腰椎间关节软骨多序列MRI与大体标本对照实验研究

摘要

目的:通过对猪腰椎间关节软骨1.5T磁共振(magnetic resonance, MR)多序列成像与大体标本对照的实验性研究,评估MR成像(MR image, MRI)显示腰椎间关节软骨的能力与限度.方法:用Siemens1.5T 超导磁共振对6条新鲜离体成年猪腰椎行椎间关节矢状面扫描.扫描序列包括:快速自旋回波T1加权序列(fast spin echo T1-weighted imaging, FSE T1WI) 、快速自旋回波T2加权序列(fast spin echo T2-weighted imaging, FSE T2WI)、脂肪抑制质子加权序列(fat saturation proton density-weighted imaging, FS PDWI) 、不同反转角的三维快速小角度激发成像序列(three-dimensional fast low angle shot imaging, 3D-FLASH)以及不同反转角的水激发三维快速小角度激发成像序列(water excitation three-dimensional fast low angle shot imaging, WE 3D-FLASH) .扫描结束后将标本深低温冷冻,沿椎间关节矢状面正中层面切开,对照观察椎间关节矢状面正中层面大体标本与MRI图像.取6对L3/L4椎间关节矢状面正中层面各序列图像测量并计算软骨的信噪比(signal-noise ratio, SNR)以及软骨与骨皮质、软骨与骨髓、软骨与生理盐水的对比噪声比(contrast-noise ratio,CNR) .以游标卡尺测量6对L3/L4椎间关节软骨矢状面正中层面中心的厚度,与MRI所测量软骨厚度对照.结果:3D-FLASH(FA20°)及WE 3D-FLASH(FA20°)序列显示腰椎间关节软骨及周围结构优于其他研究序列,相对FS PDWI序列能更真实地反映腰椎间关节软骨厚度.(1)4种不同反转角(FA10°,FA 20°,FA 30°及FA40°)3D-FLASH序列比较: 3D-FLASH (FA 20°)序列图像软骨SNR、软骨与骨皮质CNR最高,与其他3种3D-FLASH序列比较差异有统计学意义(P＜0.05),软骨与骨髓CNR、软骨与生理盐水CNR亦较高.(2)4种不同反转角(FA10°,FA 20°,FA 30°及FA40°)WE 3D-FLASH序列比较: WE 3D-FLASH (FA 20°)序列图像软骨SNR、软骨与骨皮质CNR、软骨与骨髓CNR最高,与其他3种WE 3D-FLASH序列比较差异有统计学意义(P＜0.05),软骨与生理盐水CNR亦较高.(3)3D-FLASH(FA20°),WE 3D-FLASH(FA20°),FS PDWI,FSE T1WI及FES T2WI 5种序列比较:3D-FLASH(FA20°)序列的软骨SNR、软骨与骨皮质CNR最高,与FS PDWI,FSE T1WI及FSE T2WI序列比较差异有统计学意义(P＜0.05),与 WE 3D-FLASH(FA20°)序列比较差异无统计学意义(P＞0.05).WE 3D-FLASH(FA20°)序列软骨与骨髓CNR最高,与FS PDWI,FSE T1WI及FSE T2WI序列比较差异有统计学意义(P＜0.05),与 3D-FLASH(FA20°)序列比较差异无统计学意义(P＞0.05).FS PDWI和FSE T2WI序列软骨与生理盐水CNR高,两者间差异无统计学意义(P＞0.05).3D-FLASH(FA20°)和WE 3D-FLASH(FA20°)序列软骨与生理盐水的CNR低,两者间差异无统计学意义(P＞0.05);但两者分别与FS PDWI和FSE T2WI序列比较差异有统计学意义(P＜0.05).(4) 3D-FLASH(FA20°)和WE 3D-FLASH(FA20°)序列相对FS PDWI序列显示腰椎间关节软骨厚度更接近大体标本软骨测量厚度,前两者序列分别与后者比较差异均有统计学意义(P＜0.05).结论:3D-FLASH(FA20°)序列及其衍生的WE 3D-FLASH(FA20°)序列能清晰地显示腰椎间关节软骨,且接近软骨的真实厚度,推荐作为腰椎间关节软骨检查的首选扫描序列.