אבחון של osteoarthritis: MRI של סחוס מפרקי

תמונה MRI של הסחוס המפרקי משקף את מכלול המבנה ההיסטולוגי שלה ואת ההרכב הביוכימי. סחוס מפרקי הוא היילין, אשר אין אספקת דם משלה, ניקוז הלימפה ועצבנות. זה מורכב מים ויונים, סיבים של קולגן סוג II, chondrocytes, proteoglycans המצטברים גליקופרוטאינים אחרים. סיבי קולגן מתחזקים בשכבת תת העצם של העצם כעוגן ומתייצבים בניצב אל פני השטח של המפרק, שם הם מתפצלים אופקית. בין סיבי קולגן הם מולקולות proteoglycan גדול, אשר יש מטען שלילי משמעותי, אשר אינטנסיבית מושך מולקולות מים. Chondrocytes של סחוס מסודרים אפילו עמודות. הם מסנתזים קולגן ו proteoglycans, כמו גם אנזים degraders בצורה לא פעיל ומעכבי אנזימים.

היסטולוגית נקבע סחוס שכבה 3 במפרקים גדולים, כגון ברך וירך. השכבה העמוקה ביותר היא התרכובת של סחוס ועצם subchondral ומשמשת כרשת שכבת נחיתה נרחבת של סיבי קולגן האריכו ממנו אל פני השטח של חבילות צפופות המקושרות על-ידי סיבים רבים cross-linking. זה נקרא שכבת רדיאלי. לקראת המשטח במפרק סיבי קולגן נפרד להיות רזה מלוכד יחד מערך מקביל קבוע קומפקטי עם קישורים חוצים פחות. שכבת התיכון - המעבר, או ביניים מכיל מאורגן יותר אקראי סיבי קולגן, שרובם מכוונים באלכסון במטרה להתנגד המון אנכי, הלחץ והלם. השכבה השטחית ביותר של סחוס במפרק, המכונית משיק, - השכבה דקה מסודרת בצפיפות בעקיפין סיבי קולגן אורינטציה, כוחות מנוגדים מתיחה הפועלים תחת דחיסת עומס, ויוצר מחסום עמיד למים של נוזל ביניים, המונע האובדן שלה במהלך תהליך הדחיסה. השכבה השטחית ביותר של סיבי קולגן מסודרת אופקית כדי ליצור צלחת אופקית צפופה על פני השטח המשותפים, בעוד סיבי שטח פנים המשיקים מצטרפים אופציונליים עם רבדים עמוקים אלו.

צוין כי בתוך רשת רשת מורכבת זו של סיבים מסודרים מולקולות proteoglycan הידרופילי מצטברות. מולקולות גדולות אלה יש בקצות הענפים הרבים שלהם SQ שברי טעונים שלילית COO "כי באינטנסיביות למשוך יונים ו"חורים (בדרך כלל Na ⁺ ), אשר בתורו תורם חדירה אוסמוטי של מים לתוך הסחוס. הלחץ בתוך הרשת קולגן הוא עצום, ואת הסחוס פונקציות כמו כרית הידרודינמית יעילה מאוד. משטח המפרקי דחיסה גורם תזוזה האופקית של מים כלולים הסחוס, שכן רשת סיבי הקולגן דחוסה. חלוק מחדש מים elyaetsya endochondral כך הנפח הכולל שלה לא השתנה. כאשר דחיסת מצטמצם או נעלם לאחר עומס משותף, המים נע הלוך מושך טעונים שלילית proteoglycans. זהו מנגנון שתומך תכולת מים גבוהה, ולכן צפיפות סחוס פרוטונים גבוה. תכולת הגבוהה של המים זה מציין התקרב אל פני השטח המשותפים וירידות לכיוון עצם subchondral .. ריכוז proteoglycan מוגבר בשכבות העמוקות של סחוס.

ב הנוכחי MRI - זו היא השיטה העיקרית של קבלת תמונות של סחוס hyaline, מיושמת בעיקר באמצעות שיפוע - הד רצפים (GE). MRI משקף את תכולת המים של הסחוס. עם זאת, חשוב כמה פרוטונים של מים הסחוס מכיל. תוכן והפצה של proteoglycans מולקולות הידרופיליות וארגון אנאיזוטרופיות של סיבי קולגן מושפע לא רק לפי כמות מים הכוללת, למשל, צפיפות פרוטון של הסחוס, אלא גם על מצב נכסי הרפיה, כלומר T2 של המים, נותנת סחוס טיפוסי "אזורים" או תמונות פילינג על MRI, אשר, כפי שכמה חוקרים מאמינים, סעיפים היסטולוגית עקביים של סחוס.

