تشخيص هشاشة العظام: التصوير بالرنين المغناطيسي من الغضروف المفصلي

تعكس صورة التصوير بالرنين المغناطيسي للغضروف المفصلي مجموع تركيبته النسيجية والتركيبة البيوكيميائية. الغضروف المفصلي هو غضروفي ، لا يحتوي على إمدادات الدم الخاصة به ، والتصريف اللمفاوي والتعصيب. وتتكون من الماء والأيونات والألياف من النوع الثاني من الكولاجين والخلايا الغضروفية والبروتينات المتقاربة المجمعة وغيرها من البروتينات السكرية. يتم تقوية ألياف الكولاجين في الطبقة تحت الغضروفية من العظم كمرساة وتجري عموديًا على سطح المفصل حيث تنفصل أفقياً. بين ألياف الكولاجين هي جزيئات بروتيوجليكان كبيرة ، والتي لها شحنة سالبة كبيرة ، والتي تجذب بشكل مكثف جزيئات الماء. يتم ترتيب غضروفية من الغضروف في الأعمدة حتى. إنها تخليق الكولاجين والبروتيوغليكان ، وكذلك إنزيمات الحطام في شكل غير نشط ومثبطات الإنزيم.

تشريحيا تقرر الغضروف طبقة 3 في المفاصل الكبيرة مثل الركبة والورك. أعمق طبقة مجمع الغضروف والعظم تحت الغضروف وبمثابة شبكة طبقة الهبوط واسعة من ألياف الكولاجين التي تمتد من ذلك إلى السطح من حزم كثيفة مترابطة من قبل العديد من الألياف عبر ربط. يطلق عليه طبقة شعاعية. نحو السطح المفصلي ألياف الكولاجين منفصل تصبح أرق والمستعبدين معا في مجموعة موازية العادية المدمجة ومع عدد أقل من الروابط الصليب. الطبقة الوسطى - انتقالية، أو وسيطة يحتوي نظمت أكثر عشوائيا ألياف الكولاجين، ومعظمها موجهة بشكل غير مباشر بهدف مقاومة الأحمال الرأسية، والضغط والصدمة. الطبقة الأكثر سطحية من الغضروف المفصلي، والمعروفة باسم عرضية، - طبقة رقيقة رتبت كثيفة ألياف الكولاجين الموجهة بشكل عرضي، القوات المعادية الشد تعمل تحت ضغط الحمل، وتشكيل حاجز للماء السائل الخلالي، والذي يمنع فقدانها أثناء عملية الضغط. يتم ترتيب الطبقة الأكثر سطحية من ألياف الكولاجين أفقيا لتشكيل لوحة الأفقية كثيفة على سطح مشترك، في حين يتم ربط الألياف مساحة عرضية اختياريا مع تلك الطبقات العميقة.

ولوحظ أنه في غضون هذه الشبكة شبكة معقدة من الألياف ترتيب المجمعة جزيئات بروتيوغليكان ماء. هذه الجزيئات الكبيرة نهايات العديد من فروعها سلبا شظايا اتهم SQ وCOO "التي تجذب بشكل مكثف الأيونات المشحونة معاكس (عادة نا ⁺ )، والذي بدوره يساهم في اختراق الاسموزي من الماء في الغضروف، والضغط داخل شبكة الكولاجين ضخمة، والغضاريف وظائف بمثابة وسادة الهيدروديناميكية فعالة للغاية. يسبب ضغط سطح مفصلي تشريد الأفقي للمياه الواردة في الغضروف، حيث يتم ضغط شبكة ألياف الكولاجين. إعادة توزيع المياه elyaetsya داخل الغضروف بحيث لا يتم تغيير إجمالى كميات اليوم وعندما يتم تخفيض ضغط أو يختفي بعد تحميل المشترك، والماء يتحرك جيئة يجذب سلبا تهمة البروتيوغليكان. هذه هي الآلية التي تدعم نسبة عالية من المياه وبالتالي ارتفاع كثافة البروتون الغضروف، وأعلى نسبة من الماء ويلاحظ الأقرب إلى السطح المشترك والنقصان نحو العظم تحت الغضروف .. زيادة تركيز بروتيوغليكان في الطبقات العميقة من الغضروف.

في الحاضر MRI - هذا هو الأسلوب الرئيسي للحصول على صور من غضروف زجاجي، نفذت بشكل رئيسي باستخدام التدرج - صدى (GE) متواليات. يعكس التصوير بالرنين المغناطيسي المحتوى المائي للغضروف. ومع ذلك ، من المهم كم عدد بروتونات الماء التي يحتوي عليها الغضروف. لا يؤثر محتوى وتوزيع الجزيئات المحبة للماء للبروتيوجليكان والتنظيم المتباين من ألياف الكولاجين على كمية الماء الكلية فقط ، كثافة البروتون في الغضروف، ولكن أيضا عن حالة استرخاء خصائص، وهي T2 من المياه، مما الغضروف نموذجية "مناطقية" أو التقشير الصور على التصوير بالرنين المغناطيسي، والتي، كما يعتقد بعض الباحثين والمقاطع النسيجية متسقة من الغضروف.

