目的: 1.建立抗原诱导兔关节炎动物模型并评价其常规MR表现和病理基础； 2.探讨SPIO增强MR扫描在抗原诱导兔关节炎动物模型的滑膜巨噬细胞成像中的应用价值； 3.对附加水激发技术（WE，water excitation）的三维快速小角度激发成像（3D-FLASH）进行优化使之适用于膝关节透明软骨成像，并与传统的附加脂肪预饱和的3D-FLASH序列进行比较； 4.以关节镜做为参考标准，比较优化后的3D-WE-FLASH序列及其它两种附加水激发技术的三维快速梯度回波序列（3D-WE-TrueFISP，3D-WE-DESS）诊断膝关节软骨损伤的准确性。 材料与方法： 一、抗原诱导兔关节炎动物模型的建立及其滑膜巨噬细胞的SPIO增强MRI 1.共8只致敏成年新西兰白兔通过右侧膝关节内注射卵清白蛋白的方法建立抗原诱导关节炎模型，左膝关节以相同的方式关节内注射0.5ml等渗盐水溶液作为对照；测量诱导前后关节直径的变化； 2.关节内注射后第7天、第15天分别行双膝磁共振平扫及Gd-DTPA增强后扫描，观察双侧膝关节滑膜、关节腔积液、关节面软骨、软骨下骨髓信号等的变化； 3.Gd-DTPA增强扫描结束后注射1%台盼蓝10ml封闭网状内皮系统，24小时后静脉注射SPIO造影剂（200μmol/kg），再24小时后行T1WI、T2WI、T2*WI序列MR扫描，比较SPIO增强前后关节信号改变，根据图像信号特点及造影剂强化模式进行定性、定量分析； 4.实验动物在SPIO增强后处死并取膝关节标本行病理学检查（包括常规切片HE染色、普鲁士蓝铁染色）。 一、三维快速梯度回波序列的优化及在膝关节软骨损伤中的临床应用 1.健康成年志愿者10入，扫描序列采用不同的脉冲重复时间（TR）、回波时间（TE）和翻转角度（FA）的三组3D-WE-FLASH序列和一组3D-FS-FLASH序列。在各扫描序列标准矢状位图像上测量膝关节软骨信噪比（SNR）、关节软骨与周围组织之间的对比度噪声比（CNR）和关节软骨与关节液体之间的对比度噪声比效率（CNRca-fluid efficiency）。采用重复测量资料的方差分析对量化数据进行分析。 2.另26例膝关节病变患者（平均年龄53岁，男性11人，女性15人）的27个膝关节采用优化后的3D-WE-FLASH序列以及3D-WE-TrueFISP，3D-WE-DESS序列扫描，并对159个关节软骨面进行前瞻性分级诊断，采用的分级标准为0级正常软骨，Ⅰ级软骨信号异常、但软骨面正常，Ⅱ级软骨表面缺损<软骨全层的50%，Ⅲ级软骨表面缺损>软骨全层的50%但<100%，Ⅳ级软骨全层缺损、软骨下骨质裸露。所有患者在MR检查后两周时间内行膝关节镜手术，其分级标准除Ⅰ级为软骨肿胀软化外其余同MR分级标准。计算与关节镜结果（0级为阴性，Ⅰ-Ⅳ级为阳性）对比的各序列诊断敏感度、特异度以及Kappa值。 结果： 1.诱导后右膝关节直径明显增加，第15天右膝关节直径与诱导前比较仍有显著性差异，与同时期左膝关节直径比较也有显著性差异。 2.平扫右膝见关节滑模增生、关节积液增多，T1WI均显示为等或稍低信号，T2WI显示为不均匀高信号，两者不易区分，静脉注射Gd-DTPA增强扫描后关节滑膜显示为明显强化而关节积液未见明显强化。与第7天图像比较，关节内注射后15天滑膜增生更明显，表现为增生滑膜体积之间比较有显著性差异。 