בתמונות קצרות מאוד זמן Echo (TE) (פחות מ 5 ms), דימוי סחוס ברזולוציה גבוה יותר בדרך כלל מציג תמונה דו שכבתית: שכבה עמוקה ממוקמת קרובה יותר לאזור הסתיידות העצם לפני ויש לו אות נמוכה, כמו הנוכחות של סידן מפחיתה בצורה ניכרת TR ו נותן תמונות; שכבת פני השטח נותן אותות MP בינוני או אינטנסיביות גבוהה.

בתמונות ביניים TE (5-40 MS) הסחוס יש מראה שלוש שכבות: שכבת פני השטח עם אות נמוך; שכבת מעבר עם אות של עוצמת ביניים; שכבה עמוקה עם אות MP נמוך. ב T2- במשקל, האות אינו כולל את השכבה ביניים, ואת התמונה הסחוס הופך הומוגנית של אינטנסיביות נמוכה. כאשר ברזולוציה מרחבית נמוכה, תמונות TE קצרות לפעמים שכבה נוספת, אשר נובעת חפצי פרוסות האלכסוניות וניגודיות גבוהה בממשק סחוס / נוזל, זה יכול להימנע על ידי הגדלת הגודל של מטריקס.

בנוסף, חלק מהאזורים הללו (שכבות) לא יהיו גלויים בתנאים מסוימים. לדוגמה, כאשר הזווית בין ציר הסחוס לבין השדה המגנטי הראשי משתנה, הצורה של שכבות הסחוס יכולה להשתנות, ועל הסחוס עשויה להיות תמונה הומוגנית. תופעה זו מוסברת על ידי המאפיין anisotropic של סיבי קולגן ואת האוריינטציה שלהם בתוך כל שכבה.

מחברים אחרים מאמינים כי קבלת תמונה שכבתית של הסחוס אינו אמין הוא חפץ. דעתם של החוקרים לסטות גם לגבי עוצמת האותות מן המתקבל שלוש שכבות תמונות סחוס. מחקרים אלה הם מעניינים מאוד, כמובן, דורשים מחקר נוסף.

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

שינויים מבניים של סחוס עם אוסטיאוארתריטיס

בשלבים המוקדמים של דלקת מפרקים ניוונית, רשת קולגן משפילה בשכבות פני השטח של הסחוס, מה שמוביל להתפוררות של פני השטח וחדירות מוגברת למים. כמו יותר proteoglycans להישבר, יותר שלילי glycosaminoglycans טעונה שלילית נראה כי למשוך קטיונים ומולקולות מים, בעוד proteoglycans הנותרים מאבדים את היכולת למשוך ולשמור על המים. בנוסף, אובדן proteoglycans מפחית את ההשפעה המעכבת שלהם על זרם המים interstitial. כתוצאה מכך, הסחוס מתנפח, מנגנון דחיסה (שמירה) של הנוזל לא עובד ואת התנגדות דחיסה של הסחוס פוחת. יש השפעה של העברת רוב העומס על המטריצה מוצק כבר פגום, וזה מוביל לעובדה סחוס נפוח הופך רגישים יותר נזק מכני. כתוצאה מכך, הסחוס מתאושש או ממשיך להתנוון.

בנוסף לנזק proteoglycans, רשת קולגן חדש נהרסה חלקית, אשר כבר לא משוחזרים, סדקים אנכיים והכיב מופיעים הסחוס. נגעים אלה יכולים להפיץ את הסחוס לעצם subchondral. מוצרים דעיכה ונוזל מפרקי להפיץ את השכבה הבסיסית, אשר מוביל את המראה של שטחים קטנים של osteonecrosis ו subcondral ציסטות.

במקביל לתהליכים אלה, סחוס עובר מספר שינויים מתקן עם ניסיון לשחזר את משטח משותף פגום, הכוללים היווצרות של chondrophytes. האחרון בסופו של דבר oucification endochondral ולהיות osteophytes.

