mri在踝關(guān)節(jié)軟骨病損診斷與修復(fù)中的應(yīng)用

mri在踝關(guān)節(jié)軟骨病損診斷與修復(fù)中的應(yīng)用

踝關(guān)節(jié)軟骨損傷和退行性疾病是臨床常見病和常見疾病，影響較大。踝關(guān)節(jié)相比于其他下肢關(guān)節(jié),很少發(fā)生原發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎,而易發(fā)生關(guān)節(jié)損傷后的繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎,較常見于年輕人,病變進展比其他下肢關(guān)節(jié)快。關(guān)節(jié)軟骨維系關(guān)節(jié)運動,發(fā)揮減少摩擦、緩沖、傳力的作用,軟骨病損易引起關(guān)節(jié)疼痛、水腫、活動度減低,而體內(nèi)關(guān)節(jié)軟骨不能再生,自身修復(fù)能力極其有限,一旦發(fā)生病損很難自愈,若不及時診斷、治療將逐漸發(fā)展為繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎,最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)功能喪失,因此,及時診斷、干預(yù)軟骨病損是影響預(yù)后的關(guān)鍵。臨床上治療軟骨病損的方法主要包括:藥物治療、關(guān)節(jié)清理術(shù)、鉆孔術(shù)、微骨折術(shù)、軟骨移植等,目前對治療后隨訪的評估主要依靠臨床癥狀評分,主觀性過強,如何更客觀、準確評估各種治療方法的療效、預(yù)后,對比優(yōu)劣性,是臨床急需解決的問題。關(guān)節(jié)鏡是探查關(guān)節(jié)軟骨病損及軟骨修復(fù)的重要手段,但對于踝關(guān)節(jié)這樣一個小而復(fù)雜的關(guān)節(jié)來說,關(guān)節(jié)鏡的應(yīng)用是局限的。關(guān)節(jié)鏡屬有創(chuàng)性檢查,對操作者的技術(shù)要求高,可能發(fā)生術(shù)后并發(fā)癥,并且其對軟骨厚度、軟骨周圍結(jié)構(gòu)等無法評價。MRI具有多方位、多序列、多參數(shù)成像及組織分辨力高等優(yōu)點,成為目前唯一能有效顯示關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)學(xué)變化的無創(chuàng)性檢查方法,能夠顯示軟骨表面、內(nèi)部特征及周圍組織等。隨著新成像技術(shù)的研發(fā),臨床對踝關(guān)節(jié)軟骨病損診斷、評估的要求日益提高,希望MRI能在軟骨病損的早期敏感地發(fā)現(xiàn)軟骨形態(tài)學(xué)改變,甚至軟骨生化成分改變,在治療后的隨訪過程中能定量定性評估軟骨修復(fù),這促使人們關(guān)注如何改進MR成像設(shè)備、優(yōu)化成像技術(shù),不僅能從形態(tài)學(xué)上敏感顯示軟骨病損及修復(fù)情況,而且能從生化信息方面定量定性反映軟骨結(jié)構(gòu)、生化成分的改變,達到關(guān)節(jié)鏡甚至病理活檢一樣的效果。因此,踝關(guān)節(jié)軟骨成像對影像醫(yī)學(xué)及運動醫(yī)學(xué)都是一個重要的研究領(lǐng)域,在臨床決策和各種手術(shù)或非手術(shù)治療后隨訪研究中都是評估的重要依據(jù)。