Euro Radiol:这一新的MR序列,使定量评估关节软骨退变又前进了一步!

2022-08-17 影像放射新前沿 MedSci原创

三维超短回波时间锥体(3D UTE-Cones)序列可以对膝关节的短T2和长T2组织进行快速容积成像。

统计骨关节炎(OA)是仅次于心血管疾病的致残原因。因此,有必要开发一些技术以改善OA的早期检测,从而促进更及时的干预以降低致残率。关节软骨中蛋白多糖(PGs)的损失是OA中观察到的最重要的早期变化之一。旋转框架中的自旋T1ρ已被作为研究大分子和水之间慢动作相互作用的方法。一些体外研究表明,T1ρ弛豫和PG含量之间有高度的线性关系。一些体内研究显示,与相应的健康人相比,OA患者的T1ρ值显著升高。

虽然T1ρ是检测早期OA的一个有价值的生物标志物,但一个主要的干扰因素是魔角效应。当胶原纤维相对于B0场从0°调整到55°附近时,T1ρ可增加高达100%。同时,OA被认为是一种全器官疾病,任何受累组织都有可能影响周围的组织,从而导致整个关节成像的失败。因此,为了真正全面地评估OA,必须对关节内的所有主要组成部分进行成像。

最近的研究表明,绝热T1ρ(AdiabT1ρ)对酶处理引起的体外软骨降解和OA患者体内的软骨降解十分敏感。此外,AdiabT1ρ对魔角效应的敏感性远低于传统的T1ρ和T2。三维超短回波时间锥体(3D UTE-Cones)序列可以对膝关节的短T2和长T2组织进行快速容积成像。这种3D UTE-Cones序列与AdiabT1ρ制备(3D UTE-Cones-AdiabT1ρ)相结合可以对各种膝关节组织进行神奇的角度不敏感成像,但这种组合在评估软骨变性方面的临床表现仍然未知。

近日,发表在European Radiology杂志的一项研究评估了3D UTE-Cones-AdiabT1ρ成像在健康志愿者和不同程度OA患者体内评估全膝关节软骨的可行性和诊断价值,研究了关节软骨的亚区域和整体UTE-Cones-AdiabT1ρ值与由Kellgren-Lawrence(KL)分级和磁共振成像评分(WORMS)衡量的OA患者临床评价之间的关系,为早期识别OA的疾病进展及治疗效果提供了技术支持。

本研究征集了66名受试者。Kellgren-Lawrence(KL)等级和WORMS扫描由两位肌肉骨骼放射学专家进行评估。受试者被分为三组,即正常对照组(KL0)、可疑-轻度骨关节炎(KL1-2)和中度-重度OA(KL3-4)。WORMS被重新分组以包括病变的范围和病变的深度。UTE-Cones-AdiabT1ρ值是通过3D UTE-Cones数据采集获得的,之前有七个成对的绝热全通脉冲,对应于0、12、24、36、48、72和96毫秒的七个自旋锁定时间(TSL)。UTE-Cones-AdiabT1ρ技术在评估膝关节软骨退化方面的表现,通过方差分析和Spearman相关系数以及ROC曲线进行评估。 

UTE-Cones-AdiabT1ρ与KL等级(r = 0.15, p < 0.05)和WORMS(r = 0.57, p < 0.05)显示出明显的正相关。在软骨中较大和较深的病变中都观察到较高的UTE-Cones-AdiabT1ρ值。不同程度和深度的软骨病变组之间的UTE-Cones-AdiabT1ρ值差异均有统计学意义(P < 0.05)。分区域分析显示,UTE-Cones-AdiabT1ρ与WORMS的相关性随软骨位置的不同而不同。UTE-Cones-AdiabT1ρ对轻度软骨变性(WORMS=1)的AUC值为0.8。UTE-Cones-AdiabT1ρ对轻度软骨变性的诊断阈值为39.4ms,敏感性为80.8%。


图 36岁健康志愿者的正常软骨(A,C)(T1ρ=35.8±5.3毫秒)和43岁疑似轻度OA患者的异常软骨(B,D)(WORMS=2,T1ρ=42.8±5.7毫秒)实现了出色的单成分指数T1ρ拟合

本研究表明,UTE-Cones-AdiabT1ρ指标可以区分轻度软骨退化和正常软骨,UTE-Cones-AdiabT1ρ值越高,说明软骨退变越严重。本研究提示,3D UTE-Cones-AdiabT1ρ序列最为膝关节退化定量系统评估的重要参数。

原文出处:

Mei Wu,Ya-Jun Ma,Mouyuan Liu,et al.Quantitative assessment of articular cartilage degeneration using 3D ultrashort echo time cones adiabatic T 1ρ (3D UTE-Cones-AdiabT 1ρ) imaging.DOI:10.1007/s00330-022-08722-6

作者:shaosai

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