磁共振T2mapping 成像在膝關節骨關節炎診斷中的應用研究

董蘭蘭 李燕

膝關節骨關節炎是一種可引發患者肢體制動而影響其日常生活的慢性關節疾病，以膝關節部位異常骨質增生或軟骨退行性病變為典型特征，其患病率在我國存在明顯地域及城鄉差異。我國目前該疾病患病率為8.1%，其中以老年人最為常見，且伴隨年齡增長，患病率更高[1]。有研究曾報道，45 歲以下的中青年膝關節骨關節炎的患病率較低，一般為1%～4%，而65 歲以上的老年群體，患病率可增加至50%，75 歲以上人群發病率更是高達80%[2]。盡早診療是減輕膝關節骨關節炎患者癥狀、延緩病情進展、矯正畸形、恢復或改善膝關節功能、提高生存質量的關鍵。目前臨床診斷多采用影像學檢查手段，其中關節鏡檢查被公認為是膝關節骨關節炎診斷的金標準，但這一檢查操作具有侵襲性且檢查費用較高，因此在臨床實際應用中具有較大局限性[3]。相比之下，磁共振成像技術不僅可滿足患者非侵入性軟骨評估需求，對關節軟骨病變的診斷結果也與關節鏡檢查具有高度的一致性，尤其是磁共振T2mapping 成像這一軟骨退變高敏感技術的引入，使膝關節骨關節炎患者軟骨病變的鑒別診斷效果有著明顯的提升[4]。基于此，本研究以關節鏡檢查為金標準，分析磁共振T2mapping 成像技術在膝關節骨關節炎診斷中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象選擇2022 年5 月～2023 年5 月我院收治的60 例膝關節骨關節炎患者作為研究對象（研究組），其中男40 例，女20 例，年齡51～85 歲，平均（69.21±6.15）歲，體質量指數20～24kg/m2，平均（22.17±0.84）kg/m2；另選同期正常體檢人員60 例作為對照組，其中男22 例，女38 例，年齡50～84 歲，平均（68.73±6.17）歲，體質量指數20～24kg/m2，平均（22.21±0.96）kg/m2。兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

納入標準：①研究組患者均行關節鏡檢查確診膝關節骨關節炎，對照組患者均無任何膝關節病變，兩組均自愿接受磁共振T2mapping 成像檢查；②患者耐受本研究各項檢查且無檢查禁忌證；③研究組患者近期均有膝關節疼痛癥狀，對照組患者無任何膝關節疼痛等不適感；④遵循知情自愿原則。排除標準：①近期有對關節軟骨產生影響的藥物應用史或合并其他嚴重關節疾患；②產生膝關節外傷史或手術史；③影像圖質量不佳；④近期有劇烈運動史。

1.2 方法掃描前確定患者3h 內未劇烈運動，檢查時協助患者取正確仰臥位，足先進，采用Siemens Skyra 3.0T 磁共振掃描儀16 通道膝關節專用線圈，先行質子加權成像矢狀位掃描（3 600ms 重復時間，17ms 回波時間）、抑脂T2 加權成像矢狀位掃描（4 000ms 重復時間，52ms 回波時間）、T1 加權成像冠狀位掃描（765ms 重復時間，16ms 回波時間）及抑脂T2 加權成像冠狀位掃描（4 000ms 重復時間，52ms 回波時間），然后基于快速小角度激發成像多回波序列開展T2mapping 成像掃描，掃描參數：384×384 矩陣，0.3mm 層距，3mm 層厚，16cm×16cm 視野，1 270ms 重復時間，13.2、27.4、41.2、55.3、69ms 回波時間，1 次激勵次數，180°翻轉角，253s 掃描時間。掃描完成后將原始數據及圖像上傳至Siemens syngo.via MR 工作站并采用相應軟件處理膝關節軟骨T2mapping 偽彩圖圖像，并選取感興趣區測量軟骨T2*值（膝關節股骨內、外側踝和內、外脛骨平臺），各區域測量結果均取連續3 次測量結果的均值。

