磁共振稳态采集快速成像序列评价膝关节透明软骨实验研究

目的 探讨磁共振稳态采集快速成像序列(FIESTA)在软骨成像中的应用价值.方法 以新鲜的正常巴马香猪后膝关节为研究对象,进行扫描角度相同的不同序列MR扫描,扫描序列包括T1加权自旋回波序列(SET1WI)、T2加权快速自旋回波序列(FSET2WI),附加脂肪抑制的三维快速扰相梯度回波序列(FS3DSPGR)及稳态采集快速成像序列(FIESTA).在股骨髁间凹中央层面分别测量股骨远端软骨、股骨干骺端骨髓、半月板、韧带、关节腔滑液和背景噪声信号强度(SI),计算软骨信噪比(SNR)和软骨-骨髓、软骨-滑液、软骨-半月板、软骨-韧带对比噪声比(CNR),通过对SNR以及CNR的分析比较,评价各个序列对软骨显示的效果.结果 FIESTA序列在关节软骨显示中,无论SNR,还是CNR均显著优于常 规SET1WI、FSET2WI序列(P＜0.05).FIESTA序列中软骨与滑液、软骨与半月板、软骨与韧带间CNR较高(P＜0.05).结论 FIESTA序列能有效地显示关节透明软骨,在关节软骨形态学的评价中具有潜在的应用价值.     

膝关节半月板损伤的MRI与关节镜对照研究

目的评价MRI在膝关节半月板撕裂诊断和评级中的价值。方法参照Mesgarzadeh标准对76位患者78个撕裂半月板的MR影像作回顾性分析,3位MRI主治医师在不知道关节镜检查结果的情况下独自阅片,按Mesgarzadeh的分级标准确定半月板撕裂的类型并记录评定结果,包括联合的前交叉韧带撕裂。结果MRI诊断半月板撕裂的敏感性和特异性分别为92%和87%,Ⅵ型是半月板撕裂中最常见的类型,尤其在发生移位的半月板撕裂中最常见。结论MRI是半月板撕裂伤和交叉韧带损伤的可靠诊断工具。     

膝关节损伤的前瞻性研究:MRI诊断与关节镜对照

目的:探讨MRI诊断膝关节损伤的有效性.材料和方法:对2002年10月至2003年8月共126例临床高度怀疑膝关节损伤的患者,行MRI和关节镜检查,以关节镜结果为金标准,前瞻性分析MRI的敏感性和特异性.结果:111例MRI提示膝关节损伤的患者进行了关节镜检查或治疗,其中有107例证明关节镜检查是必要的;15例MRI提示膝关节无明显病变的患者进行了关节镜检查或治疗,4例表明关节镜检查是必要的.MRI的总体敏感性和特异性分别为96.4%、73.3%,准确度93.7%,其中内侧半月板撕裂敏感性和特异性分别为90.6%、96.8%,准确度95.2%,外侧半月板撕裂敏感性和特异性分别为90.3%、93.8%,准确度92.1%,前交叉韧带完全撕裂的敏感性和特异性分别为85.7%、99.1%,准确度97.6%.结论:MRI是诊断膝关节损伤的可靠的工具,能有效地鉴别出临床高度怀疑膝关节损伤的患者中需要关节镜检查及治疗的患者.     

质子加权预饱和脂肪抑制序列对膝关节软骨损伤的诊断与关节镜对照研究

目的：比较质子加权预饱和脂肪抑制序列（PDW-FS）和自旋回波T2WI对诊断膝关节软骨损伤的准确性,探讨PDW-FS对软骨损伤的诊断价值。方法：对关节镜探查手术的37例45只膝关节,术前行MR检查,作回顾性分析,比较PDW-FS、T2WI序列诊断软骨损伤的价值。结果：以关节镜为标准,PDW-FS和T2WI序列的Kappa值分别为0.88和0.68,PDW-SF检查结果与关节镜结果一致性好。PDW-FS敏感度89.7%,特异度97.1%,T2WI敏感度79.1%,特异度94.8%,差异有统计学意义（χ2=4.50,P〈0.05）。结论：PDW-FS序列诊断膝关节软骨损伤的准确性优于T2WI,可准确地判断软骨损伤的范围和深度,为临床医生选择合适的治疗方案提供可靠依据。     

