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T2 mapping成像评价健康成年人腕关节三角纤维软骨复合体差异

2020-04-02祁艳梅陈晓飞董馥闻王闻奇

中国医学影像技术 2020年3期
关键词:桡侧腕关节半月板

祁艳梅,邓 兴,王 媛,陈晓飞,董馥闻,王闻奇,周 晟*

(1.甘肃中医药大学临床医学院影像医学与核医学系,甘肃 兰州 730000;2.甘肃省中医院放射科,甘肃 兰州 730050)

腕关节三角纤维软骨复合体(triangular fibrocartilage complex, TFCC)损伤是导致下尺桡关节不稳、腕尺侧痛的主要病因[1-2]。TFCC结构细小,形态不规则,临床及影像学早期精准诊断腕关节TFCC损伤有一定难度[3]。MRI是目前无创性观察关节软骨的最佳影像学检查手段,T2 mapping技术在评价膝、髋、踝及髌骨等关节软骨早期退变具有一定临床价值[4-6],但较少应用于评价腕关节软骨退变。本研究探讨MR T2 mapping成像技术定量评价正常健康人腕关节TFCC不同区域T2值变化的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2018年3月—2019年4月87名于甘肃省中医院接受腕关节MR检查的81名志愿者,男33名,女48名,年龄18~30岁,平均(23.7±5.3)岁。纳入标准:①体格检查腕关节无异常,数字疼痛评分(numeric rating scale, NRS)[7]为0分;Cooney腕关节功能评分[7]为优;②半年内无急慢性腕关节疼痛史;③无腕关节外伤史、无肿瘤病史、无腕关节先天性发育异常及免疫性关节炎家族史;④无MR检查禁忌证。排除标准:①无法配合检查;②图像存在伪影,影响观察和测量。其中30名志愿者接受双侧腕关节扫描,根据利手问卷[8],以执笔、执筷、掷东西及持牙刷刷牙手为利手(利手组),反之为非利手(非利手组)。本研究经院医学伦理委员会批准(批准号:2019-031-01),受检者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Signa HD-xt 3.0T超导MR扫描仪,8通道高分辨腕关节专用线圈。嘱受检者检查前60 min避免腕关节剧烈运动,检查时俯卧,手臂上举过头,腕关节伸直,掌心朝下;垫高前臂使与肩平,头下垫海绵垫。行腕关节冠状位T2 mapping[9]及常规MR成像,扫描序列及参数:TR 1 000 ms, TE采用8回波自旋回波,分别为10.4、20.7、31.1、41.4、51.8、62.2、72.5及82.9 ms,翻转角90°,矩阵320×256,层厚2.0 mm,层间距1.0 mm,扫描时间364 s。

1.3 图像处理与分析 扫描结束所有数据传至GE AW 4.6后处理工作站,经处理获得T2 mapping伪彩图。由1名具有8年肌骨影像学诊断经验的主治医师选取最大腕关节TFCC层面,手动勾画5个面积约2 mm2的类圆形ROI(图1),包括①桡侧软骨;②腕关节三角纤维软骨盘(triangular fibrocartilage disc proper, TFC);③纤维血管组织;④类半月板;⑤TFC的尺侧附着处,测量每个ROI的T2值。间隔1周由同1名医师于同一工作站重复测量1次T2值,共3次,取均值为最后结果[10]。

图1 受检者男,23岁,左腕关节MR T2 mapping ROI标识图 A.冠状位脂肪抑制质子密度成像示横向走行的三角形及穹隆样TFC(箭),中央呈均匀低信号,基底附着在尺骨茎突,尺侧两束之间稍高信号为纤维血管,另一面附着在桡骨远端乙状切迹透明软骨; B.冠状位T2 mapping第2回波原始图; C.冠状位第2回波T2 mapping伪彩图示TFC连续、完整,色阶为橙红色,信号均匀一致

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。计量资料以±s表示。采用组内相关系数(intraclass correlationcoefficient, ICC)分析同1名医师3次测量T2值的一致性,ICC≤0.40为一致性一般,0.41≤ICC≤0.60为一致性中等,0.61≤ICC≤0.80为一致性较强,ICC≥0.81为一致性很强。采用单因素方差分析比较5个不同区域T2值差异,以独立样本t检验比较不同性别(男性组和女性组)及利手组与非利手组T2值差异。P<0.05为差异有统计学意义,P<0.01为差异有显著统计学意义。

2 结果

2.1 5个不同区域T2值比较 腕关节软骨RECHT分级均为0级,PALMER分级无损伤[11]。T2 mapping伪彩图显示TFC连续完整,色阶呈橙红色,信号均匀一致(图1B、1C)。同1名医师3次测量桡侧软骨、TFC、纤维血管组织、类半月板和TFC尺侧附着处T2值结果的一致性中等至较好(ICC分别为0.52、0.72、0.69、0.61和0.43,P均<0.05)。桡侧软骨、TFC、纤维血管组织、类半月板和TFC尺侧附着处T2值分别为(41.37±7.04)ms、(29.86±7.23)ms、(34.22±6.85)ms、(39.26±8.88)ms和(32.57±7.23)ms,5个区域T2值差异有统计学意义(F=32.235,P<0.01)。纤维血管组织与TFC尺侧附着处及桡侧软骨与类半月板间T2值差异无统计学意义(P均>0.05)外,其余各区域T2值两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。

2.2 不同性别及利手组与非利手组间T2值比较 不同性别之间腕关节5个区域T2值差异均无统计学意义(P均>0.05,表1)。利手组与非利手组腕关节5个区域T2值差异均无统计学意义(P均>0.05,表2)。

