目的：運(yùn)用磁共振成像技術(shù)分別對(duì)正常及退變的巴馬香豬膝關(guān)節(jié)軟骨行形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)及定量測(cè)量,探討穩(wěn)態(tài)采集快速成像序列(FIESTA)、非對(duì)稱回波三點(diǎn)法水脂肪分離序列(IDEAL)及附加脂肪抑制的三維快速擾相梯度回波序列(FS-3D-SPGR)在軟骨成像中的應(yīng)用價(jià)值,以及MRI T2 mapping和磁共振彌散加權(quán)成像(DWI)在檢測(cè)巴馬香豬膝關(guān)節(jié)軟骨早期退變的表現(xiàn)及價(jià)值。 材料和方法：在關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)學(xué)的MRI研究中,以新鮮的正常巴馬香豬后膝關(guān)節(jié)為研究對(duì)象,進(jìn)行掃描角度相同的不同序列MR掃描,掃描序列包括T1加權(quán)自旋回波序列(SE-T1WI)、T2加權(quán)快速自旋回波序列(FSE-T2WI),附加脂肪抑制的三維快速擾相梯度回波序列(FS-3D-SPGR)、穩(wěn)態(tài)采集快速成像序列(FIESTA)、非對(duì)稱回波三點(diǎn)法水脂肪分離序列(IDEAL)。在股骨髁間凹中央層面分別測(cè)量股骨遠(yuǎn)端軟骨、股骨干骺端骨髓、半月板、韌帶、關(guān)節(jié)腔滑液和背景噪聲信號(hào)強(qiáng)度(SI),計(jì)算軟骨信噪比(SNR)和軟骨-骨髓、軟骨一滑液、軟骨一半月板、軟骨一韌帶對(duì)比噪聲比(CNR),通過對(duì)SNR以及CNR的分析比較,評(píng)價(jià)各個(gè)序列對(duì)軟骨顯示的效果。在關(guān)節(jié)軟骨定量分析的MRI研究中,選用12只12月齡巴馬香豬,隨機(jī)分成A、B、C、D四組,按每次相同劑量、不同時(shí)間在右膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注入木瓜蛋白酶溶液為處理組,建立不同時(shí)期關(guān)節(jié)軟骨退變動(dòng)物模型,左膝注入等量的磷酸緩沖液(PBS)為對(duì)照組。A組于一次注藥后24h,B組于三次注藥后24h,C組于三次注藥后1周,D組于三次注藥后3周行新鮮離體雙膝關(guān)節(jié)T2mapping、MR彌散加權(quán)成像(DWI)檢查,通過對(duì)MRI圖像表現(xiàn)及相關(guān)T2值、ADC值的測(cè)定檢測(cè)關(guān)節(jié)軟骨損傷情況,MRI掃描后解剖剝離巴馬香豬膝關(guān)節(jié)股骨內(nèi)、外側(cè)髁軟骨,以蘇木素一伊紅(HE)染色總體觀察軟骨細(xì)胞的變化,包括軟骨細(xì)胞形態(tài)及數(shù)量;奧辛蘭過碘酸雪夫氏染色(AB-PAS染色)觀察軟骨退變中蛋白多糖的含量變化；體外相對(duì)含水率測(cè)定：對(duì)T2值、ADC值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,比較正常組和處理組間的差異,以及處理組間不同時(shí)期的變化趨勢(shì)及差異。 結(jié)果：1.3D-FS-SPGR.FIESTA.IDEAL序列在關(guān)節(jié)軟骨顯示中,無論SNR,還是CNR均顯著優(yōu)于常規(guī)SE-T1W、FSE-T2W序列(P0.05)。IDEAL (WATER)、FIESTA序列中軟骨與滑液、軟骨與半月板、軟骨與韌帶間CNR較高(P0.05),而軟骨/骨髓的對(duì)比噪聲比3D-FS-SPGR序列要高于其它序列(P0.05)。 2.組化染色結(jié)果顯示,A、B、C、D組各處理組巴馬香豬軟骨隨著觀察時(shí)間的推移,軟骨表面由光滑逐漸變?yōu)槊?軟骨表面纖維化及出現(xiàn)裂縫。表層軟骨細(xì)胞排列紊亂、分布稀疏及軟骨細(xì)胞變性、壞死。軟骨陷窩由存在、空泡到消失。奧辛蘭過碘酸雪夫氏染色顯示A、B、C、D組各處理組軟骨周圍的酸性粘多糖藍(lán)染逐漸變淡,說明軟骨內(nèi)蛋白多糖逐漸降解。 3.軟骨T2馳豫值及T2mapping圖結(jié)果：A、B、C、D組各對(duì)照組T2值范圍為(46.67-55.54ms),T2 mapping圖可見膝關(guān)節(jié)軟骨連續(xù)完整,色階呈紅色、均勻一致。注射木瓜蛋白酶后,A組(一次注藥后24 h組)處理組軟骨輕度增厚,其余各處理組T2 mapping圖顯示軟骨變薄,色階分布不均勻,色階由紅黃色向黃色、黃綠色過渡,D組為不均勻綠色。各處理組T2值分別為A組：56.55-58.89ms,B組66.86-69.71ms,C組68.49～76.61ms、D組73.59-83.85ms,較同期對(duì)照組T2值均有不同程度的升高,經(jīng)t檢驗(yàn),同期處理組及對(duì)照組之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。同時(shí)進(jìn)行組間比較,各對(duì)照組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),各處理組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.01)。 4.關(guān)節(jié)軟骨ADC值以及ADC圖結(jié)果：A、B、C、D組中對(duì)照組關(guān)節(jié)軟骨表現(xiàn)為軟骨厚度均勻,ADC偽彩圖色階均勻一致,呈綠色,其ADC值分別為(8.50±0.25)×10-4mm2/s、(8.47土1.07)×10-4mm2/s、(8.42±0.82)×10-4mm2/s、(9.11±0.25)×10-4mm2/s,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,A、B、C、D組對(duì)照組間ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。