טראומה מכנית חריפה ועומס דחיסה עלולים להוביל להתפתחות סדקים אופקיים בשכבת הסידן העמוקה והפרידה של הסחוס מן העצם הסובכנדראלית. בצק בזל או delamination של הסחוס בצורה דומה יכול לשמש מנגנון ניוון לא רק סחוס רגיל בתנאים של עומס מכני, אלא גם עבור osteoarthritis כאשר יש חוסר יציבות של המפרק. אם הסחוס ההיילני נהרס לחלוטין והמשטח המפרטי חשוף, אז שני תהליכים אפשריים: הראשון הוא היווצרות טרשת צפופה על פני העצם, הנקראת eburnesis; השני הוא נזק ודחיסה של trabeculae, אשר על צילומי רנטגן נראה כמו טרשת נפוצה subchondral. לפיכך, התהליך הראשון יכול להיחשב מפצה, השני הוא בבירור שלב של הרס משותף.

הגדלת מגדילה תכולת המים צפיפות פרוטון סחוס סחוס ומונע תופעות קיצור T2 מטריקס proteoglycan-קולגן, אשר יש עוצמת אות גבוהה נזק מטריקס חלקים ברצפים MRI קונבנציונלי. זה chondromalacia מוקדם, המהווה את הסימן המוקדם של נזק הסחוס, ניתן להבחין לפני אפילו הרזיה קלה מתרחשת. בשלב זה, יכול להיות גם עיבוי קל או "נפיחות" של הסחוס. שינויים מבניים וביומכניים של הסחוס המפרקי הולכים וגדלים בהתמדה, אובדן החומר הבסיסי מתרחש. תהליכים אלה יכולים להיות מקומיים או מפוזרים, דילול שטח מוגבל ו defibration, או היעלמות מוחלטת של הסחוס. במקרים מסוימים, עיבוי מקומי או "נפיחות" של הסחוס ניתן לצפות ללא קרע משטח משותף. אוסטיאוארתריטיס היא לעתים קרובות ניתן להבחין בעוצמת אות סחוס גידול מקומית על תמונות T2-weighted, כפי שמעידות בנוכחות המשטח arthroscopically, ושינויים ליניארי עמוקים transmural. האחרון עשויים לשקף שינויים ניווניים עמוקים מתחילים בעיקר בצורה של ניתוק של סחוס משכבת kalydifitsirovanogo או קו גאות. שינויים מוקדם מוגבלים hryasha השכבות העמוקות, ובמקרה שהם לא להופיע בבחינה ארתרוסקופי של המשטח המפרק, תוך רבדים עמוקים razvodoknenie המקומי של סחוס יכולים להוביל לתבוסה של השכבות הסמוכות, לעתים קרובות עם הצמיחה של עצם subchondral בצורה של osteophyte מרכזי.

בספרות הזרה יש נתונים על האפשרות לקבל מידע כמותי על הרכב הסחוס המפרקי, למשל, את תכולת השבר במים ואת מקדם הדיפוזיה של המים בסחוס. זה מושג עם שימוש בתוכניות מיוחדות MP-tomograph או MR-spectroscopy. שני פרמטרים אלה להגדיל כאשר מטריקס proteoglycan- קולגן ניזוק נזק סחוס. הריכוז של פרוטונים ניידים (תכולת המים) בסחוס פוחת בכיוון המשטח המפרקי אל עצם תת-הקרקע.

הערכה כמותית של השינויים אפשרי על תמונות משוקלל T2. לאחר מסכם את הנתונים של התמונות של הסחוס אותו שהושג עם TE שונים, החוקרים העריכו את תמונות T2 משוקלל של הסחוס בעזרת עקומת מעריכי המתאים מן הערכים שהושגו של עוצמת האות לכל פיקסל. T2 מוערך באזור מסוים של הסחוס או מוצג על המפה של הסחוס כולו, שבו עוצמת האות של כל פיקסל מתאים T2 במיקום זה. עם זאת, למרות האפשרויות הגדולות יחסית והקלות היחסית של השיטה המתוארת לעיל, תפקידו של T2 הוא underestimated, בין השאר בגלל עליית ההשפעות הקשורות דיפוזיה עם עלייה TE. בעיקרון, T2 הוא לזלזל סחוס עם chondromalacia, כאשר דיפוזיה מים הוא גדל. אם לא נעשה שימוש בטכנולוגיות מיוחדות, העליה הפוטנציאלית ב- T2, הנמדדת בטכנולוגיות אלו בסחוס עם chondromalacia, תדכא מעט את ההשפעות הקשורות לדיפוזיה.

