골관절염 진단 : 관절 연골의 자기 공명 영상

관절 연골의 MRI 사진은 조직 학적 구조와 생화학 적 구성의 전체를 반영합니다. 관절 연골은 유리질이며, 자체 혈액 공급, 림프 배수 및 신경 분포가 없습니다. 그것은 물과 이온, II 형 콜라겐 섬유, 연골 세포, 응집 된 프로테오글리칸 및 기타 당 단백질로 구성되어 있습니다. 콜라겐 섬유는 앵커로 뼈의 연골 층에서 강화되고 관절 표면에 수직으로 이어져 수평으로 갈라집니다. 콜라겐의 섬유 사이에는 큰 프로테오글리칸 (proteoglycan) 분자가 있는데, 이는 상당한 음전하를 띄며, 물 분자를 집중적으로 끌어 당깁니다. 연골의 연골 세포는 짝수 기둥으로 배열되어 있습니다. 그들은 콜라겐과 프로테오글리칸, 불활성 형태의 효소 분해자 및 효소 억제제를 합성합니다.

조직 학적으로 무릎이나 대퇴골과 같은 큰 관절에는 3 층의 연골이 존재합니다. 가장 깊은 층은 연골 및 연골 하골의 화합물과 다양한 섬유소 가교 결합 밀도에 의해 상호 번들의 표면으로부터 연장되는 콜라겐 섬유의 승강장 층 광범위한 네트워크로서 기능한다. 그것은 방사형 레이어라고합니다. 관절 표면쪽으로 분리 된 콜라겐 섬유는 얇아 소형 일정한 평행 배열 적은 크로스 링크 접합. 중간층 - 과도하거나 중간보다 무작위 수직 하중 압력 및 충격에 저항 할 목적으로 경사지게 배향되는 대부분의 콜라겐 섬유를 포함 편성. 접선라고도 관절 연골의 최 표면층, - 박층 치밀 부하 압축 하에서 작용하는 인장력에 대향하고, 압축 과정에서의 손실을 방지 간질 유체의 방수 장벽을 형성하는, 접선 방향으로 배향 된 교원질 섬유의 배열. 접선 표면적 브릴 임의로 그러한 깊은 층과 결합되는 동안 콜라겐 섬유의 최 표면층은, 접합면에서의 밀도 평판을 형성하도록 수평으로 배치되어있다.

지적했듯이, proteoglycans의 응집 된 친수성 분자는이 복잡한 mesh mesh network 안에 위치합니다. 이 큰 분자가 집중적으로 반대로 하전 된 이온 (보통 나 유치 자신의 수많은 가지 음으로 대전 조각 SQ 및 COO "의 끝이 ⁺ 차례로 연골에 물이 삼투 침투에 기여). 콜라겐 네트워크 내의 압력은 거대하고, 연골 매우 효과적인 유체 쿠션으로서 기능한다. 콜라겐 섬유의 네트워크가 압축되기 때문에 압축 관절면 연골에 함유 된 수분의 수평 변위를 야기한다. 물 재분배 총 용적이 변경되지 않도록 압축이 감소되거나 공동 부하 후에 사라질 때 elyaetsya의 연골이. 물이 위로 이동 부정적인 프로테오글리칸 청구 끈다. 이것은 높은 수분량 때문에 높은 프로톤 연골 밀도를지지하는기구이다. 물의 높은 콘텐츠 또한 접합면에 가장 가까운 주 및 프로테오글리칸의 농도는 연골의 깊은 층으로 증가 .. 연골 하골 향해 감소한다.

에서 본 MRI - 이 이미지 획득의 주요 방법이다 (GE) 서열 에코 - 주로 구배를 사용하여 구현되는, 유리질 연골한다. MRI는 연골의 수분 함량을 반영합니다. 그러나 연골에 몇 개의 양성자 물이 함유되어 있는지가 중요합니다. 친수성 분자 프로테오글리칸 및 콜라겐 원 섬유의 이방성 조직의 콘텐츠 및 분포, 즉 물의 총량 의해서도 영향 일부 연구자는 생각으로, MRI, 연골의 일관된 조직 학적 섹션에 연골 전형적인 "동서"또는 각질 제거 이미지를주는 연골뿐만 아니라 휴식 특성, 물, 즉 T2의 상태에 양성자 밀도.

