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MR常规及3D-T1-VIBE序列扫描在膝关节软骨运动损伤诊断中的应用.pdf

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1、Vo l41 No 1Jan.2023第41卷第1期2023年1月影像科学与光化学Imag ing Sc ienc e and Pho to c hemistr yhttp:/www.yxkxyg hx.o r gMR常规及3D-T1-VIBE序列扫描在膝关节软骨运动损伤诊断中的应用髙浩然,杨连军*,张力,陈佳林,王锋2022-10-12 收稿,2022-11-12 录用*通讯作者北京中医医院顺义医院放射科,北京101300摘要:本文探究磁共振(MR)常规及三维容积插入式屏气检查(3D-T1-VIBE)序列扫描在单侧膝 关节软骨运动损伤患者诊断中的应用价值。选择198例疑似膝关节软骨运动损伤患

2、者作为研究对 象,以膝关节镜诊断结果为金标准!70例患者确诊为膝关节软骨运动损伤,28例患者确诊为非膝 关节软骨运动损伤。所有患者均行MR常规.3D-T1-VIBE序列扫描检查。与MR常规%D-T1-VIBE序列扫描单项诊断相比,联合检测对膝关节软骨运动损伤及损伤等级诊断准确性较高(P0.05)。与MR常规.3D-T1-VIBE序列扫描单项诊断相比,联合检测对膝关节软骨损伤的敏 感度(9&82%)、特异度(89.28%)、准确性(97.47%)均较高(P0.05)。MR常规联合3D-T1-VIBE序列扫描有利于提高膝关节软骨运动损伤的诊断准确性。关键词:单侧膝关节软骨损伤;磁共振;三维容积插入

3、式屏气检查;诊疗doi:10.7517/issn 1674-0475.221010Application of MR Routine and 3D-T1-VIBE Sequence Scanningin the Diagnosis of Knee Cartilage Motor InjuryGAO Hao r an!YANGLianj un*!ZHANGLi!CHENJialin!WANGFengDepartment of Radiology,Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine Shu nyi Branch,Beijing 1013

4、00,P.R.ChinaAbstract:This paper explo r ed the applic atio n value o f mag netic r eso nanc e(MR)r o utine and 3D vo lume-inser t air-ho lding examinatio n(3D-T1-VIBE)sequenc e sc anning in the diag no sis o f patients with unilater al knee c ar tilag e mo to r inj ur y.198 patients withsuspec tedkn

5、eec ar tilag emo to r inj ur ywer eselec tedasthestudysubj ec ts.Ac c o r ding kneear thr o sc o pic diag no sisastheg o ld standar d,170patientswer ediag no sedwithkneec ar tilag emo to r inj ur yand28patientswithno n-kneec ar tilag emo to r inj ur y.Al patients under went r o utine MR,3D-T1-VIBE s

6、equenc e sc anning.Co mpar ed with the MR r o utine and 3D-T1-VIBE sequenc e sc anning sing le-itemdiag no sis,thec o mbinedtesthasahig her diag no stic ac c ur ac yfo r thekneej o intc ar tilag e mo to r inj ur yand inj ur yg r ade P%0.05).Co mpar ed withr o utine MR and 3D-T1-VIBE sequenc e sc ann

7、ing sing le-item diag no sis,thesensitivity 98.82%),spec ific ity 89.28%)andac c ur ac y 97.47%)withc o mbineddiag no seswer ealhig her P0.05)o fkneec ar tilag e inj ur y.MRr o utinec o mbinedwith3D-T1-VIBEsequenc esc anning isbenefic ialto impr o vethediag no stic ac c ur ac yo fkneec ar tilag e mo

8、 to r inj ur y.Keywords:unilater al knee c ar tilag e inj ur y;mag netic r eso nanc e;3D vo lumeinser t air-ho lding examinatio n(3D-T1-VIBE);diag no-sisandtr eatment3334影像科学与光化学第41卷膝关节是人体最大、结构最复杂的关节,剧烈运 动会对膝关节造成较大的冲击,极易造成膝关节损 伤,膝关节软骨损伤是其中一种常见的损伤类 型12*+关节软骨为关节行使正常活动功能所必须 的,关节软骨均衡包围在可动关节的表面,既方便关 节运动又

