Euro Radio：弥散微结构成像在肌肉骨骼放射学中的应用

现阶段，定量MRI技术越来越多地被应用于肌肉结构完整性的非侵入性评估。基于化学位移编码的水脂肪MRI可以评估肌肉脂肪浸润的程度（脂肪分数，FF），并在退行性疾病的诊断和管理方面发挥着重要的作用，包括手术治疗的计划和预后评估。最近，一些定量的MRI技术已被用于运动员肌肉损伤的创伤和治疗监测。其中，T2弛豫时间测量已用于评估延迟性肌肉酸痛（DOMS）的水肿发展，体内非相干运动（IVIM）MRI已用于测量微血管肌肉灌注和可视化行走和跑步时的肌肉激活。

由于高度组织化的宏观和微观结构，多项研究在肌肉中发现了类似于神经元轴突的定向扩散性。由于肌纤维（1-2μm）和神经元轴突（0.01-10μm）的尺寸在相似的范围内，基于扩散的MRI（dMRI）技术，如扩散张量成像（DTI）可以在骨骼肌的结构和微观结构改变在形态学MRI上变得可见之前提供额外信息。炎症肌肉的扩散率升高，而在有脂肪浸润的肌肉中发现扩散率降低，各向异性的扩散较少。此外，DTI已被用于评估运动员的肌肉撕裂。

最近，先进的多室技术如扩散微结构成像（DMI）为神经影像学提供了更多的附加价值，与DTI相比，可以更具体地了解组织的微结构完整性。对于肩袖（RC）肌肉的定量评估，先进的定量MR成像技术具有重大意义。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究评估了RC肌肉DMI的可行性，并提供了正常值的初步估计，同时评估与基于MR成像的FF测量的关联并将DMI与健康志愿者的等长力量测量关联起来，为临床对该类患者的早期病情及预后评估提供了技术支持。

本项研究对纳入研究的健康人采用DMI和基于化学位移编码的水脂肪成像技术对肩部进行了3T-MRI检查。对RC肌肉进行了分割，并提取了MRI定量指标（V-ISO，自由水；V-intra，肌纤维内的间隙；V-extra，肌纤维外的间隙，和FF）。使用特定的临床测试对等长的肩部力量进行了量化，并评估了DMI指标、FF和力量之间的相关性。进行了因子双向方差分析，以比较性别和外部/内部力量比的主要影响以及其对冈下肌/肩胛下肌定量成像参数比的交互影响。 

在22名参与者中（平均年龄：26.7±3.1岁，50%为女性，平均BMI：22.6±1.9 kg/m2），单个RC肌肉的FF与力量或DMI参数不相关（所有P > 0.05）。具有较高V-intra（r = 0.57至0.87，p < 0.01）和较低V-ISO（r = -0.6至-0.88，p < 0.01）的受试者具有较高的内旋和外旋力量。此外，与女性受试者相比，男性的所有RC肌肉的V-intra较高，V-ISO较低（均为p < 0.01）。外旋/内旋力量比与冈下肌/肩胛下肌的V-extra比有独立于性别的联系（p = 0.02）。 

图 一个25岁女性获得的定量MRI序列的代表性示例

本项研究成功地将DMI应用于肌肉骨骼成像。研究表明，DMI允许对体内的肌肉微观结构进行非侵入性的定量评估，并可提供对健康人和年轻运动员的肌肉完整性、功能和不平衡的进一步诊断及评估。

原文出处：

Alexander Rau,Pia M Jungmann,Thierno D Diallo,et al.Application of diffusion microstructure imaging in musculoskeletal radiology - translation from head to shoulders.DOI:10.1007/s00330-022-09202-7