来源：磁共振成像传媒

樊子健,吴丽萍,任有忠,鞠文萍,刘晓艺,王现亮.3.0T磁共振T2-Mapping、3D-FSE-Cube与常规序列对膝关节软骨损伤分级对比分析.磁共振成像,,8(9):-.

王现亮，硕士研究生，主任医师，医院放射科副主任，潍坊医学院硕士研究生导师。

专业特长：主要从事CT、MR的神经系统、呼吸系统及消化系统等疾病诊断，擅长对关节疾病MR诊断，对疑难病、少见病的病例有较强的分析、诊断能力。

获得奖励或荣誉称号:主持、参与多项省市级课题研究，现已获潍坊市科技进步一、二奖八项；现有以第一负责人立项课题三项:山东省自然基金课题《不同年龄组正常颞叶海马扩散张量成像及其磁共振波谱相关参数研究》（省自然基金ZRCM）、山东省卫计委课题《3D-FSE-Cube、T2-Mapping联合常规序列对膝关节软骨损伤评价》、潍坊市科技局课题《MRI对膝关节内侧半月板半脱位与后根部撕裂相关性研究及其临床价值》。共计发表20余篇学术水平较高论著，分别发表于《中华放射学》、《中国医学影像技术》及《磁共振成像》等杂志。主编《食管影像学（第二版）》著作一部，参编《消化系统影像学诊断手册》和《急腹症影像学》著作两部，均为人民卫生出版社出版。

社会兼职：潍坊市第四届潍坊名医；潍坊市医学会放射专业委员会副主任委员，潍坊市医师协会放射分会副主任委员，潍坊市中西医学会放射专业委员会委员，山东省抗癌协会肿瘤影像学分会第一、二届委员会委员；磁共振成像审稿专家。

膝关节软骨损伤是临床常见病损，关节软骨损伤后不能再生且自我修复能力有限，若不及时诊治，最终将发展为骨性关节炎(osteoarthritis，OA)。骨性关节炎患者会出现关节疼痛，水肿、活动受限及关节绞锁等症状，且有较高的致残率。临床上常用外科手术的方法对软骨损伤进行修复，因此术前能正确评估软骨损伤范围及程度十分重要。磁共振成像是膝关节软骨损伤诊断和分级的最佳影像学方法。本研究旨在用T2-mapping、三维快速自旋回波脉冲序列(three-dimensionalfastspinechocube，3D-FSE-Cube)及常规序列评估膝关节软骨损伤敏感度、特异度，以确定三种序列在评估膝关节软骨损伤分级以及临床应用的价值。

1材料与方法

搜集年3月至年12月因膝关节疼痛等症状来医院住院诊治的患者例，男64例，年龄19～63岁，平均年龄43.4岁；女60例，年龄18～64岁，平均年龄42.3岁，所有患者均接受膝关节常规序列、3D-FSE-Cube序列、T2-mapping序列MR扫描。选取其中符合标准的患者63例，其中男32例，年龄21～63岁，平均年龄42.8岁；女31例，年龄20～63岁，平均年龄41.9岁。纳入标准：(1)年龄小于65岁；(2)接受膝关节MRI检查1周内行膝关节镜手术；(3)短期内(1～3d)有明确外伤或明确诊断OA患者，OA患者的诊断采用骨关节炎诊治指南(中华医学会骨科学分会，年)中的诊断标准；(4)患者体重指数小于30kg/m2；(5)此前无膝关节手术史。

1.1扫描技术

采用GE3.0TDiscoverywMR仪及8通道相控膝关节线圈，对例患者进行扫描，扫描序列包括：(1)常规序列：矢状面FSE-T1WI(TRms，TE20ms，层厚3.5cm，间隔1.0mm，扫描时间1min40s)、FSE-T2WI(TRms，TE85ms，层厚3.5cm，间隔1.0mm，扫描时间1min49s)及FS-FSE-PDWI(TRms，TE32ms，层厚3.5cm，间隔1.0mm，扫描时间2min15s)，冠状面FS-FSE-PDWI(TRms，TE38ms，层厚4.0cm，间隔1.5mm，扫描时间1min42s)，横断面FS-FSE-PDWI(TRms，TE32ms，层厚5.0cm，间隔1.0mm，扫描时间1min6s)，以上序列的FOV均为18cm×18cm，矩阵均为×，激励次数均为2；(2)矢状面T2-mapping序列：采用8回波SE序列扫描，TRms，TE7.6、15.3、22.9、30.5、38.2、45.8、53.4、61.1ms，层厚4.0cm，间隔2.0mm，FOV16cm×16cm，矩阵×，激励次数为2，扫描时间6min26s；(3)矢状面3D-FSE-Cube序列：TRms，TE28ms，层厚1.6cm，间隔0mm，FOV18cm×18cm，矩阵×，激励次数为1，扫描时间4min49s。

