高場磁共振軟骨敏感序列對類風濕關節炎的早期診斷價值

楊華園 夏玉君 金立新

【摘要】類風濕性關節炎（rheumatoidarthritis，RA）是一種以慢性進行性關節病變為主的自身免疫性疾病，未經及時治療有較高的致殘率。早期診斷、早期治療是使患者得到較好預后的關鍵。MRI因為具有較高的軟組織對比度和空間分辨率，可以直接顯示代表RA病理特征的滑膜增厚和軟骨改變，使早期診斷成為可能。目前，國內、外關于RA的MRI研究均較少涉及早期診斷，筆者通過對53例多關節腫痛患者雙腕關節的MRI多序列研究，旨在探討3.0T磁共振軟骨敏感序列成像技術在早期類風濕性關節炎中的診斷價值。

【關鍵詞】腕關節；類風濕性關節炎；磁共振成像；軟骨敏感序列

【中圖分類號】R451【文獻標識碼】B【文章編號】1005-0019（2015）01-0564-01

1.材料與方法

1.1研究對象選擇臨床確診的早期類風濕性關節炎病人（rheumatoidarthritis，RA），且雙側腕關節X線平片無明顯骨質破壞的患者53例，男17例，女36例，年齡18～62歲，平均43.7歲。

1.2掃描注意事項將腕關節標本置于檢查床中央并將其墊高約30cm，靠近磁場中心以取得好的掃描效果；不宜將標本包的過緊，標本與線圈之間的空隙用軟墊充填以減少偽影的產生。

1.3MR掃描對病人雙側手及腕關節分別進行SETlWI、SET2WI、PDWI、FSPDWI、3D-FSPGR（三維脂肪抑制擾像梯度回波序列）冠、橫軸位掃描，應用GESIGNAEXlTE23.0T磁共振儀，用software4.2軟件進行后處理。

1.4資料分析對所有序列的相同層面腕頭狀骨軟骨、病變軟骨的信號強度進行測量，分別計算出腕關節頭狀骨軟骨、病變軟骨的SNR（信噪比）及二者之間的CNR（對比度）。所有數據均采用SPSS13.0進行統計學分析。用隨機區組設計的方差分析進行SNR和CNR的整體比較；不同序列參數值采用q檢驗進行兩兩比較。P<0.05為差異有統計學意義。

2.結果

所有序列中SET1WI、SET2WI顯示關節軟骨質量較差；FSPDWI序列診斷效能較前二者均有所提高；3D-FSPGR序列可以敏感發現軟骨微小改變，對于顯示軟骨病變有較高診斷價值。各序列軟骨SNR間差異有統計學意義（p<0.001）；3D-FSPGR序列軟骨SNR顯著高于其他序列，FSPDWI序列次之，SET1WI、SET2WI序列軟骨SNR最差。SET1WI、SET2WI的CNR（軟骨/骨髓）、（軟骨/肌腱）間差異均無統計學意義（p>0.05）；其他各序列間CNR（軟骨/骨髓）、（軟骨/肌腱）對比差異有統計學意義（p<0.001）；3DFSPGR和FSPDWI序列在顯示關節軟骨與周圍組織時具良好區分度，同時也有較高的軟骨SNR，二者對比，尤以前者表現最佳。

3.討論：

3.1腕關節掃描序列成像原理

1.1SET1WIT1WI主要反映組織縱向馳豫的差別。我們以甲、乙兩種組織為例，假設這兩種組織質子密度相同，但甲組織的縱向馳豫比乙組織快（甲組織T1值短于乙組織）。進入主磁場后由于質子密度相同，甲、乙兩種組織產生的縱向磁化矢量大小相同，一個射頻90。脈沖后產生的宏觀橫向磁化矢量的大小也相同。當射頻脈沖關閉后，甲乙兩種組織將發生縱向馳豫，由于甲組織的縱向馳豫比乙組織快，過一定時間后，甲組織已經恢復的宏觀縱向磁化矢量將大于乙組織。此時由于接收線圈不能檢測到這種縱向磁化矢量的差別，必須使用第二個90。脈沖。第二個90。脈沖后，甲、乙兩種組織的宏觀縱向磁化矢量將發生偏轉，產生宏觀橫向磁化矢量，因為此時甲組織的縱向磁化矢量將大于乙組織，其產生的宏觀橫向磁化矢量將大于乙組織。盡管這時檢測到的依然是宏觀橫向磁化矢量的差別，但這種宏觀橫向磁化矢量實際上代表的第二個90。脈沖前宏觀縱向磁化矢量的差別，而這種宏觀縱向磁化矢量的差別是因為甲、乙兩種組織的縱向馳豫不同造成的，因此是TIWI加權像。

