強直性脊柱炎的影像學檢查

蔣業(yè)清 綜述 朱家安 審校

強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS)是血清陰性脊柱關節(jié)?。╯pondylarthropathy, SpA）的亞型之一, 是一種慢性致殘性風濕類疾病。主要特征有炎性后背痛、脊柱運動受限、外周關節(jié)炎、 肌腱附著端炎和前葡萄膜炎等。本病在中國漢族人群中的發(fā)病率約為0.2%-0.54%[1]。其主要自然轉歸是功能限制及致殘, 且其程度為預示AS患者治療總費用高低的最重要因素。因此維持或者改進患者功能障礙的治療, 將具有減低AS治療費用的巨大潛力[2], 而且可提升患者的生活質量。

AS是多基因遺傳病, 有確切的遺傳易感性, 約93%的強直性脊柱炎患者人類白細胞抗原-B27（human leukocyte antigen-B27, HLA-B27）為陽性[3]。過去數(shù)十年的研究熱點在于HLA-B27與AS的關系, 主要有2種假說。（1）致關節(jié)炎抗原[4]: HLA-B27表達異常的二聚體結構, 抑制組織特異的主要組織相容復合體-I（major histocompatibility complex-1, MHC-I）類分子, 導致炎癥及侵蝕;（2）細胞內反應[5]: 蛋白質的錯誤重疊或者不重疊及內質網(wǎng)應激。目前AS的確切病因仍屬未知, 但有許多功能限制的危險因素[6]: 病程超過20年功能限制的病人中如吸煙、體力勞動者等比例較高, 而受過較高水平教育和有AS家族史的病人中其功能限制的程度相對較輕。

AS主要特征是以發(fā)生在脊柱等為主的大關節(jié)炎癥以及新骨形成。而大于95%的AS患者均有骶髂關節(jié)受累, 因此骶髂關節(jié)炎癥在AS的診斷中占有重要地位。骶髂關節(jié)炎可單側發(fā)病, 也可雙側。1984年修訂的紐約標準[7]將AS診斷分為臨床標準（包括腰痛, 晨僵, 腰椎、胸廓活動度受限）和放射學標準（骶髂關節(jié)炎）兩部分。慢性骶髂關節(jié)炎可依據(jù)各種影像學檢查方法得到確認, 包括平片、CT、MRI等。但放射成像常在癥狀發(fā)生時仍屬正常且需經9年左右[8]方可確定放射學上骶髂關節(jié)炎的發(fā)生。后背疼痛實際僅5%由AS引起[9], 而病程短的病人對于抗TNF因子治療時的反應較病程長的病人更敏感[10]。因此, 要使AS患者得到早期和有效的治療, 必須早期發(fā)現(xiàn)骶髂關節(jié)炎癥。

1 X線檢查

X線平片仍是評價骶髂關節(jié)炎的經典方法, 根據(jù)1984年修訂強直性脊柱炎的紐約標準, X線骶髂關節(jié)炎分為5級: 即0級為正常; I級為可疑變化; II級可見輕度異常, 局限性侵蝕、硬化, 關節(jié)間隙無改變; III級為明顯異常,中度或進行性骶髂關節(jié)炎, 并伴以下一項(或多項)變化: 侵蝕、硬化、關節(jié)間隙增寬、狹窄或部分強直; IV級為嚴重異常, 完全性關節(jié)強直。因此雙側骶髂關節(jié)炎從符合2級開始即滿足AS的放射學標準。但X線明顯的缺陷是不能早期診斷, 常規(guī)X線診斷明確時, 患者往往已失去早期干預的時機。同時, X線平片的診斷也經常受到閱片者主觀因素影響, 敏感性和特異性較低, 誤診率高達20%-30%[11]。AS患者除骶髂關節(jié)改變外, X線的脊柱改變也十分常見, 表現(xiàn)為骨質疏松, 椎體小關節(jié)模糊, 椎旁韌帶鈣化骨贅骨橋形成, 晚期表現(xiàn)為經典的“竹節(jié)樣改變”。