1.2图像后处理分析

将原始图像传送至GE-ADW4.6工作站，应用Functool2软件生成T2-mapping伪彩图，调节上下阈值(色彩范围为14～ms)使正常膝关节软骨显示为红、黄色，软骨损伤显示为蓝、绿色。由2名经验丰富的放射科肌骨影像诊断医师观察分析T2-mapping伪彩图、3D-FSE-Cube图像和常规序列的图像，对膝关节股骨内、外侧髁，胫骨内、外侧平台，股骨滑车及髌骨表面的6处软骨进行损伤分级。2名医师独立完成分级诊断，意见不一致时，讨论并达成统一意见。

对于软骨损伤MRI分级诊断标准采用ICRS分级[1]，0级：软骨表面光滑、未见缺损，软骨内信号均匀，软骨下骨未出现异常信号影；Ⅰ级：软骨结构完整，表面光滑、未见缺损，内出现局灶性异常信号影；Ⅱ级：软骨表面出现缺损，缺损深度小于全层软骨厚度的50%；Ⅲ级：缺损深度大于全层软骨厚度的50%，但缺损尚未累及全层软骨；Ⅳ级：全层软骨完全缺失，软骨下骨质裸露。同一处软骨存在不同级别损伤时，以最高级别损伤为准[2]。

由2名经验丰富的骨关节外科医生共同完成膝关节镜手术，关节镜下软骨损伤分级诊断标准采用Outerbridge[3]分级：0级，正常关节软骨；Ⅰ级，软骨软化，表面可见轻度的水泡样结构，无裂隙样溃疡；Ⅱ级，软骨变薄，软骨轻、中度纤维化或浅表裂隙样溃疡，通常表现为纵向“鲨鱼腮”样改变；Ⅲ级，软骨重度纤维化，软骨部分剥脱，呈“蟹肉样”改变，无软骨下骨暴露；Ⅳ级，早期骨性关节炎，软骨全层缺失、软骨下骨暴露。

1.3统计学分析

关节镜诊断结果作为参考“金标准”，采用SPSS19.0进行数据处理和分析，分别计算T2-mapping、3D-FSE-Cube和常规序列对膝关节软骨损伤的敏感度、特异度，用卡方检验来比较三种MRI序列之间在评估膝关节软骨损伤分级诊断的差异，规定P＜0.05为差异有统计学意义。如果三者比较有统计学意义，采用卡方分割法进行两两比较，校正检验标准α=α/[k×(k-1)/2+1](α为检验标准，k为样本量的个数，本研究α=0.05，k=3)，规定P＜0.为差异有统计学意义。

2结果

2.1T2-mapping、3D-FSE-Cube、常规序列及关节镜下膝关节软骨损伤的分级比较

T2-mapping、3D-FSE-Cube、常规序列及关节镜对63例患者共处软骨(股骨内、外侧髁，胫骨内、外侧平台，股骨髁间滑车及髌骨表面软骨)进行损伤分级，其中0级(正常关节软骨)分别为、、、处，Ⅰ级损伤分别为、84、61、76处，Ⅱ级损伤分别为60、69、59、58处，Ⅲ级损伤分别为33、31、35、30处，Ⅳ级损伤分别为26、26、22、26处(表1)；各级损伤表现见图1～4。

2.2T2-mapping、3D-FSE-Cube和常规序列对膝关节软骨损伤的的敏感度及特异度比较

T2-mapping、3D-FSE-Cube、常规序列对膝关节软骨各级损伤的敏感度、特异度见表2。

三种磁共振序列评估膝关节软骨损伤总的敏感度、特异度及Ⅰ、Ⅱ级损伤的敏感度差异均有统计学意义(P值＜0.05)，Ⅲ、Ⅳ级损伤的敏感度差异均无统计学意义(P＞0.05；表2)。

T2-mapping序列对膝关节关节软骨Ⅰ级损伤的敏感度显著高于3D-FSE-Cube，差异有统计学意义(P＜0.)，二者在Ⅱ级损伤的敏感度差异无统计学意义(P＞0.)，二者在评估膝关节软骨损伤总的敏感度、特异度差异均无统计学意义(P值＞0.)。T2-mapping与3D-FSE-Cube序列对膝关节软骨损伤总的敏感度及Ⅰ、Ⅱ级损伤敏感度均高于常规序列，而特异度均低于常规序列，差异均有统计学意义(P值均＜0.；表3)。

