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目的:利用磁共振T2弛豫时间图成像技术(T2-mapping)无创性测量半月板损伤后其软骨组织内水分子及胶原纤维的含量,计算半月板的T2值,并联合质子压脂序列(FS-PDWI)对半月板异常信号进行Stoller分级,即I、Ⅱ及Ⅲ级异常高信号,分析三组半月板之间T2值有无差异,并用Pearson相关分析分析各组半月板的T2值与各Stoller分级的相关性。以关节镜检查为金标准,分析磁共振T2-mapping定量技术诊断半月板撕裂的准确性,绘制ROC曲线图,以此评估T2值对半月板撕裂的诊断效能并计算出其鉴别半月板撕裂与变性的最佳诊断阈值。以关节镜检查结果为依据,将受试者分为撕裂组和变性组,并测量正常半月板的T2值,分析对照组与撕裂组、变性组之间T2值有无明显差异。利用T2-mapping定量技术对半月板损伤程度进行早期评估,以期减少不必要的有创检查,指导临床治疗。材料与方法:1.T2-mapping定量技术联合PDWI-FS序列对半月板损伤分级的相关性研究本研究前瞻性地研究了2016年10月至2018年1月,在广州中医药大学第一附属医院影像科磁共振室及临床诊断为半月板损伤I、Ⅱ级及Ⅲ级的病例共72例,其中I级20例,Ⅱ级28例,Ⅲ级24例,受试者年龄范围在18-40岁,中位年龄为29岁。纳入标准:(1)所有受试者近期有膝关节疼痛不适病史;(2)体重在正常范围内,根据BMI指数,即身体质量指数(简称体质指数,英文为Body Mass Index,简称BMI,计算公式为BMI=Kg/㎡),BMI指数正常参考范围为18.5~23.9;(3)无磁共振(MRI)检查禁忌症。排除标准:(1)既往有膝关节手术史;(2)半月板发育异常,如盘状半月板等;(3)有痛风、类风湿性关节炎等基础病变。本次实验通过了我院伦理委员会审查,所有受试者均签署了知情同意书。采用GEHDxt3.0T高场强磁共振扫描仪,15通道膝关节表面线圈。磁共振扫描包括普通序列及生理序列。常规扫描序列包括矢状位质子压脂序列(FS-PDWI)、矢状位T1WI序列、冠状位T2压脂序列(FS-T2WI),其扫描参数为:矢状位质子压脂序列(FS-PDWI):TR 2717.0ms,TE 40.0ms,FOV 170X170mm,矩阵320×224,扫描时间2min16s,层厚4mm;矢状位T1WI:TR 884.0ms,TE 13.9ms,FOV 170×170mm,矩阵384X256,扫描时间2min45s,层厚3mm;冠状位FS-T2WI:TR 2000.0ms,TE60.0ms,FOV 170×170mm,矩阵320×256,扫描时间2min16s,层厚3mm。生理序列为矢状位T2-mapping序列,其扫描参数为:TR 1000.0ms,TE 6.5ms,FOV 170X170mm,矩阵320X256,扫描时间8min36s,层厚3mm。扫描体位为仰卧位,并使膝关节屈曲呈15°角。为了减少运动对T2-mapping序列的影响,要求所有患者在扫描前均静坐30分钟,并将扫描时间固定在20:00-22:00之间。所有受试者在检查前一周内保持休息状态。扫描结束后将T2-mapping图像上传至工作站进行后处理,自动生成T2-mapping伪彩图。对半月板的测量,结合矢状位FS-PDWI及冠状位FS-T2图像,选出半月板的最佳显示层面。在T2-mapping伪彩图上手动选择感兴趣区(ROI,region of interest),ROI的选择为半月板上的异常信号区,手动测量ROI的T2值,为了保证测值的同一性,所有测值工作均由同一名经验丰富的影像诊断医师独立完成。采用SPSS22.0进行统计分析和计算,计量资料用均数±标准差表示。采用单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)比较I、Ⅱ级及Ⅲ级信号半月板的T2值,两两比较采用LSD-t检验,比较三组半月板之间的T2值有无差异,P<0.05为差异有统计学意义。