1.3 觀察指標比較兩組T2mapping 偽彩圖圖像特征，計算兩組膝關節不同區域（膝關節股骨內、外側踝和內、外脛骨平臺）軟骨T2*值，對比研究組不同病變程度（輕、中、重度）患者膝關節不同區域軟骨T2*值，并以關節鏡檢查結果為金標準，分析磁共振T2mapping 成像檢查對研究組膝關節骨關節炎的檢出情況及診斷效能。膝關節骨關節炎病變嚴重程度判定采用Noyes 分級標準：Ⅰ級為輕度（患處關節軟骨內信號異常），ⅡA 級（患處關節軟骨缺損率＜50%）、ⅡB 級（患處關節軟骨缺損率＞50%）為中度、ⅢA（患處關節軟骨全層缺損但相鄰軟骨下骨質正常）、ⅢB 級（關節軟骨全層缺損且相鄰軟骨下骨質缺損或信號異常）為重度[5]。

1.4 統計學方法用SPSS 20.0 軟件分析數據。計量資料用表示，行t/F檢驗，計數資料用n（%）表示，行χ2檢驗。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 比較兩組T2mapping 偽彩圖圖像研究組T2mapping 偽彩圖顯示損傷軟骨形態不連續，表面不光滑，可見斑片狀綠色色階，色階信號不均勻；對照組T2mapping 偽彩圖顯示軟骨形態連續，光整，色階信號均勻且分界清楚，淺層、深層軟骨分別呈綠色、橙色。

2.2 比較兩組膝關節不同區域軟骨T2＊值研究組膝關節股骨內、外側踝和內、外脛骨平臺T2*值均明顯高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組膝關節不同區域軟骨T2*值比較（，ms）

表1 兩組膝關節不同區域軟骨T2*值比較（，ms）

2.3 比較研究組不同程度病變患者膝關節不同區域軟骨T2＊值將研究組60 例膝關節骨關節炎患者根據病情嚴重程度進行分組，其中輕度組19 例，中度組24 例，重度組17 例。重度組膝關節股骨內、外側踝和內、外脛骨平臺T2* 值均明顯高于輕、中度組，差異有統計學意義（P＜0.05）；中度組膝關節股骨內、外側踝和內、外脛骨平臺T2* 值均明顯高于輕度組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 各組膝關節不同區域軟骨T2*值比較（，ms）

表2 各組膝關節不同區域軟骨T2*值比較（，ms）

注：與輕度組比較，*P＜0.05；與中度組比較，#P＜0.05

2.4 磁共振T2mapping 成像檢查對研究組膝關節骨關節炎的檢出情況及其診斷效能研究組60例關節鏡檢查確診膝關節骨關節炎患者，經磁共振T2mapping 成像檢查正確檢出陽性57 例，誤診3 例，其準確性、靈敏度均為95%，漏診率為5%。

3 討論

膝關節骨關節炎是一種早期病情隱匿、進展至一定階段才會逐漸出現膝關節疼痛等臨床癥狀的慢性進行性疾病，以關節軟骨損傷為主，隨病情進展可累及整個關節組織，造成關節功能受限，甚至可致殘，導致患者無法行動，嚴重影響患者的正常工作和生活[6，7]。根據疾病嚴重程度，膝關節骨關節炎可分為初期（日常活動及膝關節形態正常但偶有膝關節疼痛癥狀），早期（日常生活基本影響不大，膝關節形態正常，但經常性膝關節疼痛，活動輕微受限），中期（經常性膝關節疼痛且日常活動因疼痛而受限，可能有輕度膝關節內翻或外翻），晚期（膝關節非常疼痛且日常活動嚴重受限，膝關節內、外翻或屈曲攣縮畸形明顯）。臨床治療主要根據患者病情進行方案選擇，其中初期或早期患者多采取保守治療（基礎治療和藥物治療），而中、晚期患者需采取手術治療（修復性治療、重建治療），且越早發現并開展診療措施，治愈難度越小，預后越良好[8～10]。由于膝關節骨關節炎早期缺乏典型體征，臨床診斷多需借助X 線、CT、磁共振等影像學檢查輔助確診。有研究發現，X 線檢查膝關節骨關節炎大多可見病灶處關節軟骨下骨硬化或囊腫、關節邊緣骨質增生及間隙明顯變窄等典型表現，為此X 線檢查在很長一段時間是臨床診斷膝關節骨關節炎的金標準，但伴隨醫療技術的不斷革新，X 線檢查由于只能識別軟骨下骨變化，不能直接顯示軟骨組織，所以在軟骨病變程度較小、邊緣骨質增生不明顯等情況下，存在一定的漏診或誤診，而CT 檢查結果往往與X線檢查結果類似，也具有同樣的應用局限性[11]。

