T2*mapping序列在评估业余羽毛球运动员运动前后软骨变化中的价值

T2*mapping序列在评估业余羽毛球运动员运动前后软骨变化中的价值

             章建华*（通讯作者）  高琪  陈磊  徐敏 蒋迪华

             浙江省杭州市，杭州市富阳中医骨伤医院 311400

基金项目：富阳区科技局项目（2021SK003）

【摘要】目的 应用T2* mapping成像序列定量评估业余羽毛球运动员运动前后对膝关节软骨的影响。方法 招募30名业余羽毛球运动员在打球前后进行膝关节磁共振序列扫描，将其分为内、外侧胫骨平台软骨，内、外侧股骨髁软骨，髌软骨及滑车软骨6部分。以半月板后缘为界，将股骨髁软骨分为中央负重区及后部非负重区。再根据软骨厚度1/2分为浅层和深层，手动勾画ROI得到相应的T2*值。对同一分区不同层次软骨T2*值、打球前后浅层与深层软骨T2*值的分析采用配对样本t检验。结果 膝关节软骨浅层区域在打球前、打球后的总体平均T2*值差异有统计学意义（t=8.749，P<0.05）；深层软骨区域的总体平均T2*值差异无统计学意义(t=1.859，P>0.05）；在打球后各分区关节软骨的T2*值均较打球前减低，内侧胫骨平台、内侧股骨髁中央承重区、髌骨及滑车浅层软骨运动前后T2*值具有统计学差异意义（均P<0.05）。结论 T2* mapping定量技术能够评估关节软骨在运动过程中发生的生化成分改变，反映早期膝关节软骨损伤情况。

【关键词】 磁共振成像；软骨；膝关节；羽毛球

羽毛球以其特有娱乐性和竞技性，吸引大批人员参与，不仅要求参与者具有高耐力和极灵敏性，同时在竞技过程中各种跑跳、急停、转向快跑、躬身下蹲等动作，使膝踝关节承受超强负荷[1]。如何在运动中避免膝踝损伤，同时确定软骨是否处于过负荷状态，对于羽毛球运动员是有必要的[2]。当前研究显示：T2 mapping技术已广泛运用骨关节运动损伤评估[3] ，已成为评估软骨损伤最常用的技术[4]。相较于T2 mapping，T2* mapping为 GRE 序列，具有更短的扫描时间及更高的分辨率，具有较高的实用的价值[5]。因此本研究使用T2* mapping序列研究羽毛球运动员软骨的生化成分变化的内在规律，分析其对软骨的即时影响，观察该运动对关节的利弊，对指导运动员训练具有一定参考意义。

1 材料与方法

1.1临床资料 选择运动5年以上的业余羽毛球运动员30名，使用T2* mapping序列进行膝关节磁共振扫描，获得相关影像学资料。

1.2 检查方法 对入组人员运动前及运动后3小时内均行T2* mapping序列检查。采用 1.5T 西门子磁共振仪、膝关节15通道线圈进行磁共振数据扫描。扫描序列：T1WI、T2WI、PDWI和T2* mapping 序列。相关参数：T2* mapping序列: TR 734.00 ms，TE 4.35、11.83、19.31、26.79、34.27 ms, 反转角 60°，FOV 160.00 mm，层厚 4.00 mm，层间距 0.60 mm。

1.3图像分析 扫描得到的图像传输至自带处理器上，测量软件直接于图像上测量得到T2* 值，每个区域分别测量3个兴趣区（region of interest，ROI），重复3次取平均值。将膝关节软骨分为内、外侧股骨髁软骨（MFC）、（LFC），内、外侧胫骨平台软骨（MTC）、（LTC）以及髌软骨（PC）和滑车软骨（TC）。以半月板的后缘为界，将股骨髁软骨分为内、外侧股骨髁软骨中央承重区（CMFC）、（CLFC）及内、外侧股骨髁软骨后部非承重区（PMFC）、（PLFC）。各区软骨以其软骨厚度1/2为界分为软骨浅层及深层。

