Osteoartriidi diagnoos: liigesekõhre MRI

Liigese kõhre MRI pilt peegeldab kogu selle histoloogilist struktuuri ja biokeemilist koostist. Liigesiseste kõhreteks on hüaliin, millel puudub oma verevarustus, lümfide äravoolusüsteem ja innervatsioon. See koosneb veest ja ioonidest, II tüüpi kollageeni kiududest, kondrotsüütidest, koondatud proteoglükaanidest ja muudest glükoproteiinidest. Kollageenikiud on tugevdatud luu subkondraalses kihis nagu ankur ja asuvad liigendi pinnaga risti, kus need horisontaalselt erinevad. Kollageeni kiudude vahel on suured proteoglükaani molekulid, millel on märkimisväärne negatiivne laeng, mis intensiivselt meelitab vee molekule. Kõhre kondrotsüüdid on paigutatud ühtlaste sammasteni. Nad sünteesivad kollageeni ja proteoglükaane, samuti inaktiivseid ensüümi degradeerivaid aineid ja ensüümi inhibiitoreid.

Histoloogiliselt oli suurte liigeste kolmes kihis kõhr, näiteks põlved ja reieluu. Sügavaima kiht on ühendi kõhre ja kõhrealune luu ja toimib maandumise kihti võrk kollageenkiududest sellest väljuvad pinnale tihe kimpude omavahel arvukalt fibrillidega ristsidumist. Seda nimetatakse radiaalseks kihiks. Suunas liigespind eraldi kollageenkiudude õhenevad ja kokku liidetud regulaarne paralleelselt massiivi kompaktne ja vähemate ristsidemed. Keskmine kiht - üleminekuperioodi või vahe sisaldab rohkem juhuslikult organiseeritud kollageeni kiud, millest enamik on suunatud kaldu, et seista vertikaalkoormustele, rõhu ja šokk. Kõige pindmise kihi liigesekõhre, mida tuntakse tangentsiaalne, - õhukese kihi tihedalt paigutatud tangentsiaalselt orienteeritud kollageeni kiududest vastase toimivad tõmbejõud koormuse all kokkusurumine, mis moodustab veekindla barjääri intestitsiaalvedeliku, mis takistab selle kadumisel pressimise ajal. Kõige pindmise kihi kollageeni kiud on paigutatud horisontaalselt moodustamaks tihe horisontaalse plaadi liigesepinna, samas tangentsiaalpinna area fibrillid valikuliselt liitunud omadega sügavamatesse kihtidesse.

Märgiti, et sellel kompleksi võrgusilma kiudude võrgustik paigutatud agregeeritud hüdrofiilne proteoglükaani molekulidega. Need suured molekulid on otsad nende paljudest oksad negatiivselt laetud fragmendid SQ ja COO ", mis intensiivselt meelitada vastupidiselt laetud ioonide (tavaliselt Na ⁺ ), mis omakorda aitab kaasa osmootse vee tungimine kõhr. Rõhk jooksul kollageeni võrk on suur, ja kõhre toimib väga tõhus hüdrodünaamiline käsn. Compression liigespind põhjustab horisontaalne nihkumine sisalduva vee kõhr, kuna võrgu kollageenkiududest surutakse. Vee ümberjaotumine elyaetsya endokondraalse nii, et selle kogumaht ei muutu. Kui kompressioon on vähenenud või kaob pärast ühisele lasti, vesi liigub tagasi meelitab negatiivselt laetud proteoglükaanidele. See on mehhanism, mis toetab suure veesisaldusega ja seega kõrge prootoni kõhre tihedus. Kõrgeim veesisaldus ta märgib lähim liigesepinna ning väheneb poole subkondraalse luu .. Kontsentratsioon proteoglükaani suurenenud katu alumistes kihtides kõhre.

