3D UTE-T2*評價跟腱腱病及其與臨床評分的相關(guān)性

喬 洋，陶虹月，胡憶文，華英匯，陳 爽*

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科，2.運動醫(yī)學(xué)科，上海 200040)

3D UTE-T2*評價跟腱腱病及其與臨床評分的相關(guān)性

喬 洋1，陶虹月1，胡憶文1，華英匯2，陳 爽1*

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科，2.運動醫(yī)學(xué)科，上海 200040)

目的 采用3D超短回波時間(UTE)-T2*序列比較病變跟腱與健康跟腱T2*值的差異，并分析其與臨床評分的相關(guān)性。方法 納入15例跟腱病變患者(病變組)和10名健康志愿者(對照組)，行UTE序列及常規(guī)序列MR掃描。按縱向長度將跟腱平均分為3段，計算這3段以及跟腱總體的T2*值。采用臨床美國足踝外科協(xié)會(AOFAS)評分和跟腱完全斷裂(ATRS)評分對跟腱病變患者進行臨床評估。兩組T2*值的比較采用獨立樣本t檢驗，患者跟腱T2*值與臨床評分的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。結(jié)果 病變組患者4個ROI的T2*值明顯高于對照組；病變組T2*值與AOFAS及ATRS評分呈負相關(guān)(r=-0.92、-0.90，P<0.01)。結(jié)論 跟腱病變患者跟腱T2*值升高，UTE-T2*可從組織生化結(jié)構(gòu)方面定量評估跟腱情況，且與臨床一致，有助于跟腱病的早期準(zhǔn)確診斷。

跟腱；超短回波時間；臨床評分；磁共振成像

圖1 跟腱的分段 按長度將跟腱平均分為3段，由上至下分別為：肌腱連接段(MTJ)、中間段(MID)和插入段(INS)；以及跟腱整體(bulk)，共4個ROI 圖2 跟腱T2*mapping圖 A.病變組跟腱主要為綠色及少量藍色，伴小片黃色紅色混雜，T2*值較高; B.對照組跟腱主要為藍綠色混雜，T2*值較低

腱病是臨床最常見的骨肌系統(tǒng)損傷之一，表現(xiàn)為肌腱疼痛、腫脹以及功能受限[1]。其中，跟腱腱病的發(fā)病率較高，且隨著近些年運動的普及而呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢[2]。雖然跟腱腱病的確切病因尚不清楚，但研究[3]認為，跟腱的超負荷和過度使用是主要發(fā)病原因。腱病的病理改變可分反應(yīng)期、損傷期及退變期[4]。病變早期(反應(yīng)期及損傷初期)可逆，主要為組織生化方面的輕度改變，包括跟腱膠原纖維的破壞和減少、含水量增加、細胞成分的增加甚至新生血管形成；晚期(損傷末期及退變期)不可逆，可進一步出現(xiàn)跟腱撕裂、腫脹等形態(tài)學(xué)的改變[4]。因此早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷并及時干預(yù)對于跟腱腱病的治療和預(yù)后尤為重要。跟腱腱病的常規(guī)影像學(xué)診斷方法主要為X線和超聲，前者對于跟腱鈣化的診斷有重要意義，但對其他變化不敏感，極易漏診；后者的診斷受檢查醫(yī)師經(jīng)驗的影響大，可重復(fù)性較差，圖像對比價值較低。MRI作為一種無創(chuàng)、可靠的診斷工具，已逐漸應(yīng)用于評價跟腱的病理學(xué)改變。跟腱組織結(jié)構(gòu)高度有序，橫向弛豫時間較短，傳統(tǒng)長回波時間MR序列無法捕捉跟腱信號，僅可顯示跟腱腱病晚期的形態(tài)學(xué)改變，如連續(xù)性破壞、增粗、信號明顯升高等，但無法反映病變早期的組織學(xué)改變，也無法進行定量測量[5]。小于1 ms回波時間的超短回波時間(ultra-short echo time, UTE)序列可捕捉T2/T2*時間較短及含有較多短T2/T2*成分的組織信號，且可定量測量組織T2/T2*值，因而可以用于測量跟腱病變早期T2/T2*值的改變，及時發(fā)現(xiàn)并診斷腱病。本研究旨在探討定量三維UTE-T2*序列發(fā)現(xiàn)并評估跟腱病變的能力以及腱病患者跟腱T2*值與臨床美國足踝外科協(xié)會(American Orthopaedic Foot and Ankle Society, AOFAS)評分和跟腱完全斷裂評分(achilles tendon total rupture score, ATRS)的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2016年3月—2016年8月于復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)科就診，表現(xiàn)為單側(cè)跟腱疼痛、壓痛及腫脹，未經(jīng)任何治療的臨床診斷為跟腱腱病患者15例(病變組)，其中男14例，女1例，年齡26～52歲，平均(36.7±7.0)歲，體質(zhì)量指數(shù)(23.08±3.08)kg/m2；收集性別、年齡和體質(zhì)量指數(shù)與病變組相匹配的健康志愿者10名(對照組)，男9名，女1名，年齡23～56歲，平均(37.2±10.3)歲，體質(zhì)量指數(shù)(23.75±2.16)kg/m2。排除有任何MR掃描禁忌以及踝關(guān)節(jié)X線顯示明顯肌腱斷裂或鈣化者。本研究經(jīng)我院倫理審查委員會批準(zhǔn)，所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2儀器與方法 采用GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，8通道頭顱線圈。患者取踝關(guān)節(jié)伸直位，仰臥足先進。采用矢狀位PD-TSE序列對跟腱進行形態(tài)學(xué)評估，TR 2 843 ms，F(xiàn)OV 180 mm×180 mm，層厚2.0 mm，翻轉(zhuǎn)角142°。采用矢狀位四回波時間3D-UTE序列對跟腱進行定量測量，TE 0.032、7.5、20.5、28 ms，TR 202.1 ms，F(xiàn)OV 140 mm×140 mm，層厚2.0 mm，翻轉(zhuǎn)角18°。臨床評分依據(jù)AOFAS和ATRS系統(tǒng)評估患者的臨床情況，滿分均為100分。AOFAS評分對患者疼痛、自主活動、步態(tài)、踝關(guān)節(jié)活動度及穩(wěn)定性等行評價，≥90為優(yōu)，75～89為良，50～74為可，<50為差；ATRS包括與患者日常活動等相關(guān)的10個問題，每個問題滿分10分(功能無受限)，最低分0分(功能最嚴(yán)重受限)。