3.1.2SET2WIT2WI主要反映組織橫向馳豫的差別。必須用聚焦脈沖采集自旋回波方可獲得組織真正T2馳豫的信息。以甲、乙兩種組織為例，假設這兩種組織質子密度相同，但甲組織的橫向馳豫比乙組織慢（甲組織T2值長于乙組織）。進入主磁場后由于質子密度一樣，甲、乙兩種組織產生的宏觀縱向磁化矢量大小相同，一個射頻脈沖90。脈沖激發后，兩種組織產生的旋轉宏觀橫向磁化矢量的大小也相同。當90。射頻脈沖關閉后，甲乙兩種組織將發生橫向馳豫，由于甲組織的橫向馳豫比乙組織慢，到一定時刻，甲組織的宏觀橫向磁化矢量衰減少于乙組織，其宏觀橫向磁化矢量將大于乙組織，此時檢測MR信號，甲組織的MR信號強度將高于乙組織，即是T2WI。在T2WI上，組織T2的值越大，其MR信號強度越大。

3.1.3FSPDWI即脂肪抑制的質子密度加權像。本文采用的脂肪抑制方法為頻率選擇預飽和（化學飽和法），頻率選擇預飽和是一種被廣泛應用的脂肪抑制技術，是在無梯度場的條件下以窄頻帶脈沖優先激發脂肪（優先于水），并用附加的梯度場使脂肪信號相位分散.然后再開始使用所選擇的脈沖序列，脂肪組織中氫質子的進動頻率比水中質子要低，稱之為化學位移，可以利用這一特性來選擇適當的發射頻率，優先激發脂肪，進而使其抑制。

3.1.43D-FSPGR序列趨向于T1WI，采用的是小角度激發，不必使用90。激發脈沖，這樣就減少了整個序列的重復時間（TR），在梯度回波的連續產生過程中每次殘余在XY平面內的Mxy被強梯度脈沖或相位階梯變化的RF脈沖破壞，Mxy徹底散相，因而不會對下一個周期Mxy產生影響，這樣得到的MR圖像無橫線干擾。同時，3D-FS-SPGR序列利用脂肪抑制技術抑制了骨髓內的脂肪組織信號，消除了脂肪高信號的干擾，從而保證了此序列圖像的高信噪比、高分辨力。

3.2軟骨敏感序列3D-FSPGR的優勢

腕關節結構多而又極其復雜，從而對MRI檢查提出了極高的技術要求。從成像角度說，這種細小而復雜的結構要求高空間分辨率掃描，隨著MR設備的不斷進展，MRI圖像質量的不斷提高，腕關節MRI在技術上更容易實現。3D-FSPGR是目前公認的顯示關節軟骨的最佳掃描序列。Dislerr171等報道該序列對軟骨缺損診斷的敏感度、特異度最高，與關節鏡診斷分級一致。冷曉明等對比3D-FSPGR與常規T1WI、T2WI、FSPDWI序列，結果顯示前者有著明顯優勢，關節軟骨顯示得更加清晰，厚度測量更加準確。李松柏等證實，三維脂肪抑制擾像梯度回波序列（3D-FSPGR）對關節軟骨病損診斷的敏感度為86%，特異度為96%，準確度Kappa值為0.8，明顯優于其它序列，是診斷關節軟骨病損的最敏感的掃描序列。

3DFSPGR參數優化分析3DFSPGR序列有[minimum（2.2ms）、minfull（6.6ms）、inphase（2.2ms）、outphase（3.2ms）]四種TE時間可供選擇，但其中minimum（2.2ms）與inphase（2.2ms）時間相同，因此本研究選擇三種TE時間與五種不同Flip（5。、10。、20。、30。、60。）進行掃描組合，結果發現3D-FSPGR序列在不同的參數組合掃描中所得到的圖像質量有差別。實驗時先定回波時間，分別測量、對比不同翻轉角腕關節軟骨SNR、CNR（軟骨/骨髓）、CNR（軟骨/肌腱），得出翻轉角為30。時，SNR（軟骨）、CNR（軟骨/骨髓）最大，再以翻轉角30。為基準，取不同回波時間分別進行掃描，對結果分析發現，以回波時間為6.6ms時的3DFSPGR序列關節軟骨的圖像質量最好。通過以上實驗可指導日常工作進行關節軟骨3DFSPGR序列成像時直接選擇翻轉角30。、回波時間6.6ms參數，從而在一定程度上避免了盲目性的調整。

MRI對腕關節類風濕性關節炎的診斷有著傳統影像學檢查（包括普通X線、CT）不可替代的作用，是類風濕性關節炎診斷的可靠手段之一，并可應用于早期診斷。3D-SPGR明顯優于其它序列，是診斷關節軟骨病損的最敏感掃描序列。

參考文獻

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