多模态影像学新技术对骨关节退行性疾病早期诊断的创新应用
主要完成人 汤光宇 诸静其 盛 辉 张 琳 邵泓达
完成单位 上海市第十人民医院
骨质疏松症（osteoporosis，OP）和骨关节炎（osteoarthritis，OA）是临床上最常见的骨关节退行性疾病。目前，双能X线吸收测量仪（dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）预测OP脆性骨折存在局限性，常规影像学技术不能清晰地显示软骨、量化软骨成分，临床或常规影像学诊断OP或OA均属晚期。项目组历经14年努力，在国内率先采用多种影像学新技术，进行了深入的基础与临床研究，对OP和OA早期诊断提出了创新性的理论及解决方案。项目的创新点有以下几点。
1.采用质子磁共振波谱（proton magnetic resonance spectroscopy，1 H-MRS）、显微计算机断层（micro computed tomography，Micro-CT）、定量计算机断层（quantitative computed tomography，QCT）观察OP时序变化，发现骨髓脂肪含量增高早于骨量降低、骨微结构的退变，并经病理证实，有助于早期诊断OP。催产素干预、降低骨髓脂肪含量能改善OP骨质量，为OP治疗提供新的靶点。
2.利用定量动态增强磁共振成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）技术验证了骨髓血流灌注降低是OP的发病机制之一，其变化早于骨髓脂肪堆积和骨量降低，有助于更早期反映OP病理生理变化过程，定量DCE-MRI能在体反映OP骨髓血流灌注，优于半定量技术。
3.建立OP综合影像学评估框架，即DXA和QCT评估骨量和体脂分布，1 H-MRS和定量DCE-MRI了解骨髓脂肪含量和骨髓血流灌注，多模态影像技术较单纯DXA能更早期诊断OP，全面评估骨髓微环境。
4.磁共振超短回波时间序列（ultrashort echo time，UTE）T2*mapping成像可以清晰地显示关节软骨各层及软骨下骨的结构，双成分分析能量化软骨的生化成分，且不受“魔角效应”影响，有望超早期诊断OA。
项目组是国内为数不多的从事OP影像学研究单位之一。发表相关论文28篇（SCI收录论文20篇），其中，一篇在影像学顶级杂志Radiology发表，二篇在骨关节炎研究的权威杂志Osteoarthritis Cartilage发表。获得13项课题资助（国家自然科学基金5项），申请专利2项，累计培养博士生7名，硕士生10余名。主办国家级继续教育学习班8届，培训学员1 500余人次，研究成果在国内外学术会议交流16次，在全国11家医院得到推广应用，采用多模态影像学技术提高了早期诊断OP和OA的能力，较单一常规技术能全面反映骨关节退行性疾病的病理生理过程，对临床工作有切实的指导意义。经科技查新和同行专家鉴定，该项目整体达到国内领先、国际先进水平。