2 CT檢查

CT的骶髂關節(jié)炎分級依然根據(jù)強直性脊柱炎紐約標準的X線分類法分為0～IV級。AS病變累及骶髂關節(jié)面時, CT掃描可明確顯示單側或者雙側側骶髂關節(jié)不同受累程度并且雙側髂骨較骶骨更易受累, 并證實由骶骨側向髂骨側進展[12]。AS的CT表現(xiàn)[13,14]包括關節(jié)侵蝕、軟骨鈣化、骶髂韌帶鈣化、軟骨下骨改變和關節(jié)面下骨吸收所致的關節(jié)間隙改變、骶髂關節(jié)骨贅形成等骶髂關節(jié)滑膜部髂骨側為主的病變。CT分辨率較高, 在骨窗下可以去除軟組織、腸管及空氣的重疊, 無層面干擾, 易顯示骶髂關節(jié)較輕微的改變; 故能較X線平片更早期而清晰顯示關節(jié)間隙有無狹窄,并發(fā)現(xiàn)X線所不能顯示的軟骨下囊變、骨質疏松及邊緣輕度硬化、單或雙側關節(jié)間隙變窄等改變[15]; 有利于本病的早期診斷, 并可隨訪病情變化。由于CT對于骨組織的細微征象顯示率較高, Tan, S.[16]等運用CT三維重建技術檢測椎體, 發(fā)現(xiàn)椎間異常骨贅形成, 并對存在的骨贅進行定性和定量計算, 這為CT檢測AS脊柱改變提供了新的思路。

由于CT不能顯示關節(jié)軟骨及關節(jié)旁組織炎癥。對0級至I級的骶髂關節(jié)炎, 因其尚未引起骨組織的結構破壞, CT無法檢出異常, 則需行MRI檢查。

3 MRI檢查

MRI已被許多研究者應用于監(jiān)測骶髂關節(jié)炎, 特別在疾病的早期診斷、療效判斷及病程隨訪。MRI雖然對鈣化、骨化不敏感, 但可明確軟組織和軟骨的改變, 包括軟骨線變窄、模糊中斷及分叉扭曲[17]; 關節(jié)區(qū)可顯示軟骨影增粗扭曲、皮質中斷凹陷, 在關節(jié)旁則可發(fā)現(xiàn)大片狀脂質沉積, 位于關節(jié)旁髓腔內, 并以髂骨側多見。MRI較X線平片和CT的主要優(yōu)勢在于可以顯示軟組織及活動期炎性改變, 在關節(jié)破壞前診斷骶髂關節(jié)炎癥存在[18]。它可證實骶髂關節(jié)炎在早期破壞結構前的改變和累及部位, 顯示其急性或慢性改變,骨髓水腫、關節(jié)旁水腫、軟骨炎性改變及骨髓內脂肪沉積等AS的異常表現(xiàn)[19]。

常規(guī)使用MRI的目的是早期診斷, 現(xiàn)亦可利用MRI的動態(tài)增強技術[20]使用順磁對比劑靜脈注射后對感興趣區(qū)進行掃描, 對比增強前后的信號強度, 判斷患者骶髂關節(jié)炎的活動程度。利用此項技術的優(yōu)點在于無輻射, 可用于婦女及兒童; 困難在于不能應用于所有炎癥性后背痛的患者和可疑的骶髂關節(jié)炎。此外如利用MRI, AS多關節(jié)的檢查需較多費用及檢查時間長, 并且攜帶金屬植入物、心臟起搏器或者幽閉恐懼癥的患者不能接受MRI檢查。已有報道超聲在探測肌腱端炎癥方面比MRI敏感性更高[21]。

4 超聲檢查

許多慢性關節(jié)炎癥疾病中都包括血管生成的過程。血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor , VEGF）在血管生成過程中起到重要作用, 甚至有研究顯示VEGF基因的多態(tài)性可能與AS的疾病嚴重程度有關[22]。Drouart等[23]發(fā)現(xiàn)VEGF在脊柱陰性關節(jié)病患者中的水平與疾病活動度有關, 證實其在SpA病理生理過程中所起作用。而SpA又以肌腱端炎和滑膜炎為主要表現(xiàn), 血管生成在滑膜血管生成和過度骨化中均起作用, 從而造成血流增加, 這可能促成了SpA中的滑膜炎和肌腱端炎。這也被稱為與疾病活動性相關的血管生成。

