MRI定性定量分析類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者手腕部骨關(guān)節(jié)改變

任麗香，吳昆華*，張 虹，王 波，易三莉，陳渝暉，張 潔，雷 云，張宏江

(1.云南省第一人民醫(yī)院MRI科，2.風(fēng)濕免疫科，云南 昆明 650032；3.昆明理工大學(xué)信息工程與自動化學(xué)院，云南 昆明 650500)

MRI定性定量分析類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者手腕部骨關(guān)節(jié)改變

任麗香1，吳昆華1*，張 虹2，王 波1，易三莉3，陳渝暉1，張 潔1，雷 云1，張宏江1

(1.云南省第一人民醫(yī)院MRI科，2.風(fēng)濕免疫科，云南 昆明 650032；3.昆明理工大學(xué)信息工程與自動化學(xué)院，云南 昆明 650500)

目的探討3.0T MRI定性定量分析對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)患者手腕部骨關(guān)節(jié)改變的診斷價值。方法將39例RA患者按病程分為早期組(病程≤24個月，20例)及中晚期組(病程>24個月，19例)，觀察兩組MRI滑膜炎、骨髓水腫、骨侵蝕、腱鞘炎征象，并應(yīng)用昆明理工大學(xué)研發(fā)的定量分析軟件測算滑膜炎、骨髓水腫范圍。結(jié)果39例患者(共78側(cè))的手腕部骨關(guān)節(jié)中，滑膜炎、骨髓水腫、骨侵蝕、腱鞘炎征象的出現(xiàn)率分別為94.87%(37/39)、64.10%(25/39)、61.54%(24/39)、76.92%(30/39)?；ぱ自谕箨P(guān)節(jié)發(fā)生率最高[92.31%(72/78)]，骨髓水腫在腕骨發(fā)生率最高[61.54%(48/78)]，骨侵蝕最易累及三角骨[64.10%(50/78)]。屈肌鍵腱鞘炎[74.36%(58/78)]與伸肌腱腱鞘炎[61.54%(48/78)]發(fā)生率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.94，P=0.09)。早期組與中晚期組滑膜炎、骨髓水腫、骨侵蝕、腱鞘炎征象出現(xiàn)率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。定量分析顯示，早期組與中晚期組間滑膜炎范圍及骨髓水腫范圍差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。結(jié)論3.0T MRI可清楚顯示RA手腕部骨關(guān)節(jié)的改變，通過定量分析軟件可為評估疾病嚴(yán)重程度提供更加準(zhǔn)確的量化信息。

磁共振成像；定性定量分析；關(guān)節(jié)炎，類風(fēng)濕；手腕；手

手腕部骨關(guān)節(jié)是類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)最早累及的部位。MRI不僅可發(fā)現(xiàn)RA早期關(guān)節(jié)變化，且可用于預(yù)測關(guān)節(jié)破壞。本研究采用3.0T MR對RA患者手腕部骨關(guān)節(jié)各序列影像表現(xiàn)進(jìn)行分析，并通過定量分析軟件探討RA的量化指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年2月—2015年12月我院風(fēng)濕免疫科收治的39例RA患者，男10例，女29例，年齡20～70歲，平均(45.0±25.0)歲。所有患者均符合2010美國類風(fēng)濕學(xué)會/歐洲防治風(fēng)濕病聯(lián)盟的RA診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。按病程分為早期組(病程≤24個月，20例)及中晚期組(病程>24個月，19例)。

1.2 儀器與方法

1.2.1 檢查方法 采用GE HDxt 3.0T MR掃描儀，8通道正交腕關(guān)節(jié)線圈，對所有患者雙手分別進(jìn)行MR檢查?；颊呷「┡P位，頭先進(jìn)，單手平放，水平置于線圈中央，掃描序列及參數(shù)：冠狀位脂肪抑制T2WI，TR 2 240 ms，TE 91.9 ms，層厚3 mm，間隔0.5 mm，矩陣512×512，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm；軸位脂肪抑制T2WI，TR 4 660 ms，TE 91.9 ms，層厚5 mm，間隔0.5 mm，矩陣512×512，F(xiàn)OV 180 mm×180 mm；冠狀位T1WI，TR 660 ms，TE 12.73 ms，層厚3 mm，間隔0.5 mm，矩陣512×512，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm；冠狀位三維穩(wěn)態(tài)擾相梯度回波(three dimensional spoiled gradienrecalled acquisition insteady state, 3D-SPGR)序列，TR 12.94 ms，TE 1.38 ms，層厚2.2 mm，間隔1.1 mm，矩陣512×512，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，F(xiàn)A 15°；軸位3D-SPGR序列，TR 14.18 ms，TE 1.54 ms，層厚4 mm，間隔2 mm，矩陣512×512，F(xiàn)OV 160 mm×160 mm。平掃完成后經(jīng)肘靜脈注射Gd-DTPA注射液，劑量0.2 ml/kg，在注射對比劑5 min內(nèi)完成3D-SPGR增強(qiáng)掃描，冠狀位范圍包括尺橈關(guān)節(jié)及遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)。

