多模態(tài)MRI成像評(píng)估強(qiáng)直性脊柱炎髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的價(jià)值

張艷輝，屈小春，竇科妮，劉耀飛

1.商丘醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476000；2.西安市第五醫(yī)院影像科，陜西 西安 710082

強(qiáng)直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)是一種較常見的血清陰性脊柱關(guān)節(jié)病[1]，髖關(guān)節(jié)為其主要受累部位。有報(bào)道表明，25%～50%的AS 患者出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)病變，其中近九成患者表現(xiàn)為雙側(cè)受累[2]。同時(shí)髖關(guān)節(jié)病變也是AS 患者致殘的一大主要原因，給患者工作生活帶來嚴(yán)重影響，因此早期進(jìn)行準(zhǔn)確診斷，有利于提升臨床療效，減少致殘現(xiàn)象。當(dāng)前對(duì)AS 髖關(guān)節(jié)病變的主要診斷方式為影像學(xué)檢查，如X線、CT、超聲和MRI等，相比其他檢查手段，MRI無輻射，高分辨率，多方位、多參數(shù)成像，并具有功能性成像的優(yōu)勢(shì)[3]，能夠提供更多的診斷價(jià)值。本研究旨在分析多模態(tài)MRI成像對(duì)于AS髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的評(píng)估價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2020年3月至2021年5月西安市第五醫(yī)院收治的120例AS患者的臨床資料，其中男性91例，女性29例；年齡18～55歲，平均(33.21±9.58)歲；病程6 個(gè)月～30 年，平均(15.62±3.69)年。根據(jù)髖關(guān)節(jié)病變情況將AS 患者分為病變組(n=86)和未病變組(n=34)，病變組患者中合并滑膜增生68 例，關(guān)節(jié)腫脹、積液57 例，軟骨異常32 例，骨髓水腫41 例。再根據(jù)Bath AS疾病活動(dòng)度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Score Index，BASDAI)[4]將病變組患者分為活動(dòng)期(BASDAI≥6 分，50 例)和穩(wěn) 定 期(BASDAI≤4 分，36 例)，4 分＜BASDAI＜6 分時(shí)，若C反應(yīng)蛋白＞30 mg/L或紅細(xì)胞沉降率＞20 mm/h則為活動(dòng)期，反之則為穩(wěn)定期。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合臨床對(duì)AS 的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室檢查確診；②入選患者對(duì)本研究了解知情。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并外周性關(guān)節(jié)炎；②股骨頭壞死；③患有手術(shù)禁忌證；④惡性腫瘤；⑤髖關(guān)節(jié)外傷；⑥影像學(xué)資料不全。本研究已獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 檢查方法 所有患者檢查前8 h 禁止飲食，靜息狀態(tài)下采取平臥姿態(tài)，使用PHILIPS Ingenia 3.0T磁共振成像儀均行常規(guī)MRI 平掃、擴(kuò)散加權(quán)磁共振(diffusion weighted MR imaging，DWI)、磁共振動(dòng)態(tài)增 強(qiáng)(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)掃描。①M(fèi)RI 平掃：冠狀面、橫軸面快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)T1WI 序列，TR 500 ms，TE 20 ms，層厚3 mm，層間距0.3 mm；T2WI_mDIXON 序列：TR 1 209 ms，TE 60 ms，層厚3 mm，間距0.3 mm。②DWI序列：TR 8 000 ms，TE 65 ms，層厚3 mm，間距0.3 mm；③DCE-MRI：采用動(dòng)態(tài)掃描，使用高壓注射器經(jīng)肘靜脈，注射對(duì)比劑釓噴酸葡胺溶液0.2 mmol/kg，速率為3 mL/s；TR 180 ms，TE 2 ms，層厚3 mm，間距0.3 mm，動(dòng)脈延遲時(shí)間30 s，靜脈延遲時(shí)間90 s。

1.3 圖像處理 由本院兩名有5 年以上影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師，在未知任何病理結(jié)果情況下，對(duì)圖像進(jìn)行審閱并分析。(1)圖像數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸至工作站后進(jìn)行圖像處理，觀察患者髖關(guān)節(jié)骨髓、髖臼和間隙之間變化，以及關(guān)節(jié)腔積液、關(guān)節(jié)囊起止點(diǎn)和肌腱韌帶的異常情況。放置感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)，圈定較大的ROI。(2) IVIM-DWI 序列：將圖像導(dǎo)入Intelli Space Portal軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理參數(shù)有表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)。(3) DCE-MRI 序列：使用Tissue 對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括校正、調(diào)準(zhǔn)、描繪和勾選ROI，處理參數(shù)有容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(volumetric transport constant，Ktrans)、速率常數(shù)(rate constant，Kep)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用IBM SPSS Statistics 24.0