칼슘의 존재가 크게 TR 및 감소로, 깊은 층 가까이 뼈 종래 석회화 영역에 위치되고 낮은 신호를 갖는다 : 매우 짧은 사진 시간 (TE) (5 미만 MS)를 에코에서 고해상도 연골 이미지는 일반적으로 두 겹의 이미지를 도시 이미지를 제공합니다. 표면층은 중형 또는 고강도 MP 신호를 제공합니다.

중간 TE 이미지 (5 ~ 40ms)에서 연골은 3 층 모양으로 나타납니다 : 신호가 낮은 표면층; 중간 강도의 신호를 갖는 전이 층; 낮은 MP 신호를 갖는 깊은 층. T2- 칭량에서, 신호는 중간 층을 포함하지 않으며, 연골 이미지는 낮은 강도의 균질하게된다. 낮은 공간 해상도는 짧은 TE 이미지는 때때로 슬라이스 아티팩트 및 연골 / 액체 계면의 높은 콘트라스트 기울기로 인한 부가적인 층은,이 행렬의 크기를 증가시킴으로써 회피 할 수없는 경우.

또한 이러한 영역 (레이어) 중 일부는 특정 조건에서 표시되지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 연골 축과 주 자기장 사이의 각도가 변하면, 연골 층의 형태가 변할 수 있고, 연골은 균일 한 이미지를 가질 수있다. 이 현상은 콜라겐 섬유의 이방성 및 각 층 내에서의 배향성에 의해 설명됩니다.

다른 저자들은 연골의 이미지를 얻는 것이 신뢰할 만하고 인공물이라고 믿습니다. 연구원의 의견은 얻은 3 층 연골 이미지의 신호 강도와 관련하여 차이가 난다. 이 연구들은 매우 흥미롭고 물론 더 많은 연구가 필요합니다.

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골관절염이있는 연골의 구조적 변화

골관절염의 초기 단계에서 콜라겐 네트워크는 연골의 표면층에서 분해되어 표면이 붕괴되고 물에 대한 투과성이 증가합니다. 프로테오글리칸이 더 많이 분해됨에 따라 더 많은 음전하를 띠는 글리코 사 미노 글리 칸이 양이온과 물 분자를 끌어 당기고 나머지 프로테오글리칸은 물을 끌어 당기고 유지하는 능력을 상실합니다. 또한, proteoglycans의 손실은 interstitial water current에 대한 억제 효과를 감소시킨다. 그 결과, 연골이 팽창하고, 액체의 압축 (보유) 메커니즘이 작용하지 않고 연골의 압축 저항이 감소한다. 대부분의 하중을 이미 손상된 고체 매트릭스로 옮기는 효과가 있으며, 이는 부은 연골이 기계적 손상을 받기 쉽다는 사실로 이어진다. 결과적으로, 연골은 회복되거나 퇴화를 계속한다.

Proteoglycans의 손상뿐만 아니라 콜라겐 - 신 네트워크는 부분적으로 파괴되어 더 이상 회복되지 않으며 연골에 수직 균열과 궤양이 생깁니다. 이 병변은 연골을 연골 아래의 뼈 에까지 퍼뜨릴 수 있습니다. 붕괴 산물과 관절액이 기저층으로 퍼져서 작은 골괴사와 연골 낭종이 나타난다.

이러한 과정과 병행하여, 연골은 연골 동물의 형성을 포함하는 손상된 관절 표면을 회복시키려는 노력으로 많은 보충적인 변화를 겪습니다. 후자는 결국 연골 성 골화를 일으키고 골 괴사가됩니다.

