academic radiology：IVIM-DWI成像在髌下脂肪垫信号异常中的诊断价值
2023-07-24 shaosai MedSci原创 发表于上海
体内非相干运动扩散加权成像（IVIM-DWI）可以得到各种定量数据，除了扩散MRI提供的组织微循环和血流信息外，还可以提供组织微结构的信息且不需要使用外源性造影剂。
膝关节骨性关节炎（KOA）是老年人最常见的慢性退行性疾病之一，在65岁以上的人中发病率估计超过50%。膝关节疼痛是最常见的致残症状，通常主要是负重（机械性）疼痛，发病率为36.8-60.7%，导致患者的功能状态和生活质量下降。髌下脂肪垫（IPFP）是髌骨下缘、股骨髁、胫骨平台和髌腱之间的膝关节前部的囊内脂肪组织。最近的研究证实，由于IPFP具有丰富的动脉血供和感觉神经支配，可能有更特殊的功能。
有报告显示，IPFP可被免疫细胞浸润并分泌炎症介质并出现微观变化，如间隔增厚、纤维化变化和血管化。此外，MRI表明，血液灌注较高的IPFP是膝关节疼痛的来源。
现阶段，MRI广泛用于评估KOA的病理变化，包括软骨、骨髓、韧带和半月板。MRI上IPFP最常见的特征是存在质子密度加权图像上的高信号区（PdWI-HR），IPFP的信号强度增加是炎症的表现，与骨关节炎的膝关节结构异常有关。迄今为止，研究主要集中在IPFP的形态描述或半定量评估上。以前的研究显示，患有髌股关节骨关节炎的个体比对照组有更大的IPFP，而且IPFP体积与髌股关节OA疼痛直接相关。
相反，最近的一项横断面研究显示，KOA的IPFP没有体积变化。在MRI骨关节炎膝关节评分（MOAKS）中，根据IPFP内高信号的存在和大小，可以得到PdWI的半定量评分。体内非相干运动扩散加权成像（IVIM-DWI）可以得到各种定量数据，其中D是组织中的水扩散系数（真扩散系数）、D*是血液中的水扩散系数（伪扩散系数）、f是流动的血液部分（灌注部分），除了扩散MRI提供的组织微循环和血流信息外，还可以提供组织微结构的信息且不需要使用外源性造影剂。因此，IVIM-DWI已被广泛用于研究影响身体各系统的疾病。然而，目前仍不清楚IPFP中的这些信号改变与灌注和/或弥散变化之间的关系。
近日，发表在academic radiology杂志的一项研究定量评估有症状和无症状KOA患者的PdWI-HR和邻近正常信号强度区（PdWI-NSIR）之间的IVIM-DWI参数差异，为临床的进一步准确评估及诊断提供了技术支持。
本项研究总共回顾了84名有症状的KOA患者、43名无症状的KOA人员以及30名有MRI的健康对照者。收集了人口统计学、IPFP-滑膜炎、西安大略和麦克马斯特骨关节炎指数（WOMAC）疼痛分值、IPFP体积和深度以及IVIM-DWI的定量参数。并采用卡方检验、二元逻辑回归和接收器操作特征曲线（ROC）分析进行诊断性能比较。
IPFP体积和深度在非KOA组和sKOA组之间有统计学上的显著差异（P<0.05）。与无症状的KOA相比，有症状的KOA的IPFP PdWI高信号区显示出明显较高的D和D*值（D为1.51±0.47 vs. 1.73±0.40，D*为19.24±6.44 vs. 27.09±9.75）（均P<0.05）。
多变量逻辑回归分析显示，IPFP高信号区的较高D值和D*值与较高的膝关节疼痛风险明显相关（D值的OR：1.97；95%CI：1.21-3.19；P=0.006；D*的OR：1.24；95%CI：1.09-1.41；P=0.001）。D值对有症状的KOA的敏感性和特异性为80.28%和83.33%，AUC为0.78（0.68-0.86）。D*值对有症状的KOA的敏感性为92.96%，特异性为58.33%，AUC为0.82（0.73-0.89）。
图 一名63岁的男性患者，患有KOA，HLG=3，WOMAC-疼痛评分=38。在横断面和矢状面PdWI上，IPFP的前上方有明显的异常信号强度变化（a和b）。分别在PdWI高信号区和邻近的正常信号区画出两个ROI。在IPFP中手动将ROI放在具有较好信噪比的b=0 DWI图上（3c），然后将ROI自动复制到D、D*和f图上（3df）。PdWI-HR和相邻的PdWI-NSIR的D、D*和f值分别为1.93 £ 103 mm2/s vs. 0.92 £ 103 mm2/s，26.33 £ 103 mm2/s vs. 20.09 £ 103 mm2/s，以及0.34 vs. 0.29
本项研究表明，IVIM-DWI可作为一种额外的功能成像技术来研究PdWI上有信号异常的IPFP，D和D*值对预测轻中度KOA患者的症状有潜在的临床价值。
原文出处：
Hui Tan,Wulin Kang,Qiuju Fan,et al.Intravoxel Incoherent Motion Diffusion-Weighted MR Imaging Findings of Infrapatellar Fat Pad Signal Abnormalities: Comparison Between Symptomatic and Asymptomatic Knee Osteoarthritis.DOI:10.1016/j.acra.2022.11.010
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