Az osteoarthritis diagnózisa: az ízületi porc MRI

Az MRI kép az izületi porcról tükrözi teljes szövettani szerkezetét és biokémiai összetételét. Az ízületi porc a hialin, amely nem rendelkezik saját vérellátással, nyirokelvezetéssel és innervációval. Vízből és ionokból, II típusú kollagén szálakból, kondrocitákból, aggregált proteoglikánokból és más glikoproteinekből áll. A kollagénszálakat horgonyként erősítik a csontok szubchondrális rétegében, és merőlegesek a csukló felületére, ahol vízszintesen eltérnek egymástól. A kollagén rostjai között jelentős proteoglikánmolekulák vannak, amelyek jelentős negatív töltéssel rendelkeznek, ami intenzíven vonzza a vízmolekulákat. A porcokociták egyenletes oszlopokban vannak elhelyezve. A kollagént és a proteoglikánokat, valamint az enzimbontókat inaktív formában szintetizálják és enzimeket gátolják.

Szövettanilag meghatároztuk porc 3 rétegre nagy ízületek, mint például a térd és a csípő. A legalsó réteg az a vegyület, a porc és a porc melletti csont, és ez szolgál a leszállás réteget kiterjedt kollagénrostok nyúlva ki belőle a felszínre sűrű kötegek össze számos fibrilek térhálósodás. Ezt radiális rétegnek nevezik. Felé, az ízületi felület külön kollagén rostok elvékonyodnak és kapcsolódik össze egy szabályos párhuzamos elrendezésben kompakt és kevesebb kereszt linkek. Középső réteg - egy átmeneti, vagy közbenső többet tartalmaz véletlenszerűen szervezett kollagén rostok, amelyek többsége ferdén azzal a céllal, hogy ellenálljon függőleges terhelések, a nyomás és a sokk. A felszíni réteg az ízületi porc, ismert érintőleges, - vékonyréteg sűrűn rendezett érintőlegesen orientált kollagén rostok, szembenálló ható húzóerőket terhelés alatt tömörítést, és amely egy vízálló akadályt intersticiális folyadék, amely megakadályozza, hogy a veszteséget a sajtolási eljárás során. A felszíni réteg a kollagénrostok vízszintesen vannak elrendezve, hogy egy sűrű vízszintes lemez a közös felület, míg a tangenciális felülete rostszálak adott esetben összekapcsolódva azokkal mélyebb rétegek.

Meg kell jegyezni, hogy ebben az összetett mesh rostháiózatot elrendezve aggregált hidrofil proteoglikán molekulákat. Ezek a nagy molekulák végein azok számos ága negatív töltésű fragmentumok SQ és COO „, hogy intenzíven vonzzák ellentétes töltésű ionok (általában Na ⁺ ), ami viszont hozzájárul a ozmotikus a víz bejutását a porc. A nyomás a kollagén hálózat hatalmas, és a porc funkciók, mint egy rendkívül hatékony hidrodinamikai párna. Tömörítés ízületi felszíni okozza a vízszintes elmozdulás lévő víz a porc, mivel a hálózat a kollagén rostok tömörített. Víz újraelosztó elyaetsya endochondráiis úgy, hogy a teljes térfogata nem változik. Ha kompresszió csökken vagy megszűnik az együttes terhelés, a víz visszahúzódik vonzza a negatív töltésű proteoglikánokból. Ez a mechanizmus, amely támogatja a magas víztartalmú, és ezáltal magas proton porc sűrűsége. A legnagyobb víztartalom megállapítja, legközelebb az ízületi felszínen, és felé csökken a porc alatti csont .. Koncentrációja proteoglikán nőtt a mély rétegekben a porc.