然而,目前軟骨MRI的研究主要集中在膝關(guān)節(jié),膝關(guān)節(jié)軟骨的厚度約為7mm,而脛距關(guān)節(jié)軟骨較薄,厚約0.4~2.1mm,MRI顯示踝關(guān)節(jié)軟骨在空間分辨力及信噪比方面存在不少挑戰(zhàn),易產(chǎn)生部分容積效應(yīng),對運動偽影敏感,不易清晰顯示,給觀察測量軟骨形態(tài)學(xué)及生化信息改變帶來了困難。因此,踝關(guān)節(jié)軟骨的MRI對軟硬件方面都提出了極高要求:掃描需具備1.5T及以上高場強MRI,專用踝關(guān)節(jié)線圈(正交/相控陣線圈)或表面線圈,采用并行掃描技術(shù)等。本綜述通過查閱國內(nèi)外有關(guān)踝關(guān)節(jié)軟骨MRI方法的文獻,歸納總結(jié)該領(lǐng)域目前在新序列、分子成像、定量分析方面所取得的成就、存在的不足以及未來的研究方向,旨在探索一種能夠早期反映軟骨病損以及能定量定性對各種軟骨治療方法的軟骨修復(fù)過程進行監(jiān)測、評估的最佳MRI檢查方法,以便能指導(dǎo)臨床早期干預(yù)、治療,延緩軟骨病損的進一步發(fā)展,同時為各種治療方法的評估與對比提供客觀準確的依據(jù)。正常關(guān)節(jié)軟骨的組織學(xué)基礎(chǔ)關(guān)節(jié)軟骨覆蓋于關(guān)節(jié)表面,發(fā)揮減少關(guān)節(jié)運動產(chǎn)生的摩擦、吸收機械震蕩、分配關(guān)節(jié)負荷的作用。軟骨由分散的軟骨細胞與細胞外基質(zhì)組成,缺乏血供。細胞外基質(zhì)主要包括膠原(15%~20%)、蛋白多糖(3%~10%)和水分(65%~80%)。根據(jù)膠原纖維的排列方向?qū)④浌欠譃?層,即表層、移行層、放射層和鈣化層。表層較薄,膠原纖維平行于軟骨表面,不含軟骨細胞;移行層膠原纖維斜行排列,軟骨細胞較小;放射層膠原纖維垂直于軟骨表面,軟骨細胞相對較大;鈣化層與軟骨下骨交界,膠原纖維附著于軟骨下骨,軟骨細胞較少。軟骨的組織學(xué)構(gòu)成是其MRI成像分層特征的基礎(chǔ),當(dāng)某一層軟骨基質(zhì)中的膠原排列方向與主磁場方向呈55°時將會出現(xiàn)魔角效應(yīng),在MRI中表現(xiàn)出高信號。所以膠原方向與主磁場方向的變化將會產(chǎn)生不同的分層及信號。MRI常規(guī)序列對踝關(guān)節(jié)軟骨損傷、退變的診斷價值1.T2-FSE序列T2-FSE是關(guān)節(jié)軟骨成像的常規(guī)序列,在T2-FSE圖像上,關(guān)節(jié)軟骨表現(xiàn)為中等信號,關(guān)節(jié)液為高信號,有類似關(guān)節(jié)造影的效果,能較好顯示軟骨輪廓的缺損、軟骨內(nèi)自由水的增高及膠原超微結(jié)構(gòu)的斷裂,此外,該序列顯示軟骨下硬化及囊變、骨贅形成、關(guān)節(jié)內(nèi)游離體也有較大優(yōu)勢。一些軟骨修復(fù)手術(shù)會產(chǎn)生微小物質(zhì)而容易引起磁敏感偽影,T2-FSE相對于其他序列,磁敏感偽影不明顯,因此可應(yīng)用于接受軟骨修復(fù)術(shù)后患者的隨訪,它的另一個優(yōu)勢在于花費較短的掃描時間得到分辨力較高的圖像,并且一般的MRI設(shè)備上都有這個基本序列,能得到廣泛應(yīng)用。軟骨下骨及骨髓的分界易引起化學(xué)位移偽影,T2-FSE結(jié)合脂肪抑制(fatsuppression,FS)能抑制高信號的骨髓組織而降低化學(xué)位移偽影。該序列的不足之處在于軟骨與軟骨下骨信號強度對比較弱,分界不清,不能發(fā)現(xiàn)彌漫性軟骨變薄,不能準確測量局部軟骨缺損的厚度;作為2D序列,與3D序列相比,空間分辨力較低、層厚較厚,存在圖像模糊偽影,這種模糊偽影是由快速自旋回波鏈后面的高空間頻率編碼回波所產(chǎn)生的。