MR T2图评价膝关节软骨的初步探讨

目的 探讨MR T2图(T2 mapping)评价膝关节软骨生物组织构成变化的应用价值.方法 对20名健康志愿者运动前后双膝关节、19例骨性关节炎(OA)患者的患膝行矢状面SE序列8回波扫描.测量关节软骨各感兴趣区的T2值,比较志愿者运动前后及运动前浅、深层,以及志愿者与OA患者之间T2值的差异.原始图像经后处理后获得相应的T2图.运动前后T2值的比较采用配对t检验,运动前浅、深层及志愿者与OA患者间T2值的比较采用独立样本t检验.结果 志愿者运动前膝关节胫骨面软骨浅、深层的T2值分别为(48.8±6.3)ms、(44.3±5.7)ms;运动后分别为(43.4±5.0)ms、(40.3±6.1)ms,运动前后差异有统计学意义(t值分别为6.004和5.037,P值均<0.05);运动前胫骨面软骨浅、深层T2值差异有统计学意义(t=3.148,P<0.01).运动前股骨面软骨浅、深层的T2值分别为(52.1±5.7)ms、(47.7±5.3)ms;运动后分别为(47.2±4.5)ms、(43.6±4.1)ms;运动前后差异有统计学意义(t值分别为6.169和5.957,P值均<0.05);运动前股骨面软骨浅、深层T2值差异有统计学意义(t=3.384,P<0.01).相应的T2图显示了T2值变化的空间分布趋势.OA患者膝关节胫骨面关节软骨T2值为(56.0±9.1)ms,较志愿者要高,两组间比较差异有统计学意义(t=-3.446,P<0.01).结论 MR T2图可用于评价运动前后、OA时关节软骨生物组织构成的变化,对关节软骨退变诊断具有一定的临床指导价值.     

1.5T MR研究健康人膝关节软骨T_2值空间分布

目的 研究健康成人膝关节软骨T2弛豫时间(T2值)空间分布.方法 1.5T场强下对21名健康男性(年龄24～39岁,平均30岁±4岁)行膝关节矢状位多回波多层面SE序列扫描,使用Profile软件测量股骨非承重软骨的前部、股骨承重软骨、胫骨承重软骨、髌软骨的T2弛豫时间(即T2值),采用方差分析检验各部位软骨深层和浅层T2值、承重软骨和非承重软骨的T2值空间分布的差异.结果 健康人膝关节软骨T2值空间分布呈浅凹形曲线,即近软骨下骨质T2值较高,随后T2值从软骨深层到浅层逐渐增高,并且各层T2值存在差异(F=70.892,P＜0.05).髌软骨T2值空间分布变化最大,股胫关节承重软骨和股骨前部非承重软骨T2值的空间分布变化较平缓.髌软骨深层T2值[(26.56±4.4) ms]明显低于所有软骨深层T2值(P=0.001).股骨外髁承重软骨浅层T2值[(35.2±6.31) ms]明显低于髌软骨[(40.78±3.56) ms]和股骨非承重软骨前部[(42.31±2.4) ms](P=0.002,P=0.000).胫骨外髁承重部软骨浅层T2值[37.11±6.6) ms]明显低于股骨非承重前部(P=0.000).结论 1.5T 场强下健康人膝关节软骨T2值具有特定空间分布,对量化研究退行性骨关节炎和其他关节病变具有参考价值.     

膝关节软骨磁共振T2弛豫时间测定在早期骨关节炎中的应用价值

目的:探讨关节软骨磁共振T2弛豫时间定量分析在早期膝关节骨关节炎(OA)中的应用价值。方法:运用T2mapping成像测量正常组(n=12)和平片没有阳性发现的早期OA组(n=15)膝关节胫骨内侧髁、外侧髁,股骨内侧髁、外侧髁和髌骨5处软骨的T2值,并进行统计学分析。结果:正常组膝关节软骨T2值33.8~35.6ms,早期OA组膝关节软骨T2值40.3~42.7ms。病例组膝关节各处软骨的T2值差异有显著性意义(P<0.01)。结论:T2弛豫时间定量分析可以发现没有形态学变化的OA关节软骨内成分变化,在早期OA诊断中有较高的应用价值。     

