Diagnose af slidgigt: MR i ledbrusk

MR-billede af ledbrusk afspejler totaliteten af dets histologiske struktur og biokemiske sammensætning. Brusk er hyalin, som ikke har sin egen blodforsyning, lymfatisk dræning og innervering. Den består af vand og ioner, fibre af type II kollagen, chondrocytter, aggregerede proteoglycaner og andre glycoproteiner. Kollagenfibre styrkes i subchondrallaget af knoglen, som et anker og løber vinkelret på fedtets overflade, hvor de divergerer vandret. Mellem kollagenfibre er store proteoglycanmolekyler, som har en signifikant negativ ladning, som intensivt tiltrækker vandmolekyler. Chondrocyter i brusk er arrangeret i lige kolonner. De syntetiserer kollagen og proteoglycaner samt enzymnedbrydere i en inaktiv form og enzymerne.

Histologisk var der 3 lag brusk i store led, som knæ og lårben. Den dybeste lag er forbindelsen med brusk og subchondral knogle og fungerer som en landing lag omfattende netværk af collagenfibre, der strækker sig fra det til overfladen af tætte bundter indbyrdes forbundet af talrige fibriller tværbinding. Det hedder det radiale lag. I retning ledoverfladen separat kollagenfibre bliver tyndere og bundet sammen i en regelmæssig parallel række kompakt og med færre tværbindinger. Midterste lag - en overgangsperiode, eller mellemprodukt indeholder mere tilfældigt organiseret collagenfibre, hvoraf de fleste er orienteret skråt med henblik på at modstå lodrette belastninger, tryk og stød. Det mest overfladiske lag af ledbrusk, kendt som tangential, - tyndt lag tæt anbragt tangentielt orienterede kollagenfibre, modstående trækkræfter, der virker under belastning kompression, og danner en vandtæt barriere af interstitiel væske, som forhindrer dets tab under kompressionen. Det mest overfladiske lag af collagenfibrene er anbragt vandret for at danne en tæt vandret plade ved ledoverfladen, mens de tangentiale overfladeareal fibriller er eventuelt forbundet med disse dybereliggende lag.

Som det blev bemærket, er de aggregerede hydrofile molekyler af proteoglycaner placeret inde i dette komplekse mesh netværk af fibre. Disse store molekyler har enderne af deres talrige grene negativt ladede fragmenter SQ og COO ", der intensivt tiltrækker modsat ladede ioner (normalt Na ⁺ ), hvilket igen bidrager til den osmotiske indtrængning af vand i brusk. Trykket i collagen netværk er enorme, og brusk fungerer som en yderst effektiv hydrodynamisk pude. Compression ledflade forårsager den horisontale forskydning af vand indeholdt i brusk, da netværket af kollagenfibre komprimeres. Vand omfordeling elyaetsya endokondral således at dens totale volumen ikke ændres. Når komprimering reduceres eller forsvinder efter en fælles belastning, vandet bevæger sig tilbage tiltrækker negativt ladede proteoglycaner. Dette er den mekanisme, der understøtter et højt vandindhold og dermed høje proton brusk densitet. Det højeste indhold af vand det noterer tættest på ledoverfladen og aftager mod den subchondrale knogle .. Koncentrationen af proteoglycan steget i de dybe lag af brusk.

I foreliggende MRI - dette er den vigtigste metode til at opnå billeder af hyalin brusk, primært implementeret under anvendelse gradient - ekko (GE) sekvenser. MR afspejler vandindholdet i brusk. Det er imidlertid vigtigt, hvor mange protoner vandet brusk indeholder. Indholdet og fordelingen af hydrofile molekyler af proteoglycaner og den anisotrope organisering af collagenfibriller påvirker ikke kun den totale mængde vand, dvs. Protondensiteten i brusken, men også om, hvor afslapning egenskaber, nemlig T2 af vandet, hvilket giver brusk typiske "zoneinddeles" eller eksfolierende billeder på MRI, der, som nogle forskere mener, konsistente histologiske snit af brusk.

Ved meget korte billeder echo tid (TE) (mindre end 5 ms), en højere opløsning brusk billede viser typisk en tolags image: dyb lag er placeret tættere på knoglen forud forkalkning område og har et lavt signal, som tilstedeværelsen af calcium reducerer TR og giver billeder; Overfladelaget giver et medium-intensivt eller højintensivt MP-signal.

I mellemliggende TE-billeder (5-40 ms) har brusket et trelags udseende: et overfladelag med lavt signal; et overgangslag med et signal af mellemintensitet; et dybt lag med lav MP-signal. Ved T2-vejning indbefatter signalet ikke mellemlagret, og bruskbilledet bliver homogent med lav intensitet. Når der anvendes en lav rumlig opløsning, vises der et ekstra lag nogle gange på de korte TE-billeder, som skyldes de skråt skårede genstande og høj kontrast på brusk / væskeoverfladen. Dette kan undgås ved at øge matrixens størrelse.