2.3D-FSPGR序列三維擾相梯度回波(3Dspoiledgradientrecalledacquisitioninsteadystate,3D-SPGR)被廣泛應(yīng)用于軟骨成像的研究。三維掃描提高了顯示軟骨的空間分辨力及信噪比,還可進行多平面重建。在該序列中,關(guān)節(jié)液呈低信號,軟骨表現(xiàn)為中高信號,對軟骨內(nèi)部病損的顯示敏感,結(jié)合FS技術(shù),高信號的關(guān)節(jié)軟骨位于低信號的關(guān)節(jié)液及骨髓中,對比更為強烈,其診斷關(guān)節(jié)軟骨病損的敏感度為86%,特異度為97%,準確度為91%,還可用于測量軟骨厚度和體積,這對軟骨修復(fù)術(shù)后隨訪很重要,是評估療效、預(yù)后的重要指標(biāo)。但其突出的缺點是掃描時間較長,大約需6~10min,因此很多研究通過采用3.0T高場強MRI、并行掃描技術(shù)、半傅里葉技術(shù)及優(yōu)化掃描參數(shù)等方法來縮短掃描時間;Rakow-Penner等將線性預(yù)測(linearprediction,LP)技術(shù)與該序列結(jié)合,將掃描時間縮短了40%,為縮短掃描時間,減小了K空間的采集數(shù)據(jù),而LP技術(shù)可以填補K空間缺少的數(shù)據(jù),從而在不降低分辨力、信噪比的條件下縮短掃描時間,LP技術(shù)也可應(yīng)用于其他3D序列,相關(guān)研究還有待進行。此外,黑水技術(shù)使得軟骨表面病損不易顯示,T1對軟骨及軟骨下骨髓的信號改變不敏感,而這些改變對軟骨病損有提示作用;該序列還易產(chǎn)生磁敏感偽影,不適宜作為手術(shù)治療后的隨訪評估。關(guān)節(jié)軟骨MRI成像方法的對比研究表明,三維擾相梯度回波脂肪抑制(3D-FSPGR)序列和快速自旋回波(FSE)序列是目前用于臨床診斷關(guān)節(jié)軟骨病損的兩個重要序列,兩序列診斷關(guān)節(jié)軟骨病損的差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但對于軟骨表面病損,3D-FSPGR序列優(yōu)于FSE,對于軟骨內(nèi)部病變,FSE序列顯示較好,現(xiàn)報道的FSE和3D-FSPGR顯示軟骨病損的敏感度及特異度分別為81%~94%和94%~99%,故將兩者聯(lián)合使用,可作出全面評估。踝關(guān)節(jié)軟骨MRI新技術(shù)研究進展傳統(tǒng)序列在形態(tài)學(xué)方面一定程度上滿足了軟骨病損診斷及治療后隨訪過程評估的要求,但對于踝關(guān)節(jié),仍然在空間分辨力及信噪比等方面滿足不了臨床需求;為了彌補這些缺點,各國學(xué)者試圖采用新的3D掃描序列,優(yōu)化掃描參數(shù),以減小掃描層厚、層間距,提高軟骨信噪比、對比信噪比,降低部分容積效應(yīng)、運動偽影、磁敏感偽影,同時減少掃描時間。信噪比與磁共振場強呈線性關(guān)系,相同的掃描時間和空間分辨率,3.0TMR所得到的信噪比是1.5TMR的2倍,或者相同的信噪比和空間分辨率,3.0TMR的掃描時間是1.5TMR的1/4。3.0T高場強MR踝關(guān)節(jié)軟骨成像與低場強MRI相比具有更高的空間分辨力和信噪比,能提高踝關(guān)節(jié)軟骨損傷的顯示率,能更準確地對軟骨損傷進行分級。Bauer等將3.0TMR結(jié)合并行采集技術(shù),所得到的踝關(guān)節(jié)軟骨圖像較1.5TMR具有更高的診斷價值,同時掃描時間縮短了44%。使用表面線圈也是獲得高分辨力、高信噪比的重要方式,表面線圈可縮小視野,提供高像素、高信噪比成像。