目前，國際上多以關節鏡檢查為膝關節骨關節炎的輔助診斷金標準，該檢查方式可直觀了解膝關節骨關節內部損傷，明確軟骨不同程度損害，但該方式屬于有創檢查，不僅檢查費用高，且無法動態監測患者骨性病變，所以在膝關節骨關節炎早期診斷及病情評估方面并不適用，不能作為常規檢查應用[12，13]。相比之下，磁共振成像檢查在膝關節骨關節炎早期診斷中具有更高的應用價值，不僅可通過多序列成像清晰顯示不同方位人體軟組織狀態以判斷早期軟骨病變等關節異常，還可在多參數支撐下評估患者病情嚴重程度，為早期診療提供重要參考數據[14]。既往也有研究提出，磁共振成像可直觀了解軟骨損傷情況，這對準確進行軟骨定量評價具有重要意義，在膝關節骨關節炎患者病情嚴重程度鑒別方面也具有積極作用，尤其是T2mapping 成像，通過其T2*值變化及偽彩圖差異可有效分辨軟骨結構變化[15]。本研究結果顯示，研究組T2mapping 偽彩圖顯示軟骨形態及色階信號與對照組存在較大差異，且研究組膝關節股骨內、外側踝和內、外脛骨平臺T2*值較對照組均明顯更高（P＜0.05），提示膝關節骨關節炎患者在磁共振T2mapping 成像下，其軟骨形態、色階信號及膝關節不同區域T2*值與正常健康人均存在明顯差異。分析其原因，膝關節骨關節炎患者伴隨軟骨進行性退變，其軟骨蛋白聚糖及含水量相對減少，且伴隨這類物質含量的降低，患者膠原基質及膠原結構和組織也會發生相應改變，而磁共振T2mapping 成像通過T2*值差異可精準分析患者軟骨水含量、膠原結構和組織變化，繼而準確診斷患者病情[16]。另外，患者軟骨內各組織成分變化是出現在軟骨形態改變之前的，所以臨床早期通過這類成分測量差異進行疾病診斷及病情評估是可行的[17]。

本研究分析不同嚴重程度患者膝關節不同區域軟骨T2*值，結果顯示，病情嚴重程度不同的患者膝關節不同區域軟骨T2*值不同，且呈現病情越嚴重，膝關節股骨內、外側踝和內、外脛骨平臺T2*值越高的特征，表明磁共振T2mapping 成像在診斷膝關節骨關節炎患者病情嚴重程度方面具有重要的積極作用。孫兆男等[18]在類似研究中也曾表示，膝關節骨關節炎患者在患病早期關節軟骨內生物化學成分及生物力學空間就已經發生改變，且伴隨病情進展其改變越發明顯，磁共振T2mapping 成像的T2*值可以從數據上準確分析上述改變，并量化評價患者病情嚴重程度。本研究結果顯示，磁共振T2mapping 成像檢查在膝關節骨關節炎診斷中的準確性及靈敏度均為95%，漏診率為5%，提示該檢查方法在膝關節骨關節炎診斷中應用價值較高，與關節鏡檢查結果具有高度一致性。不過由于本研究樣本較少，無法更全面評估各因素對軟骨T2*值的干擾，有待后續擴大樣本量，對其進一步展開深入探究。

綜上所述，磁共振T2mapping 成像診斷膝關節骨關節炎的應用價值較高，與關節鏡檢查具有高度一致性，診斷效果顯著，不僅可有效檢出膝關節骨關節炎，還能準確評估其病情嚴重程度，具有較高的臨床推廣應用價值。