磁共振定量磁化率成像在半月板变性和半月板撕裂诊断中的应用价值

陈钰祥

(兰溪市人民医院，浙江 兰溪 321102)

半月板损伤多由运动不当所致，以年轻人居多[1]。半月板损伤包括半月板变性和半月板撕裂2种类型，且不同损伤类型的治疗方案不同[2-3]。因此，临床诊断半月板损伤时，明确损伤类型对于治疗方案的制定具有重要意义。关节镜检查是诊断半月板损伤类型的金标准，但其属于有创检查，患者接受度低[4]。磁共振成像诊断半月板损伤具有较高的灵敏度，但在诊断半月板损伤类型时易受到临床医师主观因素的影响，容易导致误诊[5-6]。随着磁共振成像技术的不断发展，磁共振定量磁化率成像(quantitative susceptibility mapping，QSM)逐渐在临床上得到应用，其能够准确反映人体组织磁化率的分布，在多种疾病诊断中的价值得到认可[7-8]。相关研究[9-10]表明，磁共振QSM可用于半月板损伤的诊断。为了进一步探讨磁共振QSM在半月板变性和半月板撕裂诊断中的应用价值，我们进行了此项研究，现报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料选取2020年3月至2021年3月在兰溪市人民医院就诊的疑似半月板损伤患者和同期招募的健康志愿者为研究对象。试验方案经医院医学伦理委员会审查通过。

1.2 纳入标准①符合半月板损伤的临床表现特征[11]，拟行磁共振和关节镜检查(仅针对半月板损伤患者)；②年龄18～60岁；③体质量≤80 kg；④同意参与本研究，签署知情同意书。

1.3 排除标准①合并股骨、胫骨平台骨折者；②合并膝关节局部感染者；③合并恶性肿瘤者；④有膝关节手术史者；⑤妊娠或哺乳期妇女；⑥有精神疾病史者。

2 方 法

2.1 磁共振检查方法采用GE SIGNA HDXT 1.5T磁共振扫描仪对患者患侧膝关节和健康志愿者右侧膝关节进行扫描，采用Tim4G线圈系统。受试者取仰卧位，分别采用T1加权像(T1 weighted image，T1WI)及T2加权像(T2 weighted image，T2WI)行矢状面及冠状面扫描。矢状面T1WI、T2WI，重复时间(repetition time，TR)分别为2800 ms、2717 ms，回波时间(echo time，TE)分别为30 ms、40 ms；冠状面T1WI、T2WI，TR分别为538 ms、2980 ms，TE分别为10 ms、85 ms。视野6～10 cm，层间距1 mm，层厚度5 mm，旋转角度10°～15°。

2.2 关节镜检查方法患者取仰卧位，患侧膝关节屈曲45°，在内外侧膝眼上方2 mm处建立关节镜检查通道。外侧为关节镜通道，内侧为探针等器械通道。按照髌上囊、髌股关节面、内侧沟、内侧间室、髁间窝、外侧沟的顺序依次进行检查，发现组织病变照相记录或取样活检。

2.3 分组方法将健康志愿者纳入健康对照组；根据关节镜检查结果，将半月板损伤患者分为半月板变性组和半月板撕裂组。

2.4 磁共振QSM分析方法将膝关节磁共振相位图及幅值图传输至MATLAB软件，运用拉普拉斯解缠绕算法，对原始相位进行解缠绕，用ITK-SNAP在幅值图像上进行掩模手动勾画；应用变核复杂谐波伪影去除算法，去除不均匀的背景，再用二级QSM重建算法计算得到QSM图谱；在矢状面同空间的原始QSM幅值图上分别以半月板损伤区域为中心，完整勾画出整个损伤区域，并进行2次手动分割，将其保存为感兴趣区域(region of interest，ROI)，利用勾画完成的ROI映射到QSM图像上提取磁敏感值。健康志愿者选取外侧半月板后角中心区域为ROI。。