급성 기계적 외상 및 압박 부하는 연골의 깊은 석회화 층에서의 수평 균열의 발생 및 연골 하골에서의 연골의 박리로 이어질 수있다. 유사한 방식으로 연골의 기저부 절단 또는 박리는 기계적 과부하 조건 하에서 정상 연골뿐만 아니라 관절의 불안정성이있을 때 골관절염의 퇴화를위한 메카니즘으로 작용할 수있다. 유리 연골이 완전히 파괴되고 관절 표면이 노출되면 두 가지 과정이 가능합니다. 첫 번째는 뼈 표면에 고밀도 경화증이 형성되는 현상입니다. 두 번째는 골반의 손상과 압축이며, X 선 사진은 척수강 하 경화증처럼 보입니다. 따라서, 첫 번째 과정은 보상 적으로 간주 될 수 있고, 두 번째 과정은 분명히 공동 파괴의 단계입니다.

연골 연골 프로톤 밀도 물 함량이 증가하면 증가하고, 종래의 MRI 시퀀스의 부분 행렬 손상 높은 신호 강도가 T2 단축 효과 프로테오글리칸 콜라겐 매트릭스를 제거한다. 그것도 약간 얇아 발생하기 전에 연골 손상의 초기 표시가 명백 할 수있다이 초기에 연골 연화증. 이 단계에서 연골이 약간 두꺼워 지거나 팽창 될 수 있습니다. 관절 연골의 구조적 및 생체 역학적 변화는 계속 증가하고 있으며, 기본 물질의 손실이 발생합니다. 이러한 프로세스는, 로컬 또는 확산 될 경계 표면 펄프 및 숱이 연골의 완전한 소멸 할 수 있습니다. 어떤 경우에는 지역 두껍게 또는 연골의 "팽창"은 관절면을 깨지 않고 관찰 할 수있다. 골관절염은 관절 경면의 존재에 의해 입증되는 바와 같이 T2 강조 영상의 로컬 증가 연골 신호 강도, 깊은 전층 선형 변화를 관찰하는 것이 가능하다. 후자 kalydifitsirovanogo 층 또는 만조 행에서 연골의 박리의 형태로 주로부터 깊은 퇴행성 변화를 반영 할 수있다. 초기 변화는 연골의 지역 razvodoknenie 깊은 층은 종종 중앙 골극의 형태로 연골 뼈의 성장, 인접한 층의 패배로 이어질 수있는 동안 그들이, 접합면의 관절 경 검사에서 나타나지 않는 경우에 깊은 층 hryasha, 제한됩니다.

외국 문헌에는 관절 연골의 조성에 관한 정량적 인 정보, 예를 들어 물의 함량과 연골에서의 물의 확산 계수를 얻을 수 있는지에 관한 자료가있다. 이것은 특수 프로그램 MP- 토모 그래프 또는 MR- 분광법을 사용하여 얻을 수 있습니다. 프로테오글리칸 - 콜라겐 매트릭스가 연골 손상으로 손상되면이 두 매개 변수가 증가합니다. 연골에서 움직이는 양성자 (수분 함량)의 농도는 관절면에서 연골 하골까지의 방향으로 감소합니다.

변화의 양적 평가는 T2 강조 영상에서 가능합니다. 저자들은 서로 다른 TE로 얻은 동일한 연골 영상의 데이터를 요약하여, 얻어진 픽셀 강도 값으로부터 적절한 지수 곡선을 사용하여 연골의 T2 강조 영상을 평가했다. T2는 연골의 특정 영역에서 평가되거나 전체 픽셀의 신호 세기가이 위치에서 T2에 해당하는 전체 연골지도 상에 표시된다. 그러나, 전술 한 방법의 다소 큰 가능성 및 상대적 용이성에도 불구하고, 부분적으로 TE의 증가에 따른 확산 관련 효과의 증가로 인해 T2의 역할은 과소 평가된다. 기본적으로, T2는 연수에서 연축 과다 연화로 과소 평가되며, 물의 확산이 증가합니다. 특별한 기술이 사용되지 않으면, 연골 연화증 연골에서 이러한 기술로 측정 한 T2의 잠재적 인 증가는 확산 관련 효과를 약간 억제합니다.

