0 前言

       腕关节三角纤维软骨复合体（triangular fibrocartilage complex, TFCC）在腕部尺侧包含一组复杂的纤维软骨和韧带结构，在腕部生物力学中起着重要作用。它是远端尺桡关节和尺侧腕关节的主要稳定器，具有承受、缓冲和传递腕关节轴向压力的作用^{[1, 2]}。TFCC损伤时将导致尺侧腕关节疼痛及相关的功能障碍。目前，临床多采用1989年由PALMER^[2]提出的TFCC损伤分型系统，根据病理部位将TFCC损伤分为创伤性（Ⅰ型）和退行性（Ⅱ型）。随着影像学技术的不断进步，MRI在无创性观察关节软骨方面发挥重要的作用，使用常规MRI可以对软骨进行定性评估，但对关节软骨的早期检测可能会有遗漏。由于腕关节结构小而复杂，导致临床在评估TFCC损伤尤其是早期损伤及制订下一步治疗方案时十分的困难。三维容积插入式屏气检查（three dimension volumetric interpolated breath-hold examination, 3D-Vibe）序列为MRI的一种新技术，可用于肌骨系统，具有层厚薄、分辨率较高的优势，可任意角度进行重建，极适用于像腕关节TFCC样较小的软骨和纤维结构的扫描^[3]。T2 mapping成像技术能够反映软骨宏观变性前多聚糖丢失、胶原纤维紊乱、水分增多等分子生物学改变。通过3D-Vibe观察软骨结构完整性、T2 mapping序列的T2值评估软组织的生物学成分，二者联合不仅可以清晰显示病灶，而且可以用T2值定量分析损伤，较易检出MRI常规检查中漏诊的病例，有助于临床早期诊断，还可以为治疗提供更多的信息，在临床应用中具有较大潜力^[4]。

       目前，3D-Vibe及T2 mapping技术在骶髂关节、膝关节、肩关节等大关节研究中已有应用^{[5, 6, 7]}，但对腕关节等小关节的相关研究相对较少。据我们所知，现国内外只有几项研究证明了在3 T MRI设备上进行T2 mapping对TFCC评估的可行性^{[8, 9]}，还没有关于3D-Vibe联合T2 mapping在评估TFCC中应用的报道。本研究应用3.0 T MRI 3D-Vibe联合T2 mapping序列来评价TFCC损伤的创伤性撕裂位置和退行性改变紊乱程度并进行软骨定量分析，检测软骨早期变化，同时可鉴别类风湿关节炎所致滑膜增生、血管翳形成所致的关节疼痛，可进一步分类指导临床治疗。

1 材料与方法

1.1 临床资料

       本研究前瞻性招募2021年1月至2022年4月因腕关节疼痛在青海大学附属医院影像中心行双侧腕关节MRI检查的患者。TFCC损伤患者纳入标准：（1）年龄20～60岁；（2）自诉尺侧腕关节胀痛，活动受限或伴有弹响声，用力时尤甚；（3）TFCC挤压试验阳性或“琴键征”阳性。TFCC损伤患者排除标准：（1）有MRI检查禁忌证或无法配合检查者；（2）腕关节处良恶性肿瘤、先天畸形、手术患者；（3）现在或既往有风湿性疾病患者；（4）图像存在伪影，影响观察及测量者。健康志愿者纳入标准：（1）年龄20～60岁；（2）无腕关节疼痛症状及功能障碍、外伤、风湿及痛风病史者。健康志愿者排除标准：（1）有MRI检查禁忌证或无法配合检查者；（2）图像存在伪影，影响观察及测量者。本研究遵守《赫尔辛基宣言》，并经青海大学附属医院伦理委员会批准（批准文号：P-SL-2020061），所有受检者均签署了知情同意书。

1.2 检查设备与方法

       设备采用3.0 T MRI扫描仪（SIEMENS, MAGNETOM Prisma, Germany），15通道高分辨率膝关节专用线圈。受检者采取俯卧位，上肢前臂头上位伸直，双手合并，手背加压沙袋固定，额部垫海绵垫，前臂垫高与肩平，绑外固定，将线圈的中心对准腕关节，尽可能将被扫描腕关节接近磁场中心，固定腕部，使其在线圈内不能运动。所有受检者行双侧腕关节常规平扫+增强、3D-Vibe、T2 mapping序列扫描。（1）冠状位3D-Vibe序列扫描参数：FOV 220 mm×220 mm，TR 13.5 ms，TE 6.0 ms，层厚0.5 mm、矩阵238×256；（2）冠状位T2 mapping序列扫描参数：FOV 160 mm×160 mm，TR 1510.0 ms，TE 11.2、22.4、33.6、44.8、56.0 ms，层厚3.0 mm，矩阵320×320。