2.5 数据统计方法采用SPSS16.0统计软件对所得数据进行统计学分析。3组受试者性别的组间比较采用χ2检验，年龄、体质量、磁敏感值的组间比较均采用单因素方差分析，磁敏感值的组间两两比较采用LSD-t检验；磁共振QSM在半月板变性和半月板撕裂诊断中的价值评价采用受试者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线分析。检验水准α=0.05。

3 结 果

3.1 关节镜检查和分组结果共纳入100例膝关节损伤患者，经关节镜检查确诊半月板变性53例(半月板变性组)、半月板撕裂47例(半月板撕裂组)，半月板损伤的具体部位见表1。纳入健康志愿者50例(健康对照组)。3组受试者基线资料比较，差异无统计学意义，有可比性(表2)。

3.2 磁共振QSM分析结果半月板变性组、半月板撕裂组、健康对照组受试者的磁敏感值比较，组间差异有统计学意义[(-0.03±0.01)ppm，(-0.12±0.10)ppm，(0.03±0.01)ppm，F=86.088，P=0.000]。半月板变性组和半月板撕裂组受试者的磁敏感值均低于健康对照组(LSD-t=30.434，P=0.000；LSD-t=10.554，P=0.000)；半月板撕裂组受试者的磁敏感值低于半月板变性组(LSD-t=6.520，P=0.000)。ROC曲线分析结果显示，以磁敏感值-0.051 ppm为标准诊断半月板变性的ROC曲线下面积为0.789(P=0.000)，灵敏度为100.00%，特异度为76.30%，约登指数为0.763(图1)；以磁敏感值-0.062 ppm为标准诊断半月板撕裂的ROC曲线下面积为0.981(P=0.000)，灵敏度为97.00%，特异度为100.00%，约登指数为0.936(图2)。半月板损伤患者及健康志愿者膝关节影像图片见图3。

4 讨 论

半月板损伤是常见运动损伤，主要表现为膝关节肿胀、疼痛、活动受限，严重影响患者工作和生活[12]。然而，部分患者半月板损伤后临床表现不明显，而常规X线和CT检查难以明确半月板损伤，易导致半月板损伤漏诊或误诊，影响患者膝关节功能的恢复[13]。陈静等[14]的研究结果表明，核磁共振检查能够提高诊断半月板损伤的准确度，且核磁共振检查用时少，诊断效率高。然而，常规磁共振检查诊断半月板损伤类型，易受临床医师主观因素影响，导致误诊。正常半月板中的胶原纤维走向一致，呈现顺磁性(磁敏感值>0)，半月板损伤导致胶原纤维走向改变，呈现抗磁性(磁敏感值<0)；与半月板变性比较，半月板撕裂对半月板的破坏更加严重，胶原纤维排列更加无序和混乱，且关节腔积液可能渗入半月板，由于水具有抗磁性，导致半月板撕裂呈现更加明显的抗磁性[15-16]。本研究结果显示，半月板变性组、半月板撕裂组和健康对照组受试者磁敏感值的组间差异具有统计学意义；以磁敏感值-0.051 ppm为标准诊断半月板变性，灵敏度为100.00%，特异度为76.30%；以磁敏感值为-0.062 ppm为标准诊断半月板撕裂，灵敏度为97.00%，特异度为100.00%；提示磁共振QSM在半月板变性和半月板撕裂的诊断中具有一定的应用价值。但对于年龄、半月板损伤原因、外伤至磁共振检查时间等因素是否影响磁敏感值等问题，本研究尚未涉及，仍需进一步开展相关临床和基础研究进一步探讨。

表1 半月板损伤部位关节镜检查结果 单位：例

表2 3组受试者的基线资料

图1 磁敏感值诊断半月板变性的受试者操作特征曲线图

图2 磁敏感值诊断半月板撕裂的受试者操作特征曲线图

图3 半月板损伤患者和健康志愿者膝关节矢状位T2加权像