因此,目前對于踝關(guān)節(jié)軟骨的成像研究大多采用高場強MR及專用線圈。1.三維雙重回波穩(wěn)態(tài)三維雙重回波穩(wěn)態(tài)(3D-dualechosteadystate,3D-DESS)通過在穩(wěn)態(tài)中兩次回波的聯(lián)合作用提高了關(guān)節(jié)軟骨的空間分辨力,軟骨在此序列中表現(xiàn)為中等信號,與滑液的高信號有良好的對比,因此對軟骨表面病損的診斷敏感性高。研究表明其對軟骨表面病損的診斷符合率與3D-SPGR序列差異無統(tǒng)計學(xué)意義,當(dāng)其應(yīng)用水激勵技術(shù)時,顯示軟骨細節(jié)更為敏感。然而,踝關(guān)節(jié)腔較窄,輕度軟骨損傷引起的關(guān)節(jié)積液不明顯,DESS序列的類似關(guān)節(jié)造影效果不能體現(xiàn)出來,對軟骨表面病損的檢出也有一定限制。2.三維驅(qū)動平衡傅立葉轉(zhuǎn)換三維驅(qū)動平衡傅立葉轉(zhuǎn)換(3D-DEFT)技術(shù)由于使用-90°脈沖將磁場強度回復(fù)至Z軸,組織間的對比主要由其T1/T2比值決定,并且由于采用短回波時間及重復(fù)時間,滑液與關(guān)節(jié)軟骨間的對比較GRE、SE、FSE等傳統(tǒng)序列更顯著,軟骨的信號也高于T2-FSE圖像的信號。但缺點是DEFT易受磁場的不均勻性的影響。3.三維穩(wěn)態(tài)自由進動三維穩(wěn)態(tài)自由進動(3Dsteady-statefreeprecession,3D-SSFP)序列可以獲得高信噪比圖像,在此序列圖像中,關(guān)節(jié)軟骨的信號高于其它傳統(tǒng)序列。由于軟硬件技術(shù)的進步,在較短的回波時間下,其偏磁場偽影可降至最低。Kornaat等在1.5T及3.0T場強環(huán)境下對比3D-SSFP及3D-SPGR序列,發(fā)現(xiàn)3D-SSFP具有較高信噪比及對比信噪比,且掃描時間較短。但3D-SSFP相比于其他序列,易受磁敏感偽影的影響,特別是在3.0T高場強MRI中更為明顯。4.3D-FSE-Cube各向同性MRIStevens等在對正常人踝關(guān)節(jié)軟骨進行該序列掃描研究中發(fā)現(xiàn),具有各向同性分辨力的3D-FSE-Cube序列采用寬回波鏈和并行采集技術(shù),在觀察解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的踝關(guān)節(jié)時是一種有前景的新序列,但還需對比其他新序列研究其優(yōu)劣性。其他各向同性3D-GRE序列,如TrueFISP、平衡全穩(wěn)態(tài)快速場梯度回波(balancedfastfieldecho,Balanced-FFE)、快速三維容積式插入法屏氣檢查序列(3Dvolumetricinterpolatedbreath-holdexamination,VIBE)、多回波數(shù)據(jù)聯(lián)合成像(multiechodataimagingcombination,MEDIC)以及三維質(zhì)子加權(quán)快速自旋回波(samplingperfectionwithapplication-optimizedcontrastusingdifferentflipangleevolutions,SPACE)等序列也相繼被開發(fā)應(yīng)用于軟骨成像研究,有望應(yīng)用于臨床,各向同性3D序列的優(yōu)勢在于能進行各個方位的平面重建而不降低空間分辨力,但這些序列的優(yōu)勢還需進一步的臨床試驗來證實。5.