變。臨床綜合評估膝關(guān)節(jié)軟骨病變時,選擇FA 60°采集圖像可能更好。本研究的局限性:①掃描順序可能影響膝關(guān)節(jié)液體弛豫時間,從而影響圖像質(zhì)量;②僅對特定FA進行觀察,結(jié)果可能存在偏倚。
綜上所述,F(xiàn)A 90° 3D-DESS圖像顯示軟骨損傷最佳,F(xiàn)A 30°圖像可清晰顯示軟骨形態(tài)及結(jié)構(gòu),而FA 60°能兼顧周圍骨質(zhì)及軟組織。臨床行3D-DESS掃描時,應(yīng)根據(jù)檢查目的適當選擇FA。