In Käesoleva MRI - see on peamine meetod kujutiste saamiseks hüaliinse kõhr, rakendatakse peamiselt kasutades gradient - kaja (GE) järjestusi. MRI peegeldab kõhre veesisaldust. Siiski on oluline, kui palju prootoneid vesi sisaldab kõhr. Proteoglükaanide hüdrofiilsete molekulide ja kollageeni fibrillide anisotroopse organisatsiooni sisaldus ja levitamine ei mõjuta mitte ainult veekogust, st prootoni tihedus kõhre, vaid ka olukorra leevendamist omadused, nimelt T2 vee, andes kõhre tüüpiline "tsoonipoliitikale" või koorimine pilte MRI, mis, nagu mõned teadlased usuvad, järjekindel histoloogilist kõhre.

Väga lühikese pilte kaja aega (TE) (alla 5 ms), suurema eraldusvõimega kõhre pilt näitab tavaliselt kahekihilise pilti: sügavast kihist paikneks lähemale luu enne lupjumise ala ja on madala signaali, nagu kaltsiumi juuresolekul vähendab oluliselt TR ja annab pildid; Pinnakiht annab keskmise intensiivsusega või suure intensiivsusega MP-signaali.

Vahepealsetel TE piltidel (5-40 ms) on kõhr kolme kihilise välimusega: madala signaaliga pinnakiht; üleminekkiht koos vahepealse intensiivsusega signaaliga; sügav kiht, millel on madal MP signaal. T2-kaalumisel ei sisalda signaal vahekihti ja kõhre kujutis muutub vähese intensiivsusega homogeenselt. Kui madala ruumiline, lühike TE piltide mõnikord lisakiht, mis on tingitud viltuste viiludeks artefakte ja kõrge kontrastsusega kõhre / vedeliku piirpinnal, seda saab vältida mõõtmete suurendamise maatriksi.

Lisaks sellele ei pruugi mõni nendest tsoonidest (kihtidest) teatavatel tingimustel olla nähtav. Näiteks kui muutub kõhre telje ja peamise magnetvälja vahel olev nurk, võib kõhre kihtide kuju muutuda ja kõhred võivad olla homogeensed. See nähtus on seletatav kollageenkiudude anisotroopse omadusega ja nende erinevate orientatsioonidega igas kihis.

Teised autorid usuvad, et kihilise kõhrepildi hankimine ei ole usaldusväärne ja on artefakt. Teadlaste arvamused erinevad ka saadud kolmekihilise kõhre kujutiste signaalide intensiivsusest. Need uuringud on väga huvitavad ja muidugi nõuavad täiendavat uuringut.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

Kõhre struktuursed muutused osteoartriidi korral

Osteoartriidi varajastes staadiumides laguneb kollageen võrk kõhre pinnakihtidesse, mis viib pinna lagunemise ja vee läbilaskvuse suurenemiseni. Kuna murd osa proteoglycans on rohkem negatiivselt laetud glükosaminoglükaanideks et meelitada katioonide ja vee molekulid, samas kui ülejäänud proteoglycans kaotavad võime äratada ja vett. Lisaks vähendab proteoglükaanide kadu nende inhibeerivat mõju interstitsiaalse veega. Selle tulemusel kõhre paisub, vedeliku kokkusurumise mehhanism ei tööta ja kõhre kokkusurumine väheneb. Enamiku koormuse ülekandmine juba kahjustatud tahkele maatriksile annab tulemuseks asjaolu, et turse kõhr muutub mehhaaniliste kahjustuste suhtes vastuvõtlikumaks. Selle tulemusel kasib kõhre kas taandub või jätkub degeneratsiooniks.

Lisaks proteoglükaanide kahjustusele on uus kollageenivõrk osaliselt hävitatud, mida enam ei taastata, kõhre esineb vertikaalseid pragusid ja haavandeid. Need kahjustused võivad levida kõhre alla subkondraalsele kondile. Kaasaegsed tooted ja liigesvedelik levib basaalkihini, mis põhjustab osteonekroosi väikeste piirkondade ja subkondraalsete tsüstide esinemist.

Paralleelselt nende protsessidega läbib kõhr mitmeid parandavaid muudatusi, mille käigus püütakse taastada kahjustatud liigespinda, sealhulgas kondrofüütide moodustumist. Viimane lõpuks endotsondraalseks ossifikatsiooniks ja muutub osteofüütideks.