1.2.2 圖像分析 由2名影像學(xué)醫(yī)師獨(dú)立閱片，意見有分歧時經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致，分別評判RA患者手腕部骨關(guān)節(jié)有無異常改變(滑膜增厚、骨髓水腫、骨侵蝕、腱鞘炎)、病變部位。評判標(biāo)準(zhǔn)：增厚的滑膜T1WI像呈等或低信號，脂肪抑制T2WI呈高信號，增強(qiáng)掃描明顯強(qiáng)化；骨髓水腫表現(xiàn)為T1WI信號稍減低，T2WI信號增高，邊界不清，增強(qiáng)掃描病變強(qiáng)化；骨侵蝕表現(xiàn)為骨質(zhì)局限性缺損，缺損區(qū)見強(qiáng)化的滑膜顯示；腱鞘炎表現(xiàn)為腱鞘內(nèi)積液、腱鞘滑膜增厚。

采用昆明理工大學(xué)研發(fā)的定量分析軟件進(jìn)行定量分析(圖1)，測量3D-SPGR增強(qiáng)掃描后滑膜炎(炎性血管翳及混合性血管翳)、骨髓水腫范圍。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對計(jì)量資料應(yīng)用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，偏態(tài)分布資料以中位數(shù)(上、下四分位數(shù))表示，兩組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。兩組間計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)或校正χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 RA手腕部骨關(guān)節(jié)的MRI表現(xiàn) 39例患者共檢查手腕部骨關(guān)節(jié)78側(cè)。37例患者(37/39，94.87%)出現(xiàn)滑膜炎，滑膜炎在腕關(guān)節(jié)(72/78，92.31%)、下尺橈關(guān)節(jié)(66/78，84.62%)、掌指關(guān)節(jié)(48/78，61.54%)、指間關(guān)節(jié)(40/78，51.28%)的發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=43.34，P<0.01)。25例患者(25/39，64.10%)出現(xiàn)骨髓水腫，骨髓水腫在指骨(61/78，78.21%)、腕骨(48/78，61.54%)、掌骨(26/78，33.33%)的發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=50.30，P<0.01)。24例患者出現(xiàn)骨侵蝕(24/39，61.54%)，骨侵蝕在三角骨(50/78，64.10%)、頭狀骨(38/78，48.72%)、尺骨遠(yuǎn)端(31/78，39.74%)、掌骨基底部(20/78，25.64%)的發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=20.71，P=0.02)。30例患者(30/39，76.92%)出現(xiàn)腱鞘炎，腱鞘炎在屈肌腱(58/78，74.36%)與伸肌腱(48/78，61.54%)的發(fā)生率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.94，P=0.09)；其中拇長屈肌、橈側(cè)腕屈肌、指深屈肌、尺側(cè)腕伸肌腱鞘炎發(fā)生率分別為64.10%(50/78)、58.97%(46/78)、48.72%(38/78)、53.85%(42/78)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.17，P=0.24)。

表1 早期組與中晚期組RA患者手腕部骨關(guān)節(jié)滑膜炎、骨髓水腫、骨侵蝕、腱鞘炎發(fā)生率比較[%(側(cè))]

表2 早期組與中晚期組RA患者手腕部骨滑關(guān)節(jié)膜炎、骨髓水腫范圍比較[mm3；中位數(shù)(上、下四分位數(shù))]

圖1 患者男，46歲，中晚期組，手腕部骨關(guān)節(jié)MRI定量分析 左上圖為腕關(guān)節(jié)冠狀位3D-SPGR滑膜強(qiáng)化圖，右上圖為選擇ROI(滑膜所在區(qū)間)示意圖，左下圖示采樣范圍，右下圖顯示測量滑膜炎范圍為14 052 mm3

2.2 早期及中晚期RA患者M(jìn)RI征象對比 早期與中晚期RA患者手腕部骨關(guān)節(jié)滑膜炎、骨髓水腫、骨侵蝕、腱鞘炎發(fā)生率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。定量分析顯示，兩組間滑膜炎(圖1)、骨髓水腫范圍差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表2。