3讨论

膝关节软骨覆盖于膝关节组成骨的表面，属于透明软骨，组成成分包括胶原纤维、蛋白多糖和水，具有润滑固定关节、减少骨摩擦、缓冲运动时的震动等作用。膝关节软骨损伤发病率较高，易导致关节疼痛、水肿、活动受限及关节绞锁[4]，MRI是其诊断和分级的最佳影像学方法。

T2-mapping成像是一种通过描述组织横向磁化衰减来反映组织特性的技术，一般采用多层面多回波SE序列，通过测量不同回波时间信号强度获取T2加权原始图像，经工作站后处理生成不同的灰阶或色阶的伪彩图[5]，多应用于软骨病变的检测，能够敏感发现软骨内水和胶原含量以及胶原排列结构等组织成分的变化。以往T2-mapping用于定量评价未见明显肉眼形态改变的关节软骨早期损伤，利用T2-mapping伪彩图从结构成像直接观察软骨损伤报道不多，但也有相关学者对该方法进行了研究。相关研究表明，当软骨损伤时，关节软骨内胶原和蛋白多糖含量减少、水含量增加，T2值增加，使T2-mapping伪彩图上的色阶增高[6-7]。王鹤翔等[7]对膝关节胫骨平台软骨退变研究发现，T2-mapping伪彩图可以敏感显示软骨损伤，但无法评价软骨损伤的程度，提出改变阈值可能对评价软骨损伤程度有一定帮助。崔倩[8]在对髌软骨损伤研究中发现，将T2-mapping伪彩图、FS-FSE-PDWI和关节镜分级进行对照分析发现，在T2-mapping伪彩图上，通过调节阈值可以较好显示软骨缺损程度，可用于评价髌软骨损伤的程度，T2-mapping伪彩图与关节镜评价髌软骨损伤的相关性优于FS-FSE-PDWI与关节镜检查的相关性，但二者评价髌软骨损伤的程度无显著差异。本组结果表明T2-mapping序列对膝关节软骨Ⅰ级损伤的敏感度显著高于3D-FSE-Cube(P=0.)及常规序列(P＜0.)，对Ⅱ级损伤的敏感性高于常规序列(P=0.)，可见T2-mapping序列评估膝关节软骨早期损伤的敏感性较高，这与以往学者认为T2-mapping序列可以检测软骨中水和胶原含量等生化结构的变化，更早地发现膝关节软骨损伤的观点相一致[9-10]。

本研究中笔者还发现T2-mapping序列特异度低于常规序列，可能原因：T2-mapping成像技术T2值易受主磁场均匀程度、磁化率改变、魔角效应、化学位移、软骨与关节液界面所致的部分容积效应等因素的影响[11-14]，使正常关节软骨出现损伤的假象，从而造成假阳性。

3D-FSE-Cube是目前新研发的一项具有各向同性以宽回波链采集的三维(threedimensional，3D)快速自旋回波(fastspinecho，FSE)及并行成像的技术[15]，该技术对诊断软骨损伤具有独特优势[16]：(1)3D-FSE-Cub序列所获得的图像提高了软骨和滑液的信噪比及软骨与软骨下骨皮质的对比噪声比，使软骨呈现中等信号，关节液呈现高信号，可较清晰地显示软骨损伤的深度，诊断软骨损伤的敏感度大大提高。(2)具备各向同性以及无间距容积扫描，可获得无间隔的连续薄层图像，避免部分容积效应对软骨损伤分级带来的影响，明显减少软骨损伤漏诊的可能性。(3)所得图像显示软骨的空间分辨率较高，可清晰地显示出软骨内的病灶。3D-FSE-Cube亦存在不足之处，在长回波链晚期进行高空间分辨率采集时，导致图像清晰度下降，使正常关节软骨表面出现损伤的假象，故诊断软骨损伤的特异度减低。Kijowski等[17]在3D-FSE-Cube与常规序列评估膝关节病变对比研究中发现，对软骨损伤进行评估时，前者较后者有较高的敏感度，差异有统计学意义，而特异度却较后者低，差异有统计学意义，与本组研究得出的3D-FSE-Cube序列的敏感度较高，但特异度较低的结论相一致。

总之，在膝关节软骨损伤分级诊断方面，T2-mapping和3D-FSE-Cube序列的敏感度较常规序列高，常规序列的特异度高于T2-mapping和3D-FSE-Cube序列。T2-mapping序列可以发现无明显形态学改变的膝关节软骨早期损伤，为临床早期诊治提供重要参考依据。

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