1.3 图像处理

       由两名分别具有7年、12年肌骨影像学经验的主治医师（R1）和副主任医师（R2）通过3D-Vibe图像确定TFCC是否损伤，并判断损伤性质，对诊断意见不统一的病例进行会诊，达成统一诊断。创伤性：ⅠA型表现为三角纤维软骨盘（triangular fibrocartilage disc, TFC）中心出现裂隙样高信号影；ⅠB型表现为尺骨茎突连接部或尺骨茎突凹处韧带附着处结构模糊，损伤处表现为高信号；ⅠC型表现为尺月韧带/尺三角韧带不连续，断端结构模糊，信号增高；ⅠD型表现为桡骨乙状切迹连接部形态欠规整，信号增高。退变性：ⅡA型表现为TFC变薄，内可见中等信号影，TFC结构完整；ⅡB型表现为TFC变薄，内见中等信号影，关节软骨不规则、缺失；ⅡC型表现为TFC变薄，内见高信号影，关节软骨不规则、缺失；ⅡD型表现为TFC变薄，内见高信号影，关节软骨不规则、缺失，月三角韧带撕裂，损伤处结构模糊；ⅡE型表现为TFC变薄，内见高信号影，邻近月/三角骨囊变，软骨变薄，月三角韧带撕裂，桡尺远端关节骨质增生。

       将T2 mapping原始图像传至后处理工作站，通过syngo.via软件（www.siemens.com/syngo.via）分析，生成伪彩图。由R1医师和R2医师选取冠状位图像中平行于尺桡骨茎突连线，能最大显示TFCC的层面，在桡侧软骨、TFC、纤维血管组织、类半月板、尺侧附着处分别勾画面积约2 mm²的感兴趣区（region of interest, ROI），软件自动计算获得T2值（图1）。为减少伪影或错放ROI的影响，每次ROI放置重复三次，并用平均T2值进行进一步分析，比较R1、R2测得的T2值，评估R1、R2间的可重复性。

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图1  感兴趣区（ROI）勾画示意图。1A：冠状位腕关节三角纤维软骨复合体损伤患者的3D-Vibe图；1B：冠状位腕关节健康受检者T2 mapping解剖图；1C：冠状位腕关节健康受检者T2 mapping伪彩图；1D：勾画面积约2 mm²的ROI，ROI 1为桡侧软骨、ROI 2为三角纤维软骨盘、ROI 3为纤维血管组织、ROI 4为类半月板、ROI 5为尺侧附着处；1E：三角纤维软骨盘损伤患者，T2信号增高，三角纤维软骨盘颜色由深蓝色变为荧光绿色（箭）。3D-Vibe：三维容积插入式屏气检查。
Fig. 1  Sketch map of the region of interest (ROI). 1A: 3D-Vibe images of patients with coronal wrist triangular fibrocartilage complex injury; 1B: Coronal wrist health subject T2 mapping anatomy map; 1C: Coronal wrist health subject T2 mapping colored map; 1D: A ROI with an area of about 2 mm² is delineated, ROI 1 is radial cartilage, ROI 2 is triangular fibrocartilage disc, ROI 3 is fibrovascular tissue, ROI 4 is meniscus, and ROI 5 is ulnar attachment; IE: Patients with triangular fibrocartilage disc injury, T2 signal increased, triangular fibrocartilage disc color from dark blue to fluorescent green (arrow). 3D-Vibe: three dimension volumetric interpolated breath-hold examination.

1.4 统计学分析

       采用SPSS 25.0统计软件进行处理分析，计量资料以均数±标准差（x¯±s）表示。采用组内相关系数（intra-class correlation coefficient, ICC）评价操作者R1、R2间在T2 mapping图像测量T2值的可重复性，并绘制Bland-Altman散点图。采用独立样本t检验分析TFCC损伤组与健康组的T2值差异；分析TFCC损伤不同年龄段的T2值差异，采用单因素方差分析（ANOVA）与事后LSD-t检验；采用多重线性回归分析影响TFCC损伤T2值的因素。

2 结果

2.1 一般资料

       研究共纳入65例研究对象，其中TFCC损伤受检者（TFCC损伤组）35例，男4例，女31例，年龄21～55（43.14±7.76）岁，Ⅰ型27例，Ⅱ型8例；同期健康受检者（健康组）30例，男4例，女26例，年龄20～60（37.60±10.80）岁（表1）。

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表1  损伤组与健康组患者基本情况
Tab.1  Basic conditions between injury group and healthy group

