高场磁共振软骨敏感序列对类风湿关节炎的早期诊断价值

杨华园 夏玉君 金立新

【摘要】类风湿性关节炎（rheumatoidarthritis，RA）是一种以慢性进行性关节病变为主的自身免疫性疾病，未经及时治疗有较高的致残率。早期诊断、早期治疗是使患者得到较好预后的关键。MRI因为具有较高的软组织对比度和空间分辨率，可以直接显示代表RA病理特征的滑膜增厚和软骨改变，使早期诊断成为可能。目前，国内、外关于RA的MRI研究均较少涉及早期诊断，笔者通过对53例多关节肿痛患者双腕关节的MRI多序列研究，旨在探讨3.0T磁共振软骨敏感序列成像技术在早期类风湿性关节炎中的诊断价值。

【关键词】腕关节；类风湿性关节炎；磁共振成像；软骨敏感序列

【中图分类号】R451【文献标识码】B【文章编号】1005-0019（2015）01-0564-01

1.材料与方法

1.1研究对象选择临床确诊的早期类风湿性关节炎病人（rheumatoidarthritis，RA），且双侧腕关节X线平片无明显骨质破坏的患者53例，男17例，女36例，年龄18～62岁，平均43.7岁。

1.2扫描注意事项将腕关节标本置于检查床中央并将其垫高约30cm，靠近磁场中心以取得好的扫描效果；不宜将标本包的过紧，标本与线圈之间的空隙用软垫充填以减少伪影的产生。

1.3MR扫描对病人双侧手及腕关节分别进行SETlWI、SET2WI、PDWI、FSPDWI、3D-FSPGR（三维脂肪抑制扰像梯度回波序列）冠、横轴位扫描，应用GESIGNAEXlTE23.0T磁共振仪，用software4.2软件进行后处理。

1.4资料分析对所有序列的相同层面腕头状骨软骨、病变软骨的信号强度进行测量，分别计算出腕关节头状骨软骨、病变软骨的SNR（信噪比）及二者之间的CNR（对比度）。所有数据均采用SPSS13.0进行统计学分析。用随机区组设计的方差分析进行SNR和CNR的整体比较；不同序列参数值采用q检验进行两两比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2.结果

所有序列中SET1WI、SET2WI显示关节软骨质量较差；FSPDWI序列诊断效能较前二者均有所提高；3D-FSPGR序列可以敏感发现软骨微小改变，对于显示软骨病变有较高诊断价值。各序列软骨SNR间差异有统计学意义（p<0.001）；3D-FSPGR序列软骨SNR显著高于其他序列，FSPDWI序列次之，SET1WI、SET2WI序列软骨SNR最差。SET1WI、SET2WI的CNR（软骨/骨髓）、（软骨/肌腱）间差异均无统计学意义（p>0.05）；其他各序列间CNR（软骨/骨髓）、（软骨/肌腱）对比差异有统计学意义（p<0.001）；3DFSPGR和FSPDWI序列在显示关节软骨与周围组织时具良好区分度，同时也有较高的软骨SNR，二者对比，尤以前者表现最佳。

3.讨论：

3.1腕关节扫描序列成像原理

1.1SET1WIT1WI主要反映组织纵向驰豫的差别。我们以甲、乙两种组织为例，假设这两种组织质子密度相同，但甲组织的纵向驰豫比乙组织快（甲组织T1值短于乙组织）。进入主磁场后由于质子密度相同，甲、乙两种组织产生的纵向磁化矢量大小相同，一个射频90。脉冲后产生的宏观横向磁化矢量的大小也相同。当射频脉冲关闭后，甲乙两种组织将发生纵向驰豫，由于甲组织的纵向驰豫比乙组织快，过一定时间后，甲组织已经恢复的宏观纵向磁化矢量将大于乙组织。此时由于接收线圈不能檢测到这种纵向磁化矢量的差别，必须使用第二个90。脉冲。第二个90。脉冲后，甲、乙两种组织的宏观纵向磁化矢量将发生偏转，产生宏观横向磁化矢量，因为此时甲组织的纵向磁化矢量将大于乙组织，其产生的宏观横向磁化矢量将大于乙组织。尽管这时检测到的依然是宏观横向磁化矢量的差别，但这种宏观横向磁化矢量实际上代表的第二个90。脉冲前宏观纵向磁化矢量的差别，而这种宏观纵向磁化矢量的差别是因为甲、乙两种组织的纵向驰豫不同造成的，因此是TIWI加权像。

