基于三维快速扰相梯度回波水激发序列在儿童肱骨外髁骺软骨损伤中的研究

唐秋云，梁 莎，马 慧，黄卫保

（广西壮族自治区妇幼保健院放射科 广西 南宁 530021）

肱骨外髁骨折是儿童肘关节损伤中常见的骨折类型，在儿童骨折中的发生率仅次于肱骨髁上骨折[1]。由于儿童骨骼尚未成熟、医患沟通有一定难度，故儿童骨折及骨骺损伤漏诊和误诊的概率较成年人高。骨折一旦发生，骨折块在伸肌群的牵拉作用下可发生不同程度的移位。如儿童肱骨外髁骨折处理不及时或不当将严重影响儿童骨健康和骨的正常生长发育，严重者会形成难以纠正的骨关节畸形、功能障碍甚至残疾[2]。磁共振成像（MRI）是诊疗关节软骨病变的重要成像技术，但若想要获得较高的诊断效率，就要确保高分辨率及高清晰度检查图像的输出。三维软骨成像序列可弥补MRI的不足，但既往国内外对其在关节软骨损伤的研究多致力于成年人[3]，很少应用于儿童软骨损伤。故本研究旨在探究3D-WATSc在肱骨外髁骨折儿童MRI检查中的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年5月—2022年5月广西壮族自治区妇幼保健院收治的肱骨外髁骨折患儿50例作为研究对象，患儿有明确外伤，并经X线初步诊断或高度怀疑为肱骨外髁骨折[4]。50例患儿中男31例，女19例；年龄为1～12岁，均龄（4.56±2.12）岁；平均受伤时间（2.46±0.38） 天。患儿家属均签署知情同意书。排除标准：有肘关节外伤史或疾病史及存在肘关节骺板生理性闭合的患儿。本研究经广西壮族自治区妇幼保健院医学伦理委员会审批（批号：GXQYY-1978）。

1.2 方法

采用Philips Achieva 1.5T MRI对所有患儿进行检查，对于不合作患儿需提前镇静，指导其取仰卧位，足先进，将肘关节放置于躯体旁，移动身体使患处尽可能靠近扫描主磁场中心，对以下5个序列进行扫描：冠状位3D-WATSc，冠、矢、轴三方位脂肪抑制质子密度加权序列（PDW-SPIR）以及冠状位快速自旋回波T1加权序列（T1-TSE）。注意冠状位扫描线应与肱骨内外髁连线及肱骨干中下段长轴同时平行；矢状位扫描线应与肱骨干中下段长轴平行，并处于肱骨内外髁连线的垂直位置；轴位扫描线应与肱骨远端关节面平行，由肱骨远侧干骺端直至桡骨粗隆进行全方位扫描。扫描参数见表1。结束扫描后，图像数据经过图片存档及通信系统（PACS）处理，再运用系统中的测量工具设置感兴趣区，包括肱骨远端骺软骨、骺软骨旁空气区域、肱三头肌肌肉下端，设定感兴趣区域（ROI）均为20 mm2，最后记录系统所测出信号强度的平均值（SI）及标准差（SD）。3D-WATSc冠状位序列信号测量见图1。

图1 3D-WATSc冠状位序列信号测量

表1 MRI扫描参数

1.3 观察指标

①3D-WATSc、PDW-SPIR及T1-TSE序列肱骨远端骺软骨的信号强度。②MRI图像质量评估：由两名高年资的放射科医师采用盲法对图像进行分析，存在不同意见时需协商达成一致性结果。根据MRI图像效果，对图像质量进行5级评分，1分：图像极度模糊、有伪影，结构不可辨认，难以诊断；2分：图像伪影较明显，虽结构可辨认，但不符合诊断要求；3分：图像中度模糊或伪影，结构清晰可见，可诊断；4分：图像轻度模糊或伪影，结构较锐利，可诊断；5分：无图像模糊或伪影，结构或边缘锐利，完全符合诊断要求。图像质量均由两位副主任医师进行评估，最终评分取两者平均分。③SNR和CNR：SNR为骺软骨信号强度平均值（SI组织）与扫描野内空气区域标椎差（SD背景）的比值，CNR为骺软骨与肱三头肌上信号强度平均值之差（SI2-SI1）与SD背景的比值。④诊断情况：包括对骨折线累及骺软骨、不稳定性肱骨外髁骨折的诊断。

1.4 统计学方法

采用SPSS 23.0统计软件处理数据。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（）表示，多组间比较用单因素方差分析；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MRI图像质量比较

3D-WATSc、PDW-SPIR及T1-TSE序列的MRI图像质量评分分别为（4.21±0.74）分、（3.49±0.57）分、（2.11±0.67）分，差异显著（F=129.300，P＜0.001）。3D-WATSc序列的MRI图像质量评分高于PDW-SPIR和T1-TSE序列，并且PDW-SPIR序列高于T1-TSE序列，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 三个序列肱骨远端骺软骨的信号特点

