基于同轴相衬成像方法的人体膝关节软骨可视化

目的同轴相位衬度成像对软组织具有高衬度和高分辨率的特性。利用该成像技术,通过纹理特征参数提取进行定量分析,可为骨性关节炎的早期诊断提供可行性的依据。方法研究样本来自人工关节置换手术患者的膝关节软骨。样本分为正常组与早期骨性关节炎(osteoarthritis,OA)组,每组18例膝关节软骨组织。利用同轴相衬成像(in-line phase contrast imaging,IL-PCI)技术,观察两组软骨组织的纹理差异,并运用行程长度矩阵与分形维数方法提取纹理特征参数长行程加重(long run emphasis,LRE)、短行程加重(short run emphasis,SRE)、程分数(run percentage,RP)、灰度级的非均匀性(gray level non-uniformity,GLN)、行程长度的非均匀性(run length non-uniformity,RLN)以及分形维数。通过独立样本t检验方法比较上述参数,量化分析正常与病变软骨组织纹理差异。结果利用IL-PCI技术可以清晰观察到正常与早期OA软骨中微结构的变化。通过纹理参数提取比较两组的软骨纹理特征,结果表明正常组的LRE明显高于早期OA组(P<0.01),而早期OA组的GLN、RLN远高于正常组(P<0.01),正常组的分形维数小于早期OA组(P<0.01)。结论同轴相衬技术可为骨性关节炎的早期诊断提供定量分析手段。