Äge mehaaniline trauma ja survekoormus võivad põhjustada horisontaalsete pragude tekkimist sügaval kaltsifitseeritud kõhre kihil ja subkondraalse kondiga kõhr lahustumist. Kõhre alamkõhu lõhestamine või käärsoolade limaskestamine võib olla mehhanismiks mitte ainult normaalse kõhre leevendamiseks mehaanilise ülekoormuse tingimustes, vaid ka osteoartriidi korral, kui on olemas liigese ebastabiilsus. Kui hüalinnakõhv on täielikult hävinud ja liigespind on avatud, on võimalikud kaks protsessi: esiteks on luu pinnal tiheda skleroos, mida nimetatakse eburneseks; teine on trabekulaade kahjustus ja tihendus, mis röntgenikiirgusel näib olevat subkondriline skleroos. Seega võib esimese protsessi pidada kompensatsiooniks, teine on selgelt ühine hävitamise faas.

Kasvav veesisalduse tõus kõhre kõhre prootoni tiheduse ja kõrvaldab T2 lühendades mõju proteoglükaanidega kollageenimaatriksiks, millel on kõrge signaali intensiivsuse osakaupa maatriksi kahjustusi tavapärasel MRI järjestusi. See varajane chondromalacia, mis on varem märk kõhre kahju võib olla ilmne, enne kui see juhtub isegi veidi hõrenemine. Selles etapis võib esineda ka nõrga pakseneb või "paistetus" kõhre. Struktuuri- ja biomehaanilised muudatusi liigesekõhre kasvab pidevalt, on kaotus peamine aine. Need protsessid võivad olla paiksed või hajusa, mis piirneb pinnaga tselluloosi- ja hõrenemine või täielik kadumine kõhre. Mõningatel juhtudel kohaliku pakseneb või "paistetus" kõhre võib täheldada lõhkumata liigespind. Osteoartroos on sageli võimalik jälgida kohalike suurenemine kõhre signaali tugevusega T2-kaalutud kujutisi, millest annab tunnistust juuresolekul pinna arthroscopically ja sügava TRANSMURAALNE lineaarne muutusi. Viimast võib peegeldada sügavat degeneratiivsed muutused alustades peamiselt näol irdumine kõhre kalydifitsirovanogo kihi või Kõrgvee liin. Varajane piirduvad muudatused alumistes kihtides hryasha, millisel juhul nad ei ilmu hetkel artroskoopiline uurimine liigesepinna, samas kui kohalikud razvodoknenie sügavamates kihtides kõhre võib viia lüüasaamist külgnevate kihtide, sageli kasvu subkondraalse luude kujul keskne osteofüüdis.

Välises kirjanduses on andmeid võimaliku kogutatiivse teabe saamise kohta liigesekõhre koostisele, näiteks veefraktsiooni ja vee kõhre difusioonikoefitsiendile. See saavutatakse eriprogrammide MP-tomograafi või MR-spektroskoopia abil. Mõlemad parameetrid suurenevad, kui proteoglükaani-kollageeni maatriks kahjustub kõhre kahjustusega. Liikuvate prootonite (veesisaldus) kontsentratsioon kõhrras väheneb suhkru pinnalt suunas subkondraalsele kondile.

T2-kaalutud piltide puhul on võimalik muudatuste kvantitatiivne hindamine. Üldistades pildiandmetele sama kõhre saadud erinevate TE autorid hinnanud T2-kaalutud pildid (VI) sobiva kõhre eksponentsiaalse kõvera signaali intensiivsuse väärtused saadi iga piksel. T2 hinnatakse konkreetses kõhraruunas või kuvatakse kogu kõhr kaardil, kus iga piksli signaali tugevus vastab sellele kohale T2-le. Vaatamata ülalkirjeldatud meetodi suhteliselt suurele võimalusele ja suhtelisele kergusele, on T2 roll alahinnatud, osaliselt difusiooniga seotud efektide suurenemise ja TE suurenemise tõttu. Põhimõtteliselt on T2 kõhrkoega alahinnatud kondromalakiaga, kui vee difusioon on suurenenud. Kui eritehnoloogiat ei kasutata, vähendab Tondine potentsiaalne T2 suurenemine, mida mõõdetakse nende tehnoloogiatega kõhre kondromalakiaga, difusiooniga seotud mõjud veidi.