في الصور قصيرة جدا صدى الوقت (TE) (أقل من 5 مللي ثانية)، وهي أعلى دقة وضوح الصورة الغضروف يظهر عادة صورة من طبقتين: يتم وضع طبقة عميقة أقرب إلى العظام منطقة تكلس السابقة، ولها إشارة منخفضة، لأن وجود الكالسيوم يقلل بدرجة كبيرة TR و يعطي الصور تعطي الطبقة السطحية إشارة MP متوسطة أو عالية الكثافة.

في صور TE المتوسطة (5-40 مللي ثانية) يكون للغضروف مظهر ثلاثي الطبقات: طبقة سطحية ذات إشارة منخفضة. طبقة انتقالية مع إشارة من شدة وسيطة ؛ طبقة عميقة لها إشارة MP منخفضة. عند توزين T2 ، لا تتضمن الإشارة الطبقة المتوسطة ، وتصبح صورة الغضروف متجانسًا لشدة منخفضة. عندما يتم استخدام دقة مكانية منخفضة ، تظهر طبقة إضافية أحيانًا على صور TE القصيرة ، والتي ترجع إلى القطع المائلة المقطوعة والتباين العالي على سطح الغضروف / السائل ، ويمكن تجنب ذلك بزيادة حجم المصفوفة.

بالإضافة إلى ذلك ، قد لا تكون بعض هذه المناطق (الطبقات) مرئية تحت ظروف معينة. على سبيل المثال ، عندما تتغير الزاوية بين محور الغضروف والحقل المغنطيسي الرئيسي ، قد يتغير شكل الطبقات الغضروفية ، وقد يكون للغضروف صورة متجانسة. وتفسر هذه الظاهرة بالخصائص غير المتناحية للألياف الكولاجينية وتوجهاتها المختلفة داخل كل طبقة.

ويعتقد مؤلفون آخرون أن الحصول على صورة متعددة الطبقات للغضروف لا يمكن الاعتماد عليه ، بل هو نتاج. تتباعد آراء الباحثين أيضًا حول شدة الإشارات من صور الغضروف ثلاثية الطبقات التي تم الحصول عليها. هذه الدراسات مثيرة للغاية ، وبالطبع تتطلب مزيدًا من الدراسة.

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

تغييرات هيكلية من الغضروف مع هشاشة العظام

في المراحل المبكرة من هشاشة العظام ، تتحلل شبكة الكولاجين في الطبقات السطحية للغضروف ، مما يؤدي إلى تفكك السطح وزيادة نفاذية المياه. ومع تحطم المزيد من البروتينات ، يظهر الجليكوزامينوجليكان الأكثر سالبة الشحنة التي تجذب الكاتيونات وجزيئات الماء ، بينما يفقد البروتيوغليكان المتبقي القدرة على جذب المياه والاحتفاظ بها. بالإضافة إلى ذلك ، يقلل فقدان بروتيوجليكانز من تأثيرها المثبط على تيار الماء الخلالي. ونتيجة لذلك ، يتضخم الغضروف ، ولا تعمل آلية الضغط (الاحتفاظ) للسائل ، كما تنخفض مقاومة انضغاط الغضاريف. هناك تأثير لنقل معظم الحمل إلى المصفوفة الصلبة التالفة بالفعل ، وهذا يؤدي إلى حقيقة أن غضروف متورم يصبح أكثر عرضة للأضرار الميكانيكية. ونتيجة لذلك ، فإن الغضروف إما يتعافى أو يستمر في التدهور.

بالإضافة إلى الأضرار التي لحقت بروتيوجليكان ، يتم تدمير شبكة الكولاجين الجديدة جزئيا ، والتي لم تعد مستعادة ، والشقوق العمودية والتقرحات تظهر في الغضروف. هذه الآفات يمكن أن تنشر الغضروف إلى العظم تحت الغضروف. تنتشر منتجات الاضمحلال والسوائل المفصلية إلى الطبقة القاعدية ، مما يؤدي إلى ظهور مناطق صغيرة من تنخر العظم والخراجات تحت الغضروفية.

بالتوازي مع هذه العمليات ، يخضع الغضروف لعدد من التغييرات التعويضية مع محاولة لاستعادة سطح المفصل المتضرر ، والذي يتضمن تشكيل الخلايا الغضروفية. هذا الأخير في نهاية المطاف تعظم endochondral وتصبح النابتات.