脂肪抑制三維穩(wěn)態(tài)旋進快速成像(FS-3D-FISP)3D-TrueFISP國內(nèi)趙晨等以關(guān)節(jié)鏡為標(biāo)準,對比FS-3D-FISP、FSE質(zhì)子密度加權(quán)成像(protondensityweightimage,PDWI)、FSE-T2WI三種序列,結(jié)果顯示FS-3D-FISP序列敏感度最高,FSE-PDWI次之,FSE-T2WI最低,FS-3D-FISP與關(guān)節(jié)鏡診斷的一致性上也明顯優(yōu)于FSE-PDWI和FSE-T2WI。FS-3D-FISP序列能夠準確反映早期軟骨病損,與關(guān)節(jié)鏡診斷結(jié)果具有良好的一致性,而且通過三維重建對軟骨病損進行立體定位診斷,能更準確地顯示病損的部位及程度,對其進行合理分級,更好地指導(dǎo)臨床決策。Welsch等的研究顯示3D-TrueFISP具有高分辨力、各向同性成像特性,相比于PD-FS序列,能更清晰顯示踝關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)學(xué)改變,可精確測量軟骨厚度和體積;但其不足之處在于掃描時間較長,層厚薄,信噪比低,運動偽影明顯。6.脂肪抑制三維快速小角度成像及水激發(fā)三維快速小角度成像脂肪抑制三維快速小角度成像(fat-suppressed3Dfastlowangleshot,FS-3D-FLASH)是軟骨成像研究中的熱點序列,能顯示較小的關(guān)節(jié)軟骨缺損模型,但是成像時間過長是其主要缺點,易出現(xiàn)運動偽影,這使得FS-3D-FLASH序列在臨床應(yīng)用中受到一定限制。目前水激發(fā)技術(shù)的應(yīng)用研究較少,該技術(shù)采用層面選擇組合脈沖,只有水質(zhì)子受到了激發(fā),而脂肪中質(zhì)子自旋保持穩(wěn)定,不產(chǎn)生信號,相比于需先施加脂質(zhì)預(yù)飽和脈沖的FS技術(shù),水激發(fā)技術(shù)避免了這一費時的過程,從而縮短了采集時間,同時消除了化學(xué)位移偽影,與FS技術(shù)相比,應(yīng)用水激發(fā)技術(shù)時骨髓的信號更低且更均勻。此外,其對不均勻磁場的敏感性較低,減少了金屬偽影,有利于關(guān)節(jié)置換患者的MRI檢查。因此,水激發(fā)三維快速小角度成像(water-excitation3Dfastlowangleshot,WE-3D-FLASH)序列的軟骨成像優(yōu)于FS-3D-FLASH,對關(guān)節(jié)軟骨的定量測量更為準確。7.3D-FS-EPIBa-Ssalamah等應(yīng)用此技術(shù)明顯縮短了踝關(guān)節(jié)軟骨的掃描時間,與3D-FSPGR相比,前者掃描時間是后者的1/4,而圖像質(zhì)量無明顯差異。3D-FSPGR被認為是評價關(guān)節(jié)軟骨病損最敏感的序列之一,但掃描時間較長限制了其在臨床上的應(yīng)用,3D-FSPGR也可采用EPI技術(shù),但EPI的缺點是對患者制動要求嚴格,對移動非常敏感,磁偽影也比較明顯。雖然3D-FS-EPI序列明顯縮短了掃描時間,但對于關(guān)節(jié)軟骨較薄的踝關(guān)節(jié),3D-FS-EPI和3D-FSPGR序列測量軟骨厚度和體積的精確性還不夠。8.三維穩(wěn)態(tài)梯度重聚焦采集序列(3D-GRASS)3D-GRASS是另一種能產(chǎn)生類似關(guān)節(jié)造影效果的三維成像序列,在此序列上關(guān)節(jié)軟骨呈中等信號,與高信號的關(guān)節(jié)液及骨髓組織對比強烈。