Seega on MRT väga paljutõotav meetod liigeste kõhre degeneratsioonile iseloomulike varajaste struktuurimuutuste tuvastamiseks ja jälgimiseks.

Kõhre morfoloogilised muutused osteoartriidi korral

Hinnang morfoloogiliste muutuste kõhre sõltub suur ruumiline eraldusvõime ja kõrge kontrastsuse ühisest pinna subkondraalse luu. See on kõige parem saavutada, kasutades zhirpodavlyaemoy T1-kaalutud 3D GE-järjestusi, mis kajastab täpselt kohalike defektide kindlaks ja kontrollitakse nagu artroskoopia ja lahkamine materjali. Kõhre pilti võib saada ka lahutades magneeditud ülekande pildistamine, siis liigesekõhre on vormistatud eraldi riba kasutati suure võimsusega signaali, selgelt eristuma järgmisele kaasuva madala intensiivse liigessündroom vedelikus liigesesisesene rasvkoes ning kõhrealune luuüdi. Samas, kui seda meetodit kasutades kujutise saamise toimub 2 korda aeglasemalt kui zhirpodavlyaemoe T1-VI, nii on vähem levinud. Lisaks sellele on võimalik saada pilte kohalike vead, ebatasasused ja üldistatud hõrenemist liigesekõhre kasutades tavapäraseid MP-järjestust. Vastavalt mõned autorid, morfoloogilised parameetrid - paksus, maht, geomeetria ja topograafia kõhre pinna - saab kvantitatiivselt arvutatakse 3D MRI pildid. Liidetakse voxels moodustavaid 3D rekonstrueeritud pilti kõhre seda saab määrata täpse väärtuse seotud keerukate struktuuride. Peale selle mõõtmiseks kogumahust kõhre saadud üksikute osade, on lihtsam meetod vähenemisest tingitud muutused tasapinnaga viilu ja usaldusväärsem ruumiline. Uurides kogu amputeeritud põlve- ja patellar proovid saadi arthroplasty need liigesed määrati kõigi liigesekõhre reieluu, sääreluus ja patellar ja leitud korrelatsiooni mahu saadakse MRI ning vastavad summad saadakse kõhre eraldati luust ja mõõtes selle histoloogiliselt . Seega on see tehnoloogia võib olla kasulik dünaamilise muutuse hindamise kõhre mahu patsientidel osteoartriit. Saadakse vajalik ja täpne viilu liigesekõhre, eriti patsientidel, kellel osteoartriit, vajab piisavat oskuste ja kogemuste arst uuringu tegemist, samuti kättesaadavust vastava tarkvaraga MR.

Kogumahu mõõtmised sisaldavad väheseid andmeid ühiste muutuste kohta ja on tundlikud vastavalt kõhrekahjustuse lokaliseerimisele. Teoreetiliselt kõhre väljalangemine või hõrenemine on üks sait tasakaalu samaväärse mahu kasvu kõhred mujal liigese- ja mõõtmise kokku kõhre maht ei näita midagi ebaloomulikku, et sellised muudatused ei oleks tuvastatav seda meetodit. Vahesein liigesekõhre kasutades 3D rekonstruktsiooni üksikute väikeste piirkondade on teinud võimalikuks hinnata maht kõhre teatud piirkondades, eriti pinnal tekkinud võimu koormus. Kuid mõõtmiste täpsus väheneb, kuna toimub väga väike eraldamine. Lõppude lõpuks on mõõtmiste täpsuse kinnitamiseks vajalik äärmiselt suur ruumiline lahutusvõime. Kui on võimalik saavutada piisav ruumiline lahutusvõime, saab võimalikuks ka kõhre paksuse kaardistamine in vivo. Kõhrekahjustuse kaardid võivad paljundada lokaalseid kahjustusi osteoartriidi progresseerumisel.