膝关节正常关节软骨及软骨缺损的多序列MR成像比较

目的：筛选ＭＲＩ评价关节软骨的最佳成像序列。材料和方法：应用五种不同ＭＲ序列，包括ＴｌＷＩ、ＰＤＷＩ、Ｔ２ＷＩ、ＳＴＩＲ和３Ｄ－ＧＥ，对６位健康志愿者的正常膝关节和１２个用外科方法制作的直径ｌｍｍ—６ｍｍ的软骨缺损的膝关节标本进行成像比较。结果：与ＳＥ和ＳＴＩＲ序列相比，３Ｄ－ＧＥ序列可作连续薄层扫描，具有高信噪比、高分辨率、良好的组织对比及成像时间短等优点，能清楚显示软骨的厚度及轮廓，并可检出直径小至２ｍｍ的软骨缺损。结论：３Ｄ－ＧＥ序列是检查关节软骨病变的最佳序列，若辅以ＴｌＷＩ和ＳＴＩＲ成像，有利于关节软骨与关节液和脂肪组织的区分，可进一步提高ＭＲ诊断关节软骨病变的准确性     

膝关节软骨损伤的MR诊断及与关节镜结果对照

目的分析不同MR扫描序列对关节软骨损伤的诊断能力，为关节软骨损伤的临床诊断和治疗提供可靠的影像学依据。方法对临床拟行膝关节镜检查的膝关节疼痛患者进行术前MR成像，对MR图像进行二维和三维重建处理。结果与关节镜对照，34例膝关节软骨损伤患者的MR检查结果：脂肪抑制三维稳态进动快速成像序列(fat-saturated three-dimensional fast imaging with steady-state procession，FS-3D-FISP)敏感度为91．4％、特异度为97％、Kappa值为0．818，脂肪抑制二维快速小角度激发成像序列(fat-saturated tow-dimensional fast low angle shot，FS-2D-FLASH)敏感度为77．1％、特异度为98％、Kappa值为0．531，SE-T1WI序列敏感度为70％、特异度为99％、Kappa值为0．518。本组无明确急性外伤史的关节软骨损伤病例中有77．6％在病变部位出现与损伤软骨区相对应的软骨下骨及骨髓内片状T1WI低信号影，FS-3D-FISP及FS-2D-FLASH序列呈高信号。结论FS-3D-FISP序列对关节软骨损伤病变的准确性明显优于FS-2D-FLASH和SE-T1WI，与关节镜诊断结果之间具有良好的一致性。软骨下骨及骨髓内的异常信号是关节软骨损伤重要的间接征象。关节软骨损伤的三维成像有利于临床术前对重度膝关节软骨损伤进行立体定位诊断。     

膝关节单纯软骨损伤的MR成像

目的 探讨膝关节单纯软骨损伤MRI表现并讨论其损伤机制、成像方法。资料与方法搜集16例平片阴性的膝部疼痛患者的MRI资料，分别采用平面回波成像(EPI)和梯度回波(GRE)序列成像，矢状位为常规观察断面，横断面作为补充。结果 16例24处软骨出现形态或内部信号异常，包括软骨表面锯齿状凹陷、波浪状缺损、压缩变扁。信号异常在EPI上表现为条状低信号，GRE上略呈高信号。结论 膝关节单纯软骨损伤MRI依损伤程度可分软骨表面正常但信号有异常、软骨表面不同程度缺损、全软骨压缩或缺损3种改变，MRI是软骨损害最佳无创检查方法。     

膝关节半月板撕裂磁共振成像与关节镜对照研究

目的分析磁共振成像（MRI）在膝关节半月板撕裂诊断中的价值。方法分析168例（共计336个半月板）临床疑诊半月板损伤患者,依次在1周内行磁共振（MR）和关节镜检查,对比MR和关节镜检查结果,探讨MRI对膝关节半月板撕裂诊断符合率。结果以关节镜为参考标准,168例（共计336个半月板）中MRI诊断半月板撕裂敏感性96．9％,特异性为87．5％,准确性为92．5％,假阳性率为12．5％,假阴性率3．1％,MRI具有术前诊断价值。结论MRI诊断半月板撕裂具有很高准确性,但仍有一定的假阳性与假阴性。     