9、可传递压力,它不受神经支配,也无血管及 淋巴引流,营养输送主要靠周围滑液弥散及滑液毛 细血管渗透囚。因不当运动造成的关节软骨损伤,在损伤前期快速且准确地诊断出疾病类型有利于制 定正确的个体化治疗方案。MR常规可对软组织进 行识别,且能通过多参数、多方位成像诊断软组织的 损伤情况,具有省时高效、无创性的优点。三维容 积插入式屏气检查(3D-T1-VIBE)序列扫描获得的 图像伪影少,且厚层仅0.6 mm,无间隔容积扫描,能够显示关节软骨部位的变化,对软骨损伤具有较 好的评估作用5。本文探究了 MR常规联合3D-T1-VIBE序列扫描对关节软骨损伤的诊断价值,旨 在为关节软骨运动损伤的诊断提供参考

10、+1资料与方法1.1 一般资料一般资料选择2019年2月至2022年4月于我院就诊的 198例疑似膝关节软骨运动损伤患者作为研究对 象,以膝关节镜诊断结果为金标准,170例患者确诊 为膝关节软骨损伤,28例为非膝关节软骨损伤。确 诊患者中,男137例,女33例;左侧膝关节软骨损伤 94例,例,右侧76例;例;年龄2349岁,平均年龄(35.473.01)岁;体质量4479 kg,平均体质量(62.065.77)kg。本研究已经由院伦理委员会批 准且患者知情同意。纳入标准:均为单侧膝关节软 骨损伤患者;均已经关节镜检查明确损伤位置、严重 程度;均伴随不等程度的膝关节疼痛等症状者;精神 状态较好,

11、能积极配合本研究者。排除标准:下肢残 疾者$有膝关节手术史者;膝关节部位发育异常者$对本研究存在强烈抗拒情绪者;非首次膝关节软骨 损伤者。1.2检查方法检查方法1.2.1 3D-T1-VIBE序列扫描检查采用超导型磁共振扫描仪(德国SIEMENS AG,型号:MAGNETOM ESSENZA 1.5T)进行检 查。检查前,移除身上全部金属制品,呈仰卧位准,病 关节,使用 用 关节的线圈,将线圈放置在待检部位,设置3D-VIBE序列 扫描为矢状位,TR参数调整为11 6 ms,TE参数 调整为5.4 ms,层厚为0.6 mm,水激发,各向同性,无层间距,设置矩阵为256 X 256,视野设置值为

12、 15 c mX 15 c m。观察并记录结果。122 MR 常选用超导型磁共振扫描仪(德国SIEMENS AG,型号:MAGNETOM ESSENZA 1.5T)进行检 查。患者取仰卧位,头部放平,挪去枕头,膝关节保 持平稳,后将膝关节朝外翻转,角度约为15,而后 实施多序列扫描,使用体部相控阵线圈,采集被测人 MR信号+扫描始于足部,并以矢状面和冠状面为 主,扫面序列分别先后设置为TiWI、T2WI;TiWI采 用SE序列行矢状面扫描,TR参数调整为512 ms、TE 参数调整为 11 ms,FOV 为 160 mmX 160 mm,层厚为4 mm,层间距为3 mm,层数为15,扫描时间

13、为150 s;T2WI采用二位多回波数据结合成像序列 行冠状面扫描,TR参数调整为865 ms、TE参数调 整为23 ms,翻转角度为30,FOV为160 mmX 160 mm,层数为15,层厚为3.5 mm,层间距为 1.5 mm,激励次数为1,扫描时间为143 s,在扫描进 行过程中,指导患者行自由呼吸。观察并记录结果+1.2.3图像分析所有3D-T1-VIBE序列扫描、MR常规影像结 果均由院内2位资深骨科专家进行独立阅片,确定 是否患有膝关节软骨损伤,以及损伤等级,取2位专 家一致检查结果,若对结果的判断出现分歧,则请第 3位专家行独立阅片,至结果一致为止。1.3膝关节镜检查及分级膝关

