RSNA2014骨骼肌肉影像學

張平，郭瑞敏，金騰，冉君，李婷

肌腱與肌肉

Schrading等采用超聲剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）來評價肌腱病變，并與B型超聲和能量多普勒成像互相補充來提高診斷準確性。B型超聲和能量多普勒超聲檢查是評價肌腱病變和肱骨外髁炎的常用影像學方法。B型超聲采用15MHz的線型探頭對受檢部位進行系統檢查，通過能量多普勒技術來判斷新生血管。通過剪切波彈性成像可以評價組織彈性，當肌腱的剪切波彈性值＜50kPa時，視為“軟”肌腱，即肌腱的彈性降低。此項研究通過對92例肌腱進行綜合分析，發現剪切波彈性成像結合B型超聲和能量多普勒能夠將肌腱病變的診斷敏感度提高到85%以上，而僅使用B型超聲和能量多普勒對肌腱病變進行評價，其敏感度低于69%。

BMedSc等通過23鈉磁共振成像定量分析攝入環丙沙星的健康受試者跟腱內糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）含量的變化。定量分析MRI技術包括：23Na MRI、GAG化學交換飽和轉移（chemical exchange saturation transfer，gagCEST）成像和T2＊mapping圖。此研究對14個踝關節進行跟蹤 MRI檢查，分別在服藥前、服藥10d后及服藥5個月后進行MRI檢查。結果發現在所有受檢踝關節中服藥后23Na成像跟腱的信號強度明顯降低約25%；跟腱內gagCEST值也明顯下降；然而從形態學角度看，在T2＊mapping圖上跟腱在服藥前后未見明顯變化。通過23Na MRI和gagCEST成像能夠顯示環丙沙星所致的跟腱可逆性信號改變和gagCEST效應，這兩種定量分析方法對于FQ相關肌腱病變有重要意義。

Li等通過3.0TMRI分析先天性炎性肌病的多參數成像特征。成像序列包括：水－脂肪分離、T1WI、T2WI、磁化傳遞成像（magnetization transfer，MT）和擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI））。結果顯示先天性炎性肌病患者的脂肪分數較正常對照組升高，磁化傳遞率較對照組降低，相應的T1WI和T2WI圖像上肌肉信號也較對照組增高。纖維示蹤圖像上可見肌炎組患者的肌纖維較對照組無序、稀疏和變短，且大腿的股四頭肌較其它肌群更易受累。Sigmund等通過水－脂肪分離Dixon序列、擴散張量成像（DTI）、體素內非相干性運動（intravoxel incoherent motion，IVIM）和動態DTI對皮肌炎和正常對照組進行對比分析，也得到了相似的結論：多發性肌炎患者與對照組相比較，表現為病變肌肉脂肪分數明顯增高，肌肉組織內水分子擴散率升高和偽擴散率下降，而肌肉組織的灌注分數降低，徑向擴散增大、延長。

Federau通過體素內非相干性運動對肌肉選擇性量化運動進行功能分析。對慣用右手的健康志愿者進行肱二頭肌和肱三頭肌選擇性收縮訓練，分別在收縮前后進行單次激發Stejskal－Tanner擴散序列掃描。結果顯示，在收縮運動后，肌肉的血流灌注參數相對增加，血流灌注增加隨肱三頭肌收縮運動次數的增加而逐步增加。然而肱二頭肌未發現明顯的血流灌注增加現象。

2011年《自然》雜志發表了一篇基于隨機滲透屏障模型的MRI時間依賴性擴散成像可量化分析細胞大小和細胞膜滲透性的一篇文章。Lemberskiy等通過時間依賴性擴散成像對外傷后腓腸肌萎縮的恢復情況進行分析。研究發現損傷后固定的脛后肌和腓腸肌內側束，在損傷8周后肌纖維的內徑較對側肌肉隨時間變化不大，而周圍肌纖維內徑在損傷8周后較對側增粗。時間依賴性擴散成像能夠對肌肉損傷后肌肉組織構建和修復提供定量分析數據，有助于肌肉損傷后修復狀況的評估。肌肉周期性麻痹是由于肌細胞內外電傳導異常造成的間斷性的肌肉無力。Weber等通過7T氯（35Cl）和鈉（23Na）MRI監測肌肉周期性麻痹患者肌肉內氯和鈉含量的變化。結果發現，在Cav1.1－R1239H、Cav1.1－R528H 和 Kir2.1型肌肉周期性麻痹患者中比目魚肌中部肌肉的23Na含量較正常對照組明顯增高；而在Cav1.1－R1239H、Cav1.1－R528H 型肌肉周期性麻痹患者中，比目魚肌中部肌肉的35Cl含量較對照組增高，而在Kir2.1型患者中，肌肉內35Cl含量變化不明顯。與對照組比較，Cav1.1－R1239H 和 Cav1.1－R528H 型患者表現為肌肉水腫，而僅Cav1.1－R1239H型患者存在肌肉的脂肪變性。