MRI与关节镜诊断膝关节韧带损伤的比较研究

目的:探讨MRI对膝关节韧带损伤的诊断准确率及其对临床治疗的指导意义。方法:90例关节镜及手术患者术前行MRI检查,根据MRI诊断分为1~3级损伤,将MRI诊断结果与关节镜下及手术所见进行对比。结果:根据MRI表现,经关节镜及手术对照诊断准确率分别为CL 93.8%(76/81)、PCL 100%(32/32)、MCL 93.8(61/65)、LCL89.5(17/19),总诊断准确率为94.4%。结论:MRI是诊断膝关节韧带损伤的重要无创性检查方法,提高MRI诊断准确率对筛查韧带损伤及手术治疗有指导性意义。     

膝关节损伤MRI表现与关节镜检查对照研究

目的分析研究膝关节半月板及韧带损伤的MRI表现，并与关节镜诊断结果相对照，评价MRI的临床应用价值。方法48例膝关节外伤患者均经MRI和关节镜检查。半月板损伤的分级标准采用Kaplan的三级分类方法。韧带损伤参照Ruiz进行分级。膝关节MRI检查采用常规序列：T1WI／SE，T2WI／TSE，STIR和GRE。关节镜检查由一名主任医师和一名主治医师共同完成。MRI检查后患者均于1～2周内行关节镜检查或手术。结果与关节镜检查结果比较，MRI诊断半月板损伤的准确率为85．4％，敏感性为92．1％，特异性为81．0％，阳性预测值为76．1％，阴性预测值为94．0％。MRI诊断韧带损伤的准确率为93．1％。然而，MRI对滑膜皱襞综合征、剥脱性骨软骨炎及创伤性滑膜炎诊断价值较低。结论MRI对膝关节半月板及韧带损伤诊断具有明显的临床应用价值，同时可作为关节镜术前的筛选工具，指导关节镜在临床中的合理运用。     

Review of Quantitative Knee Articular Cartilage MR Imaging

Osteoarthritis (OA) is one of the most prevalent disorders in today’s society, resulting in significant socio-economic costs and morbidity. MRI is widely used as a non-invasive imaging tool for OA of the knee. However, conventional knee MRI has limitations to detect subtle early cartilage degeneration before morphological changes are visually apparent. Novel MRI pulse sequences for cartilage assessment have recently received increased attention due to newly developed compositional MRI techniques, including: T2 mapping, T1rho mapping, delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage (dGEMRIC), sodium MRI, diffusion-weighted imaging (DWI)/ diffusion tensor imaging (DTI), ultrashort TE (uTE), and glycosaminoglycan specific chemical exchange saturation transfer (gagCEST) imaging. In this article, we will first review these quantitative assessments. Then, we will discuss the variations of quantitative values of knee articular cartilage with cartilage layer (depth)- and angle (regional)-dependent approaches. Multiple MRI sequence techniques can discern qualitative differences in knee cartilage. Normal articular hyaline cartilage has a zonal variation in T2 relaxation times with increasing T2 values from the subchondral bone to the articular surface. T1rho values were also higher in the superficial layer than in the deep layer in most locations in the medial and lateral femoral condyles, including the weight-bearing portion. Magic angle effect on T2 mapping is clearly observed in the both medial and lateral femoral condyles, especially within the deep layers. One of the limitations for clinical use of these compositional assessments is a long scan time. Recent new approaches with compressed sensing (CS) and MR fingerprinting (MRF) have potential to provide accurate and fast quantitative cartilage assessments.     

关节软骨损伤MR成像序列的实验研究

目的 评价关节软骨缺损检查的各种MRI扫描序列。材料与方法 选用猪膝关节10只，制成宽度不等，深度为软骨全层的小槽状软骨缺损，MRI序列包括T1加权自旋回波序列（SE-T1），质子和T2加权快速自旋双回波序列（FSE-PD/T2），附加脂肪抑制的质子和T2加权快速自旋双回波序列（FS-FSE-PD/T2），附加脂肪抑制的三维快速扰相梯度回波序列（FS-3D-SPGR），液体衰减反转恢复序列（FLAIR），短TI翻转回波序列（STIR）和T1加权反转恢复序列（IR-TI700）。结果 与常规膝关节检查的FSE-PD/T2序列比较，FS-FSE-PD/T2能够分辨软骨与软骨下骨的界限，可测量软骨缺损厚度和深度；FS-3D-SPGR的软骨信噪比（SNR）和其对软骨下骨，关节液等关节软骨周围组织的对比噪声比（CNR）最高；IR-TI700测量的软骨缺损宽度和深度，与实际测量值的一致性最好，FLAIR和STIR不能清楚分辨软骨和软骨下骨的界限。结论 FS-FSE-PD/T2应作为膝关节检查的常规序列；三维抑脂梯度回波序列仍为关节软骨检查的最佳扫描序列。翻转回波扫描序列在关节软骨检查方面具有潜在的临床价值。     