따라서 MRI는 관절 연골 퇴화의 특징 인 초기 구조 변화를 확인하고 모니터링하는 매우 유망한 방법입니다.

골관절염에서 연골의 형태 학적 변화

연골의 형태 학적 변화의 추정은 연골 하골의 접합면에서 높은 공간 해상도 및 높은 콘트라스트에 의존한다. 이것은, 정확히 식별 관절과 부검 물질에 대한 확인 로컬 결함을 반영 zhirpodavlyaemoy T1 강조 3D GE 시퀀스를 사용함으로써 달성된다. 연골 이미지도 자화 전사 화상을 감산함으로써 얻어 질 수 있으며, 그 관절 연골 분명히 다음 기본 낮은 집약 관절 유체 대조 높은 강도 신호와 별도의 스트립의 형태를 갖는, 지방 조직 및 연골, 골수 관절. 이 방법을 사용하는 경우에는, 화상 획득 정도로 덜 광범위하게 사용되는, T1-VI zhirpodavlyaemoe보다 2 배 더 느리게 일어난다. 또한, 로컬 결함 요철 종래 MP-시퀀스를 이용하여 관절 연골의 일반화 박형화의 이미지를 얻을 수있다. 몇몇 저자에 따르면, 형태 학적 파라미터 - 두께, 체적, 형상 및 연골 표면의 지형이 - 정량적 3D MRI 이미지를 사용하여 계산 될 수있다. 연골의 3D 재구성 화상을 구성하는 복셀을 합산하여이를 연관된 복잡한 구조의 정확한 값을 결정할 수있다. 또한, 각각의 섹션에서 얻은 연골의 총 체적의 측정은, 슬라이스의 평면 내의 작은 변화에 의한 공간 해상도와 더 안정적인 간단한 방법이다. 인공 관절이 관절에서 얻어진 전체 절단 무릎 슬개골 샘플을 연구 할 때 대퇴부, 경골 뼈 슬개골의 관절 연골의 합계에 의해 결정 및 MRI에 의해 얻어진 상관 볼륨 및 뼈의 조직 학적 측정로부터 분리 된 연골에 의해 얻어진 각각의 양을 발견했다 . 따라서이 기술은 골관절염 환자의 연골 양 변화를 동적으로 평가하는 데 유용 할 수 있습니다. 특히 관절염 환자에서 관절 연골의 필요한 정확한 조각을 얻기에 충분한 기술과 연구를 수행하는 의사의 경험뿐만 아니라, 해당 소프트웨어 MR의 가용성을 필요로한다.

총 부피 측정에는 일반적인 변화에 대한 정보가 거의없고 연골의 국소 손실에 대해 민감합니다. 이론적으로, 하나 개의 사이트에서 연골 손실이나 숱이 다른 곳 관절 연골의 양에 상응하는 증가의 균형을 수 있으며, 그러한 변경이 방법으로 식별 할 수없는 것이다 그래야 총 연골의 양을 측정하는, 이상 징후를 보여주지 것입니다. 별도의 소구역으로의 3D 재구성을 통한 관절 연골의 분할은 특정 부위, 특히 강제 하중을받는 표면에서 연골의 양을 추정하는 것을 가능하게했다. 그러나 분리가 거의 이루어지지 않기 때문에 측정의 정확도가 떨어집니다. 결과적으로 측정의 정확성을 확인하기 위해서는 매우 높은 공간 분해능이 필요합니다. 충분한 공간 해상도가 달성 될 수 있다면, 생체 내 에서 연골 두께를 맵핑하는 것이 가능해진다. 연골 두께지도는 골관절염의 진행에서 국소 병변을 재현 할 수 있습니다.