3.0T MRI 3D-MERGE 序列在评价冈上肌肌腱损伤程度中的应用价值

曹俊涛，胡 铭，钱平康，屠建春，张 欢，沈钧康

（1.苏州大学医学部，江苏 苏州 215006；2.南京中医药大学昆山附属医院a.放射科，b.关节骨科，江苏 昆山 215300；3.上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科，上海 200025；4.苏州大学附属第二医院放射科，江苏 苏州 215004）

中老年人群中有（1/6）～（1/3）患有肩袖损伤，其中最易累及冈上肌肌腱[1-2]。尽管临床对于冈上肌肌腱损伤的治疗方式尚存争议[2-4]，但依据其损伤程度进行相应的干预已逐渐成为共识[5]。MRI 检查目前已成为肩袖损伤的重要影像学诊断方法之一。常规的肩关节MRI 检查序列包括T1 加权成像（T1 weighted imaging,T1WI）、T2 加权成像（T2 weighted imaging,T2WI）-脂肪抑制(fat suppress，FS)、质子密度加权成像（proton density weighted imaging,PDWI）-FS，可在不同方位成像，兼顾了骨、肌肉、韧带等多种肩部组织的信号特征[6]，但其对冈上肌肌腱损伤程度的评价存在一定局限性。MRI 三维-多回波恢复梯度回波 （3 dimensional-multiple-echo recalled gradient echo,3D-MERGE） 序列可进行小角度激发、多回波无间距采集，具有信噪比高、扫描时间短和可多平面重建等特点。本研究比较了3D-MERGE序列与肩关节MRI 常规序列检查在评估冈上肌肌腱损伤程度中的诊断效能。

资料与方法

一、一般资料

收集我院2019 年6 月至2020 年6 月期间因肩痛同时行MRI 检查和关节镜手术的52 例患者的临床资料。本研究纳入患者年龄为29～72 岁，平均年龄为（52.29±10.19）岁，其中男性20 例，女性32 例，疼痛位于左肩者24 例，位于右肩者28 例。

本研究观察对象的纳入标准如下。①肩部症状、体征明显，有关节镜手术指征；②行3.0T MRI 3D-MERGE 序列及常规序列检查，且扫描序列、参数及所获图像的质量均符合要求；③年龄大于18岁，小于75 岁；④MRI 检查时间与手术时间间隔在2 周以内。本研究排除标准如下。①有肩部骨折病史者；②有肩部手术史者；③肩部发育畸形者；④有肩部肿瘤或引起冈上肌肌腱解剖关系变化的其他疾病者。本研究经南京中医药大学附属医院医学伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

二、检查方案及序列参数

所有研究对象的肩部MRI 检查均使用3.0T MRI 扫描仪 （GE MR750W）、4 通道大柔表面线圈（GEM Flex Medium Coil）。参照MRI 检查技术专家共识[6]，本研究中肩关节MRI 常规序列设置如下。①斜冠状位T1WI 扫描，TR 463 ms，TE 13 ms，层数15，视野（field of view，FOV）180 mm×180 mm，矩阵384×256，层厚3.50 mm，层间距4 mm，激励次数2，翻转角111°，采集时间101 s。②斜冠状位T2WI-FS扫描，TR 2 079 ms，TE 47 ms，矩阵320×256，层数、FOV、层厚、层间距、激励次数及翻转角同①，采集时间为121 s。③轴位T2WI-FS 扫描，TR 1 992 ms，TE 43 ms，矩阵320×256，层数18，FOV 170 mm×170 mm，层厚3.50 mm，层间距4.50 mm，激励次数及翻转角同①，采集时间为132 s。④斜矢状位PDWI-FS 扫描，TR 1 800 ms，TE 10 ms，矩阵320×224，层数、层厚、层间距、FOV、激励次数及翻转角同①，采集时间为105 s。3D-MERGE 序列检查采用斜冠状位采集，TR 30 ms，TE 12 ms，层数96，FOV 160 mm×160 mm，矩阵256×256,层厚2 mm，层间距1 mm，激励次数0.70，翻转角5°，采集时间为278 s。