3 讨论

TFC位于腕关节尺侧,为半圆形、双凹样纤维性软骨盘,其尺侧附着处由2条纤维束构成,1条附着于尺骨茎突尖,另1条附着于其基底,2条纤维束于MRI均呈低信号,中间高信号为纤维血管组织[11]。TFC具有负荷传导和维持下尺桡关节稳定的功能,中央薄、周围厚,厚度分别约2 mm及5 mm,易退变和磨损,是引起腕尺侧痛的主要病因[1,9]。

TFC退变早期主要表现为软骨细胞数量减少、黏液基质变性、蛋白多糖丢失、胶原纤维束网破坏和水含量增加;随后软骨表面纤维化、形成裂缝及体积变薄,出现不可逆破坏,最终可致穿孔[9,12]。早期准确评估TFCC生化成分改变,对诊断腕关节TFCC损伤及延缓疾病进展具有重要作用。常规MRI对TFCC早期退变而形态完整的诊断效能有限。T2 mapping成像多可于软骨形态发生变化之前即经由伪彩图色阶及T2值变化直观显示软骨含水量及胶原纤维网络完整性的变化,从而早期评估软骨病变。T2 mapping成像能早期显示关节透明软骨生化成分改变,轻度膝关节骨关节炎患者软骨T2值可延长[5-6,13],T2 mapping成像有助于定量分析半月板损伤及其分级[4,14],但目前应用T2 mapping成像观察腕关节软骨的研究较少。

研究[12,15]发现正常人的TFCC于30岁后开始发生退变,且与年龄呈正相关。本组受捡者年龄小于30岁,TFC的MRI信号强度及形态未见明显改变,桡侧软骨T2值为(41.37±7.04)ms。有学者[9]以3.0T MR设备扫描腕关节软骨,发现其T2值为(36.5±5.5)ms,差异可能与软骨部位、负荷传导功能及微结构不同有关[6,16]。T2值受关节软骨水含量与胶原纤维排列方向的影响,易产生魔角效应[16],表现为各层MRI中软骨信号不同,软骨纤维走向与主磁场方向(B0)

表1 不同性别腕关节软骨不同区域T2值比较(ms,±s)

表1 不同性别腕关节软骨不同区域T2值比较(ms,±s)

性别桡侧软骨TFC纤维血管组织类半月板TFC尺侧附着男性(n=33)41.13±7.2431.83±6.9535.12±6.5341.26±7.6431.67±8.18女性(n=48)41.54±7.0728.59±8.1733.61±7.4137.92±9.9033.16±6.38t值0.25-1.99-0.94-1.660.91P值0.800.050.350.110.35

表2 利手组与非利手组腕关节软骨不同区域T2值比较(ms,±s)

表2 利手组与非利手组腕关节软骨不同区域T2值比较(ms,±s)

组别桡侧软骨TFC纤维血管组织类半月板TFC尺侧附着非利手组(n=30)41.72±5.5628.33±7.7833.46±4.3240.51±8.0433.76±4.07利手组(n=30)41.79±7.3731.37±7.9634.89±6.1138.03±8.6231.22±8.69t值0.661.890.93-1.25-1.58P值0.510.060.360.220.11

夹角呈55°时T2值明显增加。既往研究[17]采用1.5T MR设备观察腕骨间软骨,发现T2值为28.1~34.5 ms。弛豫时间具有场强依耐性,T2值随MR场强的增加而增加[18]。针对不同脉冲序列、不同线圈MR扫描所获软骨T2值的差别有待进一步研究。

本研究发现,腕关节5个不同区域中,桡侧软骨T2值最高,TFC最低,这与TFC由Ⅱ型胶原蛋白(90%)和蛋白聚糖构成有关,其含水量低于桡侧透明软骨(Ⅱ型胶原蛋白15%~20%,水约65%~85%),且软骨细胞数量少,加之纤维走行的影响,使TFC的T2值短于桡侧透明软骨[19]。纤维血管组织与TFC尺侧附着处T2值差异无统计学意义,可能与TFC纤细且菲薄,韧带纤维相互交叉,尺侧附着处与纤维血管解剖位置相邻,易受MRI容积效应影响有关。桡侧软骨与类半月板T2值接近且差异无统计学意义,既往研究[2,11]认为类半月板为尺侧关节囊内介于腕关节盘与尺骨茎突之间的组织,由松弛的滑膜褶皱、增厚形成,含水量较高,与透明软骨成分相似,脂肪抑制质子密度成像亦呈与软骨类似的信号。

本研究结果显示,不同性别之间、利手组与非利手组之间腕关节软骨T2值差异均无统计学意义。既往研究[20]显示健康人不同性别之间、肩关节不同侧别之间软骨T2值差异均无统计学意义,不同性别正常健康人膝及髋关节软骨T2值差异亦无统计学意义[21-22]。软骨Ⅱ型胶原蛋白含量与年龄、绝经状态和性别相关,45岁之前不同性别间差异最小,随着更年期开始,性别差异逐渐增加[23]。PACHWSKY等[21]发现男性患者膝关节软骨损伤修复后T2值高于女性,推测原因可能与关节软骨为性激素(雌二醇、睾酮)的靶组织之一,绝经后性激素水平降低抑制软骨胶原代谢有关。性激素与腕关节软骨T2值的关系有待探索。

综上所述,T2 mapping成像可无创直观显示腕关节TFCC形态并定量分析TFCC不同区域T2值变化,间接反映TFCC生化改变,且腕关节TFCC的T2值不受性别及是否利手的影响。

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