膝关节软骨MR成像的技术探讨

目的探讨膝关节软骨MR I成像技术和三维(3D)软骨重建的方法,为临床早期诊断和治疗方法提供了有效的评估方法。方法对90例膝关节外伤、关节炎性病变患者和10例健康志愿者进行MR I扫描,采取常规和特殊的二维(2D)、3D多序列,多参数的比较。对3D快速梯度回波扫描序列获得膝关节各关节软骨3D图像,利用最大信号强度投影法(M IP)进行3D重建。对各关节软骨的平均厚度的测量值进行统计学分析。结果膝关节软骨MR I成像技术和3D软骨重建的方法,可以清晰显示膝关节各关节软骨的结构,在2D FSE序列上关节软骨约50%均显示为3层改变,在3D重建图像上,可清淅地多角度整体显示膝关节各关节软骨的结构,空间分辨率高。结论膝关节软骨MR I成像和3D软骨重建技术,为临床早期诊断和治疗方法提供帮助。     

MRI测量正常人膝关节软骨厚度

目的　探讨MRI测量膝关节软骨厚度的方法以及软骨密度与年龄、性别、身高和体重的关系 ,研究正常人膝关节软骨的分布特征 ,为关节病变的早期诊断提供影像学基础。方法　正常膝关节 14 0例 ,分为 7个年龄组 ,用FLASH -FS -T1WI和 3D -FISP -FS -T2 WI序列行矢状面扫描。分别选取胫骨内、外髁正中矢状面图像作为测量层面 ,每个膝关节选取 12个测量点 ,测量软骨厚度规定为从软骨表面至“潮线”处。结果　膝关节软骨的分布是不均匀的 ,在不同区域厚度不同 ,股骨侧软骨平均厚度大于胫骨侧 ,分别为 3 .0 1mm和 2 .70mm。男性软骨平均厚度大于女性 ,分别为 ( 2 .90± 0 .75 )mm和 ( 2 .5 7± 0 .5 6)mm。 15岁以下年龄组平均软骨厚度明显 >16岁以上各年龄组 ,16岁以上各年龄组软骨厚度近似。身高低于 15 0cm时 ,身高越高软骨越薄 ,身高高于15 0cm与软骨厚度无明显关系。体重在 40kg以下时 ,体重越重软骨越薄 ,体重在 40kg以上时与软骨厚度无明显关系。 结论　正常人膝关节不同区域软骨厚度不同。男性软骨厚度大于女性。 16岁以后软骨厚度与年龄、身高和体重均不相关 ,15岁以前与年龄、身高和体重呈负相关可能仅代表了发育过程的变化     

膝关节正常关节软骨及软骨缺损的多序列MR成像比较

目的：筛选ＭＲＩ评价关节软骨的最佳成像序列。材料和方法：应用五种不同ＭＲ序列，包括ＴｌＷＩ、ＰＤＷＩ、Ｔ２ＷＩ、ＳＴＩＲ和３Ｄ－ＧＥ，对６位健康志愿者的正常膝关节和１２个用外科方法制作的直径ｌｍｍ—６ｍｍ的软骨缺损的膝关节标本进行成像比较。结果：与ＳＥ和ＳＴＩＲ序列相比，３Ｄ－ＧＥ序列可作连续薄层扫描，具有高信噪比、高分辨率、良好的组织对比及成像时间短等优点，能清楚显示软骨的厚度及轮廓，并可检出直径小至２ｍｍ的软骨缺损。结论：３Ｄ－ＧＥ序列是检查关节软骨病变的最佳序列，若辅以ＴｌＷＩ和ＳＴＩＲ成像，有利于关节软骨与关节液和脂肪组织的区分，可进一步提高ＭＲ诊断关节软骨病变的准确性     