يمكن أن تؤدي الصدمة الميكانيكية الحادة وحمل الضغط إلى تطوير الشقوق الأفقية في طبقة الغضروف المتكلسة العميقة وانفصال الغضروف عن العظم تحت الغضروف. الانقسام القاعدي أو تفتيت الغضروف بطريقة مماثلة يمكن أن يستخدم كآلية لانحلال ليس فقط الغضروف الطبيعي تحت ظروف الحمل الزائد الميكانيكي ، ولكن أيضا لالتهاب المفاصل عندما يكون هناك عدم استقرار في المفصل. إذا تم تدمير الغضروف الهياليني تمامًا وتعرض السطح المفصلي ، عندئذ يمكن إجراء عمليتين: الأول هو تكوين التصلب الكثيفة على سطح العظم ، والذي يسمى Ebernesis. والثاني هو تلف وضغط الترابكولاي ، والذي يبدو على شكل أشعة سينية مثل التصلب تحت الغضروفية. وبالتالي ، يمكن اعتبار العملية الأولى تعويضية ، والثانية هي بوضوح مرحلة التدمير المشترك.

زيادة زيادة محتوى الماء في الغضروف الغضروف كثافة البروتون ويزيل T2 تقصير الآثار مصفوفة بروتيوغليكان الكولاجين، التي لديها كثافة إشارة عالية في تلف أجزاء المصفوفة في تسلسل MRI التقليدية. هذا الغضروف في وقت مبكر، وهو أقرب علامة على تضرر الغضروف يمكن أن يكون واضحا حتى قبل أن يحدث ترقق طفيف. في هذه المرحلة ، قد يكون هناك أيضا زيادة طفيفة أو "انتفاخ" من الغضروف. التغيرات الهيكلية والبيوميكانيكية للغضروف المفصلي تتزايد باستمرار ، يحدث فقدان المادة الأساسية. هذه العمليات يمكن أن تكون محلية أو منتشرة ، محدودية تذبذب السطح واهتزازه ، أو الاختفاء الكامل للغضروف. في بعض الحالات ، يمكن ملاحظة السماكة المحلية أو "تورم" الغضروف دون تمزق سطح المفصل. هشاشة العظام هو ممكن في كثير من الأحيان لمراقبة زيادة الغضروف إشارة كثافة المحلية على الصور المرجحة T2، كما يتضح من وجود سطح التنظير، والتغيرات الخطية بطريق عميقة. قد يعكس هذا الأخير التغيرات التنكسية عميقة تبدأ أساسا في شكل مفرزة من الغضروف من طبقة kalydifitsirovanogo أو خط المد. تقتصر التغييرات في وقت مبكر إلى hryasha الطبقات العميقة، وفي هذه الحالة لا تظهر في الفحص بالمنظار من سطح مشترك، في حين razvodoknenie المحلية الطبقات العميقة من الغضروف يمكن أن يؤدي إلى هزيمة الطبقات المجاورة، في كثير من الأحيان مع نمو العظم تحت الغضروف في شكل نابتة عظمية المركزي.

في الأدبيات الأجنبية هناك بيانات عن إمكانية الحصول على معلومات كمية عن تكوين الغضروف المفصلي ، على سبيل المثال ، محتوى جزء الماء ومعامل نشر الماء في الغضروف. ويتحقق ذلك من خلال استخدام البرامج الخاصة MP-tomograph أو في MR-spectroscopy. كل من هذه المعلمات تزيد عند تلف مصفوفة الكولاجين - الكولاجين في تلف الغضروف. ينخفض تركيز البروتونات المتحركة (محتوى الماء) في الغضروف في الاتجاه من السطح المفصلي إلى العظم تحت الغضروف.

يمكن إجراء تقييم كمي للتغيرات على الصور المرجحة T2. بعد تلخيص بيانات صور الغضروف نفسه التي تم الحصول عليها مع TE المختلفة ، قام الباحثون بتقييم الصور المرجحة T2 للغضروف بمساعدة منحنى أسي مناسب من القيم التي تم الحصول عليها من كثافة الإشارة لكل بكسل. يتم تقييم T2 في منطقة معينة من الغضروف أو عرضها على خريطة الغضروف بأكمله ، حيث تقابل قوة الإشارة لكل بكسل T2 في هذا الموقع. ومع ذلك ، وبالرغم من الإمكانيات الكبيرة والسهولة النسبية للطريقة الموصوفة أعلاه ، فإن دور T2 غير مقدّر ، ويرجع ذلك جزئياً إلى الزيادة في التأثيرات ذات الصلة بالانتشار مع زيادة في TE. أساسا ، يتم التقليل من T2 في الغضروف مع تلين الغضروف ، عندما يتم زيادة انتشار المياه. إذا لم يتم استخدام تقنيات خاصة ، فإن الزيادة المحتملة في T2 ، تقاس مع هذه التقنيات في الغضروف مع تلين الغضروف ، سوف تمنع الآثار المرتبطة بالانتشار بشكل طفيف.