如差异有统计学意义,再用Pearson相关分析研究T2值与各stoller分级的相关性。2.T2-mapping定量技术对半月板撕裂的诊断性研究本研究对上一部试验中经磁共振诊断为Ⅱ级和Ⅲ级损伤的半月板进行关节镜检查,同时选取20例健康志愿者作为正常对照组。利用T2-mapping定量技术对所有受损半月板进行诊断,以关节镜检查结果为金标准,采用受试者工作特征曲线,即ROC曲线(receiver operator characteristic curve,ROC)检验磁共振T2-mapping序列对半月板撕裂的诊断价值,并计算出曲线下面积(AUC,Area Under Curve)来分析其诊断半月板撕裂的准确性,计算出T2-mapping定量技术诊断半月板撕裂的诊断阈值(cut of value)来鉴别半月板变性与撕裂。以关节镜检查结果为依据,将受损的半月板分为撕裂组和变性组,采用单因素方差分析比较撕裂组、变性组与对照组之间T2值有无差异,P<0.05为差异有统计学意义。结果:1.T2-mapping定量技术联合PDWI-FS序列对半月板损伤分级的相关性研究I、Ⅱ、Ⅲ级信号组各组间T2值分别为23.57±2.15、31.6±1.93、46.38±1.84,两组间差异均有有统计学意义(F值=403.439,P<0.001)。Ⅲ级信号的半月板T2值最大,并且T2值与各Stoller分级之间具有高度相关性,相关系数r=0.946(在置信度为0.01时,相关性是显著的),T2值与Stoller分级呈正相关,即损伤级别越高,相应半月板的T2值越大,差异有统计学意义P<0.001。2.T2-mapping定量技术对半月板撕裂的诊断性研究以关节镜检查为金标准,磁共振常规序列诊断半月板撕裂的灵敏度为86.4%;特异度为83.3%;假阴性率为13.6%;假阳性率为16.7%。磁共振T2-mapping定量技术诊断半月板撕裂的灵敏度为95.5%;特异度为93.3%;假阴性率为4.5%;假阳性率为6.7%。T2-mapping定量技术诊断半月板撕裂的灵敏度和特异度均高于常规序列。绘制ROC曲线,曲线下面积为0.939,磁共振T2mapping序列诊断半月板撕裂得临界值为38.11,即诊断阈值为38.11,此时T2-mapping序列诊断半月板撕裂的准确性最高。以关节镜结果为金标准,将受试者分为撕裂组和变性组,正常对照组、变性组与撕裂组的T2值分别为18.25±1.07、32.04±2.79、45.1±1.93,三组间T2值两两对比均有差异,差异均具有统计学意义(F值=383.938,P<0.05)。结论:1.T2-mapping定量技术联合PDWI-FS序列对半月板损伤分级的相关性研究磁共振T2-mapping定量技术可以无创地测量半月板损伤后其组织成分的改变,即水分子和胶原纤维的含量变化,并通过T2弛豫时间反映出来,即T2值。Ⅲ级信号组的半月板T2值最高,I级信号的半月板T2值最低。T2值与Stoller分级的级别呈正相关。T2值对半月板成分的改变十分敏感,有利于及早发现病变并评估损伤程度。2.T2-mapping定量技术对半月板撕裂的诊断性研究以关节镜检查结果为金标准,磁共振T2-mapping定量技术对半月板撕裂具有较高的诊断价值,灵敏度和特异度均高于常规序列,其鉴别半月板撕裂与变性的诊断阈值为38.11,所以磁共振常规序列上半月板出现Ⅲ级信号,并不能代表半月板撕裂。正常对照组与撕裂组、变性组之间T2值均有差异,差异有统计学意义。T2-mapping定量技术通过测量T2弛豫时间,可观察半月板内组织成分的改变,早期评估半月板损伤后的病理改变,并通过计算其诊断阈值,可以帮助鉴别半月板变性与撕裂,避免不必要的关节镜有创检查,并指导临床治疗。磁共振T2-mapping定量技术具有较高的诊断价值并具有无创性的优点,可作为磁共振诊断半月板撕裂常规序列的重要补充序列。