骨結構與骨腫瘤

Chang等通過建立股骨近端微結構的3TMRI有限元分析，評價脆性骨折引起的骨強度降低，并與正常組進行對照分析。檢查方法包括：標準雙能X線吸收計量法測定骨質密度，3TMRI三維快速小角度序列顯示股骨近端顯微結構，有限元分析計算骨質彈性模量來評價骨強度。結果顯示，與對照組比較，脆性骨折患者股骨近端骨質彈性模量降低，但骨質密度變化在兩組間差異無統計學意義；在脆性骨折患者中，骨質彈性模量與骨質密度間存在弱相關關系。表明基于3TMR高分辨率成像的有限元分析，能夠顯示脆性骨折造成的骨質彈性模量降低。骨強度可以通過測量骨質彈性模量進行評價，但是雙能X線吸收計量法無法提供這方面的信息。此外，骨強度還可以通過多排螺旋CT進行評價

在骨質疏松評價中，基于骨小梁纖維結構分析的高分辨率多排螺旋CT較骨密度測定方法更能反映骨強度的改變。Baum等運用低劑量多排螺旋CT和迭代重建算法顯示體外胸椎標本的骨小梁的纖維結構評價骨強度并與骨密度算法進行對比分析。結果顯示，胸椎標本的骨密度測量值與破壞負荷間存在明顯的相關關系。胸椎標本的骨小梁顯微結構（多排螺旋CT圖像經背景濾過投影或者迭代重建算法兩種方案處理）與破壞負荷間存在明顯的相關關系。表明經過背景濾過投影或者迭代重建算法兩種方案處理的低劑量多排螺旋CT圖像質量能夠達到通過顯示顯微骨小梁結構來評價骨強度的目的。

Takasu等通過顯微骨小梁結構顯示和基于CT的有限元分析預測多發性骨髓瘤患者脊柱椎體病理性骨折情況。據統計，大約60%的多發性骨髓瘤患者會發展為病理性骨折，主要發生于脊柱和肋骨。由于多發骨髓瘤常伴隨骨質疏松癥，造成顯示病理性骨質的難度增大。有研究者基于多排螺旋CT三維圖像計算骨密度、骨小梁參數、力學性能等指標，來綜合評價病理性骨折的情況。結果顯示，病理性骨折與溶骨損傷、骨小梁間隙、結構模型指數、骨密度容積、破壞載荷、硬度等指標存在明顯的相關關系。并且，破壞載荷和骨密度容積對于預測病理性骨折的能力優于通過顯示溶骨損傷來評價病理性骨折的方法。

股骨近端骨強度的生物力學測量是診斷和評估骨質疏松發生骨折風險的重要組成部分。Yang等通過多排螺旋CT對股骨標本采用目前較先進的積分幾何紋理特征功能技術來顯示骨小梁結構。骨小梁顯微結構作為新穎的局部解剖結構特征向量與骨密度值進行對比，分析其評價骨強度的能力。結果顯示，通過顯示骨小梁局部顯微解剖學結構能夠提高對股骨近端生物力學狀況的評價效果。

Pottecher等通過三種影像手段（X線平片、雙能X線吸收測定儀、定量CT）來預測股骨近端骨質疏松引起的髖關節骨折。定量CT參數通過專門的三維圖像分析工具（股骨醫學圖像分析框架MIAF－Femur）和有限元模型（FEM）來獲得。在X線平片上測量一些幾何參量：長度、角度、皮質厚度；通過雙能X線吸收圖像計算骨密度值；通過定量CT三維圖像分析工具測量骨密度值以及骨皮質和骨松質的幾何參量（股骨長度、皮質厚度、容積、轉動慣量）。結果顯示，定量CT能夠提供幾何參量和骨密度參數兩方面的信息來反映股骨近端的損傷荷載情況。