3D-WATSc序列上肱骨远端骺软骨呈现明显高信号，软骨与周围组织对比最明显，均能清晰显示关节软骨的形态、厚度改变及创伤缺损情况；PDWI-SPIR序列上肱骨远端骺软骨呈现较高信号，软骨与周围组织对比明显，但仅可显示软骨形态；T1-TSE序列上肱骨远端骺软骨呈现中等信号，软骨与关节液难以区分，并且软骨表面病损情况显示模糊。见图2。

图2 三个序列肱骨远端骺软骨的信号特点

2.3 三个序列上SNR和CNR比较

三个序列上肱骨远端骺软骨SNR和CNR比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。3D-WATSc序列上SNR和CNR均高于PDW-SPIR序列和T1-TSE序列，PDW-SPIR序列上SNR高于T1-TSE序列。见表2。

表2 三个序列上SNR和CNR比较（）

表2 三个序列上SNR和CNR比较（）

序列SNR肱骨远端骺软骨骺软骨旁空气区域肱三头肌肌肉下端3D-WATSc31.64±4.72①10.25±3.0211.06±3.25 PDW-SPIR26.25±8.11②9.29±2.5610.28±3.11 T1-TSE20.14±5.379.28±3.0210.22±2.87 F 42.4801.8781.157 P＜0.01＞0.05＞0.05

表2（续）

表2 三个序列上SNR和CNR比较（）

注：①为在同一感兴趣区域上与PDW-SPIR序列和T1-TSE序列比较；②为在同一感兴趣区与T1-TSE序列比较，均P＜0.05。

序列CNR肱骨远端骺软骨骺软骨旁空气区域肱三头肌肌肉下端3D-WATSc11.13±3.02①5.06±1.524.38±1.25 PDW-SPIR7.74±2.214.48±1.393.94±1.08 T1-TSE8.29±2.284.52±1.204.22±1.61 F 25.8602.7701.398 P＜0.01＞0.05＞0.05

2.4 三个序列的诊断能力比较

三个序列图像对骨折线累及骺软骨和不稳定性肱骨外髁骨折检出例数的比较，3D-WATSc序列图像的检出率均高于PDW-SPIR和T1-TSE序列，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 三个序列的诊断情况[n（%）]

3 讨论

儿童肱骨外髁骨折发生后骨关节可发生易位甚至不可逆的畸形，有效的早期诊治至关重要[5]。MRI无辐射且分辨率较高，其中三维序列成像效果突出，选择优质的扫描序列是获取高分辨率及高清晰度MRI检测图像的关键[6]。三维序列成像技术在儿童肱骨外髁骨折的应用尚处于成长阶段，有待进一步探索更优扫描序列。

本研究结果显示，3D-WATSc序列上的MRI图像质量高于PDW-SPIR序列和T1-TSE序列，在肱骨外髁骨折中具有较高的指示性意义。3D-WATSc序列上肱骨远端骺软骨呈现较高的信号强度，可明显观察到关节软骨的形态、厚度改变及创伤缺损情况。推测可能与3D-WATSc序列上回波时间较短有关。通常儿童的肘关节细胞外基质含有蛋白多糖、水分及胶原等基础成分，其中蛋白多糖可在渗透压的作用下结合水分子，再嵌合于胶原网眼中，导致软骨组织中水分子的数量及运行状态发生改变，缩短T2弛豫，使得关节软骨在短回波时间序列的图像显示更清晰[7]。

在本研究中，3D-WATSc序列上的SNR和CNR明显较高，表明3D-WATSc序列诊断儿童肱骨外髁骺软骨骨折的效果更佳。3D-WATSc序列虽与PDW-SPIR和T1-TSE序列测量骨折有约1 mm的距离，但仍获得质量更佳、对比度更高、骨折边缘显示更锐利的图像及精准测量。刘代松等[8]研究表明，3D-WATSc序列成像能够准确评估CSM患儿并指间血管畸形的程度。本研究还发现，3D-WATSc序列图像对骨折线累及骺软骨和不稳定性肱骨外髁骨折检出比例较高，说明该序列诊断骺软骨骨折具有较高的敏感性和准确性。分析可能为3D-WATSc序列图像以高信号的骺软骨为参照背景，进而清晰显示低信号的细微骨折及肱骨滑车软骨链的完整性，用于骨折的稳定性评估更可靠，能更好地指导临床治疗决策[9]。但值得注意的是，由于患儿的忍耐能力远比成年人薄弱，扫描时间过长极易导致运动伪影的出现，因此建议扫描时间尽可能控制在3 min左右的范围。3D-WATSc序列成像对骨髓及软骨下骨处水肿、韧带损伤等异常变化缺乏敏感[10]，因此，应将3D-WATSc序列成像与常规MRI序列检查联合应用，使儿童软骨损伤检查更全面、治疗更彻底。

综上所述，3D-WATSc能够清晰显示软骨结构，可作为儿童肱骨外髁骺软骨的较佳扫描序列，具有较高的临床应用价值。本研究在评估各序列的诊断能力时未进行Kappa风险分析及缺乏对关节软骨损伤程度的量化分析，可能导致诊断结果出现偏倚的情况，需在未来研究中对此进一步分析探讨。