1.4统计方法 数据采用 SPSS 27.0 软件进行分析，计量资料用均数±标准差表示。对同一分区不同层次软骨T2*值比较采用配对t检验进行分析，打球前后T2*值的比较采用配对t检验进行分析。P<0.05 定义为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料 选取30例非专业运动员志愿者，男24例，女6例，年龄29-45岁，平均（36±5）岁；体质量47-90.0 kg，平均（69.7±12.4）kg；体质量指数（BMI）为28.8-27.8 kg/m2，，平均（23.4±2.7）kg/m2，。

2.2 膝关节浅层和深层软骨运动前后T2*值变化 膝关节软骨浅层区域在打球前、打球后的总体平均T2*值差异有统计学意义（t=8.749，P<0.05）；深层软骨区域的总体平均T2*值差异无统计学意义(t=1.859，P>0.05），见表1。

2.3 膝关节不同分区软骨运动前后T2*值变化 在运动后各分区关节软骨的T2*值均较运动前减低，MTC-SL、CMFC-SL、PC-SL、TC-SL软骨运动前后T2*值具有统计学差异意义（均P<0.05），其余部位差异无统计学意义（均

P＞0.05），见表2。

表1 膝关节浅层和深层软骨运动前后T2*值变化

表2 膝关节不同分区软骨运动前后T2*值变化

3 讨论

虽然羽毛球运动为无肢体接触性对抗运动，但其节奏快，因此造成的膝关节损伤比较多。这与其过度使用，各种姿势变化增加了膝关节负荷，使得膝关节超负荷是分不开的[6]。T2*mapping与T2 mapping类似，也与关节软骨中水分子含量和胶原纤维排列方式密切相关，该技术已广泛评估运动员运动前后膝关节软骨变化[7]，本研究应用T2* mapping技术评价业余羽毛球运动员运动前后软骨变化，探讨运动前后软骨T2*值改变的潜在机制，指导运动后护膝。

大量研究指出：关节软骨T2 mapping中T2值的变化与软骨中水含量、胶原结构具有相关性，同时也指出与透明软骨改变具有相关性；此外从生物力学研究指出：浅层软骨具有较大的可压缩性，因其胶原纤维大部分与关节下骨平行，在运动过程中较易产生变形；而深层软骨胶原纤维与软骨下骨相垂直，具有很好的抗压缩能力，运动过程中不易产生变形［8］。运动过程中力学刺激不仅影响关节软骨细胞的形状及其生成, 并能改变软骨细胞的生物化学特性和基质代谢[9]。本研究结果显示，膝关节软骨浅层区域在打球前、打球后的总体平均T2*值差异有统计学意义（t=8.749，P<0.05）；深层软骨区域的总体平均T2*值差异无统计学意义(t=1.859，P>0.05）。而内侧胫骨平台软骨的T2*值在打球后降低较为显著，主要是由于在运动过程中膝关节内侧胫骨平台软骨与股骨中央承重区软骨接触面积较大，膝关节压力主要通过内侧传递。

综上所述，T2*mapping序列作为一种MRI定量技术，能够评估关节软骨内胶原纤维结构及蛋白多糖含量的变化，反映早期膝关节软骨损伤情况，可以检出无明显形态学变化的损伤情况，对临床评估运动损伤具有一定的应用价值。

参考文献：

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3.李军飞,王一婧,张雪松,等.磁共振T2 mapping在膝骨性关节炎周围肌肉改变评估中的价值研究.磁共振成像,2023，14(03) : 117-121.

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5.卢竞,李涛,韦开荣,等T1mapping,T2*mapping和常规MRI诊断早期膝关节软骨损伤的临床应用对比[J].中国临床医学影像杂志,2020,31(09):665-670.

6.张立伟,刘锦.羽毛球常见运动损伤及预防措施研究 [J].文体用品与科技,2023(18):139-141.

7.张懿娜,何彬,

张禹,徐茂林,张茜,朱友志.T2~* mapping定量评估新兵奔袭集训后胫股关节软骨变化[J].中国医学影像技术,2020,36(07):1065-1069.

8.李琪,张明珠,抗衰老药物治疗骨关节炎的研究进展.中华实验外科杂志,2023，40(07) : 1439-1445.

9.潘晓华,陈志斌,洪劲松,膝关节软骨下骨骨挫伤的研究进展.中华创伤骨科杂志,2016，18(2) : 179-179.