Desuden er nogle af disse zoner (lag) muligvis ikke synlige under visse forhold. Når for eksempel vinklen mellem bruskakslen og hovedmagnetfeltet ændres, kan formen på de bruskede lag ændre sig, og brusket kan have et homogent billede. Dette fænomen forklares af den anisotrope egenskab af collagenfibre og deres forskellige orientering inden for hvert lag.

Andre forfattere mener, at opnåelse af et lagdelt billede af brusk ikke er pålideligt og er en artefakt. Forskernes meninger divergerer også med hensyn til intensiteten af signalerne fra de opnåede trelagsbruskbilleder. Disse undersøgelser er meget interessante og kræver naturligvis yderligere undersøgelse.

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

Strukturelle ændringer i brusk med slidgigt

I de tidlige stadier af slidgigt nedbrydes kollagennetværket i overfladen af brusk, hvilket fører til opsplitning af overfladen og øget permeabilitet for vand. Da flere proteoglycaner brydes ned, vises mere negativt ladede glycosaminoglycaner, der tiltrækker kationer og vandmolekyler, mens de resterende proteoglycaner mister evnen til at tiltrække og beholde vand. Desuden reducerer tabet af proteoglycaner deres inhiberende virkning på den interstitiale vandstrøm. Som følge heraf virker brusket, mekanismen for kompression (tilbageholdelse) af væsken virker ikke, og bruskens kompressionsmodstand reduceres. Der er en effekt af at overføre størstedelen af belastningen til den allerede beskadigede faste matrix, og det fører til, at det hævede brusk bliver mere modtageligt for mekanisk skade. Som følge heraf genoptages brusk eller fortsætter med at degenerere.

Udover beskadigelse af proteoglycaner er det kollagen-nye netværk delvist ødelagt, hvilket ikke længere er genoprettet, og der forekommer vertikale revner og sårdannelse i brusk. Disse læsioner kan spredes ned i brusk til subchondralbenet. Forfaldne produkter og ledvæske spredes til basallaget, hvilket fører til udseendet af små områder af osteonekrose og subchondrale cyster.

Parallelt med disse processer gennemgår brusk en række reparative forandringer med et forsøg på at genoprette den beskadigede ledflade, som omfatter dannelsen af chondrophytes. Sidstnævnte endog endokondral nedbrydning og bliver osteophytter.

Akut mekanisk traume og kompressionsbelastning kan føre til udvikling af vandrette revner i det dybe forkalkede lag af brusk og losning af brusk fra subchondralbenet. Basal spaltning eller delaminering af brusk på denne måde kan være en mekanisme af degeneration ikke blot den normale brusk under mekanisk overbelastning, men også i osteoarthritis, når der er ustabilitet i leddet. Hvis hyalinkrækken er fuldstændig ødelagt og artikulærfladen er udsat, så er to processer mulige: den første er dannelsen af tæt sclerose på overfladen af knoglen, der kaldes ebranese; Den anden er skader og kompression af trabeculae, som på røntgenstråler ligner subchondral sklerose. Følgelig kan den første proces betragtes som kompenserende, den anden er klart en fase med fælles ødelæggelse.

Øge vandindholdet stigninger i brusk Brusk protondensiteten og eliminerer T2 afkortning effekter proteoglycan-collagenmatrix, der har en høj signalintensitet i portioner matrix skader i konventionelle MRI-sekvenser. Denne tidlige chondromalacia, som er det tidligste tegn på bruskskader, kan ses, inden der endda forekommer en lille udtynding. På dette stadium kan der også være en lille fortykkelse eller "hævelse" af brusk. Strukturelle og biomekaniske ændringer af ledbrusk vokser konstant, tabet af det basale stof forekommer. Disse processer kan være lokale eller diffuse, begrænset overfladeudtynding og defibrering eller fuldstændig forsvinden af brusk. I nogle tilfælde kan lokal fortykkelse eller "hævelse" af brusk observeres uden at ødelægge den fælles overflade. Slidgigt er ofte muligt at observere lokal forøgelse brusk signalintensitet på T2-vægtede billeder, som påvist ved tilstedeværelsen af overfladen arthroscopically, og dybe transmurale lineære ændringer. Sidstnævnte kan afspejle dybe degenerative ændringer, der først og fremmest begynder som en løsgørelse af brusk fra det kaliderede lag eller tidevandslinjen. Tidlige ændringer er begrænset til dybe lag hryasha, i hvilket tilfælde de ikke møder op ved artroskopisk undersøgelse af de samlede overflade, mens den lokale razvodoknenie dybere lag af brusk kan føre til et nederlag for de tilstødende lag, ofte med væksten i den subchondrale knogle i form af en central osteophyte.

