自體骨軟骨移植術(shù)后受區(qū)的高分辨率mr表現(xiàn)

自體骨軟骨移植術(shù)后受區(qū)的高分辨率mr表現(xiàn)

關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)能力非常低，損傷后無法單獨(dú)修復(fù)。這是臨床治療的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來,隨著軟骨修復(fù)外科技術(shù)的發(fā)展,軟骨下鉆孔術(shù)、微骨折術(shù)和骨軟骨移植術(shù)等方法逐漸應(yīng)用于臨床,其中自體骨軟骨移植術(shù)(autologousosteochondraltransplantation,AOT)是目前臨床上較為常用的一種手術(shù)方法。但相關(guān)影像學(xué)報(bào)道不多。本研究通過對AOT術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行高分辨率MR成像,旨在獲得受區(qū)修復(fù)的動態(tài)影像學(xué)特點(diǎn),為更好地評估軟骨修復(fù)手術(shù)的療效和遠(yuǎn)期效果提供影像學(xué)依據(jù)。材料和方法1.各組患者各時(shí)間點(diǎn)膝關(guān)節(jié)的評分依AOT術(shù)后隨訪時(shí)間的不同,20個膝關(guān)節(jié)隨機(jī)分為2周、4周、8周、12周和24周共5組,每組4個膝關(guān)節(jié)。在各隨訪時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行膝關(guān)節(jié)高分辨率MR成像,檢查結(jié)束后手術(shù)區(qū)取材進(jìn)行組織學(xué)檢查。2.研究主題成年、健康山羊10只,體重25～35kg,雌雄不限(由上海農(nóng)學(xué)院農(nóng)場提供,實(shí)驗(yàn)前圈養(yǎng)1周排除膝關(guān)節(jié)和其他部位疾病)。3.骨軟骨柱的制作實(shí)驗(yàn)動物術(shù)前2天禁食、禁水。膝關(guān)節(jié)備皮,耳靜脈置管,戊巴比妥鈉維持麻醉。手術(shù)區(qū)常規(guī)消毒、鋪巾。屈曲膝關(guān)節(jié),沿膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)緣做一縱行切口,逐層切開皮膚及皮下各層結(jié)構(gòu),切斷內(nèi)側(cè)支持韌帶,伸直膝關(guān)節(jié)的同時(shí)將髕骨外移,然后屈曲膝關(guān)節(jié)并暴露股骨內(nèi)側(cè)髁。用直徑8mm空心圓鉆在股骨內(nèi)側(cè)髁負(fù)重面制造一圓柱形骨軟骨缺損(即受區(qū)),深度約為10mm。然后用直徑3mm空心圓鉆在股骨非負(fù)重面(供區(qū))垂直于軟骨面分別取3個骨軟骨柱(即移植物),高度約為11mm。將3個骨軟骨柱以馬賽克方式植入受區(qū),保持移植物表面平整(圖1)。術(shù)后圈養(yǎng)。4.掃描參數(shù)及掃描特性使用PhilipsAchieva3.0T磁共振掃描儀。老鼠血管實(shí)驗(yàn)線圈MUC-H300(上海辰光醫(yī)療器械有限公司)。矢狀面掃描。掃描序列和掃描參數(shù):TSET1W:TR/TE=900/20;TSEPDW:TR/TE=3500/36;TSET2W:TR/TE=5000/80;TSET2WSPAIR/:TR/TE=5000/80;FOV:85mm;矩陣:512×512;反轉(zhuǎn)角=25°,層厚:1.2mm;間隔:0.2mm。5.植生率及mr信號特點(diǎn)由兩位影像診斷醫(yī)師進(jìn)行雙盲讀片。評價(jià)內(nèi)容包括:①受區(qū)修復(fù)情況:受區(qū)完全為移植物和修復(fù)組織填充即為完全修復(fù),否則為不完全修復(fù)。②移植物存活率及其MR信號特點(diǎn):在PDW和T2W圖像上觀察移植物(n=60)的信號,若與正常骨軟骨信號一致即為存活,計(jì)算存活率。③軟骨-軟骨以及骨-骨的匹配情況:觀察移植物之間、移植物-鄰近正常骨軟骨之間軟骨-軟骨和骨-骨的匹配情況,若在同一個平面即為匹配,反之為不匹配,分別計(jì)算匹配率。