European Radiology：基于T2 mapping和纹理分析的定量MRI软骨评估

膝关节的关节面由透明软骨覆盖，可以承受较高的重复压力，为关节运动提供缓冲。据估计，膝关节软骨缺陷的发病率约占总人口的12%。在年轻人中，这些缺陷大多是由运动损伤、其他创伤或关节的机械错位造成的。软骨细胞随后的损伤导致细胞变性和死亡，软骨基质退化、蛋白多糖的产生减少、水含量增加以及分区结构的丧失。在保守治疗无效的情况下，常采用骨髓刺激技术（MFx）和软骨修复技术，如基质相关自体软骨细胞移植（MACT）。

然而，相邻软骨组织变化的早期阶段在常规的形态学扫描中往往无法检测到。定量MRI，特别是对胶原基质组织和水含量敏感的T2 mapping序列已被多项研究证明是一种可靠的非侵入性诊断技术。T2分布的差异在T2 mapping上经常可见，这表明空间T2 mapping分析能是在标准术后随访中评估修复部位和周围组织变化的一个有价值的影像学工具。近年来，灰度共现矩阵（GLCM）纹理分析在检测早期骨关节炎（OA）变化方面得到了研究及探索。GLCM特征（二阶图像统计）提供了关于像素对之间的线性和二次方关系的信息。GLCM的计算有各种属性，位移距离（d）决定了相邻像素之间的距离、计算GLCM的角度（方向）以及灰度等级的数量。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究评估了MACT术后修复部位及其邻近软骨组织的影像学特性，并使用定量MRI技术（T2 mapping）和先进的图像纹理分析技术将其与健康软骨进行了比较，为病变的早期识别及诊断提供了技术支持。

本研究纳入了20名来自多中心III期研究的患者，每位患者均在3T MR扫描仪上接受了检查，包括MACT后12和24个月的T2 mapping序列。对修复组织、邻近组织和参考软骨的平均T2值和20个GLCM特征在两个时间点之间的变化进行了评估。使用线性混合效应模型分析了三个软骨部位在两个时间点的T2值和选定的GLCM特征的差异。 

在不同的时间点，仅在修复软骨中观察到MACT后的T2值明显下降（P < 0.001）。模型显示修复组织和参考软骨之间的GLCM特征存在明显差异，即自相关（p < 0.001）、相关（p = 0.015）、同质性（p = 0.002）、对比（p < 0.001）和差异熵（p = 0.047）。在大多数模型中，时间对GLCM特征的影响是显著的（除了自相关）（p≤0.001）。随着时间的推移，修复和邻近组织的数值变得与参考组织相似。 

图 12个月和24个月时T2加权MR图像上的ROI选择（分别为A和B）。在12个月和24个月时，ROI被转移到T2 maps上（红色划线）（分别为C和D）。黄色箭头指向病变部位的边界，红色箭头指向邻近组织的边界，绿色箭头指向参考组织的边界

本研究表明，GLCM纹理分析是T2 mapping在评估MACT术后膝关节软骨方面的一个重要影像学补充，可以提高对软骨结构变化的敏感性。本研究结果与以前的研究一致，表明使用纹理分析不仅可以提供关于修复组织的状态和成熟度的附加信息，还可以提供关于修复软骨和相邻的形态正常的软骨组织的纹理和组成。

原文出处：

Veronika Janacova,Pavol Szomolanyi,Alexandra Kirner,et al.Adjacent cartilage tissue structure after successful transplantation: a quantitative MRI study using T 2 mapping and texture analysis.DOI:10.1007/s00330-022-08897-y