Kijowski等將其結(jié)合最小二乘估計脂水分離技術(shù)(iterativedecompositionofwaterandfatwithechoasymmetryandleast-squaresestimation,IDEAL)應(yīng)用于軟骨成像,IDEAL抑脂較傳統(tǒng)FS技術(shù)能得到較高的關(guān)節(jié)液/軟骨對比信噪比,特別適用于踝關(guān)節(jié)軟骨成像,該技術(shù)采用不均勻回波及最小二乘法得到一系列水圖像、脂圖像及水脂結(jié)合圖像,并且圖像是校正過化學(xué)位移偽影的,可以獲得軟骨最大信噪比及對比噪聲比,對軟骨的顯示優(yōu)于FSPGR及IDEAL-SPGR。中等信號的軟骨與高信號的關(guān)節(jié)液及低信號的骨髓組織分界清楚,能精確進行軟骨體積的測量及軟骨損傷部位深度的測定,掃描時間長是該序列的主要缺點。踝關(guān)節(jié)軟骨MR分子成像及定量分析理想的踝關(guān)節(jié)成像序列除了能清晰顯示軟骨形態(tài)學(xué)改變,更重要的是能定量定性反映軟骨生化成分的分布與含量。磁共振分子成像與定量分析技術(shù)可提供軟骨代謝和生化信息,為探測關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)學(xué)變化之前軟骨的生化改變提供了可能性。這些生化信息的定量分析能在形態(tài)學(xué)改變之前靈敏反映軟骨損傷的存在及軟骨退變的進展。1.擴散加權(quán)成像DWI反映的是水分子自由擴散的程度,在軟骨病損的早期階段,由于蛋白多糖和膠原的崩解,對水分子自由擴散的限制作用減弱,水分子的自由擴散速度加快,軟骨的表觀擴散系數(shù)增加,從而病變區(qū)的DWI信號減低;對DWI信號的減低范圍與程度進行定量測量,可以間接反映病損區(qū)蛋白多糖、膠原、水分三者的改變程度。DWI還可評估軟骨修復(fù)的成熟度,成熟度越高,結(jié)合水越多,水分子擴散明顯受限,DWI信號也就越高。Quirbach等認為結(jié)合高場強和多通道線圈,DWI及其DWI圖像能反映踝關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)組織內(nèi)的超微結(jié)構(gòu),提供更有價值的生化信息。它的不足之處在于易受運動偽影影響,應(yīng)用EPI技術(shù)可減少運動偽影、提高掃描速度,但EPI易在軟骨和骨的交界面出現(xiàn)磁敏感偽影;由于關(guān)節(jié)軟骨的T2馳豫時間較短,DWI必須縮短其回波時間以增強軟骨信號,這會造成信噪比的降低和偽影的增多。2.延遲釓增強磁共振成像軟骨病損時,蛋白多糖被認為是最先丟失的細胞外基質(zhì)成分,延遲釓增強磁共振成像(delayedgadoliniumenhancedmagneticresonanceimagingofcartilage,dGEMRIC)能顯示軟骨病變早期蛋白多糖的丟失。對比劑經(jīng)靜脈注射后,需90min擴散進入關(guān)節(jié)腔,滲透軟骨表面至軟骨下骨并達到平衡。蛋白多糖側(cè)鏈帶負電荷,而對比劑Gd-DTPA也帶負電荷,兩者的相互作用使Gd-DTPA分布于關(guān)節(jié)軟骨中蛋白多糖缺失的部分,在T1WI上顯示為軟骨局部信號增高。將磁共振采集的T1加權(quán)數(shù)據(jù)重構(gòu)T1圖,選定軟骨興趣區(qū),即可顯示相應(yīng)區(qū)域的縱向弛豫時間(T1值)。Gd-DTPA濃度與T1值呈反比關(guān)系,T1值可直接反映蛋白多糖的含量及分布。正常軟骨區(qū)域,對比劑結(jié)合少,T1值高,呈相對低信號,而軟骨病損區(qū)結(jié)合多,T1值低,呈高信號。