לפיכך, MRI היא שיטה מבטיחה מאוד לזיהוי ומעקב אחר השינויים המבניים המוקדמים האופייניים לניוון הסחוס המפרקי.

שינויים מורפולוגיים של סחוס ב osteoarthritis

הערכת שינויים מורפולוגיים של סחוס תלוי ברזולוציה מרחבית גבוהה וניגודיות גבוהה מפני השטח המשותף עד העצם subchondral. זו מושגת הטובה ביותר באמצעות רצפי GE T1-weighted zhirpodavlyaemoy 3D, אשר משקפים את הליקויים שזוהו המקומיים במדויק ומאומתים כמו ארתרוסקופיה על חומר נתיחה. תמונת סחוס יכולה גם להיות מושגת על ידי הפחתת הדמית העברת המגנטיזציה, אז הסחוס במפרק יש בצורת רצועה נפרדת עם אות בעצמה גבוהה, מנוגדים בבירור עם הנוזל במפרק הבסיסי הנמוך עתיר הבא, רקמת שומן תוך-מפרקית ומח עצם subchondral. עם זאת, בעת השימוש בשיטה זו, רכישת תמונה מתרחשת 2 פעמים לאט יותר T1-VI zhirpodavlyaemoe, כך הם פחות בשימוש נרחב. בנוסף, תמונות של פגמים מקומיים, חספוס פני השטח ואת דילול כללי של הסחוס המפרקי ניתן להשיג באמצעות sequences MP קונבנציונלי. לדברי המחברים כמה, פרמטרים מורפולוגיים - עובי, נפח, גיאומטריה הטופוגרפיה של השטח סחוס - ניתן לחשב כמותית באמצעות תמונות MRI 3D. על ידי סיכום voxels המהווים את התמונה 3D סחוס משוחזר, את הערך המדויק של מבנים אלה מורכבים מקושרים ניתן לקבוע. יתר על כן, מדידת הנפח הכולל של הסחוס המתקבל חלקים בודדים, היא שיטה פשוטה יותר עקב שינויים קטנים במישור של הפרוסה ועוד אמינה ברזולוציה מרחבית. כאשר לומדים את דגימות ברך פיקה הקטועות כולו להשיג בחנות מפרק מפרקים אלה נקבע על ידי הכולל של הסחוס במפרק של עצם הירך, שוקה ו פיקה ומצאה נפח מתאם מתקבל על ידי MRI, לבין הסכומים המתאימים שהשיגו הסחוס המופרד העצם ומדידת היסטולוגית שלה . כתוצאה מכך, טכנולוגיה זו יכולה להיות שימושית להערכה דינאמית של השינויים בנפח הסחוס בחולים עם אוסטאוארתריטיס. קבלת הפרוסה הנחוצה ומדויקת של הסחוס במפרק, במיוחד בחולים עם אוסטיאוארתריטיס, דורש כישורים מספיקים וניסיון של הרופא בביצוע המחקר, כמו גם על זמינותו של MR תוכנה המתאים.

סה"כ מדידות נפח מכילים מעט מידע על שינויים שכיחים והם רגישים, בהתאמה, עבור אובדן מקומי של סחוס. תיאורטית, אובדן סחוס או דליל באתר אחד יכול לאזן גידול מקביל בהיקף הסחוס במקום אחר במפרק, ומדידת נפח הכולל סחוס לא מראה שום חריגות, כך ששינויים כאלה לא יוכל לזהותם לפי שיטה זו. חלוקת הסחוס המפרקי בעזרת שחזור תלת-ממד לאזורים קטנים נפרדים אפשרה להעריך את נפח הסחוס באזורים מסוימים, בפרט, על משטחים החווים עומס כוח. עם זאת, הדיוק של המדידות פוחתת, שכן ההפרדה מעט מאוד מבוצעת. בסופו של דבר, החלטה מרחבית גבוהה ביותר יש צורך לאשר את הדיוק של המדידות. אם ניתן להשיג רזולוציה מרחבית מספקת, האפשרות של מיפוי עובי הסחוס ב vivo הופך אפשרי. מפות עובי הסחוס יכול לשחזר נגעים מקומיים בהתקדמות של osteoarthritis.