MRI van bot en beenmerg bij artrose

De cortex en trabeculae van bot bevatten weinig waterstofprotonen en veel calcium, wat de TR sterk vermindert, en geven daarom geen specifiek MR-signaal af. Op MR-tomogrammen zien ze een beeld van gebogen lijnen zonder signaal, oftewel donkere strepen. Ze creëren een silhouet van weefsels met gemiddelde en hoge intensiteit, en omlijnen deze, bijvoorbeeld beenmerg en vetweefsel.

Botpathologie geassocieerd met artrose omvat osteofytvorming, subchondrale botsclerose, subchondrale cystevorming en beenmergoedeem. MRI is, vanwege de multiplanaire tomografische mogelijkheden, gevoeliger dan radiografie of CT-scans voor het visualiseren van de meeste van dit soort veranderingen. Osteofyten worden ook beter gevisualiseerd op MRI dan op gewone radiografie, met name centrale osteofyten, die bijzonder moeilijk radiografisch te detecteren zijn. De oorzaken van centrale osteofyten verschillen enigszins van die van marginale osteofyten en hebben daarom een andere betekenis. Botsclerose is ook goed te visualiseren op MRI en heeft een lage signaalintensiteit in alle pulssequenties vanwege verkalking en fibrose. Enthesitis en periostitis kunnen ook worden gedetecteerd op MRI. Hoge-resolutie MRI is ook de primaire MR-technologie voor het bestuderen van trabeculaire microarchitectuur. Dit kan nuttig zijn voor het monitoren van trabeculaire veranderingen in subchondraal bot om hun betekenis in de ontwikkeling en progressie van artrose te bepalen.

MRI is een unieke beeldvormingsmogelijkheid van het beenmerg en is doorgaans een zeer gevoelige, hoewel niet erg specifieke, technologie voor de detectie van osteonecrose, osteomyelitis, primaire infiltratie en trauma, met name botkneuzingen en niet-gedisloceerde fracturen. Bewijs voor deze aandoeningen is niet zichtbaar op röntgenfoto's, tenzij het corticale en/of trabeculaire bot is aangetast. Elk van deze aandoeningen resulteert in een verhoogd vrij watergehalte, wat zichtbaar is als een lage signaalintensiteit op T1-gewogen beelden en een hoge signaalintensiteit op T2-gewogen beelden, met een hoog contrast met normaal botvet, dat een hoge signaalintensiteit heeft op T1-gewogen beelden en een lage signaalintensiteit op T2-gewogen beelden. Een uitzondering vormen T2-gewogen FSE-beelden (fast spin echo) van vet en water, waarvoor vetonderdrukking nodig is om contrast tussen deze componenten te verkrijgen. GE-sequenties zijn, ten minste bij hoge veldsterktes, grotendeels ongevoelig voor beenmergpathologie omdat de magnetische effecten worden verzwakt door bot. Gebieden met subchondrale beenmergzwelling worden vaak gezien in gewrichten met gevorderde artrose. Deze gebieden met focale beenmergzwelling bij artrose ontwikkelen zich doorgaans op plaatsen met verlies van gewrichtskraakbeen of chondromalacie. Histologisch gezien vertonen deze gebieden typische fibrovasculaire infiltratie. Ze kunnen het gevolg zijn van mechanische schade aan het subchondrale bot, veroorzaakt door veranderingen in gewrichtscontactpunten op plaatsen met biomechanisch zwak kraakbeen en/of verlies van gewrichtsstabiliteit, of mogelijk door lekkage van synoviaal vocht via een defect in het blootliggende subchondrale bot. Af en toe wordt zwelling van het epifysair beenmerg waargenomen op enige afstand van het gewrichtsoppervlak of de enthese. Het blijft onduidelijk in welke mate en omvang deze beenmergveranderingen bijdragen aan lokale gewrichtspijn en -zwakte en wanneer ze een voorbode zijn van ziekteprogressie.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

MRI van het synoviaal membraan en synoviaal vocht

Een normaal synoviaal membraan is over het algemeen te dun om met conventionele MRI-scans te visualiseren en is moeilijk te onderscheiden van aangrenzend synoviaalvocht of kraakbeen. In de meeste gevallen van artrose kan een lichte verdikking worden waargenomen om de respons op de behandeling bij patiënten met artrose te monitoren of om de normale fysiologische functie van synoviaalvocht in het gewricht in vivo te bestuderen. Deze techniek is zeer nuttig.