三、冈上肌肌腱损伤分组评价

以关节镜检查结果为分组标准，参照Bollier等[3]、Kamath 等[7]的冈上肌肌腱损伤程度评价方法，将52 例患者分为4 组，Ⅰ组为冈上肌肌腱无损伤（含变性）；Ⅱ组为轻度损伤（撕裂＜50%）；Ⅲ组为中重度损伤（撕裂≥50%，但未及全部）；Ⅳ组为冈上肌肌腱完全撕裂（重度损伤）。由2 位副主任医师先各自根据以上2 种序列影像评价冈上肌肌腱损伤程度，再联合2 种序列影像对冈上肌肌腱损伤程度进行评价，读片结论不一致时，经协商后取得一致结果。

四、统计学处理

采用MedCalc 19.0.7 软件进行数据分析。绘制受试者操作特征曲线，采用曲线下面积和Delong检验比较3D-MERGE 序列、常规序列及联合2 种序列诊断冈上肌肌腱损伤程度的效能。P＜0.05 时认为差异有统计学意义。

结 果

52 例患者经关节镜检查证实，4 例肩关节冈上肌肌腱无撕裂，16 例存在轻度撕裂，25 例有中重度撕裂，7 例为完全撕裂。另发现冈下肌肌腱损伤11 例，肩胛下肌腱损伤4 例，肱二头肌长头肌腱损伤7 例。正常冈上肌肌腱在MRI 常规序列和3DMERGE 序列上均表现为走行自然、连续、光滑的低信号（局部变性时可表现为等信号）（见图1）；而冈上肌肌腱发生损伤时，部分或全部肌腱纤维束呈低或等信号的局部或完全中断，伴走行区或周围的高信号或稍高信号，可见肌腱断端迂曲、增粗，或伴有回缩（见图2）。

图1 右肩粘连性关节囊炎（女性，49 岁）

图2 右肩袖撕裂（女，67 岁）

3D-MERGE 序列、常规序列和联合2 种序列在评价冈上肌肌腱有无损伤方面均表现出较高的诊断效能（曲线下面积分别为094、0.88、0.96），组间两两比较差异均无统计学意义（P 均＞0.05）。在评价冈上肌肌腱中重度及以上损伤时，常规序列的诊断灵敏度较低（65.60%），特异度高（100%）；3D-MERGE序列的灵敏度（100%）和特异度（80.00%）均较高；联合2 种序列的诊断灵敏度 （100%） 和特异度（90.00%）也均较高。比较发现，3D-MERGE 序列、联合2 种序列诊断中重度及以上肌腱损伤时的效能均优于常规序列，差异有统计学意义（P 均＜0.05）；而3D-MERGE 序列与联合2 种序列检查间的诊断效能差异无统计学意义（P＞0.05）（表1、见图3）。

表1 常规序列、3D-MERGE 和联合2 种序列评价冈上肌肌腱中重度及以上损伤比较[%（95%CI）]

图3 常规序列、3D-MERGE 序列及联合2 种序列评价冈上肌肌腱损伤程度的受试者操作特征曲线

讨 论

肩袖损伤中近一半发生于冈上肌肌腱，其组织学构成由浅及深包括松散纤维血管结缔组织、富含基质结缔组织和致密胶原纤维层，肌腱远端从富含黏液和软骨基质转变为束状胶原纤维，并以非矿化纤维软骨交织模式连接到肱骨大结节[8-9]。肩袖损伤的影像学诊断主要依赖于MRI 及MRI 关节造影、超声及CT 关节造影等检查，其中MRI 检查是评估肩袖损伤的影像学金标准[5,10-11]。

