Дијагноза остеоартритиса: МРИ зглобне хрскавице

МРИ слика зглобне хрскавице одражава укупност његове хистолошке структуре и биохемијског састава. Артикуларна хрскавица је хијалин, који нема сопствено снабдевање крвљу, лимфну дренажу и иннервацију. Састоји се од воде и јона, влакана колагена типа ИИ, хондроцита, агрегираних протеогликана и других гликопротеина. Колагена влакна су ојачана у субхондралном слоју кости као сидро и трче нормално на површину зглоба у којем се раздвајају хоризонтално. Између влакана колагена су велики молекули протеогликана, који имају значајан негативан пуњач, који интензивно привлачи молекуле воде. Хондроцити хрскавице су распоређени у равне колоне. Они синтетишу колаген и протеогликане, као и деградере ензима у неактивном облику и инхибиторе ензима.

Хистолошки је утврђено хрскавице слој 3 у великим зглобовима, као што су колена и кука. Најдубљи слој је једињење хрскавице и костију субцхондрал и служи као одредишне слој разграната мрежа колагених влакана простиру од тога на површину густих снопова међусобно бројним влакана унакрсно повезивање. Зове се радијални слој. Ка зглобне површине одвојена колагених влакана постају тањи и повезани заједно у редовном паралелни низ компактном и са мање унакрсним везама. Средњи слој - прелазни или интермедијер садржи више насумично организована колагена влакна, од којих је већина укосо оријентисани са циљем одупру вертикална оптерећења, притисак и шок. Највише површински слој зглобне хрскавице, познат као тангентна, - танак слој густо распоређени периферно оријентисаних колагена влакна, супротстављене затезне силе које делују под компресијом оптерећења, и формирање водоотпорни баријеру интерстицијалној течности, која спречава њен губитак током процеса компресије. Нај површински слој од колагених влакана су распоређени хоризонтално да формирају густ хоризонталну плочу на заједничкој површини, док су тангенцијално Површина влакна су изборно спојени са тим дубље слојеве.

Констатовано је да унутар овог сложеног месх мреже влакана уређен обједињене хидрофилне протеогликана молекуле. Ови велики молекули имају крајеве својих бројних грана негативно наелектрисане фрагменти СК и Цоо "који интензивно привлаче супротно наелектрисаних јона (обично На ⁺ ), што заузврат доприноси осмотског продирања воде у хрскавицу. Притисак унутар колагена мреже је огромна, и хрскавица функционише као изузетно ефикасном хидродинамичке јастуком. Компресија артицулар сурфаце изазива хоризонтални расељавање воде садржаног у хрскавице, јер се компресована мрежа колагених влакана воде редистрибутион. Елиаетсиа ендоцхондрал тако да њена укупна запремина се не мења. Када компресија се смањује или нестаје након заједничког оптерећења, вода се помера уназад привлачи негативно набијени протеогликане. То је механизам који подржава висок садржај воде, а тиме и велику густину протона хрскавице Највећи садржај воде. Примећује најближа површини зглоба и смањује према субцхондрал кости .. Концентрација протеогликана повећане у дубоким слојевима хрскавице.

У садашњем МРИ - то је главни метод добијања слике хијалина хрскавице, имплементиран углавном коришћењем градијента - Ецхо (ГЕ) секвенци. МРИ одражава садржај воде у хрскавици. Међутим, важно је колико протона воде садржи хрскавицу. Садржај и дистрибуција хидрофилних молекула протеогликана и анизотропна организација колагенских фибрила не утичу само на укупну количину воде, тј. Густина протона у хрскавице, али и о стању релаксације имовине, односно Т2 воде, дајући хрскавице типичан "зонске" или чишћење слике на МРИ, који је, како неки истраживачи верују, у складу хистолошким делова хрскавице.

У веома кратком фото ехо време (ТЕ) (мање од 5 мс), виша резолуција хрскавице имаге обично показује имаге двослојном: дееп слој постављен ближе кости претходног калцификација области и има ниску сигнал пошто присуство калцијума знатно смањује ТР и даје слике; Површински слој даје сигнал средњег интензитета или високог интензитета.

У средњим ТЕ сликама (5-40 мс) хрскавица има трослојни изглед: површински слој са ниским сигналом; прелазни слој са сигналом средњег интензитета; дубок слој који има ниски МП сигнал. Код Т2-вагања сигнал не укључује средњи слој, а слика хрскавице постаје хомогено ниске интензитет. Кад ниска просторна резолуција, кратке ТЕ слике понекад додатни слој, који је због косих ломтики артефакти и висок контраст на хрскавица / течност, то може избећи повећањем величине матрице.

