磁共振T2mapping和T1ρ成像研究群养成年恒河猴腰椎间盘的退变过程

背景:灵长类动物猴被认为是模拟人类椎间盘退变的最佳动物,但有关猴腰椎间盘退变规律的研究极少。目的:通过磁共振T2mapping和T1ρ成像技术探讨群养种属成年恒河猴腰椎间盘退变过程及其退变特点。方法:在1.5T MR扫描仪上采集符合研究条件的63只群养种属恒河猴腰椎间盘矢状位的T2WI、T2 mapping和T1ρ图像,利用后处理工作站测定腰椎间盘髓核组织感兴趣区的T2-map值和T1ρ值。结果与结论:(1)研究获得425个质量良好的成年恒河猴腰椎间盘磁共振图像,不同人员对髓核组织T2-map值和T1ρ值的测量高度一致,两者Kappa系数达0.93以上;(2)恒河猴腰椎间盘髓核组织T1ρ值和T2-map值与Pfirrmann分级呈显著负相关(r=-0.842,P<0.01;r=-0.896,P<0.01)。PfirrmannⅠ-Ⅳ级之间恒河猴腰椎间盘髓核组织T1ρ值和T2-map值差异均有显著性意义(P<0.001,P<0.001)。PfirrmannⅡ-Ⅲ级(退变早期)和PfirrmannⅣ-Ⅴ级(退变晚期)的髓核组织T1ρ值与Pfirrmann分级呈显著负相关(r=-0.517,P<0.01;r=-0.499,P<0.01);退变早期和退变晚期的髓核组织T2-map值与Pfirrmann分级也呈显著负相关(r=-0.617,P<0.01;r=-0.652,P<0.01);(3)L_(1-2)和L_(2-3)椎间盘髓核组织T2-map值明显低于L_(6-7)和L_7-S_1椎间盘髓核组织T2-map值(P<0.05);(4)不同年龄段恒河猴腰椎间盘髓核组织T2-map值和T1ρ值差异有显著性意义(r=-0.730,P<0.001;r=-0.702,P<0.001);(5)结果说明,磁共振T2 mapping和T1ρ成像技术可客观量化敏感地评估恒河猴腰椎间盘髓核组织的退变过程;成年恒河猴L1-2和L_(2-3)椎间盘较L_(6-7)和L_7-S_1椎间盘易发生退变且退变程度重;年龄是影响成年恒河猴腰椎间盘退变的重要因素之一。

缺血性腰椎间盘退变模型兔的磁共振T1ρ和T2mapping成像评价

背景:磁共振T1ρ和T2mapping成像技术已用于研究人类和恒河猴腰椎间盘退变并认为可以早期评价腰椎间盘退变情况,目前尚无应用磁共振T1ρ和T2mapping成像技术研究新西兰兔腰椎间盘退变的报道。目的:比较不同时间点新西兰兔缺血性腰椎间盘退变模型的磁共振T1ρ和T2-map弛豫时间值,评价两种成像技术对退变评估的敏感性差异。方法:15只新西兰兔随机平均分成3组,每只兔随机干预L_(4-5)、L_(5-6)或L_(6-7)椎间盘中的一个作为缺血性退变模型组,另外2个不干预椎间盘作为空白对照组。所有动物于术前行磁共振T1ρ和T2mapping扫描,3组兔分别于术后1,3或6个月再行相应磁共振扫描,分析两种成像技术在不同时间点弛豫时间值变化。结果与结论:(1)模型组腰椎间盘髓核组织术前T2-map弛豫时间值(146.21±16.93)ms与造模后3个月(118.53±20.51)ms或6个月(85.42±11.65)ms比较,差异有显著性意义(P<0.05);而与造模后1个月比较,差异无显著性意义(P>0.05);(2)模型组椎间盘髓核组织术前T1ρ弛豫时间值(87.88±8.87)ms与造模后6个月(64.75±14.63)ms比较,差异有显著性意义(P<0.05);而与造模后1个月或3个月比较,差异无显著性意义(P>0.05);(3)对照组椎间盘髓核组织T1ρ和T2-map弛豫时间值各时间点差异均无统计学意义(P>0.05)。造模后6个月兔腰椎间盘磁共振T2WI才出现PfirrmannⅡ-Ⅲ级的改变;(4)结果说明:磁共振T1ρ和T2mapping成像技术可用于量化评价新西兰兔缺血性腰椎间盘退变过程,T2mapping成像可能比T1ρ成像对新西兰兔缺血性退变的早期评估更敏感些。

新西兰兔终板下椎骨注射平阳霉素后椎骨及椎间盘病理学研究

目的探讨新西兰兔终板下椎骨注射平阳霉素后对终板下椎骨微循环及椎间盘的影响。方法 15只新西兰兔随机分成3组,每组兔子均经皮穿刺终板下椎骨注射平阳霉素。对腰4/5、腰5/6或腰6/7椎间盘其中一个进行手术(实验组),另两个椎间盘作为对照组不予手术。分别于术后4、12、24周对兔脊柱行MRI检查并处死,行相关组织病理学检测。结果术后4周各组腰椎间盘Pfirrmann分级均为Ⅰ级,实验组术后12周出现Ⅱ级腰椎间盘1例,术后24周出现Ⅱ级腰椎间盘1例和Ⅲ级腰椎间盘1例,对照组仍为Ⅰ级。实验组术后12周发现髓核组织和软骨终板PAS染色和CollagenⅡ免疫组化后的平均光密度值(mean optical density,MOD)均较对照组低(P<0.05),术后24周差异更明显(P<0.01),髓核组织蛋白聚糖含量检测结果与PAS染色结果表现一致。与对照组相比,实验组术后4周时仅终板下椎骨基质金属蛋白酶-1(matrix metalloproteinase 1,MMP-1)表达增高(P<0.05),术后12和24周时终板下椎骨、软骨终板和髓核组织表达均增高(P<0.01),且随时间延长,实验组终板下椎骨、软骨终板和髓核组织MMP-1表达增高(P<0.05)。实验组各时间点终板下椎骨CD34表达均较对照组低(P<0.01),实验组术后12和24周终板下椎骨CD34表达较术后4周高(P<0.05),术后12周与24周比较差异无统计学意义(P>0.05)。HE染色显示实验组术后各时间点终板下椎骨微血管均可见血栓存在,血管与椎骨面积比逐渐减小,随时间延长,终板下椎骨和软骨终板出现退变表现且进行性加重。结论新西兰兔腰椎终板下椎骨注射平阳霉素后可出现终板下椎骨微循环损伤,终板下椎骨和软骨终板发生退变,诱导椎间盘退变。