重視骨關節系統MRI新技術的應用與研究

徐文堅，陳海松

近年來，隨著MR成像技術的飛速發展，骨關節系統MRI在成像技術、成像范圍、獲得信息的層次(由宏觀形態與結構，到細胞、亞細胞、甚至分子水平)和臨床應用等諸方面均有較多進展，包括MR擴散成像、灌注成像、波譜成像、T1ρ成像和T2 mapping、動態增強掃描、MR關節造影等，新技術的合理應用將為骨關節系統影像診斷和研究開辟新的途徑。

1 骨骼MRI新技術的應用與研究

在骨骼研究方面，骨腫瘤仍然是主要研究方向。常規MRI可以較準確確定惡性腫瘤的范圍、內部結構和對骺板、關節、血管、神經及周圍組織的浸潤，較早地顯示髓內病變及早期骨內轉移，為惡性骨腫瘤的臨床分期、制定治療方案及預后判定提供準確的依據。國內、外已有諸多研究者從不同方面分別對骨腫瘤及瘤樣病變進行了研究，如Kim等[1]對軟骨黏液樣纖維瘤、上官景俊等[2]對骨腫瘤的瘤周表現、Fechtner等[3]對漿細胞瘤的分期系統進行了對比研究，豐富了此類病變的MRI診斷與鑒別診斷知識，但仍有諸多問題有待進一步研究，如骨腫瘤不同組織成分及其引起的骨結構變化MRI表現、診斷特異性和準確性等。

在MRI新技術應用方面，更多研究集中在下列幾方面，有望為骨骼疾病的定量與定性診斷提供新的方法：(1)MR擴散成像研究[4-5]：ADC值與腫瘤組織細胞密度有關，惡性腫瘤生長活躍，腫瘤細胞密度高、排列緊密、細胞外間隙減小，使得細胞外水分子擴散運動受限，ADC值減低。結合常規MRI可很好顯示惡性骨腫瘤的侵犯范圍及其生長活躍部分所占比例；(2)MR動態及灌注成像研究：血管內對比劑量的改變可引起信號強度改變，間接反映腫瘤的血流灌注狀態。Chen等[6]利用MRI評估急性髓型白血病椎體骨髓灌注狀態，認為其可做為評價白血病緩解和生存期限的重要指標。國內MR灌注研究報告較少；(3)MR波譜(MRS)研究：骨關節系統腫瘤成分各異，引起的磁場不均勻和磁敏感效應導致MRS檢查困難。國內外均有用1H-MRS和31P-MRS進行骨腫瘤前瞻性研究，但尚未得出理想結果；(4)MRI示蹤研究：目前超高場強(7.0 T以上)MR的空間分辨率約為50 μm×50 μm×50 μm，已接近分辨單一細胞水平。有研究顯示通過示蹤劑標記干細胞，可用MRI觀察骨髓內信號變化的程度、范圍，以評價體內干細胞數量、分布和分化，在活體上了解干細胞移植的效果[7]。

對于骨質疏松的研究，國內外初步研究顯示MR動態及灌注掃描對于骨質疏松的檢測可能具有重要價值，值得進一步探討[8]。另外，T2弛豫時間也與骨礦物質密度(BMD)有一定的相關性，可反映骨小梁的多少。因此，T2*、T2mapping有可能獲得更多骨髓及骨小梁微結構的信息，從而使骨質疏松的判別更準確。MRS通過測量骨髓中水和脂肪含量，可以了解骨質疏松骨髓的生理、病理變化，也為評價骨質疏松及預防其引發的骨折提供一個全新的思路。

