Radiology：3D MP2RAGE MRI序列在关节软骨中的价值

现阶段，越来越多的患者选择保留髋关节的治疗方式，因此临床治疗方案的制定越来越需要明确软骨退变的情况。尽管标准形态学MRI在诊断盂唇撕裂方面十分准确，但对于软骨早期损伤的评估效果仍不尽如人意。相比之下，例如针对软骨的延迟对比增强MRI（dGEM-RIC）等定量MRI技术可以用作评价软骨状态的影像学手段。用于髋关节dGEMRIC的3D T1 mapping的最常用技术是基于DFA的梯度回波技术。此方法在1.5 T时引入，但在3.0 T时容易受到B1相关的翻转角变化的影响，因此引入了B1 mapping技术以减少相关的影响。尽管使用DFA技术在3.0 T下对dGEMRIC进行了B1校正，但在临床实践中仍表现出较大的T1值变化。MP2RAGE MRI技术可在不同的反转时间（TI）生成两个不同的图像以进行神经系统成像，将图像进行组合即可获得具有最小的B1不均匀性的高空间分辨率3D T1 mapping，即使在7.0 T时仍是如此。然而，关于3D MP2RAGE MRI与3.0 T下的3D DFA技术在髋关节T1 mapping准确性比较方面的研究十分有限。

近日，发表在Radiology杂志的一项研究使用2D反转恢复T1 mapping作为参照标准，比较了3D MP2RAGE MRI和3D DFA技术在模型、健康志愿者和有髋关节疼痛症状患者的髋关节软骨T1 mapping的准确性，为临床提供了一个准确评估软骨退变情况的影像学手段。

使用3D MP2RAGE MRI和3D DFA技术(含B1场 mapping进行翻转角度校正)在3.0 T下对模型和健康志愿者行T1 mapping扫描。对具有髋关节疼痛的患者(2019年7月至2020年1月)行包括3D MP2RAGE MRI序列的间接MR关节造影(静脉注射0.2 mmol/kg的钆特酸葡胺)。使用2D反转复序列在模型和髋关节疼痛患者中作为T1参考。在健康志愿者中应用3D MP2RAGE MRI和3D DFA技术对软骨T1进行比较。进行配对t检验和Bland-Altman分析。

本研究共评估了11个模型、10位健康志愿者（中位年龄为27岁；范围为26-30岁； 5位男性）和20位髋关节疼痛患者（平均年龄为34岁±10 [标准差]；17位女性）。 在模型中，与3D DFA技术相比，3D MP2RAGE MRI的2D反转恢复序列产生的T1偏差更低（平均3毫秒±11 vs 253毫秒±85; P <.001），并且与3D DFA技术不同， MP2RAGE MRI所发现的偏差与B1偏差的增加无关。在健康志愿者中，仅在3D DFA序列上观察到区域软骨T1差异（109毫秒±163; P = 0.008）。在髋关节疼痛的参与者中，来自2D反转恢复的3D MP2RAGE MRI序列的平均T1偏差为-23毫秒±31（P <.001）。

图1 25岁健康志愿者髋关节T1 mapping图像示例。（a）通过3D MP2RAGE MRI和感兴趣区域的放置来重建径向图像。大转子作为12点钟位置的中心点。放置感兴趣区域用于T1测量，前软骨（Ac）、后软骨（Pc）和关节周围肌肉：缝匠肌（S）、臀大肌（Gm）、股外侧肌（Vl）和闭孔内肌（ Oi）。（b）B1偏差的计算基于两个步骤。首先，将用于测量平均相对翻转角（FA）准确性的感兴趣区域放置在B1场mapping的髋关节中央位置上（右图）。这是使用较低的FA图像（左图）作为解剖参考来定位髋关节区域（实心圆）并将感兴趣的区域放置在B1 mapping上（虚线圆）。其次，B1偏差是通过从理想的FA准确性中减去测得的平均相对FA准确性来计算的，FA的理想平均FA准确性设置为100％（FA100％）。在所示的示例中，测得的平均FA准确性为73.9％，对应的平均B1偏差为26.1％。

图2 37岁，女性，因髋关节疼痛行间接MR关节造影。获取中轴斜位2D IR图像并识别3D MP2RAGE MRI序列的对应层面。T1测量时，用穿过髋臼的实线(实线)和股骨头中心(黑点)将相对的软骨层平均分为前后两层并用一个完整的圆(圆)来确定。感兴趣区域被进一步划分为两个同等大小的部分(虚线)以区分周围(per)和中央(cen)感兴趣区域，并使用3D DESS图像作为参考来识别软骨的前后边界。因此，在每个参与者中测量四个感兴趣的区域进行3D MP2RAGE MRI和2D反转恢复。

表 健康志愿者中3D DFA和3D MP2RAGE序列的比较。

图3 在（a）模型和（b）髋关节疼痛患者中2D反转恢复与3D MP2RAGE比较的Bland-Altman图。在模型中，未观察到在这两种技术之间存在系统性偏差（平均差，3±7 [标准偏差]；P = .11）。在接受间接MR关节造影的髋关节疼痛患者中观察到了系统性偏差（平均差，-23毫秒±31；P≤.001）。实线表示平均差（MD），虚线表示95％的一致限度。

本研究表明，与3D双翻转角度技术相比，3D MP2RAGE技术能够使髋关节软骨的T1 mapping更精确，且受B1不均匀性的影响较少，并在髋关节疼痛患者中显示出了相对于T1参考的高准确性。本研究为临床提供了一个更为准确的评价软骨状态的影像学手段，为3D MP2RAGE技术在软骨方面的进一步应用铺平了道路。

原文出处：

Florian Schmaranzer,Onur Afacan,Till D Lerch,et al.Magnetization-prepared 2 Rapid Gradient-Echo MRI for B 1 Insensitive 3D T1 Mapping of Hip Cartilage: An Experimental and Clinical Validation.DOI:10.1148/radiol.2021200085