目的：運用磁共振成像技術分別對正常及退變的巴馬香豬膝關節(jié)軟骨行形態(tài)學評價及定量測量,探討穩(wěn)態(tài)采集快速成像序列(FIESTA)、非對稱回波三點法水脂肪分離序列(IDEAL)及附加脂肪抑制的三維快速擾相梯度回波序列(FS-3D-SPGR)在軟骨成像中的應用價值,以及MRI T2 mapping和磁共振彌散加權成像(DWI)在檢測巴馬香豬膝關節(jié)軟骨早期退變的表現(xiàn)及價值。 材料和方法：在關節(jié)軟骨形態(tài)學的MRI研究中,以新鮮的正常巴馬香豬后膝關節(jié)為研究對象,進行掃描角度相同的不同序列MR掃描,掃描序列包括T1加權自旋回波序列(SE-T1WI)、T2加權快速自旋回波序列(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)、非對稱回波三點法水脂肪分離序列(IDEAL)。在股骨髁間凹中央層面分別測量股骨遠端軟骨、股骨干骺端骨髓、半月板、韌帶、關節(jié)腔滑液和背景噪聲信號強度(SI),計算軟骨信噪比(SNR)和軟骨-骨髓、軟骨一滑液、軟骨一半月板、軟骨一韌帶對比噪聲比(CNR),通過對SNR以及CNR的分析比較,評價各個序列對軟骨顯示的效果。在關節(jié)軟骨定量分析的MRI研究中,選用12只12月齡巴馬香豬,隨機分成A、B、C、D四組,按每次相同劑量、不同時間在右膝關節(jié)腔內(nèi)注入木瓜蛋白酶溶液為處理組,建立不同時期關節(jié)軟骨退變動物模型,左膝注入等量的磷酸緩沖液(PBS)為對照組。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節(jié)T2mapping、MR彌散加權成像(DWI)檢查,通過對MRI圖像表現(xiàn)及相關T2值、ADC值的測定檢測關節(jié)軟骨損傷情況,MRI掃描后解剖剝離巴馬香豬膝關節(jié)股骨內(nèi)、外側髁軟骨,以蘇木素一伊紅(HE)染色總體觀察軟骨細胞的變化,包括軟骨細胞形態(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；體外相對含水率測定：對T2值、ADC值進行統(tǒng)計學分析,比較正常組和處理組間的差異,以及處理組間不同時期的變化趨勢及差異。 結果：1.3D-FS-SPGR.FIESTA.IDEAL序列在關節(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/骨髓的對比噪聲比3D-FS-SPGR序列要高于其它序列(P0.05)。 2.組化染色結果顯示,A、B、C、D組各處理組巴馬香豬軟骨隨著觀察時間的推移,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。表層軟骨細胞排列紊亂、分布稀疏及軟骨細胞變性、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圖結果：A、B、C、D組各對照組T2值范圍為(46.67-55.54ms),T2 mapping圖可見膝關節(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,較同期對照組T2值均有不同程度的升高,經(jīng)t檢驗,同期處理組及對照組之間差異具有統(tǒng)計學意義(P0.05)。同時進行組間比較,各對照組間差異無統(tǒng)計學意義(P0.05),各處理組間差異有統(tǒng)計學意義(P0.01)。 4.關節(jié)軟骨ADC值以及ADC圖結果：A、B、C、D組中對照組關節(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)計學分析,A、B、C、D組對照組間ADC值差異無統(tǒng)計學意義(P0.05)。A、B、C、D組中處理組關節(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,經(jīng)統(tǒng)計學分析,A、B、C、D組處理組間ADC值差異具有統(tǒng)計學意義(P)0.01)。經(jīng)對A、B、C、D組處理組與對照組間進行t檢驗,各組中處理組與對照組間差異都具有統(tǒng)計學意義(P0.05)。 5.A、B、C、D組各處理組較同期對照組相對含水率分別增加7.91%、10.68%、20.81%、24.11%。經(jīng)t檢驗,同期處理組及對照組之間差異具有統(tǒng)計學意義(P0.01)。同時進行組間比較,各對照組間差異無統(tǒng)計學意義(P0.05),各處理組間差異有統(tǒng)計學意義(P0.01)。 結論：1. FIESTA、IDEAL、3D-FS-SPGR序列能有效的顯示關節(jié)軟骨,而FIESTA、IDEAL序列是新的軟骨成像序列,在關節(jié)軟骨形態(tài)學的評價中具有潛在的應用價值。 2.三維MRI技術可以按任意方向進行數(shù)據(jù)重建,不會受層厚和層間距的限制,空間分辨率也不會受影響,可以顯示關節(jié)軟骨各個部位,不會因層面的限制而遺漏細微的病變。 3.由組化染色結果表明,向巴馬香豬關節(jié)腔內(nèi)注入一定量的木瓜蛋白酶,可以引起迅速進展的骨性關節(jié)炎,且不引起關節(jié)生物力學的改變,可以作為模擬早期關節(jié)軟骨退變的簡單有效的方法。 4.關節(jié)軟骨T2馳豫時間值的空間變化及T2mapping偽彩圖色階的變化可以反映軟骨退變早期形態(tài)學發(fā)生改變之前,軟骨內(nèi)生化組織構成的變化,對關節(jié)軟骨退變的早期診斷具有一定的參考價值。 5.關節(jié)軟骨MRI擴散加權成像及ADC值測量可以量化地反映軟骨退變早期形態(tài)學發(fā)生改變之前,軟骨內(nèi)生化結構改變引起的水分子擴散程度的異常,使軟骨損傷早期影像學診斷精細到分子水平。 6.在關節(jié)軟骨退變的早、中期階段,軟骨內(nèi)相對含水率逐漸增加,而T2值、ADC值亦逐漸升高。這種趨勢對軟骨退變的臨床評估具有潛在的作用。 以上研究結果表明,運用磁共振成像技術,不僅能反映軟骨形態(tài)學的特征,而且可以利用磁共振T2mapping成像發(fā)現(xiàn)沒有形態(tài)學改變的關節(jié)軟骨內(nèi)組織成分的變化。利用MR彌散成像及ADC值測量,能量化地反映軟骨生化結構改變引起的水分子擴散程度的異常,使關節(jié)軟骨損傷的早期影像診斷從單純的形態(tài)、信號的改變到定量分析邁進了一步。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：R445.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
第2章 文獻綜述
    1 關節(jié)軟骨的組織形態(tài)學、生物化學特征
    2 關節(jié)軟骨損傷的病因及病理改變
    3 關節(jié)軟骨退變的影像學評價
    4 關節(jié)軟骨的MRI檢查方法
    5 小結
第3章 磁共振關節(jié)軟骨成像最佳序列篩選實驗性研究
    1 材料和方法
    2 結果
    3 討論
    4 小結
    附圖及說明
第4章 T2MAPPING監(jiān)測關節(jié)軟骨早期病變的實驗性研究
    1 材料和方法
    2 結果
    3 討論
    4 小結
    附圖及說明
第5章 彌散加權成像監(jiān)測關節(jié)軟骨早期病變的實驗性研究
    1 材料和方法
    2 結果
    3 討論
    4 小結
    附圖及說明
第6章 結論
參考文獻
作者簡介及在學期間所取得的科研成果
致謝