Het MP-signaal van niet-hemorragische synoviale vloeistof is laag op T1-gewogen beelden en hoog op T2-gewogen beelden vanwege de aanwezigheid van vrij water. Hemorragische synoviale vloeistof kan methemoglobine bevatten, dat een korte T1 heeft en een hoog signaal geeft op T1-gewogen beelden, en/of deoxyhemoglobine, dat als een laag signaal verschijnt op T2-gewogen beelden. Bij chronisch recidiverende hemartrose wordt hemosiderine afgezet in het synovium, wat een laag signaal geeft op T1- en T2-gewogen beelden. Bloedingen ontwikkelen zich vaak in popliteale cysten, deze bevinden zich tussen de gastrocnemius- en soleusspieren aan de achterkant van het been. Lekkage van synoviale vloeistof uit een geruptureerde Bakerse cyste kan een veervorm aannemen wanneer deze wordt versterkt met gadoliniumhoudende contrastmiddelen. Bij intraveneuze toediening bevindt KA zich langs het oppervlak van de fascia tussen de spieren achter het gewrichtskapsel van het kniegewricht.

Ontstoken, oedemateus synovium heeft doorgaans een trage T2, wat wijst op een hoog gehalte aan interstitiële vloeistof (heeft een hoge MR-signaalintensiteit op T2-gewogen beelden). Op T1-gewogen beelden heeft verdikt synoviaal weefsel een lage tot gemiddelde MR-signaalintensiteit. Verdikt synoviaal weefsel is echter moeilijk te onderscheiden van aangrenzend synoviaal vocht of kraakbeen. Hemosiderineafzetting of chronische fibrose kan de signaalintensiteit van hyperplastisch synoviaal weefsel verminderen op langgolvige beelden (T2-gewogen beelden) en soms zelfs op kortgolvige beelden (T1-gewogen beelden; protondichtheidsgewogen beelden; alle GE-sequenties).

Zoals eerder opgemerkt, oefent CA een paramagnetisch effect uit op nabijgelegen waterprotonen, waardoor deze sneller ontspannen op T1. Waterhoudend weefsel met CA-accumulatie (met het Gd-chelaat) vertoont een toename in signaalintensiteit op T1-gewogen beelden, evenredig met de weefselconcentratie van geaccumuleerd CA. Bij intraveneuze toediening wordt CA snel verspreid door hypervasculair weefsel, zoals ontstoken synovium. Het gadoliniumchelaatcomplex is een relatief klein molecuul dat snel naar binnen diffundeert, zelfs door normale haarvaten, en, als nadeel, na verloop van tijd in de aangrenzende synoviale vloeistof. Direct na een bolus IV CA kan het synovium van het gewricht afzonderlijk van andere structuren worden gezien, omdat het intens wordt versterkt. Het contrast tussen het synovium met hoge intensiteit en het aangrenzende vetweefsel kan worden verbeterd door middel van vetonderdrukkingstechnieken. De snelheid waarmee contrastversterking van het synoviaalmembraan plaatsvindt, hangt af van een aantal factoren, waaronder: de snelheid van de bloedstroom in het synovium, het volume van het hyperplastische synoviale weefsel en de activiteit van het proces.

Bovendien biedt het bepalen van de hoeveelheid en de verdeling van ontstoken synovium en gewrichtsvloeistof bij artritis (en osteoartrose) de mogelijkheid om de ernst van synovitis vast te stellen door de snelheid van synoviale aankleuring met Gd-bevattende CA te monitoren tijdens de observatieperiode van de patiënt. Een hoge snelheid van synoviale aankleuring en een snelle piek van aankleuring na een bolus CA zijn consistent met actieve ontsteking of hyperplasie, terwijl een langzame aankleuring overeenkomt met chronische synoviale fibrose. Hoewel het moeilijk is om subtiele verschillen in de farmacokinetiek van Gd-bevattende CA te monitoren in MRI-onderzoeken in verschillende stadia van de ziekte bij dezelfde patiënt, kunnen de snelheid en piek van synoviale aankleuring dienen als criteria voor het starten of staken van geschikte ontstekingsremmende therapie. Hoge waarden van deze parameters zijn kenmerkend voor histologisch actieve synovitis.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]