I den udenlandske litteratur er der data om muligheden for at opnå kvantitativ information om sammensætning af ledbrusk, for eksempel indholdet af vandfraktionen og diffusionskoefficienten af vand i brusk. Dette opnås ved brug af specielle programmer MP-tomografi eller i MR-spektroskopi. Begge disse parametre øges, når proteoglycan-kollagenmatrixen er beskadiget i bruskskader. Koncentrationen af mobile protoner (vandindhold) i brusket falder i retningen fra ledfladen til subchondralbenet.

En kvantitativ evaluering af ændringerne er mulig på T2-vægtede billeder. Sammenfattende dataene på billederne af samme brusk opnået med forskellige TE, evaluerede forfatterne de T2-vægtede billeder af brusk ved anvendelse af en passende eksponentiel kurve fra de opnåede signalintensitetsværdier for hver pixel. T2 vurderes i et bestemt område af brusk eller vises på kortet af hele brusk, hvor signalstyrken af hver pixel svarer til T2 på denne placering. På trods af de temmelig store muligheder og relativ lethed af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde undervurderes T2's rolle, dels på grund af stigningen i diffusionsrelaterede effekter med en stigning i TE. I grund og grund er T2 undervurderet i brusk med chondromalacia, når vanddiffusion er forøget. Hvis der ikke anvendes specielle teknologier, vil den potentielle stigning i T2, målt med disse teknologier i brusk med chondromalacia, lidt undertrykke diffusionsrelaterede virkninger.

MRI er således en meget lovende metode til at identificere og overvåge de tidlige strukturelle ændringer, der er karakteristiske for leddbrusk degeneration.

Morfologiske ændringer i brusk i slidgigt

Estimering af morfologiske ændringer af brusk afhænger af høj rumlig opløsning og høj kontrast fra den fælles overflade til den subchondrale knogle. Dette opnås bedst ved anvendelse zhirpodavlyaemoy T1-vægtede 3D GE-sekvenser, som nøjagtigt afspejler de lokale defekter identificeret og verificeret som i artroskopi og på autopsimateriale. Brusk billede kan også opnås ved at subtrahere magnetiseringsoverførsel billeddannelse, da ledbrusken har form af et separat bånd med en høj intensitet signal, tydeligt kontrast til den næste underliggende lav-intensive artikulær fluid, intraartikulære fedtvæv og subchondral knoglemarv. Men ved brug af denne metode, billedoptagelse finder, sted 2 gange langsommere end zhirpodavlyaemoe T1-VI, så er mindre udbredt. Desuden er det muligt at opnå billeder af lokale defekter, overfladeuregelmæssigheder og generaliseret udtynding af ledbrusken anvendelse af traditionel MP-sekvens. Ifølge nogle forfattere, morfologiske parametre - tykkelse, volumen, geometri og topografi af bruskoverfladen - kan kvantitativt beregnet ved anvendelse af 3D MRI-billeder. Ved at summere voxels der udgør 3D rekonstruerede billede af brusk kan det bestemmes af den nøjagtige værdi af de tilknyttede komplekse strukturer. Desuden er måling af det totale volumen af brusk opnået fra individuelle sektioner, er en enklere metode af mindre ændringer i planet af skive og mere pålidelige i rumlig opløsning. Når man studerer hele amputerede knæ- og patellar prøver opnået ved artroplastik disse led blev bestemt ved summen af ledbrusken i den femorale, tibiale knogle og patellar og fandt en korrelation volumen opnået ved MRI, og de respektive mængder opnået ved brusk adskilt fra knoglen og måle dets histologisk . Derfor kan denne teknologi være nyttigt for dynamisk vurdering af ændringer i brusk volumen hos patienter med slidgigt. Modtagelse af den nødvendige og præcise skive af ledbrusken, især hos patienter med slidgigt, kræver tilstrækkelige færdigheder og erfaring af lægen gennemføre undersøgelsen, samt tilgængeligheden af passende software MR.

Total volumenmålinger indeholder lidt information om almindelige ændringer og er henholdsvis følsomme for lokal tab af brusk. Teoretisk set kan brusktab eller udtynding på ét sted afbalancere en tilsvarende stigning i mængden af brusk andetsteds i leddet, og måling af total bruskvolumen ikke ville vise nogen abnormitet, så at sådanne ændringer ikke vil kunne identificeres ved denne fremgangsmåde. Opdeling ledbrusk anvendelse 3D-rekonstruktion af den enkelte små regioner har gjort det muligt at vurdere mængden af brusk i visse områder, især på overfladerne oplever effektbelastningen. Imidlertid falder målingenes nøjagtighed, da meget lille adskillelse udføres. Til sidst er en ekstrem høj rumlig opløsning nødvendig for at bekræfte målets nøjagtighed. Hvis der opnås en tilstrækkelig rumlig opløsning, bliver udsigten til kortlægning af brusktykkelsen in vivo mulig. Brusk tykkelse kort kan reproducere lokale læsioner i udviklingen af slidgigt.