【參考文獻】

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1 張法浩,許善錦,王夔;自由基在大骨節(jié)病病理過程中的作用——Ⅳ.在自由基及黃腐酸作用下軟骨細胞合成的異常膠原蛋白[J];北京醫(yī)科大學學報;1990年01期

2 張權,黃煌淵,陳世益,夏軍;實驗性髕股關節(jié)退變性關節(jié)病關節(jié)軟骨的病理改變[J];中華風濕病學雜志;2000年02期

3 王峻,甄俊平,牛金亮,謝維娜,胥毅;實驗性蛋白多糖降解致兔膝關節(jié)軟骨早期退變的核磁共振成像研究[J];中華風濕病學雜志;2003年07期

4 樓海燕,王仁法,王承緣,夏黎明,鄒明麗,陳曌;彌散加權成像對膝關節(jié)腔積液診斷價值的探討[J];放射學實踐;2003年01期

5 雷杰;楊海山;韓志國;崔傳禹;;MRI序列及三維重建在膝關節(jié)軟骨損傷的診斷價值[J];中國介入影像與治療學;2009年01期

6 艾飛;李小明;張煒;Kacher D;余鋮;彭雯佳;夏黎明;李鋒;熊偉;;三維穩(wěn)態(tài)自由進動成像序列與三維抑脂擾相梯度回波序列診斷膝關節(jié)軟骨病變的對比研究[J];臨床放射學雜志;2010年04期

7 楊海濤;王仁法;李鋒;張海棟;張伶;夏黎明;王承緣;;早期髕骨軟化癥髕軟骨磁共振T_2圖成像和擴散加權成像的對照研究[J];實用放射學雜志;2008年03期

8 王云峰;白人驍;張揚;馮俊奇;郭悅;李秀蘭;;改良Hulth模型復制膝不同時期骨關節(jié)炎的實驗研究[J];天津醫(yī)科大學學報;2009年03期

9 史英紅;謝海柱;岳鳳斌;張剛;;MR擴散加權成像對髕軟骨損傷的診斷價值[J];醫(yī)學影像學雜志;2010年02期

10 董啟榕,孟維春,鄭祖根;受壓狀態(tài)下關節(jié)軟骨膠原纖維結構的電鏡觀察[J];醫(yī)用生物力學;2002年02期

本文編號：2878298