1.3圖像分析 采用GE AW 4.6后處理工作站獲得UTE-T2*圖像，完整且清晰顯示跟腱的3～4個層面，按縱向總長度將跟腱平均分為插入段(insertion, INS)、中間段(middle, MID)和肌腱連接段(muscle-tendon junction, MTJ)，每段長約2～3 cm(圖1)，將3段ROI的總和作為跟腱整體ROI(bulk)，分別計算4個ROI跟腱組織的平均T2*值，以及各回波UTE-T2*圖像的T2*值。同時，在跟腱最大層面，描繪整體ROI，設(shè)定色階圖參數(shù)值，繪制跟腱UTE T2*-mapping圖(圖2)。

圖3 患者跟腱T2*值與AOFAS(A)和ATRS(B)評分的相關(guān)性

1.4統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。經(jīng)Shapiro-Wilk法證實各數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布。兩組T2*值的比較采用獨立樣本t檢驗。病變組跟腱T2*值與臨床評分之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

所有受檢者的MR圖像均無明顯的肌腱撕裂跡象。病變組跟腱總體ROI平均T2*值明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(12.67±0.77 vs 11.09±0.30；t=7.193，P<0.01)。病變組跟腱MTJ、MID、INS各段ROI的T2*值也分別高于相應(yīng)對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(MTJ：12.20±0.73 vs 10.97±0.54，t=4.534，P<0.01；MID：12.61±0.98 vs 11.16±0.35，t=5.282，P<0.01；INS：13.25±0.76 vs 11.12±0.55，t=7.565，P<0.01)。病變組的AOFAS和ATRS評分分別為72.33±4.08和58.53±9.80，跟腱總體平均T2*值與AOFAS和ATRS評分呈負相關(guān)(r=-0.92、-0.90，P均<0.01)，見圖3。

