T2* mapping 评估腰椎小关节(LFJ)退变生化改变的新四区法及其诊断价值

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:BMC Musculoskeletal Disorders 2.2

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  腰椎小关节(LFJ)退变是慢性腰痛的重要病因,传统全包含法测量 T2* 值受关节液干扰。本研究开发新四区法,对 58 例患者行 T2* mapping,发现四区法较全包含法测量 T2* 值重复性和准确性更高,为 LFJ 退变的生化评估提供可靠新方法。

  
腰痛是困扰全球 60%-80% 人群的常见疾病,其中腰椎小关节(Lumbar Facet Joint, LFJ)退变因其引发的骨关节炎和滑液改变,成为慢性腰痛的 “隐形杀手”。传统 MRI 评估 LFJ 软骨退变时,全包含法(All-inclusive Method)因无法区分关节液与软骨组织,导致 T2* 值测量受干扰,难以精准反映软骨生化变化。如何突破这一技术瓶颈,实现对 LFJ 退变的客观量化评估,成为临床影像学亟待解决的问题。

为攻克这一难题,赣州市人民医院联合南方医科大学南方医院赣州医院、聊城市人民医院等国内团队,开展了一项针对 LFJ 退变的创新性研究。研究团队基于 T2* mapping 技术,开发了一种全新的四区测量法(Four-area Method),通过在关节软骨的四个特定区域放置感兴趣区(ROI)并取平均值,以减少滑液对测量结果的影响。该研究成果发表在《BMC Musculoskeletal Disorders》,为腰椎小关节退变的精准诊断提供了重要依据。

研究采用的关键技术方法包括:

  1. 样本队列:纳入 2020 年 1 月至 2023 年 6 月期间 58 例腰痛患者(32 男 / 26 女,平均 46.9 岁),排除感染、肿瘤等病例,共分析 580 个 LFJ。
  2. 影像采集:使用 3.0T MRI 进行轴向 T2* mapping(参数:TR 575 ms,TE 4.2-32.7 ms 多回波序列),并通过 T2 加权成像进行 Weishaupt 分级(0-III 级,反映形态学退变程度)。
  3. 双测量法对比:全包含法(ROI 覆盖上下软骨面及关节腔)与四区法(在软骨前后端及三等分点放置 4 个圆形 ROI 并取均值),由放射科医师和脊柱外科医生双盲测量,评估观察者间一致性(ICC 和 Kappa 值)。
  4. 统计学分析:采用 Shapiro-Wilk 检验、单因素方差分析(ANOVA)、Kruskal-Wallis 检验及 Spearman 秩相关分析,比较不同分级下的 T2* 值差异及方法可靠性。

研究结果


1. 形态学评估与观察者一致性


  • Weishaupt 分级结果显示,580 个 LFJ 中,0 级 52 个(9.0%)、I 级 365 个(62.9%)、II 级 122 个(21.0%)、III 级 41 个(7.1%)。
  • 观察者间对分级的一致性为中等(Kappa=0.431,p<0.001),提示形态学评估存在一定主观性。

2. T2* 值测量与方法对比


  • 全包含法:0 级 T2* 中位数(21.32 [18.27,26.05])显著高于 I 级(18.33,p<0.001)和 II 级(17.99,p<0.001),但与 III 级无差异(18.29,p=0.178);I 级与 II/III 级间亦无显著差异。
  • 四区法:0 级 T2* 中位数(21.55 [18.2,26.72])显著高于 I 级(17.94,p<0.001)、II 级(17.28,p<0.001)及 III 级(18.25,p=0.028);且随退变等级升高(0→II 级),T2* 值呈持续下降趋势,仅 III 级略回升。
  • 可靠性对比:四区法的观察者间 ICC 为 0.992(优秀),显著高于全包含法(0.942),且两种方法间一致性良好(ICC=0.823)。

3. 滑液干扰与方法优势


  • 全包含法测量值普遍高于四区法(除 0 级外),提示退变关节中滑液的高含水量会虚增 T2* 值,而四区法通过避开关节腔,更真实反映软骨本身的生化变化(如蛋白聚糖丢失、胶原纤维紊乱)。

结论与讨论


本研究证实,四区法在 T2 mapping 中评估 LFJ 退变的可靠性与准确性显著优于传统全包含法*。其核心优势在于通过分区 ROI 设计,有效排除滑液干扰,精准捕捉软骨退变的生化信号(如 T2* 值随退变加重而降低),尤其对 III 级严重退变仍能显示统计学差异,弥补了全包含法的不足。

从机制上看,LFJ 软骨退变早期表现为含水量增加、蛋白聚糖减少,导致 T2*/T2 值升高;随着退变进展,胶原网络破坏加剧,水分子运动受限,T2* 值逐渐降低。全包含法因纳入滑液,可能掩盖晚期软骨的真实退变信号(如 III 级出现 T2* 值回升假象),而四区法直接靶向软骨组织,更符合病理生理过程。

该研究为临床提供了一种可重复性高、操作便捷的 LFJ 退变评估工具,有助于早期识别软骨损伤,指导腰痛的精准病因诊断(如区分椎间盘源性与小关节源性疼痛),并为未来靶向软骨修复的疗效评估奠定基础。尽管研究存在样本量较小、缺乏组织病理验证等局限,但其创新性方法为腰椎退变性疾病的影像评估开辟了新方向。

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