A találmány MRI - ez a fő módszere, képek a hialinporc, megvalósítása elsősorban használva gradiens - echo (GE) szekvenciák. Az MRI a porc víztartalmát tükrözi. Azonban fontos, hogy hány protonnyi vizet tartalmaz a porc. És elosztását hidrofil molekulák proteoglikánok és anizotróp szervezése kollagén szálak befolyásolja nemcsak a víz teljes mennyiségét, azaz a protonsűrűség a porc, hanem az állam a relaxációs tulajdonságokkal, nevezetesen T2 a víz, így a porc tipikus „zonális” vagy hámlasztó képek MRI, amely, mint egyes kutatók úgy vélik, következetes szövettani metszeteken a porc.

A nagyon rövid kép echo idő (TE) (kevesebb mint 5 ms), a nagyobb felbontású porc kép tipikusan mutat egy kétrétegű image: mély réteg közelebb helyezkedik el a csont előzetes meszesedés területen, és egy alacsony jel, mivel a kalcium jelenléte nagymértékben csökkenti a TR és képeket ad; A felületi réteg közepes intenzív vagy nagy intenzitású MP jelet ad.

Közepes TE képeken (5-40 ms) a porc háromrétegű megjelenésével: alacsony felületi réteggel; egy átmeneti réteg, amelynek közbenső intenzitása jele; egy mély réteg, amelynek alacsony MP jele van. T2 mérésnél a jel nem tartalmazza a közbenső réteget, és a porciképző homogén módon alacsony intenzitású lesz. Ha alacsony térbeli felbontást alkalmazunk, a rövid TE képeken néha egy újabb réteg jelenik meg, amely a ferde vágási melléktermékek és a porc / folyadék felülete közötti nagy kontrasztnak köszönhető, ez a mátrix méretének növelésével elkerülhető.

Ezenkívül egyes zónák (rétegek) bizonyos körülmények között nem láthatók. Például, amikor a porc tengely és a fő mágneses mező közötti szög változik, a porcos rétegek alakja megváltozhat, és a porc homogén lehet. Ezt a jelenséget a kollagénszálak anizotrop tulajdonsága és az egyes rétegek különböző tájolása jellemzi.

Más szerzők úgy vélik, hogy a réteges rágókép megszerzése nem megbízható és műtermék. A kutatók véleménye is különbözik a kapott háromrétegű porc-kép jelének intenzitásától. Ezek a tanulmányok nagyon érdekesek és persze további vizsgálatot igényelnek.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12]

Az osteoarthritis csontok szerkezeti változásai

A kezdeti szakaszban az osteoarthritis lebomlását a kollagén hálózat felületi rétegeiben a porc, ami a disszociált felületi és emelkedett a víz permeabilitás. Mivel a törés része proteoglikánok már több negatív töltésű glükózaminoglikánok, hogy vonzzák a kationok és a vízmolekulák, míg a fennmaradó proteoglikánok elveszti a képességét, hogy vonzza és visszatartja a vizet. Ezenkívül a proteoglikánok elvesztése csökkenti az intersticiális vízáramra gyakorolt gátló hatásukat. Ennek eredményeképpen a porc megduzzad, a folyadék sűrítési (retenciós) mechanizmusa nem működik, és a porc tömörítési ellenállása csökken. A terhelés nagy részét a már megrongálódott szilárd mátrixra visszük át, ami azt eredményezi, hogy a duzzadt porc sokkal hajlamosabb mechanikai sérülésre. Ennek eredményeképpen a porc vagy visszanyeri vagy tovább degenerálódik.

A proteoglikánok károsodása mellett a kollagén-új hálózat részben megsemmisült, amelyet már nem állítanak helyre, és vertikális repedések és fekélyek jelentkeznek a porcban. Ezek a károsodások terjedhetnek a porcokon a szubchondralis csontra. A bomlástermékek és az ízületi folyadék terjed a bazális rétegre, ami az osteonecrosis és a szubchondralis ciszták kis területének megjelenéséhez vezet.

Ezekkel a folyamatokkal párhuzamosan a porc számos reparatív változáson megy keresztül azzal a kísérlettel, hogy helyreállítsa a károsodott közös felületet, amely magában foglalja a kondrofiták kialakulását. Az utóbbi végül endokondrális csontosodás és osteofytává válik.