3 討論

跟腱是人體最強的肌腱，上起于腓腸肌和比目魚肌腱下止于跟骨結(jié)節(jié)；主要由水、Ⅰ型膠原纖維及蛋白聚糖構(gòu)成，形成致密的纖維結(jié)締組織。跟腱腱病是骨科、運動醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、職業(yè)病和老年醫(yī)學(xué)的常見病變，主要臨床表現(xiàn)為疼痛、壓痛以及功能受限[6]。腱病早期的組織生化改變可逆，損傷跟腱組織需要恰當(dāng)?shù)男迯?fù)手段和充足的修復(fù)時間，否則可能造成大量腱細胞死亡，膠原和基質(zhì)合成減少，進而使得周圍組織更容易損傷。既往對跟腱病變的診斷多依據(jù)臨床癥狀，檢出時多已進展為中晚期[7]，因此，如何早期準(zhǔn)確診斷跟腱腱病進而給予臨床干預(yù)是目前亟待解決的問題。MR顯示跟腱組織結(jié)構(gòu)優(yōu)于X線、CT和超聲，已越來越多地應(yīng)用于跟腱病變的診斷。傳統(tǒng)MR序列常采用長回波時間，不能顯示跟腱等短T2組織的組織學(xué)改變。作為一個新的定量測量技術(shù)，3D UTE多回波脈沖序列應(yīng)用半射頻脈沖結(jié)合一個層面選擇梯度實現(xiàn)層面激發(fā)，采用放射狀或螺旋狀軌跡填充k空間及變速選擇性激發(fā)技術(shù)，短硬脈沖激發(fā)及三維放射狀采集實現(xiàn)三維UTE成像，可以捕捉到常規(guī)T2 mapping序列難以獲得的短T2*組織信號，并且對于跟腱病變早期組織生化學(xué)的改變，如膠原纖維結(jié)構(gòu)的破壞、蛋白多糖和含水量的增加等，十分敏感，可作為一種能夠早期并準(zhǔn)確檢測跟腱病變的有效工具[8-9]。T2*mapping反映T2*值的空間分布，可提供更直觀形象的圖像，因此，本研究測定跟腱組織UTE-T2*值并繪制T2*mapping圖以形成更鮮明的對比。

本研究結(jié)果表明，跟腱病患者的跟腱總體及分段T2*值均高于健康志愿者。跟腱T2*值的升高提示膠原纖維結(jié)構(gòu)紊亂、含量減少或含水量增加，與其組織病理變化一致。Gardin等[10]采用單指數(shù)計算獲得相似的結(jié)論，同時還發(fā)現(xiàn)腱病患者的無癥狀側(cè)的跟腱T2*值高于健康跟腱，表明對于同一個體，致病因素可能同時作用于雙側(cè)跟腱。Juras等[5]采用雙指數(shù)定量3D-UTE，同樣發(fā)現(xiàn)病變跟腱短組分、長組分T2*值均高于健康跟腱；采用單、雙指數(shù)計算T2*值的比較研究發(fā)現(xiàn)，雙指數(shù)的短T2*組分計算所得T2*值更大，與臨床評分相關(guān)性更強，因而更有意義。但雙指數(shù)計算不僅需要大量回波及長時間掃描，且對移動偽影和魔角效應(yīng)更敏感，較難應(yīng)用于臨床[11]，因此本研究采用單指數(shù)研究方法。Grosse等[12]也觀察到病變跟腱和健康對照間T1和T2*的差異有統(tǒng)計學(xué)意義。本研究中病變跟腱INS段的T2*值較高，可能因為跟腱腱病多發(fā)生于距止點2 cm內(nèi)[13]，但還需進一步進行統(tǒng)計學(xué)分析。

AOFAS和ATRS評分均在臨床廣泛應(yīng)用，可綜合評定跟腱情況[14]。目前，對T2*值與臨床評分相關(guān)性的研究鮮見。本研究發(fā)現(xiàn)腱病患者的跟腱T2*值與AOFAS和ATRS評分均呈負相關(guān)，提示T2*可為腱病患者的臨床預(yù)后提供精確指導(dǎo)。Juras等[11]也發(fā)現(xiàn)ATRS評分和單指數(shù)T2*間存在類似的相關(guān)性。

本研究的局限性：首先，研究患者數(shù)量過少，會增加統(tǒng)計偏差、降低結(jié)果的可信度，但兩組研究對象性別、年齡和BMI匹配，可一定程度減小誤差、增加可比性；其次，單指數(shù)T2*值計算反映跟腱所有組分的平均弛豫時間，可能導(dǎo)致測得T2*值，尤其是病變跟腱T2*值偏低[5]，但雙指數(shù)分析掃描時間過長，同樣會增加移動偽影，降低測量準(zhǔn)確度；另外，可增加單側(cè)跟腱病患者的對側(cè)跟腱作為對照，以探討其與健康人跟腱的差異。今后將會進一步擴大研究隊列，增設(shè)對照組，且定期隨訪治療后的腱病跟腱。

總之，腱病患者跟腱T2*值升高，UTE-T2*可從組織生化結(jié)構(gòu)方面定量評估跟腱情況，且與臨床高度一致，有助于腱病的早期發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確診斷。

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國家自然科學(xué)基金青年基金項目(81501440)、上海市科學(xué)技術(shù)委員會項目(16ZR1404600)。

喬洋(1991—)，女，遼寧遼陽人，在讀碩士。研究方向：骨關(guān)節(jié)肌肉系統(tǒng)影像學(xué)。E-mail: 619748965@qq.com

陳爽，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科，200040。E-mail: shuang6895@aliyun.com

2016-10-31

2017-01-16

R686.1; R445.2

A

1003-3289(2017)03-0445-04