目前的肩关节MRI 常规序列均基于快速自旋回波序列，相较于传统自旋回波序列，其具有成像快、多参数成像和对磁场均匀性不敏感等优点，满足了肩关节多种组织结构对比度和空间分辨率的要求。在冈上肌肌腱损伤初期，损伤部位积液、积血或炎性反应均可导致局部质子含量增高，在斜冠状位STIR 序列（T2WI-FS 序列）沿冈上肌肌腱长轴成像中高质子区可呈高或稍高信号，是诊断冈上肌肌腱损伤的优势扫描方位、序列组合[12]。实际扫描中，为避免成像时相邻层面间质子群相互干扰，各影像层面间存在一定的间隙，理论上可通过多方位成像进行弥补。Etancelin-Jamet 等[13]调整了肩关节斜矢状位T2WI-FS 序列的采集角度，从而提高了肩袖（尤其是冈上肌肌腱）损伤的检出效率，但对于肩袖或冈上肌肌腱损伤程度缺乏有效评价。对于冈上肌肌腱损伤病例，由层间隙导致液体敏感序列 （如T2WI、T2WI-FS 序列等） 采集信息的缺失以及由常规扫描层厚引起的部分容积效应，都给冈上肌肌腱损伤程度的判断带来一定局限性。尽管肩袖损伤治疗技术不断进步，Ry觟s覿等[4]对252 例肩袖损伤患者1 年的随访显示，手术治疗并不比单纯保守治疗更有效，而Kamath 等[7]对37 例行关节镜修补术的冈上肌肌腱中重度以上损伤（撕裂＞50%）患者行术后2 年的随访显示，患者的总体满意度达95%，可见在术前对患者肩袖损伤的程度进行评价十分必要，尤其是对于冈上肌肌腱部分撕裂的患者。

MERGE 序列是一种快速梯度回波序列，其运用一次小角度激发可在数个回波时间内采集多重回波信号，并取平均值以形成单个T2* 加权图像，具有高信噪比、高空间分辨力、低磁敏感伪影等特点，反映组织的T2*弛豫信息[14-15]。与MERGE 序列相比，3D-MERGE 序列在保持空间分辨率高的同时可进一步提高信噪比。基于冈上肌肌腱组织特性的定量MRI 测量技术T2* Mapping 被认为是测量肌腱结构完整性的最佳方法。研究显示，肌腱的T2*值为11～12 ms[9]，与本研究采用回波时间设置基本一致。采用3D-MERGE 序列的斜冠状位薄层、无间距采集并辅以多平面重建，可获得完整的冈上肌肌腱高分辨率T2*WI 影像，对损伤时肌腱纤维断裂、出血、新血管形成、纤维化或瘢痕形成以及炎性浸润等微环境变化造成的磁场不均匀具有高灵敏度，以此增强与正常结构间的对比，可为冈上肌肌腱或肩袖损伤程度诊断提供有力的证据。已有较多研究探讨了MRI 3D-MERGE 序列在显示骨关节、腰骶神经及血管壁斑块等方面的应用价值[15-18]。张惠卿等[16]的研究结果显示，MRI 3D-MERGE 序列能有效提高肩袖及肩关节韧带损伤的检出率，但对于肩袖损伤程度的评价方面，尚缺乏进一步的研究。本研究显示，MRI 3D-MERGE 序列与常规序列及联合2 种序列在评价冈上肌肌腱有无损伤方面差异无统计学意义，其原因可能为冈上肌肌腱近肱骨附着区易变性或肌腱本身组织特性导致其信号特征与轻度损伤信号有一定重叠，应提高对冈上肌肌腱及肩袖肱骨附着区病理生理变化的再认识。在评价冈上肌肌腱中重度及以上损伤时，MRI 3D-MERGE 序列联合多平面重建可对包含冈上肌肌腱在内的各肩袖组成进行追踪显示，对冈上肌肌腱形态结构、信号特征进行多维度观察，其诊断效能较常规序列显著提高。MRI 3D-MERGE 与常规序列联合应用，在评价冈上肌肌腱中重度及以上损伤方面的灵敏度和特异度得到提高，可为临床选择干预方式提供参考。

本研尚存在以下方面的不足。①MRI 3DMERGE 序列采用小角度射频脉冲激发、频繁转换梯度磁场采集信号，仅能反映组织T2* 弛豫信息，对于肩袖外结构需结合常规序列进行综合评价；②MRI 3D-MERGE 序列评价冈上肌肌腱重度损伤与完全撕裂间存在一定的重叠区，可能与该序列信噪比值和对比噪声比较高有关，但这并不影响患者进一步治疗方法的选择；③本研究仅涉及冈上肌肌腱，对于其他肩袖组成部分、肱二头肌长头肌腱等未行进一步分析，其损伤程度与患者预后间的关系还需要深入研究。

总之，MRI 3D-MERGE 序列能对冈上肌肌腱损伤时的微结构变化进行准确呈现，提升了MRI 对冈上肌肌腱中重度及以上损伤的诊断效能，可以作为评价冈上肌肌腱损伤程度评估的补充序列。