A、B、C、D組中處理組關(guān)節(jié)軟骨表現(xiàn)為軟骨先輕度增厚,隨之不同程度變薄,色階分布不均勻,色階由淺黃色、黃色、向深黃色過渡,范圍逐漸擴(kuò)大,其ADC值分別為(9.86±0.75)×10-4 mm2/s、(10.7±0.51)×10-4mm2/s、(12.3±0.72)×10-4mm2/s、(13.4±0.73)×10-4 mm2/s,呈遞增趨勢(shì),經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,A、B、C、D組處理組間ADC值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P)0.01)。經(jīng)對(duì)A、B、C、D組處理組與對(duì)照組間進(jìn)行t檢驗(yàn),各組中處理組與對(duì)照組間差異都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。 5.A、B、C、D組各處理組較同期對(duì)照組相對(duì)含水率分別增加7.91%、10.68%、20.81%、24.11%。經(jīng)t檢驗(yàn),同期處理組及對(duì)照組之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.01)。同時(shí)進(jìn)行組間比較,各對(duì)照組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),各處理組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.01)。 結(jié)論：1. FIESTA、IDEAL、3D-FS-SPGR序列能有效的顯示關(guān)節(jié)軟骨,而FIESTA、IDEAL序列是新的軟骨成像序列,在關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)學(xué)的評(píng)價(jià)中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 2.三維MRI技術(shù)可以按任意方向進(jìn)行數(shù)據(jù)重建,不會(huì)受層厚和層間距的限制,空間分辨率也不會(huì)受影響,可以顯示關(guān)節(jié)軟骨各個(gè)部位,不會(huì)因?qū)用娴南拗贫z漏細(xì)微的病變。 3.由組化染色結(jié)果表明,向巴馬香豬關(guān)節(jié)腔內(nèi)注入一定量的木瓜蛋白酶,可以引起迅速進(jìn)展的骨性關(guān)節(jié)炎,且不引起關(guān)節(jié)生物力學(xué)的改變,可以作為模擬早期關(guān)節(jié)軟骨退變的簡單有效的方法。 4.關(guān)節(jié)軟骨T2馳豫時(shí)間值的空間變化及T2mapping偽彩圖色階的變化可以反映軟骨退變?cè)缙谛螒B(tài)學(xué)發(fā)生改變之前,軟骨內(nèi)生化組織構(gòu)成的變化,對(duì)關(guān)節(jié)軟骨退變的早期診斷具有一定的參考價(jià)值。 5.關(guān)節(jié)軟骨MRI擴(kuò)散加權(quán)成像及ADC值測(cè)量可以量化地反映軟骨退變?cè)缙谛螒B(tài)學(xué)發(fā)生改變之前,軟骨內(nèi)生化結(jié)構(gòu)改變引起的水分子擴(kuò)散程度的異常,使軟骨損傷早期影像學(xué)診斷精細(xì)到分子水平。 6.在關(guān)節(jié)軟骨退變的早、中期階段,軟骨內(nèi)相對(duì)含水率逐漸增加,而T2值、ADC值亦逐漸升高。這種趨勢(shì)對(duì)軟骨退變的臨床評(píng)估具有潛在的作用。 以上研究結(jié)果表明,運(yùn)用磁共振成像技術(shù),不僅能反映軟骨形態(tài)學(xué)的特征,而且可以利用磁共振T2mapping成像發(fā)現(xiàn)沒有形態(tài)學(xué)改變的關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)組織成分的變化。利用MR彌散成像及ADC值測(cè)量,能量化地反映軟骨生化結(jié)構(gòu)改變引起的水分子擴(kuò)散程度的異常,使關(guān)節(jié)軟骨損傷的早期影像診斷從單純的形態(tài)、信號(hào)的改變到定量分析邁進(jìn)了一步。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：R445.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
第2章 文獻(xiàn)綜述
    1 關(guān)節(jié)軟骨的組織形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)特征
    2 關(guān)節(jié)軟骨損傷的病因及病理改變
    3 關(guān)節(jié)軟骨退變的影像學(xué)評(píng)價(jià)
    4 關(guān)節(jié)軟骨的MRI檢查方法
    5 小結(jié)
第3章 磁共振關(guān)節(jié)軟骨成像最佳序列篩選實(shí)驗(yàn)性研究
    1 材料和方法
    2 結(jié)果
    3 討論
    4 小結(jié)
    附圖及說明
第4章 T2MAPPING監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)軟骨早期病變的實(shí)驗(yàn)性研究
    1 材料和方法
    2 結(jié)果
    3 討論
    4 小結(jié)
    附圖及說明
第5章 彌散加權(quán)成像監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)軟骨早期病變的實(shí)驗(yàn)性研究
    1 材料和方法
    2 結(jié)果
    3 討論
    4 小結(jié)
    附圖及說明
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2878298