Az akut mechanikai trauma és a kompressziós terhelés a porc porcsa mély meszesedett rétegében vízszintes repedések kialakulásához és a porc duzzasztásához a szubchondralis csontból vezethet. Basal felosztása vagy leválástól a porc ilyen módon szolgálhat egy mechanizmusa degeneráció nem csak a normális porcban alatt mechanikus túlterhelés, hanem osteoarthritis, ha van bizonytalanság a közös. Ha hialinporc teljesen megsemmisült, és ki vannak téve ízületi felszíni, lehet, hogy a két folyamat: az első - a kialakulását sűrű sclerosis felületén a csont, amely az úgynevezett eburnation; a második a trabekula károsodása és összenyomódása, amely a röntgensugaraknál subchondralis szklerózisnak tűnik. Ennek megfelelően az első folyamat kompenzálónak tekinthető, a második nyilvánvalóan a közös pusztítás fázisa.

A víztartalom növelése növeli a porc porc proton sűrűség és kiküszöböli T2 rövidülés hatások proteoglikán-kollagén mátrix, amely egy magas jelintenzitás részletekben mátrixban károsodást a hagyományos MRI szekvenciák. Ez a korai chondromalacia, amely a porc károsodásának legkorábbi jele, észrevehető, még akkor is, ha enyhe elvékonyodás következik be. Ebben a szakaszban a porc kissé megvastagodhat vagy "duzzadhat" is. Az ízületi porcok szerkezeti és biomechanikai változása folyamatosan növekszik, az alapanyag vesztesége megtörténik. Ezek a folyamatok lehetnek helyiek vagy diffúzok, korlátozott felületi ritkulás és defibrálás, vagy a porc teljes eltűnése. Bizonyos esetekben a porc helyi megvastagodása vagy "duzzanata" figyelhető meg az érintkezési felület megtörése nélkül. Osteoarthritis gyakran lehet megfigyelni a helyi növekedést porc jelintenzitást a T2-súlyozott képeken, amint azt a jelenléte a felszíni arthroscopically, és mély transzmurális lineáris változásokat. Az utóbbi tükrözhet mély degeneratív változások kiindulási elsősorban a formájában egy eltávolítható a porc kalydifitsirovanogo réteg vagy a dagály vonalon. Korai változások csak a mély rétegek hryasha, ebben az esetben nem jelenik meg a artroszkópos vizsgálat a közös felület, míg a helyi razvodoknenie mélyebb rétegeiben porc vezethet a vereség a szomszédos rétegek, gyakran a növekedés a porc alatti csont formájában egy központi osteophyte.

A külföldi szakirodalomban adatok állnak rendelkezésre az ízületi porc összetételére vonatkozó mennyiségi információ megszerzésére, például a vízfrakció és a por porcukor diffúziós együtthatója tekintetében. Ez MP-tomográf speciális programok vagy MR spektroszkópia használatával érhető el. Mindkét paraméter növekszik, ha a proteoglikán-kollagén mátrix sérült a porc károsodásában. A hordozható protonok (víztartalom) koncentrációja a porcban csökken az ízületi felszíntől a szubchondralis csontig.

A változások mennyiségi értékelése a T2-súlyozott képek esetében lehetséges. Általánosítva a képadatok az azonos porc kapott különböző TE, a szerzők vizsgálták az T2-súlyozott képeken (VI) egy alkalmas porc exponenciális görbe a jel intenzitásának kapott értékeket minden egyes pixel. A T2 értéket a porc egy adott területén vagy a teljes porc térképén jelenik meg, ahol az egyes képpontok jelerőssége megfelel a T2-nek ezen a helyen. A fent leírt módszer meglehetősen nagy lehetőségeinek és viszonylagos egyszerűségének ellenére a T2 szerepe alulbecsült, részben a diffúzióval összefüggő hatások növelésével és a TE növekedésével. Alapjában véve a T2-et alulbecsülik a porcban a chondromalacia, amikor a víz diffúzió fokozódik. Ha nem használnak speciális technológiákat, akkor a T2 potenciális növekedése, amelyet ezekkel a technológiákkal mérnek a chondromalacia porcában, kissé elnyomják a diffúzióval kapcsolatos hatásokat.