膝关节软骨损伤的MR三维重建实验研究

目的 通过对关节软骨损伤的动物标本和MR三维及二维图像的精确测量,观察MR三维重建图像显示关节软骨损伤病变的能力及测量病变大小的准确性。材料与方法 采用新鲜猪膝关节,以外科方法制作2～4级的关节软骨损伤标本并进行MR扫描,最后在工作站对图像进行二维和三维重建并测量,与标本的实际测量结果相对照。结果 按照1mm、1．5mm、3mm扫描层厚分组,3、4级损伤的表面遮盖显示（SSD）三维重建图像测量值的平均百分误差比较结果：X^2=74．45,P〈0．01。SSD和最大信号强度投影（MIP）两种三维重建方式测量误差的差异经Fdedman Test检验具有统计学意义（X^2=8．65,P=0．013〈0．05）。对三组测量值进行方差分析,其差异具有显著的统计学意义（F=16．601,P〈0．01）。SSD三维重建图像对4级损伤测量的百分误差最小。对3、4级损伤测量值进行Mann-Whitney U检验,其差异具有统计学意义（Z=-2．24,P=0．025〈0．05）。测量关节软骨病变大小在1mm扫描层厚的SSD三维重建图像上较二维磁共振图像更为准确。采用随机区组秩和检验的Friedman Test（X^2=8．65,P=0．013〈0．05）。结论 三维重建测量误差的大小与MR扫描层厚三维重建方式、损伤区的大小和关节软骨损伤的程度等有关。关节软骨的三维重建图像能够较真实地反映关节软骨表面的不规则形态,测量线的方向不受扫描平面方向的限制,可以对任意两点间的距离进行测量。     

显示正常人膝关节软骨分层的最佳MRI序列

目的:显示正常人膝关节软骨分层的最佳MRI序列,为关节病变的早期诊断提供技术支持.方法:选择无膝关节症状的志愿者140例,分别采用SE-T1WI、脂肪抑制二维快速小角度激发(FS -2D-FLASH)和脂肪抑制三维稳态旋进快速成像(FS-3D-FISP)三个扫描序列,行膝关节矢状面扫描.分析显示软骨分层的最佳MRI序列.结果:FLASH序列显示结果为140例中有129例显示膝关节软骨分3层,9例无分层,2例可见分5层,显示分层例数多,分层清楚,扫描时间较短;SE序列140例中有101例显示膝关节软骨分3层,39例无分层,未见分5层者,显示分层例数较少;FISP序列140例中有133例显示膝关节软骨分3层,5例无分层,2例分5层,显示分层例数多,但分层模糊,扫描时间长.结论:FS-FLASH-2D序列是显示膝关节软骨分层的最佳序列.     

正常人膝关节软骨MRI显示的分层现象分析

目的观察正常人膝关节软骨的MRI分层现象。方法选择无膝关节症状而以其他部位病变就诊的患者140名,分为7个年龄组,每个年龄组男女各10名。用1.5T超导型磁共振机,行膝关节矢状面扫描。采用FLASH-FS-T1WI、SE-T1WI和3D-FISP-FS-T2WI3个扫描序列,FLASH和SE序列扫描层厚3mm,FISP序列层厚1.5mm。观察软骨在膝关节不同部位的分层表现。结果在MRI上膝关节软骨可见分层表现,大部分分为3层(约92.1%),少数无分层(约6.4%),有2例分5层(约1.5%)。在FLASH和FISP序列,膝关节软骨可显示5层、3层和1层,分5层者信号强度从表面向深层依次为高信号、中等信号、高信号、中等信号和高信号,分3层者信号强度从表面向深层依次为高信号、中等信号和高信号,无分层者为均匀高信号。SE序列膝关节软骨可显示3层或1层,分3层者从表面向深层信号强度依次为中等信号、低信号、中等信号,无分层者为均匀中等信号。结论MRI上正常人膝关节软骨大部分分为3层,少数无分层,个别分为5层。     

膝关节骨关节炎软骨磁共振研究

目的:研究膝骨关节炎(OA)的软骨磁共振表现(MRI),评估软骨MR成像对于OA诊疗评估的意义.方法:对56例40～70周岁确诊膝关节OA病例和45例无症状志愿者行X线检查并进行K-L评分后实施软骨MR成像:①快速自旋回波T2加权成像(FSE T2 WI);②三维脂肪抑制扰相梯度回波序列(3D-FS-SPGR)并采用最大信号强度法(MIP)进行三维重建;③脂肪抑制质子加权序列(Fs-PD).分别比较:①软骨平均厚度;②软骨缺损分布区域并进行直径测量和Noyes分级;③软骨下骨质水肿表现,并统计分析两组磁共振表现差异.结果:①OA病例组膝关节X线平片K-L积分显著高于病例组(Z=-5.39481,P<0.001);②病例组膝关节软骨整体厚度显著低于对照组(P<0.001);③病例组膝关节软骨缺损所涉及的关节面区域多于对照组(Z=-6.23,P<0.001);软骨缺损的Noyes分级水平(Z=-8.336,P<0.001)和软骨缺损直径(Z=-8.42,P<0.001)也大于对照组.④病例组膝关节出现不同程度的软骨下骨质水肿,而对照组所有膝关节均没有出现软骨下骨质异常信号.结论:40～70岁OA患者的膝关节软骨相对同年龄无症状人群显著变薄,且软骨缺损程度大.结合合适的评价系统,软骨磁共振成像可以有效地应用于OA临床诊断和治疗评估.     