3 討論

部分RA患者由于臨床表現(xiàn)不典型、實(shí)驗(yàn)室檢查陰性，應(yīng)用常規(guī)方法難以早期診斷。3.0T MRI以其較高的軟組織對比度、對骨關(guān)節(jié)病變較高的敏感性和特異性，在RA的診斷和療效評價中發(fā)揮著越來越重要的作用。

滑膜炎為RA的主要MRI征象。本研究中，滑膜炎發(fā)生率為94.87%(37/39)，且腕關(guān)節(jié)為滑膜炎最好發(fā)的部位。骨髓水腫是骨髓對炎性細(xì)胞反應(yīng)的結(jié)果，過程可逆，可發(fā)生于骨質(zhì)破壞周邊，也可獨(dú)立發(fā)生，邊界欠清。研究[2]認(rèn)為骨髓水腫是骨侵蝕的前奏，它包含兩方面信息：①炎癥為活動性；②潛在的發(fā)生骨侵蝕及關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)改變的可能性。本研究定量測量水腫范圍，發(fā)現(xiàn)骨髓水腫好發(fā)于腕骨，且除豌豆骨以外余腕骨同時累及的比例較高。毛家驥等[3]認(rèn)為除豌豆骨外的其他7塊腕骨位于同一關(guān)節(jié)囊，炎性細(xì)胞浸潤同一關(guān)節(jié)囊內(nèi)諸骨的概率和程度可能大致相同。骨侵蝕表現(xiàn)為關(guān)節(jié)邊緣不規(guī)則小的缺損，邊界清楚，增強(qiáng)掃描骨侵蝕區(qū)內(nèi)因炎性血管翳侵蝕，釋放各種炎性介質(zhì)等可有強(qiáng)化。但其需與正常結(jié)構(gòu)如滋養(yǎng)孔相鑒別，滋養(yǎng)孔常見于舟骨或月骨。本研究結(jié)果顯示，骨侵蝕易累及三角骨及頭狀骨，與既往研究[3]報(bào)道相仿。

目前對RA滑膜炎研究較多，但對腱鞘炎未予足夠重視。Marcio等[4]發(fā)現(xiàn)腱鞘炎的出現(xiàn)與之后RA的發(fā)生有關(guān)。筆者結(jié)合日常工作中大量的臨床實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)腱鞘炎是部分RA患者的早期表現(xiàn)，分析原因是腱鞘炎在受累的手、腕關(guān)節(jié)中病變范圍較廣，且腱鞘炎常伴肌腱斷裂。如及時發(fā)現(xiàn)并早期治療，將有助于降低致殘率。本研究中，屈肌鍵與伸肌腱的腱鞘炎發(fā)生率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.94，P=0.09)，與Filippucci等[5]及毛家驥等[3]的研究不符，可能與樣本量不同有關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)，早期、中晚期RA患者手腕部骨關(guān)節(jié)滑膜炎、骨髓水腫、骨侵蝕、腱鞘炎發(fā)生率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，與Kosta等[6]的研究結(jié)果相似。無論早期還是中晚期RA，來醫(yī)院就診的患者多因癥狀較重、RA處于活動期，滑膜炎、骨髓水腫均為提示疾病處于活動期的征象。有學(xué)者[7]認(rèn)為RA最早的X線征象骨質(zhì)疏松還未出現(xiàn)之前就可能出現(xiàn)了骨侵蝕，因此出現(xiàn)骨侵蝕并不一定提示病變進(jìn)入中晚期。本研究中，骨髓水腫和骨侵蝕征象在早期RA患者中出現(xiàn)率均較高。

RA屬滑膜源性疾病，一種能夠發(fā)現(xiàn)病變始發(fā)位置的檢查方法對RA的診斷尤為重要。通過對比增強(qiáng)前、后的圖像，并應(yīng)用3D-SPGR序列，可使滑膜炎得到更好的顯示。目前我國對RA的研究主要集中于定性診斷方面[8-11]及OMERACT-RAMRIS推薦的半定量分析，近年來國外學(xué)者的研究重點(diǎn)正由單純的影像征象總結(jié)向定量分析轉(zhuǎn)變[12-13]，以期為評估疾病嚴(yán)重程度和判斷預(yù)后、監(jiān)測病情變及評價療效提供更加準(zhǔn)確的量化指標(biāo)。因此，對滑膜增生的定量分析研究在RA診斷中具有重要意義。RA是多關(guān)節(jié)病變，在實(shí)際研究過程中對全部受累的手腕部骨關(guān)節(jié)的滑膜以手工勾畫病變區(qū)進(jìn)行體積累加的方式測算病變范圍，工作量大，耗時長，操作性不強(qiáng)，且手腕部骨關(guān)節(jié)滑膜由于體積較小，在后處理勾畫時易出現(xiàn)偏差。本研究應(yīng)用昆明理工大學(xué)研發(fā)的定量分析軟件，在3D-SPGR像上計(jì)算滑膜體積，簡單、容易、精確，且可對非滑膜層面進(jìn)行“去層”，對組織進(jìn)行分割。但該方法的缺點(diǎn)為：因血管強(qiáng)化程度與炎性血管翳強(qiáng)化程度相似，無法對小血管進(jìn)行剔除，因此測量總體積內(nèi)亦包括一部分血管體積。