3.SPIO增强扫描T1WI序列2例出现右膝增生滑膜线条样阳性强化，5例未见增强后信号改变，SNR比较无显著性差异，关节积液增强后均未见信号改变；T2WI序列6例右侧关节增生滑膜信号呈不均匀信号减低，1例信号改变不显著，SNR增强前后比较有显著性差异，关节积液有1例于T2WI出现信号减低另6例信号改变不显著，SNR增强前后比较无显著性差异；T2*WI增强后7例右侧膝关节增生滑膜均呈不均匀信号减低，SNR增强前后比较有显著性差异，关节积液有2例于T2*WI出现信号减低，另5例信号改变不显著，SNR增强前后比较无显著性差异；左膝关节在SPIO增强各扫描序列除见骨髓信号的减低之外，未见明确信号异常。 4.组织学观察可见右膝关节滑膜增厚、衬里层细胞的增多，衬里及衬里下层炎性细胞浸润，伴血管扩张、充血，间质水肿，炎性细胞大多为淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞细胞，少数可见中性粒细胞，部分区域关节面软骨出现变性，左膝关节滑膜未见明显增厚，亦未见关节炎性反应。普鲁士蓝铁染色显示右膝增生的滑膜巨噬细胞胞浆内大量蓝色铁染色颗粒，细胞间隙内也可见铁染色颗粒，双侧膝关节骨髓组织均可见大量蓝色铁颗粒分布。 1.健康成年志愿者膝关节透明软骨SNR如下：序列1（即FA15° WE-FLASH）SNRca1=135.4±13.6，序列2（FA30° WE-FLASH》 SNRCa2=175.8±35.5，序列3（FA45° WE-FLASH））SNRca3=141.5±27.4，序列4（FA40° FS-FLASH）SNRca4=252.8±37.0，序列4组显著性高于序列1、2、3组，序列2组显著性高于序列1、3组，序列1、3组之间无显著性差异。不同序列CNRca-fluid比较，4组序列之间均有显著性差异，由高到低分别为序列4组、序列2组、序列3组、序列1组；不同序列CNRca-menisus比较，序列4组显著性高于其它三组，序列2组与序列1组之间无显著性差异，序列2组、序列1组均显著性高于序列3组；不同序列CNRca-fat、CNRca-bone比较，序列4组显著性高于序列1、2、3组，序列2组显著性高于序列1、3组，序列1、3组之间无显著性差异；不同序列CNRca-fluid eff比较，序列2、4组之间以及序列1、3组之间无显著性差异，序列2、4组显著性高于序列1、3组。 2.与关节镜结果进行对比，三组序列诊断的敏感度、特异度及Kappa值分别为：3D-WE-FALSH序列-93%，95%，0.752；3D-WE-TrueFISP序列-83%，92%，0.679；3D-WE-DESS序列-74%，94%，0.617。 结论： 1.经静脉注射SPIO造影剂颗粒能够被抗原诱导兔关节炎模型的关节滑膜巨噬细胞吞噬，且在1.5T场强MR条件下能够显示明显的阴性增强效果，从而达到滑膜巨噬细胞成像的目的； 2.抗原诱导兔关节炎模型的早期磁共振表现为关节滑膜炎、关节积液、软骨信号异常等，强化的滑膜量与滑膜的炎症程度之间存在一定相关性； 3.经优化后的水激发3D-FLASH序列能够显著缩短扫描时间并达到理想的软骨成像效果，关节透明软骨的信号特点及软骨与周围组织的对比效果均与采用脂肪预饱和的3D-FLASH图像相近。 4.3D-WE-FLASH序列诊断膝关节软骨损伤的准确性优于3D-WE-TrueFISP序列和3D-WE-DESS序列，且与关节镜诊断结果之间具有良好的一致性。 5.3D-WE-TrueFISP序列对早期软骨损伤的显示有一定的优势，同时该序列能进一步降低扫描时间达到快速成像的目的；3D-WE-DESS序列的优势在于能够清晰显示关节面软骨下骨髓信号异常。