3D-WATSc序列在膝关节软骨病损诊断中的价值

目的评价三维扰相脂肪抑制梯度回波序列(3D-WATSc)在膝关节软骨缺损性病变中的诊断价值。方法 41例患者50侧膝关节镜检查病例,将每侧膝关节软骨面分为5个区域,MRI检查采用3D-WATSc,按Recht标准分级诊断250个关节软骨面,并与膝关节镜分级诊断结果对照。3D-WATSc诊断价值的真实性指标为敏感度、特异度、准确度,一致性指标用Kappa值。结果 3D-WATSc诊断软骨病损的敏感度为96.4%,特异度为87.3%,准确度为92.4%,Kappa值为0.844。结论 3D-WATSc与关节镜对膝关节软骨病损的诊断结果之间一致性极佳,是目前诊断膝关节软骨病损的最佳扫描序列。     

膝关节骨关节炎软骨磁共振表现与临床症状的相关性分析

目的:对照研究骨关节炎(OA)中软骨磁共振(MRI)表现与主要临床症状的相关性,探讨常见的OA临床症状与MRI表现之间的关系.方法:征集40～70周岁确诊的OA病例56例,采用以下序列行软骨MR成像:①快速自旋回波T2加权成像(FSE T2WI);②三维脂肪抑制扰相梯度回波序列(3D-FS-SPGR)及最大信号强度重建(MIP);③脂肪抑制质子加权序列(FS-PD).分别比较软骨缺损状况和软骨下骨质水肿情况,并将磁共振表现与临床症状进行相关性分析.结果:OA患者膝关节软骨缺损平均Noyes IIIA级以上,可观察到不同程度的软骨缺损及软骨下骨质异常;软骨下骨质水肿与膝关节疼痛部位相关,但软骨缺损与疼痛部位无相关性.结论:MRI可见的软骨下骨质异常与关节疼痛部位相关,软骨缺损不影响OA症状的表达.     

磁共振膝关节软骨形态表现的组织学相关性研究

目的：对照膝关节软骨磁共振和组织学表现，分析不同磁共振序列反映关节软骨厚度和组织学分层的能力与限度。材料和方法：分别对12例新鲜离体人膝关节标本采用以下序列行软骨磁共振成像：①SE T1加权序列；②FSE T2加权序列；③STIR序列；④3D—FS—SPGR序列；⑤FS—PD序列；⑥T2^＊加权GRE序列。选取各序列图像髁间凹中央层面髌软骨最厚区域为感兴趣区，测定软骨厚度及各分层大致厚度。成像后在标本相应部位取材以获得深及软骨下骨的软骨组织并行甲苯胺蓝染色。光镜下测定软骨厚度各组织层次厚度。对MR和组织学测定的参数进行对照分析。结果：①不同MR序列所显示的髌软骨厚度差异明显（F=36．470，P=0．041）；②FS—PD、FS—SPGR和T2^＊GRE所测软骨厚度与组织学测量值之间无显著差异（P=1．432，0．097，0．064），以FS—PD序列显示的髌软骨厚度值的组织学相关性最高（r=0．787）；③MR与组织学检查所显示的关节软骨层次之间具有显著性差异，两者的软骨层次厚度之间存在显著性差异（χ^2=13．12，P=0．012）；两者之间无相关性（P值均小于0．05）。结论：MR成像技术能精确反映关节软骨整体厚度变化；但MR软骨分层表现受多种因素共同影响，与组织学层次之间无相关性。     