2.2 MRI常规检查与3D-Vibe联合T2 mapping检查诊断结果

       常规MRI检出TFCC损伤29例，3D-Vibe联合T2 mapping检出TFCC损伤35例，常规检查漏诊6例，其中ⅠA型2例、ⅠB型1例、ⅠD型1例、ⅡB型2例，此6例在常规检查中未见明显异常，而3D-Vibe中表现为异常高信号，且病灶处T2值较正常明显增高，故3D-Vibe联合T2 mapping更易检出常规MRI漏诊的TFCC损伤。

2.3 操作者间可重复性评估

       对R1、R2勾画TFC测得的T2值进行可重复性评估，即R1、R2间的一致性，ICC值为0.98（95%置信区间：0.97～0.99），表明操作者间的可重复性好。绘制操作者间一致性的Bland-Altman散点图（图2），只有1.82%（1/55）的点在95%的一致性界限范围以外。

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图2  三角纤维软骨盘T2测值的操作者间一致性Bland-Altman散点图。
Fig. 2  Bland-Altman scatter plot of inter-operator consistency of T2 measurements of triangular fibrocartilage discs.

2.4 TFCC损伤组与健康组T2值比较

       TFCC损伤组与健康组T2值比较结果显示TFCC损伤组类半月板的T2值与健康组差异无统计学意义（P＞0.05），余各区域TFCC损伤组T2值较健康组升高，总体均数差异均存在统计学意义（P＜0.01）；损伤组各区域T2值两两比较差异均有统计学意义（P＜0.05）（表2）。

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表2  损伤组与健康组腕关节软骨不同区域的T2值比较
Tab. 2  Comparison of T2 values in different areas of wrist cartilage between injury group and healthy group

2.5 TFCC损伤不同年龄阶段T2值比较

       不同年龄段的T2值总体均数差异具有统计学意义（P＜0.05），其中20～29岁年龄组与30～39岁、40～49岁及50岁及以上年龄组的T2值差异均具有统计学意义（P＜0.05）（表3）。

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表3  损伤组不同年龄阶段T2值比较
Tab. 3  Comparison of T2 values in different age stages of injury group

2.6 影响TFCC损伤患者T2值的多重线性回归分析

       TFCC损伤分为创伤性（Ⅰ型）和退行性（Ⅱ型）；病程被定义为从腕关节疼痛开始到MRI检查日期之间的时间，分为急性（＜1个月）、亚急性（1～6个月）、慢性（＞6个月）。多重线性回归分析模型具有统计学意义（F=5.86，P=0.001），调整R²=0.50，模型拟合效果良好。回归分析结果显示，分型及病程对TFCC损伤患者的T2值有显著影响（P＜0.01）；年龄、性别对TFCC损伤患者的T2值影响不显著（P＞0.05）（表4）。

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表4  影响三角纤维软骨复合体损伤患者T2值的多重线性回归分析
Tab. 4  Multiple linear regression analysis of T2 value in patients with triangular fibrocartilage complex injury

3 讨论

       本研究基于3.0 T MRI腕关节扫描，3D-Vibe联合T2 mapping对腕关节TFCC损伤进行定性及定量分析，结果表明3D-Vibe可以清晰显示TFCC损伤部位，T2 mapping可以定量分析软骨成分的早期变化。相对于以往通过关节镜来确定TFCC损伤^[10]，本研究首次将3D-Vibe联合T2 mapping技术应用于TFCC损伤的评估，3D-Vibe及T2 mapping技术为无创性，可以有效评估早期MRI常规扫描难以发现的TFCC损伤，此项技术简便、经济、有效的缩短疾病确诊时间及减低漏诊和误诊的概率，为临床治疗提供合理方案。

3.1 TFCC解剖和病理基础

       TFCC是人体手腕上相对较小的一个结构，其组成部分包括TFC，掌、背侧桡尺韧带，类半月板、尺侧腕伸肌腱鞘、尺侧副韧带、尺侧腕韧带^[11]；TFCC主要通过骨间动脉从背侧和掌侧接受外周动脉供应，尸体标本的组织学分析表明TFC中央部分无血管区^{[12, 13]}。关节软骨主要由细胞外基质和软骨细胞组成，细胞外基质主要包含水、胶原纤维和蛋白糖原聚合物。软骨缺损发生前，细胞外基质会发生明显变化，包括水分增多、蛋白多糖减少和胶原纤维解体^[14]。TFCC的退变是一种进行性和不可逆转的，最终可能导致穿孔。因此，直观观察TFCC损伤并检测TFCC生化成分早期变化的方法不仅对早期诊断有帮助，而且对检测疾病的进展也是有价值的。