超聲可在周圍關節(jié)描畫滑膜厚度并通過測定肌肉骨骼組織例如滑膜的血流大小來證實炎癥的存在[24],同時可檢測極小的骨質侵蝕[25]。它是一種即刻的成像方法, 無創(chuàng)、相對廉價, 對所有病人均適用。使用超聲可觀察到一些并無疼痛或者功能障礙的早期異常,常比臨床檢查更敏感。單獨使用B型超聲可發(fā)現(xiàn)肌腱回聲減低、腫脹、鈣化和骨膜的改變（侵蝕或者新骨形成）、滑膜炎等肌腱末端炎癥的表現(xiàn)[26]。但單獨利用B型超聲診斷早期AS仍非常困難, 因此大量應用彩色多普勒超聲（color Doppler ultrasound, CDUS）和功率多普勒超聲（power Doppler ultrasound,PDUS）。因為使用CDUS或者PDUS可觀察滑膜的異常血管形成和關節(jié)炎中軟組織的充血, 從而鑒別血管翳和積液。

由于骶髂關節(jié)間隙斜行走行, 且受骨骼和超聲探測深度的影響, 超聲并不能直接顯示骶髂關節(jié)滑膜組織的形態(tài)學病變。但CDUS可通過局部病變的異常血流信息為臨床診斷提供幫助。國內朱家安等[27]發(fā)現(xiàn)彩色超聲功率圖可顯示骶髂關節(jié)異常血流信號, 尤以低阻血流信號為診斷強直性脊柱炎提供重要參考依據(jù)。國外Haili Arslan等[28]使用CDUS觀察活動期骶髂關節(jié)炎的病人其骶髂關節(jié)后部血管化程度增高并且阻力指數(shù)（resistance index, RI）較低; 而在抗炎治療后, RI值由治療前的0.62±0.13上升為0.91±0.07。由此提出RI可用于作為活動期骶髂關節(jié)炎有臨床癥狀患者的定量指標, 并展望CDUS也可診斷活動期骶髂關節(jié)炎且可用于療效隨訪。后Unlü E等[29]使用CDUS觀察抗腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF）治療后,患者在骶髂關節(jié)血流的RI較治療前明顯升高, 表明抗TNF治療有效, 而超聲也能作為治療后的評估手段。Klauser等[30]使用超聲造影劑對有炎癥性后背痛的患者進行檢查, CDUS檢出骶髂關節(jié)炎的比率為19%, 而造影劑增強的彩色超聲檢出率為95%, 說明使用造影劑后超聲對于活動性炎癥的敏感性顯著增高。

肌腱端炎癥是韌帶、肌腱、滑囊與骨連接處的炎癥,同時也包括新骨生成與纖維疤痕形成。Morel等人[31]使用紅色明膠液和超聲造影劑分別注入尸體和正常志愿者的體內, 發(fā)現(xiàn)尸體的血供環(huán)繞肌腱端和骨骼, 但并不存在于骨皮質肌腱插入段內。同時在正常人的足底筋膜骨皮質連接處正常肌腱內也無血管存在。近年附著端炎癥在AS表現(xiàn)中的地位被重視。Agostino等[32]使用B型超聲及PDUS比較了SpA、類風濕性關節(jié)炎（rheumatoid arthritis, RA）及機械性后背痛(mechanical low back pain, MBP)患者肌腱端超聲的表現(xiàn)差異, 顯示98%的SpA患者至少有一個肌腱端異常, 而MBP及RA患者僅為44%和60%, 與SpA患者在統(tǒng)計學上有顯著差異, 并發(fā)現(xiàn)最易受損的肌腱端為跟腱, 其在SpA患者中受損比例達79%。同時也發(fā)現(xiàn)SpA患者中外周肌腱端的異常較普通人高, 并且在異常的肌腱端中可探測到新生血管形成。Adem Kiris等[26]結合PDUS檢查和肌腱壓痛痛閾測量發(fā)現(xiàn)血管化的肌腱更容易產生疼痛, 進一步說明疼痛或者壓痛與肌腱端的新增的血管形成有關。因此在AS中血管成像及血清學血管形成標志可能比臨床疾病活動度的測量更為敏感。P V Balint[33]選取了35名病人分別進行臨床和超聲檢查, 臨床檢查22%的肌腱端存在壓痛, 但超聲檢查其中56%的肌腱端存在異常。以上證實了在診斷SpA下肢肌腱端異常方面, 超聲較臨床檢查具有較明顯的優(yōu)勢。