高分辨率3TMRI能夠用于松質骨生物標記成像的后處理和量化分析。然而，由于松質骨固有的不異質性使得圖像的解析比較復雜。Bayarri等通過活體MRI獲得活動骨質的急性性能參數并與顯微CT獲得的骨質形態學、曲度和機械性能等參數進行對比分析。對離體人橈骨進行顯微CT，顯微CT的空間分辨率為34μm。并對活體橈骨遠端干骺端進行3TMRI掃描，選用三維T1梯度回波序列，各向同性分辨率為180μm。形態學算法用于計算骨體積與總體積分數（BV／TV）、骨小梁厚度和骨小梁間隔。Euler－Poincare特性用于分析骨小梁結構的連續性和彎曲度，并將三維容積數據轉換為有限元網格，用以模仿單軸受壓和計算彈性模量。結果顯示，基于3T－MRI的骨松質相關測量參數（骨容積分數、延展性、彎曲度、Z彈性模量等）與顯微CT的不同參數對于評價骨質特性的權重相近 證實MRI也能夠對骨質疏松的骨特性進行全面的量化分析。

Park等將周圍擴散加權序列（DWI）增加到常規3TMRI檢查中，用于鑒別多發性骨髓瘤與轉移瘤，采用的參數為ADC均值、最小ADC值和ADC直方圖中的ADC面積。結果顯示，多發性骨髓瘤的ADC均值、最小ADC值和ADC直方圖中的ADC面積均小于轉移瘤。常規MRI結合DWI能夠明顯提高對多發性骨髓瘤和轉移瘤的診斷敏感性、特異性和準確性。

椎體骨髓脂肪含量是椎體骨髓是否正常的一個重要指標，Chen等通過IDEAL IQ和磁共振波譜成像（MRS）兩種方法測量椎體脂肪含量并進行對比分析。結果顯示，由于T2和T2＊效應對MRS的影響，其脂肪分數測量值的準確性受到一定程度的影響。然而，IDEAL IQ序列通過應用T2＊矯正和脂肪頻譜模型使得所測量的脂肪分數的準確性高于MRS。兩種測量方法所測得的骨髓脂肪分數具有明顯的統計學相關性。并且，IDEAL IQ序列還能夠顯示椎體骨髓內脂肪的分布情況和軸向椎體脂肪分布的個體差異。

Matcuk等進行腰椎骨髓細胞結構的MRI半定量測量，并與髂嵴骨髓活檢所觀察到的骨髓結構進行對比分析。MRI半定量測量指標為T1WI上骨髓信號強度的均值，細胞結構的計算公式為（SI骨髓－SI腦脊液）／（SI皮下脂肪－SI腦脊液）。結果顯示，組織學上觀察到的骨髓細胞結構與MRI半定量法計算的骨髓細胞結構間存在明顯的統計學相關性，且自骶1至胸11椎體，隨著椎體水平的上升，骨髓的細胞結構逐漸減少；隨著年齡的增長骨髓細胞結構呈逐漸減少的趨勢。

肩關節

Hill－sachs損傷是指肱骨頭壓縮性骨折，當肩關節前脫位時，因與關節盂前緣撞擊可導致肱骨頭后外側發生壓縮性骨折。Gyftopoulos等通過測量改良后的肱二頭肌角來評價Hillsachs損傷的位置。肱二頭肌角即肱二頭肌壓跡與Hill－sachs損傷的內側邊緣所形成的夾角。由于外展外旋，Hill－sachs損傷往往損傷關節盂唇。研究結果顯示，體格檢查提示符合Hillsachs損傷的患者較體格檢查不符合Hill－sachs損傷患者的肱二頭肌角明顯變大。當肱二頭肌角＞149°時，其診斷準確性最高，敏感度和特異度分別為70%和67%。

Maehringer－Kunz等通過在3TMRI肩關節造影檢查中增加外展外旋體位檢查序列，發現增加外展外旋體位檢查序列后，MRI能夠提供更多的診斷信息，特別是在顯示關節盂上唇、關節囊附著處和肩袖損傷時，增加外展外旋體位明顯優于僅行常規體位序列的MRI。Kneeland等采用T1ρMRI序列評價肩關節脫位亞急性期肩胛盂肱骨關節軟骨損傷。結果顯示，亞急性肩關節脫位患者的肱骨關節軟骨和肩胛盂關節軟骨的T1ρ值較無癥狀的對照組明顯增加，這與軟骨退變所引起的軟骨基質內粘多糖大分子變性有關。