磁共振T2-mapping成像对早期膝关节软骨损伤的诊断价值研究

目的：测量不同程度膝关节骨关节炎（osteoarthritis,OA）患者和正常对照组关节软骨的T2弛豫时间并比较其差异性,评价磁共振T2-mapping成像在早期膝关节软骨损伤中的应用价值。方法：采用GE signa 3.0T磁共振扫描系统T2-mapping成像测量OA组（n=78）和正常组（n=32）膝关节股骨内侧髁、外侧髁,胫骨内侧髁、外侧髁4处软骨的T2值,并进行统计学分析。结果：正常组、轻度OA组、重度OA组平均T2值分别为（38.36±2.45）ms（、49.28±4.24）ms、（53.12±5.36）ms,病例组与对照组关节软骨表面T2值有差异且具显著性统计学意义（P〈0.05）,轻度OA组和重度OA组之间差别无统计学意义（P〉0.05）。结论：T2-mapping成像可以发现没有形态学改变的关节软骨内组织成分的变化,对早期膝关节软骨损伤的诊断和监测具有很高的临床应用价值。     

关节软骨损伤的生化改变与影像学表现

关节软骨损伤的早期诊断非常重要,但传统影像学检查以及常规MRI序列对关节软骨损伤的显示有一定局限性,磁共振新技术尤其是生理性成像可以显示软骨内部成分构成的变化,同时,血、尿以及滑膜中一些生物学标记物水平的改变也能预示关节软骨的内部改变.     

关节软骨损伤MR成像序列的实验研究

目的 评价关节软骨缺损检查的各种MRI扫描序列。材料与方法 选用猪膝关节10只，制成宽度不等，深度为软骨全层的小槽状软骨缺损，MRI序列包括T1加权自旋回波序列（SE-T1），质子和T2加权快速自旋双回波序列（FSE-PD/T2），附加脂肪抑制的质子和T2加权快速自旋双回波序列（FS-FSE-PD/T2），附加脂肪抑制的三维快速扰相梯度回波序列（FS-3D-SPGR），液体衰减反转恢复序列（FLAIR），短TI翻转回波序列（STIR）和T1加权反转恢复序列（IR-TI700）。结果 与常规膝关节检查的FSE-PD/T2序列比较，FS-FSE-PD/T2能够分辨软骨与软骨下骨的界限，可测量软骨缺损厚度和深度；FS-3D-SPGR的软骨信噪比（SNR）和其对软骨下骨，关节液等关节软骨周围组织的对比噪声比（CNR）最高；IR-TI700测量的软骨缺损宽度和深度，与实际测量值的一致性最好，FLAIR和STIR不能清楚分辨软骨和软骨下骨的界限。结论 FS-FSE-PD/T2应作为膝关节检查的常规序列；三维抑脂梯度回波序列仍为关节软骨检查的最佳扫描序列。翻转回波扫描序列在关节软骨检查方面具有潜在的临床价值。     

Review of Quantitative Knee Articular Cartilage MR Imaging

Osteoarthritis (OA) is one of the most prevalent disorders in today’s society, resulting in significant socio-economic costs and morbidity. MRI is widely used as a non-invasive imaging tool for OA of the knee. However, conventional knee MRI has limitations to detect subtle early cartilage degeneration before morphological changes are visually apparent. Novel MRI pulse sequences for cartilage assessment have recently received increased attention due to newly developed compositional MRI techniques, including: T2 mapping, T1rho mapping, delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage (dGEMRIC), sodium MRI, diffusion-weighted imaging (DWI)/ diffusion tensor imaging (DTI), ultrashort TE (uTE), and glycosaminoglycan specific chemical exchange saturation transfer (gagCEST) imaging. In this article, we will first review these quantitative assessments. Then, we will discuss the variations of quantitative values of knee articular cartilage with cartilage layer (depth)- and angle (regional)-dependent approaches. Multiple MRI sequence techniques can discern qualitative differences in knee cartilage. Normal articular hyaline cartilage has a zonal variation in T2 relaxation times with increasing T2 values from the subchondral bone to the articular surface. T1rho values were also higher in the superficial layer than in the deep layer in most locations in the medial and lateral femoral condyles, including the weight-bearing portion. Magic angle effect on T2 mapping is clearly observed in the both medial and lateral femoral condyles, especially within the deep layers. One of the limitations for clinical use of these compositional assessments is a long scan time. Recent new approaches with compressed sensing (CS) and MR fingerprinting (MRF) have potential to provide accurate and fast quantitative cartilage assessments.