滑膜血管翳可分為3種類型：炎性、纖維性及混合性。其中炎性及混合性血管翳提示病情處于急性期和活動期，而纖維性血管翳提示處于靜止期。本研究中，纖維性血管翳未在計(jì)算范圍內(nèi)。本研究發(fā)現(xiàn)，滑膜炎在RA患者中的發(fā)生率(37/39，94.87%)在各征象中最高，且早期與中晚期滑膜體積、骨髓水腫范圍差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，分析原因：①與機(jī)體免疫有關(guān)，部分患者病史較長，但僅有少許滑膜增厚，骨髓水腫范圍小，部分患者病史較短，滑膜量較多，骨髓水腫明顯；②部分中晚期患者病史較長，期間接受過一些抗RA治療，導(dǎo)致滑膜炎及骨髓水腫在整個病程中可有緩解和反復(fù)。

綜上所述，手腕關(guān)節(jié)MRI對RA早期診斷具有重要的診斷價值。定量分析軟件將為監(jiān)測病情變化及評價療效提供更加準(zhǔn)確的量化信息。

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MRIqualitativeandquantitativeanlaysisofwristandhandchangesinpatientswithrheumatoidarthritis

RENLixiang1,WUKunhua1*,ZHANGHong2,WANGBo1,YISanli3,CHENYuhui1,ZHANGJie1,LEIYun1,ZHANGHongjiang1

(1.DepartmentofMRI, 2.DepartmentofRheumatology,theFirstPeople,sHospitalofYunnanProvince,Kunming650032,China； 3.FacultyofInformationEngineeringandAutomation,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650500,China)

ObjectiveTo explore the diagnostic value of qualitative and quantitative analysis for wrist and hand changes of rheumatoid arthritis (RA) patients based on 3.0T MR images.MethodsA total of 39 RA patients were enrolled and divided into 2 groups according to the course of the diseases, including 20 cases defined as early stage group (≤24 months) and 19 cases defined as middle-late stage group (>24 months). MRI features such as joint synovitis, bone marrow edema, bone erosion, the tenosynovitis in wrists and hands were observed emphatically. Volumes of synovitis and bone marrow edema for all patients were quantified with the software developed by Kunming University of Science and Technology.ResultsAmong the 78 sides of hands and wrists in 39 patients， the incidence rate of synovitis, bone marrow edema, bone erosion, tenosynovitis was 94.87% (37/39), 64.10% (25/39), 61.54% (24/39) and 76.92% (30/39)， respectively. The highest incidence rate of synovitis， bone marrow edema and bone erosion was respectively found in the wrist (72/78, 92.31%), carpus (48/78， 61.54%) and triangular bone (50/78， 64.1%). There was no statistical significance difference of the occurrence of peritendinitis between the flexor tendons (74.36% [58/78]) and extensor tendons (61.54% [48/78]；χ2=2.94，P=0.09). No statistical difference of the incidence rates of synovitis, bone marrow edema, bone erosion and tenosynovitis was found between the early stage group and middle-late stage group (allP>0.05). There was no significant difference of synovitis and bone marrow edema volumes between the early stage group and the middle-late stage group (bothP>0.05) with MRI quantitative analysis.Conclusion3.0T MRI can clearly demonstrate the pathological changes of the wrists and hands in RA patients. The quantitative analysis software can provide more accurate indicators for the assessment of disease severity.

Magnetic resonance imaging； Qualitative and quantitative analysis； Arthritis， rheumatoid； Wrist； Hand

R593.22； R445.2

A

1672-8475(2017)10-0632-04

云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目[2017FE468(-127)]、昆醫(yī)聯(lián)合專項(xiàng)(2014FB095)。

任麗香(1983—)，女，山西交城人，碩士，主治醫(yī)師。研究方向：骨肌系統(tǒng)影像學(xué)。E-mail: renlixiang19830605@163.com

吳昆華，云南省第一人民醫(yī)院MRI科，650032。E-mail: wukunhua@hotmail.com

2017-01-12

2017-09-12

10.13929/j.1672-8475.201701021