UTE-MRI 常用技术在软骨定量研究中的应用进展
2021-11-30苏晓莲万丽娣汤光宇
苏晓莲 万丽娣 汤光宇
骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种常见的退行性关节病。近年来,OA 的患病率持续上升,对社会健康、经济成本以及个人生活质量产生重大影响。然而,迄今为止OA 晚期除全膝关节置换术外,尚无有效的药物阻止其进展[1]。因此,早期无创诊断OA对其早期干预有重要的临床意义。OA 是累及关节多组织(软骨、半月板、韧带、肌腱、骨及关节滑膜)的系统性疾病,但其早期以关节软骨变性为主要特征[2]。软骨中含有大量短T2成分,其平均T2值较短,信号衰减较快。常规MRI 回波时间(TE 10~80 ms)只可获得自由水的信号,无法直接获得软骨其他成分的信号[3]。因此,常规MRI 对软骨定量研究的价值有限,检测早期OA 的敏感性较差。近年来,随着超短回波时间(ultrashort echo time,UTE)-T2*mapping、UTE Adibatic-T1ρ、UTE- 磁 化 传 递(magnetization transfer, MT) 以及酸性化学交换饱和转移(acid chemical exchange saturation transfer,acidoCEST) -UTE 等基于UTE 序列开发的定量成像技术的发展,使得识别早期软骨变性成为可能,本文就上述常用于软骨定量研究的UTE-MRI 技术的基本原理、优缺点及其应用进展予以综述。
1 OA 发生机制
关节软骨由少量软骨细胞和大量细胞外基质(extracellular matrix,ECM)组成。ECM 主要由水、胶原纤维和蛋白聚糖(proteoglycan,PG)组成,具有维持软骨的结构完整性和机械性能的作用[4]。软骨组织是高度有序的层状结构,从浅至深分为4 层:浅表层、过渡层(中间层)、深层(放射层)和钙化层。钙化层(zone of calcified cartilage,ZCC)是关节软骨中高度矿化的区域,通过潮线结构与透明软骨相连,通过黏合线与软骨下骨相接。OA 早期阶段,ZCC 重塑,软骨变薄;ZCC 中的细胞表达肥大性软骨细胞表型并分泌X 型胶原,然后发生软骨基质矿化。……