14、节镜检查及分级使用膝关节镜(上海寰熙医疗器械有限公司,型 号:XG04)进行检查,由同一位级别在副主任以上且 兼具手术工作经验的医师,对镜下膝关节软骨损伤扫描 确 关节软 损伤 者 数 损伤 等级,其中I级软骨损伤:关节软骨出现软化、肿胀;$级:膝关节软骨出现毛糙低信号,或出现小囊样病 变,信号较弱;级:膝关节软骨呈显著薄性发展趋 势,但钙化层状态良好;(级:无法观测软骨全层信 第1期高浩然等:MR常规及3D-T1-VIBE序列扫描在膝关节软骨运动损伤诊断中的应用35号,且下骨有硬化现象。1.4统计学处理统计学处理数据应用SPSS 21.0分析。计量资料采用均 数士标准差(丘士s)描述,组间使

15、用t检验;计数资料 采用例数(百分比)5(%)表示,采用/检验。P0.05表示差异有统计学意义+2 结果2.1膝关节软骨运动损伤图像分析膝关节软骨运动损伤图像分析经MR常规检测患者软骨部位,其图像呈现见 图1+无损伤者:软骨表面光滑,各层MR无混杂信;I级损伤:软骨表面不光滑,信号分层不清晰!T1WI呈,受损软骨厚度50%,软骨下方骨质信号异常(呈);$级损伤:关节表面!软骨表面的T1WI、T2 WI信号呈锯齿状,深层终 板形态不清晰,软骨及下方骨质信号层次模糊,且软 骨下骨质有硬化、增生现象;级损伤:关节软骨显 著不规则!变薄且严重缺失!T1WI呈现低信号!软 骨下终板不清晰,骨质明显增生、

16、硬化;(级损伤:缺 失全层软骨!下方骨质硬化、增生较严重,暴露出软 骨下终板,T1WI呈现低信号。2.2 MR常规及常规及3D-T1-VIBE序列扫描对膝关节序列扫描对膝关节 软骨运动损伤诊断情况对比软骨运动损伤诊断情况对比表1表3分别为3D-T1-VIBE序列扫描、MR 常规及二者联合诊断与膝关节镜 关节软骨运动损伤的诊断结果比较。其中,3D-T1-VIBE序列 扫描对膝关节软骨运动损伤诊断正确为152例!MR常规诊断正确为171例,联合诊断结果正确为 193例,差异有统计学意义(PT1-VIBE序列扫描损伤8132140合计28170198表2 MR常规对膝关节软骨运动损伤的诊断结果(n)

17、关节镜MR常规正常 损伤 计正常222143损伤614915528170198计表3 MR常规联合3D-T1-VIBE序列扫描对膝关节软骨运动损伤的诊断结果(n)关节镜MR常规联合3I-T1-VIBE序列扫描计正常损伤正常25328损伤2168170计2717119836影像科学与光化学第41卷2.3 MR常规及3D-T1-VIBE序列扫描对膝关节 软骨运动损伤的诊断价值如表4所示,与3D-T1-VIBE序列扫描诊断相 比,MR常规、联合诊断对膝关节软骨运动损伤诊断 的准确性、特异度、敏感度均较高,与MR常规诊断 相比,联合诊断对膝关节软骨运动损伤诊断的准确 性、特异度、敏感度均较高,差异有统

18、计学意义(P0.05)。)。2.4各组损伤等级检查结果对比表5,与 3D-T1-VIBE 序列扫描诊断相比,MR常规、联合诊断对膝关节软骨损伤等级诊断 准确性较高;与MR常规诊断相比,联合诊断对膝 关节软 损伤等级诊断准确性较,差异有统计学 意(5005)+)+表表4 MR常规及3D-T1-VIBE序列扫描诊断膝关节软骨损伤结果方法敏感度()特异度()准确性()3I-T1-VIBE序列扫描77.64(132/170)7142(20/28)7676(152/198)MR常规87.64(149/170)7857(22/28)8636(171/198)联合诊断9882(168/170)8928(25

19、/28)9747(193/198)表5各组损伤等级检查结果对比n(%)组别I I 级(=34)$级(=58)皿级(=42)(级(=36)3D-T1-VIBE 序列扫描21(6176)41(7069)29(6905)27(7500)MR 常27(7941)49(8448)35(8333)31(8611)联33(9706)56(9655)41(9762)36(10000)12950143901234010010P00010001000200073膝关节软骨为结缔组织,具有特殊性,从组织学 角度上,其分为四层,由浅入深分别为表层、移形层、放射层及钙化层当发生软骨损伤后,表层显现 局灶性变化,软骨浅层