髌股关节软骨退变的3D-Volume-FFE MRI:与标准序列及关节镜比较

目的 :以关节镜为标准 ,比较三维快速场回波容积扫描序列 (3D- Volume- FFE)、标准 SE序列、FFE序列对髌股关节软骨退变的诊断价值。方法 :32个膝关节行关节镜检及 3D- Volme- FFF- T1 WI矢状位 ,SE- T1 WI横断位、FFE- T1 WI横断位扫描。3D- Volme- FFE矢状位行多平面重建 (MPR)。MRI图像每个髌股关节分为内、外侧髌骨面 ,内外侧股骨滑车面与关节镜图像逐一对照分析。统计比较各序列诊断的敏感性、特异性。结果 :关节镜发现 5 0个病变软骨面。 3D- Volume- FFE、FFE- T1 WI敏感性、特异性明显高于 SE- T1 WI(P<0 .0 1)。 3D- Volme- FFE- T1 WI对软骨病变分级和关节镜分级间有显著正相关性。结论 :3D- Volme- FFE结合 MPR评价髌股关节软骨退变优于标准 SE、FFE序列     

膝关节软骨损伤的MR三维重建实验研究

目的 通过对关节软骨损伤的动物标本和MR三维及二维图像的精确测量,观察MR三维重建图像显示关节软骨损伤病变的能力及测量病变大小的准确性。材料与方法 采用新鲜猪膝关节,以外科方法制作2～4级的关节软骨损伤标本并进行MR扫描,最后在工作站对图像进行二维和三维重建并测量,与标本的实际测量结果相对照。结果 按照1mm、1．5mm、3mm扫描层厚分组,3、4级损伤的表面遮盖显示（SSD）三维重建图像测量值的平均百分误差比较结果：X^2=74．45,P〈0．01。SSD和最大信号强度投影（MIP）两种三维重建方式测量误差的差异经Fdedman Test检验具有统计学意义（X^2=8．65,P=0．013〈0．05）。对三组测量值进行方差分析,其差异具有显著的统计学意义（F=16．601,P〈0．01）。SSD三维重建图像对4级损伤测量的百分误差最小。对3、4级损伤测量值进行Mann-Whitney U检验,其差异具有统计学意义（Z=-2．24,P=0．025〈0．05）。测量关节软骨病变大小在1mm扫描层厚的SSD三维重建图像上较二维磁共振图像更为准确。采用随机区组秩和检验的Friedman Test（X^2=8．65,P=0．013〈0．05）。结论 三维重建测量误差的大小与MR扫描层厚三维重建方式、损伤区的大小和关节软骨损伤的程度等有关。关节软骨的三维重建图像能够较真实地反映关节软骨表面的不规则形态,测量线的方向不受扫描平面方向的限制,可以对任意两点间的距离进行测量。     

MRI与关节镜测量膝关节软骨缺损面积的对比

目的：探讨磁共振成像(MRI)与关节镜测量膝关节软骨缺损面积的一致性。方法选取36例(36膝)因膝关节软骨缺损的入院患者,对照分析其关节镜及术前 MRI 资料。比较 MRI 与关节镜术中测量软骨缺损区面积的一致性。结果MRI 与关节镜均发现膝关节软骨缺损92处,平均每例2.6处。经 MRI 测量,平均每膝的软骨缺损面积为(1.9±1.5)cm2;经关节镜测量,平均每膝的软骨缺损面积为(2.9±2.6)cm2;MRI 与关节镜测量结果之间差异有统计学意义(P <0.001)。MRI 的评估结果低于关节镜测量结果,平均差值为(1.7±1.1)cm2。MRI 测量的面积为关节镜测量结果的70.1%。结论MRI 诊断关节软骨缺损病灶数目上与关节镜具有良好的一致性;可直接或间接反映膝关节软骨缺损面积,定位、定性诊断较为准确。     

