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化脓性关节炎关节软骨MRI实验和临床研究

【摘要】: 前言 MRI是目前非侵入性评价关节软骨的主要影像学方法。关节软骨的MRI研究一直是学者们关注的热点,不过目前的研究仍集中在MRI的技术方面和对关节软骨的形态研究上;但是MRI对于关节软骨的研究趋势必会从最初的形态学评价发展为功能评价,以及形态—功能关系的评价,而且进一步向分子水平迈进。 本研究的创新之处在于首次应用实验室及临床公认显示关节软骨的最佳序列对关节软骨在化脓性关节炎自然病程中的MRI特点进行了分析总结。其次,本实验首次将化脓性关节炎关节软骨的MRI与组织病理学、生化学改变共同进行研究,并探讨了三者的内在联系。另外,本研究首次分析总结了小儿化脓性关节炎关节软骨的MRI特点,为今后在化脓性关节炎早期准确评价关节软骨损伤程度、判断预后、监测关节软骨对各种治疗的反应提供准确的影像学信息。 目的 对实验性化脓性关节炎的自然病程进行MRI、组织病理及生化学研究,以便发现关节软骨在发生显著形态改变之前的MRI表现及组织病理、生化组成改变的内在联系。同时结合小儿急性化脓性关节炎的病例总结小儿急性化脓性关节炎时关节软骨在MRI上的表现特点,评价MRI对化脓性关节炎的诊断价值。 材料与方法 40个犬膝关节为研究对象,其中随机选4个犬膝关节为正常对照,其余36个犬膝关节内分别注入金黄色葡萄球菌悬液2ml(10~8/ml),证实患化脓性关节炎后,分别于注入菌液3、7、10、14、19、21、24、27、31天时对患病关 节行 MRI检查。检查设备为 Elscint Prest郎 2.OT超导型 MR机,肢体线圈。 每个关节均行矢状面和冠状面驱一T;WI、hE-L WI/ThE-PDWI、h- FSE-T。WI和STIR序列扫描。观察分析对照组犬的8个关节面和患病犬 的36个关节面(不包括骸股关节面)的软骨形态并分级,测量关节软骨的 信号及厚度。另外同时观察软骨下骨、关节内韧带、关节积液和关节周围软 组织等结构的变化。MR检查后即刻处死动物,取关节上半骨以矢状面剖 开制成病理大切片行HE和甲苯胺蓝染色,光镜下观察软骨其及邻近结构。 将关节下半骨的关节软骨剥离用阿利新兰法行蛋白多糖含量的测定。 本组临床研究共收集了10例1999年1月一2002年9月在我院住院治 疗的急性化脓性关节炎。发病时间至检查时间2天一22天,平均12天。 男9例,女1例。年龄4.5月一12岁,平均年龄5岁。左膝2例,右膝5例, 肩关节2例,够关节1例。所有患者均行普通X线摄影及MRI检查,3例行 CT检查。普通 X线检查设备为 FUJI公司 FCR AC—3CS/ID CR机。MR 扫描设备同前,常规矢状面、冠状面、横断面 SE-T;WI、hE-TzWI、矢状面 FSE-PDWI和 STIR序列扫描。CT扫描设备为 Marconi MX8000多层螺旋 CT。所有CRJT及MRI图像均经两位有经验的放射科骨骼肌肉系统医生 进行全面评价,图像分析结果先于实验室检查结果作出。 结 果 一、实验性化脓性关节炎的MAI、组织病理及生化改变 1.实验性化脓性关节炎的MRI改变:o *RI中关节软骨的形态及厚 度:注人菌液3天者关节软骨全部为0级;注人菌液10天开始关节软骨可 见二级改变,24天开始可见11级改变,但观察过程中始终未见有软骨表面 明显缺损的皿级表现。注人菌液19天后关节软骨的厚度开始变薄(P<o. 05人关节软骨表面可见略不光滑。K)关节软骨的信号改变:注人菌液后7 天关节软骨Li信号开始升高,开始为弥漫性信号升高计<o.01厂以后 可见局灶性信号升高门例人O)实验性化脓性关节炎时关节内外组织结 构的改变:软骨下骨最早于注人菌液7天出现信号改变,即边界不清的斑片 状长T;长TZ信号8例,边界清晰的限局性长T;长TZ信号2例,在STIR序列 和田一网E-LE叶显示最为清楚。交叉韧带呈长T;长L信号,以化脓性关 ·2· 节炎早期较明显。实验组36个关节内均有不同量的积液。关节组成骨周 围的软组织呈片状长T;长Ti信号改变,在胭窝处可见形态不规则的脓肿改 变,同时可见骨端的骨皮质周围条片状向骨干方向延伸的长T;长Ti软组织 信号。 2.关节软骨组织病理学改变:注人菌液7天后关节软骨的大体外观发 生变化,可见软骨边缘呈紫红色,表面失去光泽,可见滑膜血管费向关节软 骨生长。注人菌液10天开始软骨细胞先在关节边缘部位坏死。以后随着 患病时间的延长,表层和中层软骨细胞逐渐坏死,软骨细胞坏死数量有随时 间延长增多的趋势,但深层软骨细胞大部存活。另外,骨髓内可见炎细胞浸 润,早期多为中性粒细胞浸润,以后淋巴细胞逐渐增多。关节软骨甲苯胺蓝 染色切片显示,注人菌液7天后开始,随化脓性炎症时间的延长,关节软骨 的染色逐渐变浅,且以表层及中层的软骨染色变浅为明显,而底层软骨染色 深度较表层及中层深。最后残存的蛋白多糖主要位于潮标附近。同时可见 染色的软骨厚度随患病时间的延长逐渐变薄。 3.关节软骨生化组成改变:关节软骨肉糖胺聚糖含量随化脓性关节炎 时间延长而逐渐减少,从注人菌液7天开始糖胺聚精含量有显著减?

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