扩散张量成像在骨性关节炎评估中的作用

发布时间：2020-03-26 04:14

【摘要】：第一部分成人膝关节骨性关节炎的DTI研究 目的 利用3.0T philips磁共振扫描仪行扩散张量成像(DTI)研究,探讨正常成人与不同级别骨性关节炎膝关节软骨的扩散特征及各向异性,描述各向异性(FA)和表观弥散系数(ADC)及其与不同分级标准之间的相关性变化。 材料与方法 对照组10例正常健康志愿者共20个膝关节,无外伤及膝关节不适史,其中男12例,女8例,年龄19-43岁(平均29岁)。病变组共60例88个膝关节,综合临床表现、结合实验室与X线检查结果诊断为骨性关节炎；或经关节镜、手术证实。男33例,女27例,年龄23-64岁(平均40岁)。本组资料是从2012年10月一2013年2月我院MR室膝关节病例中选取。 采用Philips Achieva X-serles3.0T超导型MR扫描仪,使用SENSE8通道膝关节线圈,正常组及病例组行膝关节常规扫描,T1WI、T2WI和PDWI(脂肪抑制),再行DTI和DWI成像。扫描图像传递到Philips工作站。选取DTI图像中股骨软骨三部位：股骨内侧髁、外侧髁、髌股关节面下方股骨软骨面,分别代表软骨的近承重位与非承重位,沿软骨轮廓,在放大一定倍数的图像上画出感兴趣区(ROI)。测量软骨各部位的总体均值与表层、中间层、放射层的FA及ADC值。另分别测量前叉与后叉韧带FA及ADC值。 数据处理用SPSS13.0软件进行单向方差分析,正常组及不同级别骨性关节炎病变组FA和ADC值均进行两两比较,进行五个组的组间比较；并对软骨不同分层FA、ADC值进行两两比较；P值0.05认为差异有统计学意义。 结果： 1不同分级标准正常组及病变组软骨的各向异性及扩散特征存在显著的统计学差异。 1.1不同组间FA、ADC值的比较 (1)ADC值的组间比较：ⅢⅡ=正常组Ⅰ骨关节炎组,组间的差异有统计学意义(P=0.001)。 (2)FA值的组间比较：正常组=0级ⅠⅡⅢ级骨性关节炎组。组间的差异有统计学意义(P=0.000)。 1.2不同组间分层FA、ADC值的比较 (1)不同分层ADC值两两比较：表层与中间层、中间层与深层无统计学意义,余部位间两两比较有统计学意义(P=0.050)。 (2)不同分层FA值两两比较：表层与中间层、中间层与深层无统计学意义,余部位间两两比较有统计学意义(P=0.038)。 2得出正常组及病变组不同级别之间的FA均值和ADC均值。 3正常组前交叉韧带与后叉韧带的ADC值与FA值均值检测。 前交叉韧带与后叉韧带的ADC值、FA值与正常组与不同分级标准的骨性关节炎的相关性无统计学意义(P0.05)。 结论 1.3.0T磁共振DTI能够很好的显示膝关节软骨的解剖结构,为研究中精确的定位及定量分析膝关节显微结构的变化提供条件。DTI在膝关节骨性关节炎中有很高的诊断价值。 2.不同级别分组向异性特征不同,获得3.0T磁共振检查条件下不同组膝关节软骨FA、ADC参数的正常均值,方便临床研究参考。 第二部分兔骨性关节炎软骨病理学与MRI对照研究 目的： 1.兔关节腔内注射自配木瓜蛋白酶溶液建立骨性关节炎动物模型,建立关节炎早中晚期改变,并评估其病理基础。 2.对不同时期兔骨性关节炎动物模型进行磁共振张量成像,对软骨的FA、 ADC值进行测量和分析,探讨磁共振弥散张量成像的应用价值,分析软骨的病理生理改变对FA、ADC值的影响。 材料和方法： 1.动物模型的建立： 选用成年新西兰大白兔24只,随机分成为A、B、C、D四组,于实验开始第1,4,7天,将A、B、C组兔左膝关节备皮、予体积分数75%乙醇消毒后,屈曲450以髌腱外缘、平髌骨下极处为进针点,向髁间窝方向进针,抵达股骨髁后回撤2mm,注入0.5mL体积分数2%木瓜蛋白酶水溶液。建立早、中、晚期关节软骨退变动物模型, D组作为对照组。 2.磁共振检查的时间和成像方法： A组在第一次注药后24小时内、B组在第三次注药后24小时内、C组在第三次注药后一个月进行扫描,A、B、C组扫描的同时对同期D组进行磁共振成像。采用荷兰philips公司生产的Achieva3. OT超导型MR扫描仪,使用专用动物线圈,行膝关节常规扫描,T1WI、T2WI和PDWI(加脂肪抑制),再行多b值DWI及DTI扫描。分别测量关节软骨FA和ADC值。扫描完成后将动物处死取膝关节软骨做组织学HE染色与检测蛋白多糖含量的阿尔新兰染色。 3.图像后处理： 将扫描图像传送至工作站,经后处理后产生彩色图并与相应解剖图像叠加融合。 将图像处理完毕后在股骨内、外侧髁的前两侧各取1个点及胫骨内、外侧平台的两侧各取1个点共4个感兴趣区,测定关节软骨平均值。 4.统计学分析： 使用SPSS13.0软件包,采用单向方差分析对A、B、C组各组处理组、D组对照组之间软骨的FA、ADC值变化进行分析；取P0.05为差异有统计学意义。 结论 1软骨病变DTI参数能够定量的反应骨性关节炎的严重程度,随着退变 程度的加重,FA值减低越明显,早期其ADC值先增高后降低。 2DTI通过监测部分量化指标的高低可观察病变进展,这有助于使DTI成为疾病回顾性研究和临床治疗方面很好的评估工具。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R445.2;R684.3

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本文编号：2600928