綜上所述, 不同成像技術對于AS骶髂關節(jié)炎的敏感性的區(qū)別較大, X線平片目前仍為AS骶髂關節(jié)炎的基礎的影像學檢查方法, 對于骶髂關節(jié)炎III～IV級可以明確診斷; 其準確性因為炎癥早期的低敏感性而被限制。對于I～II級則需進行CT檢查明確有無微小骨組織的病變, 但早期不能顯示軟組織的炎癥改變。MRI可明確軟組織和軟骨的改變, 故對診斷早期活動性骶髂關節(jié)炎具較好的敏感性, 用于判斷較為早期的、尚無結構改變而僅出現(xiàn)軟組織炎癥改變的0～I級骶髂關節(jié)炎。超聲能探測骶髂關節(jié)和附著端的血管化程度而及形態(tài)學改變來判斷炎癥是否存在, 為骶髂關節(jié)炎的影像學診斷提供一種新的思路。

1.Zeng QY, Chen R, Darmawan J, et al.Rheumatic Diseases in China[J].Arthritis res ther, 2008, 10(1): 66-76

2.Ward MM.Functional disability predicts total costs in patients with ankylosing spondylitis [J].Arthritis Rheum, 2002, 46(1):223-231

3.Jaakkola E, Herzberg I, Laiho K, et al.Finnish HLA studies confirm the increased risk conferred by HLA-B27 homozygosity in ankylosing spondylitis [J].Ann Rheum Dis,2006, 65(6): 775-780

4.Edwards JC, Bowness P, Archer J R.Jekyll and Hyde: the transformation of HLA-B27[J].Immunol Today, 2000,21(6): 256-260

5.Penttinen MA, Ekman P, Granfors K.Non-antigen presenting effects of HLA-B27 [J].Curr Mol Med, 2004, 4(1):41-49

6.Ward MM, Weisman MH, Davis JC Jr, et al.Risk factors for functional limitations in patients with long-standing Ankylosing spondylitis [J].Arthritis Rheum, 2005, 53(5):710-717

7.Van der Linden S, Valkenburg HA, Cats A.Evaluation of diagnostic criteria for ankylosing spondylitis.A proposal for modification of the New York criteria [J].Arthritis Rheum,1984, 27(4): 361-368

8.Mau W, Zeidler H, Mau R, et al.Clinical features and prognosis of patients with possible ankylosing spondylitis.Results of a 10-year followup [J].The Journal of Rheumatology, 1988, 15(7):1109-1114

9.Underwood MR, Dawe P.Inflammatory back pain in primary care[J].British Journal of Rheumatology, 1995, 34(11): 1074-1077

10.Rudwaleit M, Listing J, Brandt J, et al.Prediction of a major clinical response (BASDAI 50) to tumour necrosis factor alpha blockers in ankylosing spondylitis [J].Ann Rheum Dis,2004, 63(6): 665-670

11.Ryan LM, Carrera GF, Lightfoot RW Jr, et al.The radiographic diagnosis of sacroiliitis.A comparison of different views with computed tomograms of the sacroiliac join [J].Arthritis Rheum,1983, 26(6): 760-763

12.王慶文.強直性脊柱炎骶髂關節(jié)的病理學表現(xiàn)[J].實用醫(yī)學雜志, 2002, 18(2): 115-116

13.Puhakka KB, Jurik AG, Egund N, et al.Imaging of sacroiliitis in early seronegative spondylarthropathy.Assessment of abnormalities by MR in comparison with radiography and CT[J].Acta Radiol, 2003, 44(2): 218-229