膝关节软骨MR成像的技术探讨

目的探讨膝关节软骨MR I成像技术和三维(3D)软骨重建的方法,为临床早期诊断和治疗方法提供了有效的评估方法。方法对90例膝关节外伤、关节炎性病变患者和10例健康志愿者进行MR I扫描,采取常规和特殊的二维(2D)、3D多序列,多参数的比较。对3D快速梯度回波扫描序列获得膝关节各关节软骨3D图像,利用最大信号强度投影法(M IP)进行3D重建。对各关节软骨的平均厚度的测量值进行统计学分析。结果膝关节软骨MR I成像技术和3D软骨重建的方法,可以清晰显示膝关节各关节软骨的结构,在2D FSE序列上关节软骨约50%均显示为3层改变,在3D重建图像上,可清淅地多角度整体显示膝关节各关节软骨的结构,空间分辨率高。结论膝关节软骨MR I成像和3D软骨重建技术,为临床早期诊断和治疗方法提供帮助。     

Cartilage morphology at 3.0T: Assessment of three‐dimensional magnetic resonance imaging techniques

Purpose:

To compare six new three‐dimensional (3D) magnetic resonance (MR) methods for evaluating knee cartilage at 3.0T.

Materials and Methods:

We compared: fast‐spin‐echo cube (FSE‐Cube), vastly undersampled isotropic projection reconstruction balanced steady‐state free precession (VIPR‐bSSFP), iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least‐squares estimation combined with spoiled gradient echo (IDEAL‐SPGR) and gradient echo (IDEAL‐GRASS), multiecho in steady‐state acquisition (MENSA), and coherent oscillatory state acquisition for manipulation of image contrast (COSMIC). Five‐minute sequences were performed twice on 10 healthy volunteers and once on five osteoarthritis (OA) patients. Signal‐to‐noise ratio (SNR) and contrast‐to‐noise ratio (CNR) were measured from the volunteers. Images of the five volunteers and the five OA patients were ranked on tissue contrast, articular surface clarity, reformat quality, and lesion conspicuity. FSE‐Cube and VIPR‐bSSFP were compared to IDEAL‐SPGR for cartilage volume measurements.

Results:

FSE‐Cube had top rankings for lesion conspicuity, overall SNR, and CNR (P < 0.02). VIPR‐bSSFP had top rankings in tissue contrast and articular surface clarity. VIPR and FSE‐Cube tied for best in reformatting ability. FSE‐Cube and VIPR‐bSSFP compared favorably to IDEAL‐SPGR in accuracy and precision of cartilage volume measurements.

Conclusion:

FSE‐Cube and VIPR‐bSSFP produce high image quality with accurate volume measurement of knee cartilage. J. Magn. Reson. Imaging 2010;32:173–183. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.     

Cartilage imaging at 3.0T with gradient refocused acquisition in the steady-state (GRASS) and IDEAL fat-water separation

PURPOSE: To demonstrate the feasibility of evaluating the articular cartilage of the knee joint at 3.0T using gradient refocused acquisition in the steady-state (GRASS) and iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation (IDEAL) fat-water separation. MATERIALS AND METHODS: Bloch equation simulations and a clinical pilot study (n = 10 knees) were performed to determine the influence of flip angle of the IDEAL-GRASS sequence on the signal-to-noise ratio (SNR) of cartilage and synovial fluid and the contrast-to-noise ratio (CNR) between cartilage and synovial fluid at 3.0T. The optimized IDEAL-GRASS sequence was then performed on 30 symptomatic patients as part of the routine 3.0T knee MRI examination at our institution. RESULTS: The optimal flip angle was 50 degrees for IDEAL-GRASS cartilage imaging, which maximized contrast between cartilage and synovial fluid. The IDEAL-GRASS sequence consistently produced high-quality fat- and water-separated images of the knee with bright synovial fluid and 0.39 x 0.67 x 1.0 mm resolution in 5 minutes. IDEAL-GRASS images had high cartilage SNR and high contrast between cartilage and adjacent joint structures. The IDEAL-GRASS sequence provided excellent visualization of cartilage lesions in all patients. CONCLUSION: The IDEAL-GRASS sequence shows promise for use as a morphologic cartilage imaging sequence at 3.0T.