Yang等采用間接MRI關節造影反映原發性黏連性關節囊炎的預后，并與臨床指標進行對比分析。間接MRI關節造影的主要觀察值為腋下關節囊的厚度和強化程度、肩袖間隙的軟組織厚度。臨床評分系統主要采用簡單肩關節檢查、Contant評分和ASES評分系統。結果發現，原發性黏連性關節囊炎患者的腋下關節囊的厚度和強化程度、肩袖間隙的軟組織厚度明顯比正常對照組增加 關節囊厚度 肩袖間隙軟組織厚度與臨床評分間未見明顯的統計學相關關系，而關節囊強化程度與臨床評分間存在密切的相關關系，表明關節囊的強化程度與臨床癥狀的嚴重程度間存在很好的相關性。

Park等對關節邊緣岡上肌肌腱部分撕裂后關節鏡修復術后患者和保守治療患者的磁共振關節造影特點進行對比分析。評價的主要指標有岡上肌肌腱撕裂的縱向分級、橫向位置、肩峰形態、并存的其它肩袖撕裂、肱二頭肌肌腱病、鈣化性肌腱病、SLAP損傷、黏液囊炎、Bankart損傷和骨關節炎。結果顯示，磁共振關節造影在診斷關節邊緣岡上肌肌腱部分撕裂方面的敏感度和特異度分別為77.3%和88.4%；關節邊緣岡上肌肌腱部分撕裂的垂直分級和并發其他肩袖撕裂是主要的磁共振關節造影診斷征象；而且在磁共振肩關節造影檢查中，垂直分級為3級和并存其它肩袖撕裂征象的患者需進行外科手術治療的可能性比較大。

Choi等評價了磁共振關節造影和超聲檢查兩種檢查方法對診斷肩胛下肌肌腱撕裂的準確性。肩胛下肌肌腱撕裂的分級標準：0級為正常或肌腱病，1級為輕度肌腱部分撕裂，2級為輕度關節囊部分撕裂，3級為嚴重部分或完全撕裂。結果顯示，磁共振關節造影與關節鏡檢查對肩胛下肌肌腱撕裂的診斷一致性和敏感性方面略勝一籌，而超聲醫師整體對肩胛下肌肌腱撕裂的診斷敏感性較磁共振關節造影高。

等采用3TMRI的Dixon IDEAL序列對肩袖韌帶撕裂牽拉肩胛上神經所致的肌肉萎縮進行評價和分析，發現重度肩袖周圍肌肉萎縮的患者岡下肌撕裂較輕度萎縮患者發生率高，而肩胛下肌撕裂的發生率降低。重度肌肉萎縮患者因肩胛上神經損傷造成肌萎縮，肌肉脂肪浸潤不僅發生在岡上肌，還發生于岡下肌和肩胛下肌。由于小圓肌是由腋神經支配，其脂肪浸潤的發生率較低。

Gupta等采用去金屬偽影迭代算法（Iterative Metal Artifact Reduction，IMAR）和濾過反向投影法（filtered back projection FBP）這兩種CT去金屬偽影方法來評價肩關節成形術后情況。結果顯示，去金屬偽影迭代算法的圖像上條形偽影較少，且對關節成形術后各結構的的診斷信心得分高于濾過反向投影法。去金屬偽影迭代算法的術后金屬周圍組織的X線吸收率較濾過反向投影法更接近于術前組織X線吸收率。

評價習慣性肩關節脫位所致肩關節關節盂骨質缺損主要通過與健側對比或者簡單的評估關節盂形狀。Ghodadra等采用統計形狀模型對肩關節關節盂缺損進行重建。結果顯示，主成分分析得到肩關節盂形態的五種主要評價參數：①關節盂后半部的半徑；②關節盂前半部半徑；③關節盂前部的大小或者曲度；④關節盂的深度；⑤關節盂下的前上部曲度。通過統計形狀模型能夠成功的重建肩胛盂的輪廓，這可以為肩胛盂缺損的外科修復提供重要的參考數據。