軟件行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料符合正態(tài)分布，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，采用單因素方差分析和獨(dú)立t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)；利用受試者特征工作曲線(Receiver Operating Characteristic Curve，ROC)分析多模態(tài)MRI檢查參數(shù)對(duì)AS患者髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的診斷效能；采用Spearman法分析多模態(tài)MRI檢查參數(shù)與BASDAI 評(píng)分的相關(guān)性。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的一般資料比較 兩組患者的性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)和病程比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見表1。

表1 兩組患者的一般資料比較

2.2 兩組患者的MRI 檢查結(jié)果比較 病變組患者的ADC值、Ktrans值和Kep值明顯高于未病變組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組患者的MRI檢查結(jié)果比較(±s)

表2 兩組患者的MRI檢查結(jié)果比較(±s)

組別病變組未病變組t值P值例數(shù)86 34 ADC值(10-3 mm2/s)2.27±0.42 0.85±0.30 17.965 0.001 Ktrans值(min)1.33±0.24 0.65±0.13 15.614 0.001 Kep值(min)2.04±0.37 1.28±0.21 11.263 0.001

2.3 不同活動(dòng)度的AS髖關(guān)節(jié)病變患者檢查結(jié)果比較 活動(dòng)期AS 髖關(guān)節(jié)病變患者的ADC 值、Ktrans值和Kep值、BASDAI 評(píng)分明顯高于穩(wěn)定期患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表3。

表3 不同活動(dòng)度的AS髖關(guān)節(jié)病變患者M(jìn)RI檢查結(jié)果比較(±s)

表3 不同活動(dòng)度的AS髖關(guān)節(jié)病變患者M(jìn)RI檢查結(jié)果比較(±s)

活動(dòng)性穩(wěn)定期活動(dòng)期t值P值例數(shù)36 50 ADC值(10-3 mm2/s)1.27±0.28 2.99±0.52 18.034 0.001 Ktrans值(min)0.80±0.13 1.71±0.32 16.111 0.001 Kep值(min)1.36±0.22 2.53±0.48 13.615 0.001 BASDAI(分)3.02±0.90 6.65±1.13 15.963 0.001

2.4 多模態(tài)MRI 檢查參數(shù)對(duì)髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的評(píng)估價(jià)值 采用ROC 分析ADC 值、Ktrans值和Kep值對(duì)髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的診斷效能，曲線下面積(AUC)、臨界值、敏感度、特異度和置信區(qū)間如表4所示，其中ADC 值診斷AS 患者髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的效果最好，AUC 為0.826 (95%CI：0.729～0.899)(P＜0.05)，靈敏度最高(94.44%)；Ktrans值診斷的特異度最高(92.00%)，見表4和圖1。

圖1 多模態(tài)MRI檢查參數(shù)評(píng)估髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)性的ROC曲線

表4 多模態(tài)MRI檢查參數(shù)對(duì)髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的評(píng)估價(jià)值

2.5 多模態(tài)MRI 檢查參數(shù)與BASDAI 評(píng)分的相關(guān)性 經(jīng)Spearman 法分析結(jié)果顯示，AS 髖關(guān)節(jié)病變患者的BASDAI評(píng)分與ADC值、Ktrans值均呈正相關(guān)(r=0.670，0.543，P＜0.05)；AS 髖關(guān)節(jié)病變患者的BASDAI評(píng)分與Kep值無明顯相關(guān)性(P＞0.05)。

2.6 典型病例 女性患者，28 歲，雙髖關(guān)節(jié)間斷疼痛3年，加重20+d，雙髖關(guān)節(jié)叩擊痛(+)、腰椎叩擊痛(+)，“4”字實(shí)驗(yàn)(+)，指地距7 cm，人類白細(xì)胞抗原B27(+)，腰椎X線示：腰椎符合強(qiáng)直性脊柱炎改變；骶髂關(guān)節(jié)CT示：雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)面毛糙，診斷為骶髂關(guān)節(jié)炎Ⅱ級(jí)；臨床診斷為強(qiáng)直性脊柱炎。雙髖關(guān)節(jié)MR示：左側(cè)髖關(guān)節(jié)滑膜呈弧形窄帶狀增厚，呈稍長(zhǎng)T1 稍長(zhǎng)T2 信號(hào)，增強(qiáng)后明顯較均勻強(qiáng)化，左側(cè)股骨頭及髖臼緣局部可見點(diǎn)片狀骨髓水腫信號(hào)，雙側(cè)髖關(guān)節(jié)間隙未見明顯狹窄，見圖2～圖6。