14.陳潔, 許建榮, 華小蘭等.強直性脊柱炎骶髂關節(jié)病變的CT表現(xiàn)特點[J].臨床放射學雜志, 2005, 24(7): 621-623

15.李彥增.強直性脊柱炎骶髂關節(jié)病變的CT診斷[J].實用醫(yī)學影像雜志, 2002, 3(1): 13-14

16.Tan S, Yao J, Ward MM, et al.Computer aided evaluation of ankylosing spondylitis using high-resolution CT [J].IEEE Trans Med Imaging, 2008, 27(9): 1252-1267

17.Won-Hee Jee, Thomas R, Mc Cauley, et al.Sacroiliitis in patients with ankylosing spondylitis: association of MR findings with diease activity [J].Magnetic Resonance Imaging, 2004, 22(2): 245-250

18.Braun J, Sieper J, Bollow M.Imaging of sacroiliitis [J].Clin Rheumatol, 2000, 19(1): 51-57

19.Murphey MD, Wetzel LH, Bramble JM.Sacroiliitis: MR Imaging findings [J].Radiology.1991, 180(1): 239-244

20.Algin O, Gokalp G, Baran B, et al.Evaluation of sacroiliitis:contrast-enhanced MRI with subtraction technique[J].Skeletal Radiol, 2009, 38(10): 983-988

21.Kamel M, Eid H, Mansour R.Ultrasound detection of knee patellar enthesitis: a comparison with magnetic resonance imaging [J].Ann Rheum Dis, 2004, 63(2): 213-214

22.Seo JS, Lee SS, Kim SI, et al.Influence of VEGF gene polymorphisms on the severity of ankylosing spondylitis [J].Rheumatology (Oxford), 2005, 44(10): 1299-1302

23.Drouart M, Saas P, Billot M, et al.High serum vascular endothelial growth factor correlates with disease activity of spondylarthropathies [J].Clin Exp Immunol, 2003, 132 (1):158-162

24.Newman JS, Adler RS, Bude RO, et al.Detection of softtissue hyperemia: value of power Doppler sonography [J].Am J Roentgenol, 1994, 163(2): 385-389

25.Grassi W, Filippucci E, Farina A, et al.Ultrasonography in the evaluation of bone erosions [J].Ann Rheum Dis, 2001,60(2): 98-103

26.Kiris A, Kaya A, Ozgocmen S, et al.Assessment of enthesitis in ankylosing spondylitis by power Doppler ultrasonography[J].Skeletal Radiol, 2006, 35(7): 522-8

27.朱家安, 胡兵, 汪年松等.彩色超聲在強直性脊柱炎患者骶髂關節(jié)診斷中的初步應用[J].上海交通大學學報 (醫(yī)學版), 2008, 28(9): 1146-1148

28.Arslan H, Sakarya ME, Adak B, et al.Duplex and color Doppler sonographic findings in active sacroiliitis [J].Am J Roentgenol, 1999, 173(3): 677-680

29.Unlü E, Pamuk ON, Cakir N.Color and duplex Doppler sonography to detect sacroiliitis and spinal inflammation in ankylosing spondylitis.Can this method reveal response to anti-tumor necrosis factor therapy [J]? J Rheumatol, 2007,34(1): 110-116

30.Klauser A, Halpern EJ, Frauscher F, et al.Inflammatory low back pain: high negative predictive value of contrastenhanced color Doppler ultrasound in the detection ofinflamed sacroiliac joints [J].Arthritis Rheum, 2005, 53(3):440-444

31.Morel M, Boutry N, Demondion X et al.Normal anatomy of the heel entheses: anatomical and ultrasonographic study of their blood supply [J].Surgical and Radiologic Anatomy,2005, 27(3): 176-183

32.D'Agostino MA, Said-Nahal R, Hacquard-Bouder C, et al.Assessment of peripheral enthesitis in the spondylarthropathies by ultrasonography combined with power Doppler: a crosssectional study [J].Arthritis Rheum, 2003, 48(2): 523-533

33.Balint PV, Kane D, Wilson H, et al.Ultrasonography of entheseal insertions in the lower limb in spondyloarthropathy[J].Ann Rheum Dis, 2002, 61(10): 905-910