Поред тога, неке од ових зона (слојева) можда нису видљиве под одређеним условима. На пример, када се угао између осовине хрскавице и главног магнетског поља промијени, облик хрскавог слоја може се променити, а хрскавица може имати хомогену слику. Овај феномен се објашњава анизотропном својином колагених влакана и њиховом различитом оријентацијом унутар сваког слоја.

Други аутори верују да добијање слојевите слике хрскавице није поуздан и представља артефакт. Мишљења истраживача се такође разликују у погледу интензитета сигнала из добијених три слојева хрскавих слика. Ове студије су веома интересантне и, наравно, захтевају даље истраживање.

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

Структурне промене хрскавице са остеоартритисом

У раним фазама деградације остеоартритисом колагена мреже у површинским слојевима хрскавице, што доводи до дисоцираног површинске и повишене водене пропустљивости. Као део фрактуре протеогликани имају више негативно наелектрисан гликозаминогликан који привлаче катјоне и молекуле воде, док је преосталих протеогликани губе способност привлачења и задржавања воде. Осим тога, губитак протеогликана смањује њихов инхибиторни ефекат на интерстицијалну струју воде. Као резултат тога, хрскавице таласима, "не" компресију механизам (одржавање) на течност се смањује и отпор компресија хрскавице. Изврши пренос се одвија највећи део терета на већ оштећен чврсти матрикс, а то доводи до тога да је отекла хрскавица постаје осетљивији на механичка оштећења. Као резултат, хрскавица или се опоравља или наставља да дегенерише.

Осим оштећења протеогликана, нова мрежа колагена је делимично уништена, која се више не враћа, а вертикалне пукотине и улкуси се појављују у хрскавици. Ове лезије могу ширити хрскавицу у субхондралну кост. Производи растварања и зглобна течност се шире на базални слој, што доводи до појаве малих подручја остеонекрозе и субхондралних циста.

Паралелно са овим процесима, хрскавица пролази кроз бројне репаративне промјене покушавајући да обнови оштећену зглобну површину, која укључује и формирање хондрофита. Посљедњи евентуално ендохондрална оссифицатион и постају остеофити.

Акутна механичка траума и оптерећење компресије могу довести до развоја хоризонталних пукотина у дубоком калцифицираном слоју хрскавице и одреза хрскавице из субхондралне кости. Басал дељење или раздвајање хрскавице на овај начин може послужити као механизам дегенерације не само нормалне хрскавице услед механичког преоптерећења, али иу остеоартритиса када постоји нестабилност зглоба. Ако је хијалинска хрскавица потпуно уништена и откривена је површна површина, онда су могући два процеса: прва је формирање густе склерозе на површини кости, која се назива ебурнеза; друга је оштећења и компресија трабекуле, која на рендгенским зрацима изгледа као субхондрална склероза. Сходно томе, први процес се може сматрати компензацијом, други је очигледно фаза уништења зглоба.

Повећање повећања садржаја воде у хрскавице хрскавица густини протона и елиминише Т2 скраћивање ефекте протеогликана-колаген матрицу која има висок интензитет сигнала у оштећења делови матрикса у класичним МРИ секвенцама. Овај рани цхондромалациа, што је најраније знак оштећења хрскавице може бити јасно пре него што се деси чак и благи стањивање. У овој фази може доћи до благог згушњавања или "отока" хрскавице. Структурне и биомеханичке промене умјетне хрскавице стално расте, губи се основна супстанца. Ови процеси могу бити локални или дифузни, ограничено прочишћавање површине и дефибрисање, или потпун нестанак хрскавице. У неким случајевима, локално згушњавање или "отеклина" хрскавице може се посматрати без пукотине површине споја. Остеоартритис је често могуће посматрати локално интензитета повећање хрскавице сигнала на Т2-веигхтед слике, о чему сведоче присуство површине артхросцопицалли, и дубоке трансмуралних линеарне промене. Она може одражавати дубоке дегенеративне промене почев углавном у облику одреда хрскавице из калидифитсированого слоја или плиме линије. Ране промене су ограничене на дубоким слојевима хриасха, у ком случају се не појави на артроскопске испитивање зглобне површине, док је локална разводокнение дубљи слојеви хрскавице може да доведе до пораза суседних слојева, често са растом субцхондрал кости у облику централне остеофита.