وهكذا ، فإن التصوير بالرنين المغناطيسي هو طريقة واعدة جدا لتحديد ومراقبة التغييرات الهيكلية المبكرة التي هي سمة من سمات تنكس الغضروف المفصلي.

التغيرات المورفولوجية للغضروف في هشاشة العظام

تقدير التغيرات المورفولوجية الغضروف يعتمد على قرار مكانية عالية وعالية التباين من سطح مشترك حتى العظم تحت الغضروف. وأفضل طريقة لتحقيق ذلك عن طريق استخدام zhirpodavlyaemoy المرجحة T1 3D GE-متواليات، الأمر الذي يعكس بدقة عيوب المحلية التي تم تحديدها والتحقق منها كما في تنظير وعلى مادة التشريح. يمكن أيضا الحصول على صورة الغضروف من خلال طرح التصوير نقل مغنطة، ثم الغضروف المفصلي لديه شكل شريط منفصل مع إشارة كثافة عالية، والمتناقضة بشكل واضح مع الكامنة منخفضة كثيفة السائل المفصلي المقبل، داخل المفصل الأنسجة الدهنية ونخاع العظم تحت الغضروف. ومع ذلك، عند استخدام هذه الطريقة، ويأخذ مكان الحصول على الصور 2 مرات أبطأ من zhirpodavlyaemoe T1-VI، لذلك تستخدم على نطاق واسع أقل. وبالإضافة إلى ذلك، فمن الممكن للحصول على صور من العيوب المحلية، عدم انتظام السطح وترقق المعمم من الغضروف المفصلي باستخدام التقليدية MP-التسلسل. ووفقا لبعض الكتاب، المعلمات الشكلية - سمك، وحجم، والهندسة وتضاريس سطح الغضروف - يمكن حساب الكمية باستخدام الصور 3D التصوير بالرنين المغناطيسي. من خلال جمع voxels تشكيل صورة 3D الغضروف المعاد بناؤها ، يمكن تحديد القيمة الدقيقة لهذه الهياكل المرتبطة معقدة. وعلاوة على ذلك، وقياس إجمالي حجم الغضروف تم الحصول عليها من المقاطع الفردية، هو أبسط طريقة يرجع إلى التغيرات الصغيرة في الطائرة من شريحة وأكثر موثوقية في القرار المكانية. عند دراسة كاملة بتر في الركبة والرضفة العينات التي تم الحصول عليها في تقويم مفاصل هذه المفاصل والتي يحددها مجموعه الغضروف المفصلي من الفخذ، وعظم الظنبوب والرضفة وجدت حجم العلاقة التي حصل عليها MRI، والمبالغ المعنية التي حصل عليها الغضروف فصلها عن العظام وقياس تشريحيا لها . وبالتالي ، يمكن أن تكون هذه التكنولوجيا مفيدة لتقييم التغيرات الديناميكية في حجم الغضروف في المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام. الحصول على شريحة اللازمة ودقيقة من الغضروف المفصلي، وخاصة في المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام، ويتطلب مهارات كافية وخبرة الطبيب إجراء الدراسة، فضلا عن توافر MR البرمجيات المناسبة.

تحتوي قياسات الحجم الكلية على معلومات قليلة عن التغييرات الشائعة وهي حساسة ، على التوالي ، لخسارة الغضروف المحلية. من الناحية النظرية، وفقدان الغضروف أو ترقق في موقع واحد يمكن تحقيق التوازن بزيادة مماثلة في حجم الغضروف في أي مكان آخر في المفاصل، وسوف قياس إجمالي حجم الغضروف لا تظهر أي شذوذ، بحيث ان مثل هذه التغييرات لا يمكن تحديده هذا الأسلوب. تقسيم الغضروف المفصلي باستخدام إعادة الإعمار 3D على مناطق صغيرة الفردية جعلت من الممكن لتقييم حجم الغضروف في بعض المناطق، ولا سيما على السطوح تعاني من طاقة الحمل. ومع ذلك ، تنخفض دقة القياسات ، حيث يتم إجراء القليل جدًا من الفصل. في النهاية ، من الضروري التوصل إلى حل مكاني عالي للغاية لتأكيد دقة القياسات. إذا كان من الممكن التوصل إلى حل مكاني كافٍ ، يصبح احتمال رسم سمك الغضروف في الجسم الحي ممكنًا. يمكن لخرائط سمك الغضاريف إعادة إنتاج الآفات المحلية في تطور هشاشة العظام.