圖2 患者雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)C

圖3 患者雙髖關(guān)節(jié)MR 橫軸位T2WI_mDIXON序列像

圖4 患者雙髖關(guān)節(jié)MR 橫軸位T1WI像

圖5 患者雙髖關(guān)節(jié)T1WI像

圖6 患者雙髖關(guān)節(jié)T2WI_mDIXON序列像

3 討論

AS作為一類慢性進(jìn)行性炎癥疾病，其特征為炎癥高度活動(dòng)及低度活動(dòng)相互交替[6]。AS 髖關(guān)節(jié)病變發(fā)病初期較隱匿，癥狀不典型，極易造成漏診[7]?；颊卟煊X到明顯疼痛或活動(dòng)受限時(shí)，病情活動(dòng)至中晚期，關(guān)節(jié)軟骨已受到較嚴(yán)重的炎癥損傷，給臨床治療造成較大困難。目前X線、CT和MRI是診斷AS髖關(guān)節(jié)病變常用的影像學(xué)檢查方法，其中X 線片分辨率較低，不易觀察和診斷髖關(guān)節(jié)早期病變，CT檢查較X線分辨率高，但對(duì)關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)滑膜、肌腱、骨髓病變不能進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。MRI 檢查能實(shí)現(xiàn)多平面、多參數(shù)、多序列成像，有效地呈現(xiàn)滑膜、軟骨、肌腱、骨髓等病變，彌補(bǔ)了X 線片與CT 檢查的不足。因此，MRI檢查對(duì)AS髖關(guān)節(jié)病的診療具有重要的臨床價(jià)值。

本研究結(jié)果顯示，120例AS患者中髖關(guān)節(jié)病變患者86例，病變率為71.67%，其中滑膜增生最多為68例，其次是關(guān)節(jié)周圍肌肉腫脹水腫、積液57例。既往研究有對(duì)180例AS患者的MRI檢測(cè)其病變率為72.22%[8]，與本研究數(shù)據(jù)較為接近。張斌斌等[9]的研究顯示，AS髖關(guān)節(jié)最主要的病理特征為滑膜炎，且發(fā)生率較骨髓水腫更高，該觀點(diǎn)亦在本研究中有較好的印證。本研究還發(fā)現(xiàn)，病變組的ADC值、Ktrans、Kep值均高于未病變組，提示多模態(tài)MRI的DWI序列、DCE-MRI序列參數(shù)可有效鑒別AS髖關(guān)節(jié)病變，與國(guó)外學(xué)者的研究結(jié)果相似[10]。同時(shí)，在針對(duì)不同炎癥活動(dòng)度的患者進(jìn)行多模態(tài)MRI 掃描中，本研究結(jié)果顯示，活動(dòng)期患者的Ktrans、Kep值和ADC 值均明顯高于穩(wěn)定期，提示DWI 能較好診斷AS 髖關(guān)節(jié)病變的炎癥活動(dòng)度，原因可能是ADC值反映水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)情況，髖關(guān)節(jié)病變程度越嚴(yán)重，細(xì)胞間隙變小，水分子擴(kuò)散受限，因而較好反映髖關(guān)節(jié)炎性活動(dòng)程度[11]；同時(shí)Ktrans可反映血管血流速度與血管壁的通透性，有研究表明，相比慢速血流曲線，Ktrans和Kep值對(duì)脊柱病變有更強(qiáng)的相關(guān)性，能準(zhǔn)確評(píng)估血流灌注和骨髓浸潤(rùn)情況[12]。然而有研究顯示，DCE-MRI的ERmax和Slopemax等參數(shù)值雖可反映病理活動(dòng)性，但屬于半定量分析法，無法較好反映滑膜炎癥的活動(dòng)性，評(píng)估價(jià)值也較為有限[13]；本研究針對(duì)結(jié)果分析可能是Ktrans值屬于定量分析指標(biāo)，能較好評(píng)估病變區(qū)微循環(huán)的病理特性，有助于滑膜病理情況的診斷。

此外，本研究選取多模態(tài)MRI檢測(cè)參數(shù)，對(duì)AS髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的診斷價(jià)值進(jìn)行ROC曲線分析，發(fā)現(xiàn)ADC值、Ktrans、Kep值評(píng)估AS髖關(guān)節(jié)病變活動(dòng)期與穩(wěn)定期的AUC 分別為0.826、0.792、0.788，提示多模態(tài)MRI有較好診斷髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)的價(jià)值，臨床可應(yīng)用于AS 患者的病理活動(dòng)程度診斷，以期精準(zhǔn)評(píng)估患者的病情，與既往研究結(jié)果相近[14-15]。本研究還發(fā)現(xiàn)，ADC值、Ktrans值與BASDAI評(píng)分呈正相關(guān)，同時(shí)Kep值與之無明顯相關(guān)性，提示DCE-MRI 定量分析參數(shù)ADC值、Ktrans值與髖關(guān)節(jié)病變炎性活動(dòng)具有良好的相關(guān)性，與近年來相關(guān)報(bào)道結(jié)果基本一致[16-17]。

綜上所述，AS 髖關(guān)節(jié)病變患者的MRI 表現(xiàn)較典型，滑膜炎、骨髓水腫、關(guān)節(jié)積液最為常見，多模態(tài)MRI 檢測(cè)具有高分辨率、圖像清晰可辨的優(yōu)勢(shì)，能有效評(píng)估該類患者病變活動(dòng)程度，建議對(duì)AS 患者的髖關(guān)節(jié)病變?cè)u(píng)估及診斷常規(guī)進(jìn)行MRI掃描，以期為臨床診治提供可靠的依據(jù)。