3.1.2SET2WIT2WI主要反映组织横向驰豫的差别。必须用聚焦脉冲采集自旋回波方可获得组织真正T2驰豫的信息。以甲、乙两种组织为例，假设这两种组织质子密度相同，但甲组织的横向驰豫比乙组织慢（甲组织T2值长于乙组织）。进入主磁场后由于质子密度一样，甲、乙两种组织产生的宏观纵向磁化矢量大小相同，一个射频脉冲90。脉冲激发后，两种组织产生的旋转宏观横向磁化矢量的大小也相同。当90。射频脉冲关闭后，甲乙两种组织将发生横向驰豫，由于甲组织的横向驰豫比乙组织慢，到一定时刻，甲组织的宏观横向磁化矢量衰减少于乙组织，其宏观横向磁化矢量将大于乙组织，此时检测MR信号，甲组织的MR信号强度将高于乙组织，即是T2WI。在T2WI上，组织T2的值越大，其MR信号强度越大。

3.1.3FSPDWI即脂肪抑制的质子密度加权像。本文采用的脂肪抑制方法为频率选择预饱和（化学饱和法），频率选择预饱和是一种被广泛应用的脂肪抑制技术，是在无梯度场的条件下以窄频带脉冲优先激发脂肪（优先于水），并用附加的梯度场使脂肪信号相位分散.然后再开始使用所选择的脉冲序列，脂肪组织中氢质子的进动频率比水中质子要低，称之为化学位移，可以利用这一特性来选择适当的发射频率，优先激发脂肪，进而使其抑制。

3.1.43D-FSPGR序列趋向于T1WI，采用的是小角度激发，不必使用90。激发脉冲，这样就减少了整个序列的重复时间（TR），在梯度回波的连续产生过程中每次残余在XY平面内的Mxy被强梯度脉冲或相位阶梯变化的RF脉冲破坏，Mxy彻底散相，因而不会对下一个周期Mxy产生影响，这样得到的MR图像无横线干扰。同时，3D-FS-SPGR序列利用脂肪抑制技术抑制了骨髓内的脂肪组织信号，消除了脂肪高信号的干扰，从而保证了此序列图像的高信噪比、高分辨力。

3.2软骨敏感序列3D-FSPGR的优势

腕关节结构多而又极其复杂，从而对MRI检查提出了极高的技术要求。从成像角度说，这种细小而复杂的结构要求高空间分辨率扫描，随着MR设备的不断进展，MRI图像质量的不断提高，腕关节MRI在技术上更容易实现。3D-FSPGR是目前公认的显示关节软骨的最佳扫描序列。Dislerr171等报道该序列对软骨缺损诊断的敏感度、特异度最高，与关节镜诊断分级一致。冷晓明等对比3D-FSPGR与常规T1WI、T2WI、FSPDWI序列，结果显示前者有着明显优势，关节软骨显示得更加清晰，厚度测量更加准确。李松柏等证实，三维脂肪抑制扰像梯度回波序列（3D-FSPGR）对关节软骨病损诊断的敏感度为86%，特异度为96%，准确度Kappa值为0.8，明显优于其它序列，是诊断关节软骨病损的最敏感的扫描序列。

3DFSPGR参数优化分析3DFSPGR序列有[minimum（2.2ms）、minfull（6.6ms）、inphase（2.2ms）、outphase（3.2ms）]四种TE时间可供选择，但其中minimum（2.2ms）与inphase（2.2ms）时间相同，因此本研究选择三种TE时间与五种不同Flip（5。、10。、20。、30。、60。）进行扫描组合，结果发现3D-FSPGR序列在不同的参数组合扫描中所得到的图像质量有差别。实验时先定回波时间，分别测量、对比不同翻转角腕关节软骨SNR、CNR（软骨/骨髓）、CNR（软骨/肌腱），得出翻转角为30。时，SNR（软骨）、CNR（软骨/骨髓）最大，再以翻转角30。为基准，取不同回波时间分别进行扫描，对结果分析发现，以回波时间为6.6ms时的3DFSPGR序列关节软骨的图像质量最好。通过以上实验可指导日常工作进行关节软骨3DFSPGR序列成像时直接选择翻转角30。、回波时间6.6ms参数，从而在一定程度上避免了盲目性的调整。

MRI对腕关节类风湿性关节炎的诊断有着传统影像学检查（包括普通X线、CT）不可替代的作用，是类风湿性关节炎诊断的可靠手段之一，并可应用于早期诊断。3D-SPGR明显优于其它序列，是诊断关节软骨病损的最敏感扫描序列。

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