延遲釓增強磁共振成像不僅可以顯示早期軟骨病變的蛋白多糖丟失,而且可以反映軟骨修復(fù)的成熟度,Gd-DTPA能深入軟骨修復(fù)部位與修復(fù)組織中的蛋白多糖相結(jié)合,定量反映修復(fù)組織蛋白多糖的含量和分布。Domayer等將3.0TdGEMRI成像技術(shù)應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)軟骨T1值的定量測量,研究表明dGEMRI應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)是可行的、準確的。此項技術(shù)主要缺陷在于注射對比劑后至少需要等待90min后才能進行檢查,圖像采集、重構(gòu)所需時間長,而且在對比劑注射前后掃描難以獲得相同位置的圖像,需要進行圖像配準。因此,在解決上述問題之前,臨床廣泛開展這項技術(shù)仍受到一定的限制。3.軟骨T2值測量和T2-map軟骨T2圖是通過對多層面多回波自旋回波圖像進行計算,將每一個像素用偽彩編碼后繪制成色階或灰階圖像,測量興趣區(qū)的T2值,從而達到量化評價軟骨結(jié)構(gòu)的目的。軟骨基質(zhì)中與膠原和蛋白多糖結(jié)合的水分子可促使T2衰減,使T2WI上軟骨信號降低,而關(guān)節(jié)滑液中的自由水則表現(xiàn)為高信號。病損軟骨中膠原和蛋白多糖減少,引起自由水增加,使T2WI信號升高。隨著基質(zhì)成分的進一步丟失,信號將進一步增強。膠原排列方向與含量是決定T2值的主要因素,T2圖與T2值量化分析可應(yīng)用于探測關(guān)節(jié)軟骨退變過程中的膠原改變,而對蛋白多糖含量的變化相對不敏感。T2圖較其他反映生化信息的序列簡單易行,對軟骨病損特異度高,是軟骨定量分析研究中最常用的序列。Welsch等證實了T2圖應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)軟骨的可行性和可重復(fù)性,可用于對軟骨病損的診斷、分級以及軟骨修復(fù)過程的隨訪。最近新出現(xiàn)的T2*圖與T2圖相比在保證相同空間分辨力的條件下,明顯縮短了掃描時間。Kurkij?rvi等在注射對比劑后將T2圖與dGEMRI相結(jié)合,認為這種方法Gd對T2的影響甚少,可以同時反映軟骨中蛋白多糖和膠原的含量、分布,能夠提高診斷的敏感性及評估的準確性。4.軟骨自旋鎖定成像與T1ρ值測量自旋鎖定成像是采用自旋鎖定脈沖序列,設(shè)定系列自旋鎖定時間,將磁共振所采集的系列T1ρWI重構(gòu)T1ρ圖,然后用色階或灰階圖像顯示,設(shè)定興趣區(qū),即可定量測定興趣區(qū)的T1ρ值。Borthakur等研究指出,T1ρ是反映軟骨蛋白多糖含量和分布的定量指標(biāo),診斷早期軟骨病損的敏感度高于T2值,并且T1ρ與軟骨病損程度存在很強的相關(guān)性,可用于長期隨訪和療效預(yù)后評估。T1ρ值與dGEMRI技術(shù)的T1值一樣反映的是軟骨蛋白多糖的分布和含量,能在形態(tài)學(xué)改變之前探測軟骨早期病變引起的蛋白多糖的丟失,由于該成像技術(shù)不需要注射對比劑,也不需要長時間的延遲等待,因此可望替代dGEMRI。但這個序列不是所有臨床MRI都有,而且需要復(fù)雜的后處理過程,一般商用磁共振掃描儀尚沒有配備此項技術(shù),缺乏T1ρ圖重構(gòu)的程序;此外,圖像采集時間過長,自旋鎖定成像過程中會產(chǎn)生熱效應(yīng)也是該技術(shù)不可忽視的缺點。5.鈉MRI鈉離子是軟骨基質(zhì)中的正電荷離子,與蛋白多糖帶負電荷的側(cè)鏈相互作用,鈉成像對關(guān)節(jié)軟骨的蛋白多糖異常敏感,通過MRS測量Na在軟骨中的分布并與正常軟骨中的Na分布圖對照可顯示蛋白多糖含量的改變程度。鈉MR成像目前正用于研究軟骨退變早期蛋白多糖大分子的定