④修復(fù)組織的信號:與正常關(guān)節(jié)軟骨的信號比較,若修復(fù)組織的信號與其一致即為等信號,反之為高信號和低信號。6.社會學(xué)分析MR檢查結(jié)束后受區(qū)取材,福爾馬林溶液固定,行HE染色。7.統(tǒng)計(jì)分析采用SAS6.12統(tǒng)計(jì)程序軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理?？ǚ綑z驗(yàn),Fisher確切概率法。P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果的結(jié)果所有10只山羊在AOT術(shù)后均存活,復(fù)蘇后第二天可四肢站立,無任何術(shù)后感染或其他并發(fā)癥發(fā)生。1.病例總修復(fù)時(shí)間受區(qū)完全修復(fù)的最早時(shí)間點(diǎn)為術(shù)后8周。術(shù)后8周、12周和24周組分別有75%(3/4)、75%(3/4)和100%(4/4)的病例完全修復(fù),各組之間無顯著性差異。2周和4周組所有病例均不完全修復(fù)。2.植物移植物生存穩(wěn)定性除12周組1例所有3個移植物結(jié)構(gòu)塌陷外,其余所有移植物(n=57)均存活。12周組與其他各組移植物存活率之間無顯著差異,P>0.05。3.植物骨骨折mri表現(xiàn)存活的移植物在MR各掃描序列上均與正常骨軟骨信號一致。組織學(xué)顯示移植物保持正常透明軟骨和軟骨下骨結(jié)構(gòu),術(shù)后早期移植物邊緣和基底部可見少量骨小梁斷裂(圖2)。1例在術(shù)后4周3個移植物均明顯縮短,分別為植入時(shí)的31.6%(3.48mm)、30%(3.3mm)和36.3%(4mm)。MR表現(xiàn)為移植物縮短、下陷,殘留部分仍表現(xiàn)為正常骨軟骨信號,移植物表面見薄層稍低信號覆蓋。組織學(xué)顯示移植物基底部骨小梁中斷、壞死,殘留部分保持正常骨軟骨結(jié)構(gòu),移植物表面覆蓋薄層纖維組織(圖3)。1例在術(shù)后12周移植物完全塌陷,MR表現(xiàn)為一團(tuán)T1WI不均勻等低T2WI不均勻高信號,無正常骨小梁結(jié)構(gòu)。組織學(xué)顯示受區(qū)主要由纖維組織填充、覆蓋,深部纖維組織中可見游離但仍保持透明軟骨結(jié)構(gòu)的移植物軟骨、壞死的骨小梁結(jié)構(gòu)和少量纖維軟骨。4.骨-骨匹配率由表1可見,在同一時(shí)間點(diǎn),移植物軟骨-軟骨和骨-骨匹配率基本一致,兩者之間均無顯著性差異。而移植物-鄰近骨軟骨的軟骨-軟骨匹配率均顯著高于骨-骨,P<0.05(圖4)。5.時(shí)間進(jìn)展信號術(shù)后2周修復(fù)組織在各個掃描序列上均呈偏高信號,隨著時(shí)間進(jìn)展信號逐漸降低,8周呈等低信號,至12和24周呈低信號。組織學(xué)顯示術(shù)后2周為肉芽組織,4周起為纖維軟骨和/或纖維組織(圖5)。骨-軟骨與小鼠骨-骨匹配的關(guān)系關(guān)節(jié)軟骨損傷在臨床上非常常見,由于關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞含量少且包埋于細(xì)胞基質(zhì)中,自身修復(fù)能力低下,損傷后難以修復(fù)且易進(jìn)一步繼發(fā)骨性關(guān)節(jié)炎等病損,嚴(yán)重影響關(guān)節(jié)功能和患者的生活質(zhì)量,是臨床治療的一大難點(diǎn)。近年來,發(fā)展了一系列軟骨修復(fù)外科技術(shù)如骨髓刺激術(shù)、鉆孔術(shù)、微骨折術(shù)等,但這些方法均是以纖維軟骨和(或)纖維組織成分修復(fù)缺損,在關(guān)節(jié)生物力學(xué)方面無法達(dá)到膝關(guān)節(jié)運(yùn)動的要求。因此,需要開發(fā)一種新的能夠以透明軟骨方式進(jìn)行修復(fù)的方法。Hangody等最早將骨軟骨移植技術(shù)用于修復(fù)軟骨缺損,即自關(guān)節(jié)的非負(fù)重面取一定量的骨軟骨柱,將其以馬賽克方式填充軟骨缺損區(qū),從而最大限度地以透明軟骨進(jìn)行修復(fù),是目前臨床上應(yīng)用最多的軟骨修復(fù)術(shù)。