一种分析MRI图像并自动检测膝关节随时间变化的算法可以用于开发新的关节炎治疗方法。

由剑桥大学领导的一支由工程师，放射科医生和医生组成的团队开发了该算法，该算法建立了一个人膝关节的三维模型，以绘制关节炎影响膝盖的位置。然后，它会自动创建“变化图”，不仅可以告诉研究人员在研究过程中是否存在重大变化，还可以让他们准确地找到变化的位置。

关节炎的有效治疗方法很少，该技术可能会极大地促进开发和监测该病的新疗法。结果发表在《磁共振成像杂志》上。

骨关节炎是英国最常见的关节炎形式。当覆盖骨头末端并使其在关节处彼此平滑滑动的关节软骨磨损时，就会发展，从而导致关节疼痛，无法活动。目前尚无公认的治愈方法，唯一的明确治疗方法是进行人工关节置换手术。

骨关节炎通常是在X射线上通过软骨损失引起的关节骨头之间的间隙变窄来识别的。但是，X射线的灵敏度不足以检测关节随时间的细微变化。

这项研究的主要作者，剑桥大学放射学系的詹姆士·麦凯博士说：“我们没有一种很好的方法来检测关节随时间变化的细微变化，以查看治疗是否有效。”“此外，如果我们能够检测到关节软骨破裂的早期迹象，它将有助于我们更好地了解这种疾病，这可能会导致针对这种痛苦状况的新疗法。”

当前的研究基于同一个团队的早期工作，该团队开发了一种算法来监视CT扫描中关节炎关节的细微变化。现在，他们正在使用类似的MRI技术，提供有关组织组成的更完整信息，而不仅仅是有关软骨或骨骼厚度的信息。

MRI已被广泛用于诊断包括关节炎在内的关节问题，但是手动标记每个图像非常耗时，并且在几个月或几年的时间内检测到微小变化时，其准确性可能不如自动或半自动化技术。

MacKay说：“由于我们团队的工程专业知识，我们现在有了更好的方法来研究接头。”

剑桥大学工程系的MacKay和他的同事开发的技术称为3D软骨表面映射(3D-CaSM)，能够在六个月的时间内拾取使用标准X射线或MRI技术无法检测到的变化。

研究人员在捐赠给医学研究的人体膝盖关节上测试了他们的算法，并在40至60岁的人类参与者中进行了进一步研究。所有参与者都患有膝关节疼痛，但被认为年龄太小，无法进行膝关节置换。然后将他们的关节与没有关节痛的类似年龄的人进行比较。

MacKay说：“在正常的衰老过程中，关节有一定程度的恶化，但是我们要确保所检测到的变化是由关节炎引起的。”“ 3D-CaSM所提供的更高的灵敏度使我们能够与众不同，我们希望它将成为测试新疗法有效性的有价值的工具。”

该软件可免费下载并可以添加到现有系统中。MacKay说，该算法可以轻松地添加到现有的工作流程中，并且放射科医生的培训过程简短而直接。

作为由欧盟资助的另一项研究的一部分，研究人员还将通过检测关节炎的早期迹象，使用该算法来测试该算法是否可以预测哪些患者需要进行膝关节置换。