2 關節MRI新技術的應用與進展

關節影像學研究主要集中在關節軟骨研究方面，是近期骨關節研究的熱點話題。MRI新技術、新方法的應用，有望顯示軟骨的形態、體積、厚度和局灶性缺損，還可以反映軟骨的代謝和生化信息，從而早期發現軟骨病變。主要新技術包括：(1)T2 mapping關節軟骨研究：軟骨組織內影響T2值的因素主要有膠原纖維各向異性、膠原濃度以及水含量。國外有眾多研究者利用T2弛豫時間成像對關節軟骨進行了不同研究，認為T2值及T2 mapping可較好地顯示關節軟骨的形態、早期病變等[9-10]。國內李五根等[11]及本期刊出的王鶴翔等[12]研究者也分別對膝關節軟骨進行了T2 mapping成像研究，證明其可用于早期評價關節軟骨生物組織構成的變化。(2)T1ρ成像關節軟骨研究：T1ρ成像可用于標記軟骨蛋白多糖分布，對蛋白多糖丟失具有非常高的敏感性和特異度。該技術目前尚處于臨床前期研究階段，國外僅有少量文獻報道。Mosher等[9]研究顯示，在定量顯示關節軟骨損傷的形態和成分方面，T1ρ、T2值具有高度地一致性。T2值的變化比T1ρ值更能反映纖維軟骨的改變，T1ρ值變化則更能反映透明軟骨的改變，并且T1ρ和T2值的變化與臨床癥狀有相關性[13]。(3)超短TE序列(ultrashort echo time，UTE)關節軟骨研究：可選擇性突出短T2成分而減少來源于長T2成分的信號。UTE成像可分層顯示關節軟骨，深層為高信號和淺層為低信號，利于顯示軟骨缺損。本技術仍處于臨床前期階段。(4)MRS關節軟骨研究：骨關節系統1H-MRS和31P-MRS研究尚未取得理想結果。目前，有研究者用23Na-MRS對軟骨損傷進行研究，根據軟骨內鈉分布圖像間接顯示蛋白多糖崩解的區域。初步研究顯示骨性關節炎軟骨的糖胺聚糖降解區域中，23Na譜信號強度有明顯下降[14]，為早期骨關節炎提供一種無創的診斷方法。也有研究者嘗試用13C-MRS，但尚處于摸索階段。(5)MR增強掃描關節軟骨研究：MR常規增強掃描已常規應用并取得成熟的經驗，近來一些特殊的增強技術和方法被應用到基礎和臨床研究中，如MRI延遲增強關節軟骨研究可通過電荷密度成像反映關節軟骨黏多糖的含量。Miese等[15]的類風濕性關節炎掌指關節軟骨研究顯示，病變關節軟骨延遲時間低于正常軟骨。鄭卓肇等[16]、張國偉等[17]的動物離體軟骨和髕骨軟化癥延遲增強掃描研究顯示可借助軟骨內糖胺聚糖含量的變化，早期顯示軟骨成分變化，對軟骨退變的早期診斷有價值。(6)MR關節造影對軟骨損傷的研究：在X線透視或超聲引導下關節內注入對比劑(如Gd-DTPA)，在不同時間進行MRI檢查，主要用于肩關節、髖關節盂唇損傷、關節軟骨缺損、軟骨剝脫、半月板撕裂及術后復查、骨軟骨病變或關節內游離體等，有助于關節內病變診斷及軟骨損傷的分級。國內外已有較多研究報道，如本期刊出的田春艷和鄭卓肇[18]利用肩關節造影對前下肩關節囊撕裂和上盂唇撕裂等進行了系列研究，可準確顯示上述結構的損傷。

3 軟組織MRI新技術的應用與進展

軟組織影像學檢查主要用于軟組織損傷、腫瘤及感染等病變的診斷與鑒別診斷，近來尤其側重于關節周圍肌腱和韌帶損傷的研究。檢查方法除常規CT、MRI外，越來越多的新技術、新方法用于臨床和科研之中，包括MR關節造影、MR波譜成像、MR超短回波時間成像等。軟組織常規MRI研究報告逐漸增多，已取得了較豐富的經驗，但定性診斷仍然存在局限性。本期刊出的李樹金等[19]用表觀擴散系數鑒別良惡性軟組織腫瘤，黃振國等[20]探討了MRI在多發性肌炎、皮肌炎診療中的應用。

MRI新技術的應用有望在軟組織病變的檢出、定量和定性診斷方面提供更有價值的信息，值得進一步研究，主要表現在：(1)MR關節造影：目前主要應用于肩、肘、髖、膝等關節，對于顯示關節囊、韌帶和肌腱損傷具有較高敏感性和特異性，可顯示常規MRI無法顯示的關節損傷，為關節損傷診斷提供了全新的方法。(2)軟組織MRS研究：所用方法不同，目前有使用1H-MRS、31P-MRS和23Na-MRS的研究報道，但都處于初步研究階段。(3)軟組織的MR超短回波時間成像：目前主要用于肌腱、韌帶研究，尤其是肌腱、韌帶或關節囊與骨連接處，此處容易損傷。正常情況下，此區域肌腱、韌帶均為短T2值，在常規序列上少或無信號，使得常規MRI無法鑒別上述結構。使用超短回波時間成像序列可將起止點區不同短T2成分組織的信號區分開來，如起止點上的鈣化與非鈣化、纖維結締組織和骨組織等，有利于對解剖結構的認識和對疾病的診斷。

綜上所述，常規MRI檢查在骨關節系統疾病方面已經取得了豐富的理論和實踐經驗，盡管其敏感性較高，但由于信號變化復雜，與病理對照研究不足，導致其特異性受到質疑，仍需進一步研究；以往對軟組織研究不足，尤其肌腱、韌帶損傷的檢查應用與認識不足，有待更多的研究。MRI新技術不斷涌現，有望為骨關節系統提供更多有價值的定量、定性及功能信息，也必將拓寬MRI在本系統的應用，進一步提高其敏感性和特異性。

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