近年來,MRI由于其優(yōu)越的組織對比度和分辨率,已經(jīng)逐漸成為評價(jià)關(guān)節(jié)軟骨的最佳無創(chuàng)性檢查方法,同樣也可用于AOT術(shù)后修復(fù)組織的評估。我們采用老鼠血管實(shí)驗(yàn)線圈進(jìn)行磁共振成像,該線圈為小孔徑收發(fā)共用線圈,磁場均勻性高,線圈發(fā)射和接受的效率提高,信噪比降低,從而提高了圖像質(zhì)量,能較常規(guī)臨床用表面線圈掃描圖像更清晰地顯示AOT術(shù)后修復(fù)情況、移植物的形態(tài)和信號變化、修復(fù)組織的信號,為評估受區(qū)和移植手術(shù)潛在的并發(fā)癥等方面提供更多的信息。AOT手術(shù)的目的是完全填充骨軟骨缺損區(qū)以維持關(guān)節(jié)面的完整性。修復(fù)組織與鄰近軟骨表面高度一致,并且與鄰近軟骨和骨組織接合良好即為完全修復(fù)。研究結(jié)果顯示受區(qū)完全修復(fù)的最早時(shí)間點(diǎn)為術(shù)后8周。本組病例中,分別有1例在術(shù)后4周和12周表現(xiàn)為移植物壞死或不同程度下陷,這可能與移植物獲得技術(shù)、受區(qū)的準(zhǔn)備或移植物的不穩(wěn)定有關(guān)。由于AOT透明軟骨修復(fù)主要是憑借移植物的軟骨成分,因此移植物是否存活尤為重要。本研究中,僅有1例在術(shù)后12周發(fā)生明顯骨小梁斷裂、壞死和囊變,組織學(xué)顯示雖然移植物軟骨明顯下陷,但仍保持原有透明軟骨的結(jié)構(gòu),這可能是由于軟骨的營養(yǎng)主要來自于關(guān)節(jié)液的緣故。1例在術(shù)后4周表現(xiàn)為縮短的移植物表面薄層等信號影覆蓋,組織學(xué)顯示該層結(jié)構(gòu)為纖維組織并延伸至軟骨下區(qū)。有學(xué)者報(bào)道,MR圖像上移植物表面和移植物之間輕度不均質(zhì)高信號可能是因?yàn)閬碓从谲浌窍鹿乔已由斓揭浦参镏g的纖維軟骨組織填充了表面不規(guī)則的部分,這與我們的結(jié)果一致。隨著時(shí)間的延長纖維組織是否會完全填充受區(qū)尚有待于進(jìn)一步研究。軟骨-軟骨和骨-骨的匹配包括移植物之間和移植物與修復(fù)組織之間的匹配。在本組病例中,移植物軟骨-軟骨和骨-骨的匹配率均無顯著性差異,表明手術(shù)成功并且所取供體的軟骨厚度較為一致。對于移植物與鄰近骨軟骨而言,同一時(shí)間點(diǎn)軟骨-軟骨的匹配率均顯著高于骨-骨,這可能是由于供體的軟骨厚度較內(nèi)側(cè)髁負(fù)重面關(guān)節(jié)軟骨薄,而移植物植入時(shí)需要保持軟骨面的高度一致。我們認(rèn)為,骨-骨的不匹配意義不大,而軟骨-軟骨的不匹配則將直接影響手術(shù)效果。有學(xué)者指出若軟骨-軟骨不匹配,軟骨間的裂隙存在將使壓力傳導(dǎo)異常,從而引起移植物、修復(fù)組織以及周圍軟骨的改變,并最終導(dǎo)致遠(yuǎn)期失敗。在本研究中,術(shù)后4周和12周仍可見移植物明顯不匹配現(xiàn)象,這可能是獲取移植物和植入手術(shù)中的技術(shù)問題、移植物底部骨質(zhì)吸收和囊性變明顯、關(guān)節(jié)承重等因素的綜合作用。Trattnig等認(rèn)為若出現(xiàn)移植物松弛或移位、骨軟骨柱間隙明顯增寬或軟骨下骨壞死囊變,則為術(shù)后并發(fā)癥。因此,移植物之間以及移植物與鄰近正常骨軟骨之間匹配是手術(shù)成功的關(guān)鍵。術(shù)后早期手術(shù)區(qū)出血、肉芽組織增生、關(guān)節(jié)液滲入以及術(shù)后受區(qū)內(nèi)骨軟骨碎片殘留等綜合因素使得修復(fù)組織表現(xiàn)為高低混雜信號。后期,修復(fù)組織逐漸發(fā)展為均一的纖維組織和(或)纖維軟骨,其信號也逐漸降低呈低信號。有學(xué)者報(bào)道,AOT術(shù)后纖維軟骨組織在T2WI上呈輕度不均質(zhì)的高信號,這與我們的研究結(jié)果不同,這可能是修復(fù)組織成熟過程中不同時(shí)期的表現(xiàn)。由此可見,自體骨軟骨移植術(shù)能夠最大限度地以透明軟骨修復(fù)軟骨缺損,維持病變區(qū)關(guān)節(jié)軟骨面的完整性,從而阻止或延緩關(guān)節(jié)軟骨的進(jìn)一步損傷,對一定面積軟骨損傷的治療效果較為滿意。但是由于供區(qū)的限制,對于面積>4cm的軟骨缺損修