Így az MRI igen ígéretes módszer az ízületi porc degenerációra jellemző korai szerkezeti változások azonosítására és monitorozására.

A porc morfológiai változásai az osteoarthritisben

Becslése morfológiai változások a porc függ a nagy térbeli felbontással és nagy kontraszt a közös felület a porc melletti csont. Ezt legjobban úgy érhető el alkalmazásával zhirpodavlyaemoy T1-súlyozott 3D GE-szekvenciák, amelyek pontosan tükrözi a helyi hibák azonosított és igazolt, mint a arthroszkópiával és a boncolási anyag. Porc kép is kivonásával kapott magnetizációs transzfer képalkotó, majd az ízületi porc formájában egy külön csík egy nagy intenzitású jelet, egyértelműen eltérő a következő mögöttes alacsony intenzív ízületi folyadék, intraartikuláris zsírszövet és a porc melletti csontvelő. Azonban ha ezt a módszert, képrögzítő zajlik 2-szer lassabb, mint zhirpodavlyaemoe T1-VI, így kevésbé széles körben használják. Ezen kívül, lehetőség van arra, hogy képeket készít a helyi hibák, felületi szabálytalanságok és generalizált elvékonyodása, az ízületi porcok hagyományos MP-szekvenciát. Egyes szerzők szerint, morfológiai paraméterek - vastagság, mennyiség, geometriája és topográfiája a porc felület - lehet mennyiségileg segítségével számítjuk ki a 3D MRI felvételek. Összegzésével voxelek alkotó 3D helyreállított kép a porc meg lehet határozni a pontos értékét a kapcsolódó komplex struktúrák. Ezen túlmenően, a mérés a teljes mennyiség a porc nyert egyes szakaszok, egy egyszerűbb módszer miatt kisebb változások a síkjában a szelet és megbízhatóbb a térbeli felbontás. Amikor tanulmányozása a teljes amputálták térd és a patella mintákat szerezhetők be arthroplasty ezeket a hézagokat úgy határoztuk meg, az összes, az ízületi porcok a combcsont, sípcsont és a patella és összefüggést talált térfogatú nyert MRI, továbbá az egyes mennyiségek kapott a porc elválasztjuk a csont és a mérési annak szövettanilag . Ezért ez a technológia hasznos lehet dinamikus változásainak értékelése a porc kötet betegeknél osteoarthritis. Megszerzése szükséges és pontos szelet, az ízületi porcok, különösen olyan betegeknél, osteoarthritis, igényel kellő ismeretek és tapasztalat az orvos vezető a tanulmány, valamint a rendelkezésre álló megfelelő szoftver MR.

A teljes térfogatmérések kevés információt tartalmaznak a közös változásokról, és érzékenyek a helyi porveszteségre. Elméletileg ízületvesztésre vagy elvékonyodása egy helyszínen lehet egyensúlyt egyenértékű mennyiségének növekedése a porc máshol az ízületi és mérjük a teljes porc térfogata nem mutat semmilyen rendellenességet, hogy az ilyen módosítások nem lenne azonosítható ezzel a módszerrel. Az ízületi porcok osztódása a 3D rekonstrukció segítségével különálló kistérségekbe lehetővé tette a porc térfogatának megbecslését bizonyos területeken, különösen az erőterheléses felületeken. Azonban a mérések pontossága csökken, mivel nagyon kevés szétválasztást hajtanak végre. Végül rendkívül nagy térbeli felbontás szükséges a mérések pontosságának igazolásához. Ha elegendő térbeli felbontás érhető el, lehetőség nyílik a porc vastagságának leképezésére in vivo. A porc-vastagsági térképek a helyi sérüléseket reprodukálják az osteoarthritis progressziójában.