3.2 3D-Vibe和T2 mapping的临床应用价值

       在体内无创性诊断TFCC损伤通常是有困难的，随着MRI新技术的出现，MRI在诊断TFCC损伤中具有明显优势。3D-Vibe为没有辐射的成像技术，扫描速度较快，层厚较薄，能够清晰地显示关节的结构，且减低了部分容积效应的影响，通过后处理可以获得高分辨率及任意平面的重建图像，特别是可以检测到软骨的形态体积的改变^[15]。T2 mapping可以在不增强对比的情况下分析软骨水合作用和胶原完整性，是确定软骨损伤的敏感工具^[16]。软骨T2值由T2弛豫时间决定。国外有文献报道关节软骨的T2值与软骨胶原纤维排列方向及胶原、蛋白多糖和含水量有关，可定量反映软骨成分的变化^{[17, 18]}。

       本研究认为，3D-Vibe联合T2 mapping更易检出常规MRI漏诊的TFCC损伤。本研究表明，在3.0 T MRI下使用T2 mapping序列测量TFCC损伤的T2值是可行和可重复的。这种优秀的读者间共识与之前CHIANCA等^[8]在1.5 T MRI下使用T2 mapping序列成像评估TFCC和拇掌关节的可行性和重复性研究相一致。在此项研究中，损伤患者的T2 mapping伪彩图表现为TFCC的色阶变化（由蓝色变为荧光绿色）和T2值的升高，且腕关节不同损伤区域的T2值差异亦有统计学意义（P＜0.05）；WUENNEMANN等^[19]、MITTAL等^[20]有着与本试验相同的结论，认为软骨损伤的T2值较正常软骨的T2值增加，T2值升高的原因可能是构成软骨支架的胶原纤维网络被破坏，导致镶嵌在网络中的蛋白多糖分散，改变了关节软骨中的渗透压，致周围的水进入软骨中，使软骨中的水含量增多。WATRIN等^[21]也通过动物实验证明了这一观点。本研究中，损伤组类半月板与健康组类半月板的T2值差异无统计学意义。有研究^[22]表明，类半月板是介于腕关节盘与尺骨茎突之间的尺侧关节囊内的组织，由松弛的滑膜折叠、增厚形成，其含水分子较高，与透明软骨相似；同时，类半月板位于腕关节软骨的尺侧边缘，易受容积效应与线圈设置的影响。

3.3 T2值的影响因素

       本研究多重线性回归分析中表明，损伤分型及病程对TFCC损伤患者的T2值有显著影响（P＜0.05），但年龄和性别对T2值的影响不显著（P＞0.05）；这与RAUSCHER等^[23]的研究结果相一致。病程长短可能导致患者损伤部位T2值的瞬时变化，因为有证据表明软骨胶原网络的完整性在关节软骨损伤后不久就受到了破坏。MIKIĆ等^[24]的研究表明，TFCC的退行性改变多开始于30岁以后，并随着年龄的增长逐渐变得更加频繁和严重，本研究发现了一些与组织学结果一致的结果：20～29岁年龄组与30～39岁、40～49岁及50岁及以上年龄组的T2值差异存在统计学意义。祁艳梅等^[9]关于腕关节软骨的研究、刘新峰等^[7]关于肩关节的研究、丁伟等^[25]关于膝关节软骨的研究一致认为不同性别间软骨的T2值差异无统计学意义；但有研究^[26]表明在关节软骨中存在雌二醇和孕酮，女性的雌激素含量较男性多，可促进软骨细胞增殖，造成不同性别间关节软骨的T2值有差异。

       软骨的T2值易受多种因素的影响，包括所使用的MRI系统、线圈的设置、空间差异、容积效应、软骨的带状变异、评估的软骨位置、胶原纤维网相对于磁场的取向、导致信号强度增加的魔角效应、与机械负荷有关的成分变化以及水含量的不同^{[27, 28, 29, 30]}。T2 mapping序列对魔角效应相对敏感，魔角效应易导致与磁场成55°方向的软骨纤维的T2弛豫时间延长。此外，MARS等^[31]提出T2值的差异取决于T2 mapping的图像类型和计算方法。

3.4 局限性及展望

       本研究的不足之处：首先，TFCC损伤的样本量较少，没有相应的关节镜或病理结果作对照；其次，在二维序列上使用手动绘制的ROI进行评估，容易出现人为误差。期待在未来的研究任务中有更先进的技术方法，可以使用高分辨率的三维T2 mapping，进行多中心、人工智能勾画并与MRI影像组学相结合^[32]，对整个软骨体积进行自动评估。

4 结论

       综上，3D-Vibe技术可直观显示腕关节软骨形态，T2 mapping成像技术可定量分析软骨的T2值，通过评估腕关节软骨成分的早期变化掌握其损伤程度，有助于患者个性化治疗及预后评价和护理。