У страној литератури постоје подаци о могућности добијања квантитативних података о саставу артикулисане хрскавице, на пример, садржаја водене фракције и коефицијента дифузије воде у хрскавици. Ово се постиже коришћењем посебних програма МП-томографа или МР-спектроскопије. Оба ова параметра повећавају се када је матрица протеогликана-колагена оштећена у оштећењу хрскавице. Концентрација мобилних протона (садржај воде) у хрскавици смањује се у правцу од зглобне површине до субхондралне кости.

Квантитативна оцена промена је могућа на Т2-пондерисаним сликама. Сумирајући податке слика исте хрскавице добијене са различитим ТЕ, аутори су процијенили Т2-пондерисане слике хрскавице користећи одговарајућу експоненцијалну криву од добијених вриједности интензитета сигнала за сваки пиксел. Т2 се процењује у одређеном подручју хрскавице или се приказује на мапи целокупне хрскавице, у којој јачина сигнала сваког пиксела одговара Т2 на овој локацији. Међутим, упркос прилично великим могућностима и релативној лакоћи описаног метода, улога Т2 је потцењена, дијелом због повећања ефеката дифузије са повећањем ТЕ. У суштини, Т2 је потцењен у хрскавици са хондромалацијом, када се повећава дифузија воде. Ако се не користе посебне технологије, потенцијално повећање Т2, мерено овим технологијама у хрскавици са хондромалацијом, благо ће потиснути ефекте дифузије.

Према томе, МР је веома перспективна метода за идентификацију и праћење раних структурних промена које су карактеристичне за дегенерацију зглобних хрскавица.

Морфолошке промене хрскавице у остеоартритису

Процена морфолошких промена хрскавице зависи високе просторне резолуције и високог контраста у заједничкој површине до субцхондрал кости. То се најбоље постиже употребом зхирподавлиаемои Т1-веигхтед 3Д Ге-секвенце, који тачно одражава локалне недостатке идентификоване и овјерен као у артроскопије и на обдукцијском материјалу. Хрскавице слика може такође бити добијен одузимањем имагинг трансфер магнетизатион онда зглобне хрскавице има облик посебног траке са сигналом високим интензитет, јасно у контрасту са следећим основним ниском интензивно зглобне течности, интра-артикуларну масног ткива и субцхондрал коштане сржи. Међутим, када се користи овај метод, аквизиција слика се одвија 2 пута спорији него зхирподавлиаемое Т1-ВИ, тако да су мање у широкој употреби. Осим тога, могуће је добити слике локалних дефеката, површинских неправилности и уопштене проређивање зглобне хрскавице коришћењем конвенционалне МП-секвенцу. Према неким ауторима, морфолошки параметри - дебљина, запремина, геометрија и топографија хрскавице површине - може квантитативно израчунати помоћу 3Д МРИ слике. Збрајањем воксела које представљају 3Д реконструисани слику хрскавице може се одредити тачну вредност повезаних комплексних структура. Штавише, мерење укупне запремине хрскавице добијеног од појединачних одељака је једноставнији метод због мањих промена у равни пресеку и поузданији у просторном резолуцијом. Током студија читаве одсечене колена и пателе узорке добијене на артропластике овим спојевима је одређен укупно зглобне хрскавице феморалне, тибијалне кости и пателе и нашао запремину корелација добијене помоћу МРИ, и одговарајућих износе добијене од хрскавице одвојен од кости и мерења његову хистолошки . Сходно томе, ова технологија може бити корисна за динамичку процену промена запремине хрскавице код пацијената са остеоартритисом. Прибављање потребне и тачне парче зглобне хрскавице, посебно код пацијената са остеоартритиса, захтева довољно знања и искуства лекара који води студију, као и доступност одговарајуће софтвера МР.

Укупна мјерења волумена садрже мало информација о уобичајеним промјенама и осјетљиве су на локалном губитку хрскавице. Теоретски, губитак хрскавице или стањивање на једном месту могу да уравнотеже еквивалентно повећање обима хрскавице другде у зглобу, и мерење укупне запремине хрскавице неће приказати било коју абнормалност, тако да такве промене неће бити препознати овом методом. Подела зглобне хрскавице помоћу 3Д реконструкције у одвојене мале регионе омогућила је процјену запремине хрскавице у одређеним подручјима, посебно на површинама које су доживеле оптерећење силе. Међутим, тачност мерења се смањује, пошто се врши веома мало раздвајања. На крају, екстремно висока просторна резолуција је неопходна да би се потврдила тачност мерења. Ако се може постићи довољна просторна резолуција, могућност мапирања дебљине хрскавице ин виво постаје могуће. Мапе дебљине хрскавице могу репродуковати локалне лезије у прогресији остеоартритиса.