20、割裂后,如不及时治疗,裂缝 会侵入关节表面层,致使剥落的发生并影响到放射 层,引起软骨纤维化78*+严重时,裂缝会扩展到关 节软骨全层,最终对软骨基质代谢造成影响+当关 节软骨发生全部磨损后,会加大关节下骨位置的压 力。除此之外,关节软骨是无法再生的,其自身有限 的修复能力在某种程度上决定了其及时治疗的必要 性,即在发病后,需要尽快确诊并加以治疗,避免因 时间的延误导致病情的持续发展而给膝关节带来不 可弥补的伤害基于此,探索一种便捷、有效的诊 断方式在临床应用中是非常有意义的+临床上对软骨损伤诊断准确度最高的是膝关节 镜检查,相关临床治疗经验表明,通过对患者采用膝 关节镜的检查手段可判断出关节

21、软骨的具体情况,具有极高的诊断应用价值,因此此种检查手段也被 称为软骨损伤诊断的金标准。但是此种诊断方法是 有创的,而且存在一定的盲区口0,1。因此,从患者 的角度出发,找寻其他诊断方法是十分有必要的。VIBE序列首次问世时是应用于腹部成像中,采用 3D梯度回波序列来快速生成0图像的一种容积 成像模式,可获取质量高的多平面及3D重建图像、受呼吸运动影响最小的高分辨率、动态0加权成 像口23+相关研究表明,其在显示膝关节软骨 深度及具体立体形态能力方面存在优势,但3D-T1-VIBE序列扫描的成像速度较其他MR常规序列 低,究其原因为3D-T1-VIBE序列信噪比(SNR)较 低,这是由成像原理

22、所确定的。因此,3D-T1-VIBE 序列扫描可作为诊断膝关节软骨损伤的手段,但单 一诊断具有一定的局限性,因此本文将其与MR常 规进行联合,以提高诊断准确性+MR常规检查有操作简洁、无创性、检查迅速等 优点,其原理为断层成像,可经过对被测人的膝关节 行断层扫描,来获取一部分电磁信号,并通过电脑对 电磁信号进行结构重建,获取高分辨率的软骨组织+有助于医师通过不同方位、角度获取多参数成像,准 确观察到患者的膝软骨结构,从而获取发生病变部 位的结构图像,并依照其特定的回声信号,帮助医师 第1期高浩然等:MR常规及3D-T1-VIBE序列扫描在膝关节软骨运动损伤诊断中的应用37做出判断,提高诊断准确

23、性:1618:。本文研究发现,联 合检测的准确性、敏感度分别为97.47%、9&82%,高于MR常规的86.36%,87.64%。相关研究发 现口9,2。*,mr常规检查能够在一定程度上反馈软骨 具体形态是否出现缺损等改变,但是MR常规为二 维成像,只支持依据切面来对软骨损伤的具体深度 及软骨下方骨质可能存在的病理学变化进行诊断,缺少立体感,不能直观观察软骨的损伤程度,缺少定 量分析的依据。这也给临床诊断结果带来影响,因 此可结合其他影像手段来提高诊断的准确性,而 3D-T1-VIBE序列扫描可以显示软骨损伤的立体 感,且能直接对软骨的损伤程度进行观察:21+本文 研究结果表明MR常规联合3D

24、-T1-VIBE序列扫 描诊断的膝关节软骨损伤的特异性、敏感性、准确性 较高,可弥补单一诊断的不足,具有较高的临床应用 价值。综上,MR常规联合3D-T1-VIBE序列扫描对 关节软 损伤的 异性、敏感性、准确性较,为软骨损伤的确诊及损伤等级的诊断提供借鉴,但 本研究样本量有限,对结果可能造成一定偏差,还需 今后继续深入研究加以论证。参考文献:1*Palmo wski Y,Jung T,Do er ing A K,et al Analysis o f c ar tilag e inj ur y patter ns and r isk fac to r s fo r knee j o int d

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26、:6083*Papado po ulo sG!Gr ifinS!RathiH!etal Co st-efec tiveness analysis o f ar thr o sc o pic inj ec tio n o f a bio adhesive hydr o g el implant in c o nj unc tio n with mic r o fr ac tur e fo r the tr eatment o f fo-c alc ho ndr aldefec tso ftheknee-anAustr alianper spec tiveJ*Jou rnal of Medical

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