基于MRI影像特征、定量參數(shù)構(gòu)建類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎治療效果的評估模型

童 俊

(南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬南京市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210000)

據(jù)統(tǒng)計，我國類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)發(fā)病率為0.32%～0.36%，具有反復(fù)發(fā)作的特點，嚴重者可造成關(guān)節(jié)畸形或關(guān)節(jié)功能喪失，致殘率較高，對患者日常生活及生存質(zhì)量造成明顯影響[1-2]。近年來，隨著生物制劑的應(yīng)用，RA治療效果得到明顯提升。但既往臨床多通過疾病活動性指數(shù)28(disease activity score，DAS28)評分評估RA治療效果，具有一定主觀性，從而影響療效評估準確性[3]。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)能直接清晰顯示RA滑膜增厚情況，且在骨侵蝕、骨髓水腫等情況檢測中具有較高敏感性。同時，容積轉(zhuǎn)移常數(shù)(volume transfer constant，Ktrans)、血漿容積(fractional plasma volume，Vp)、血流灌注參數(shù)(flow，F(xiàn))、血管表面通透性(permeabilitysurface，PS)等MRI定量參數(shù)能有效反映組織血流灌注狀態(tài)與血流動力學(xué)改變情況，還能客觀評價病變組織毛細血管通透性[4-5]。目前關(guān)于上述特征及參數(shù)對療效的評估價值仍未形成系統(tǒng)。因此，本研究嘗試探究MRI影像特征、定量參數(shù)構(gòu)建RA治療效果的評估模型?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取我院2019年1月—2021年1月RA患者120例作為研究對象，其中男性45例，女性75例，年齡25～68歲，平均(44.28±7.04)歲。納入標(biāo)準：均經(jīng)影像學(xué)檢查、實驗室檢查結(jié)合臨床癥狀證實為RA，且符合《類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎診療指南》中RA相關(guān)診斷標(biāo)準[6]；均為初診患者，參與本研究前未接受糖皮質(zhì)激素、免疫相關(guān)治療；患者及家屬均知情，簽訂知情承諾書。排除標(biāo)準：伴有急慢性感染性疾病、炎癥性疾病者；存在心肝腎等重要臟器嚴重功能異常者；妊娠期、哺乳期女性。

本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批通過。

1.2方法

1.2.1治療方法 所有患者均給予重組人Ⅱ型腫瘤壞死因子受體抗體融合蛋白聯(lián)合甲氨蝶呤治療，均持續(xù)治療3個月。于治療3個月后評估療效，療效判定標(biāo)準：以DAS28評分為依據(jù)，DAS28評分減少值>1.2分為療效好，DAS28評分減少值0.6～1.2分為療效一般，DAS28評分減少值<0.6分為療效差。將療效好、療效一般納入有效，療效差納入無效。根據(jù)療效分為有效組(94例)與無效組(26例)。

1.2.2MRI檢查方法 采用荷蘭PHILIPS公司的Achieva1.5T MR型掃描儀進行檢查，患者均取俯臥位，叮囑其上舉雙手、掌心相對，盡量將手腕于前臂伸直，位于同一平面，將雙手固定于膝關(guān)節(jié)正交線圈內(nèi)，首先進行常規(guī)MRI序列掃描，包括FSE T1WI序列、冠狀位FSE T1WI序列、脂肪抑制FSE T2WI。腕關(guān)節(jié)軸位動態(tài)增強MRI掃描序列選擇軸位3D FFE脂肪抑制序列，55個期相，7.3 s/期，掃描時間405 s，于第3個動態(tài)增強時相開始前經(jīng)肘靜脈注射0.1 mmol/kg(速率為5 mL/s)對比劑釓雙胺(美國GE公司)，采用30 mL生理鹽水沖管(5 mL/s)，結(jié)束后再行冠狀位、軸位T1WI脂肪抑制序列等常規(guī)增強掃描。觀察滑膜增厚表現(xiàn)，以橈動脈作為輸入動脈，避開周圍骨質(zhì)、脂肪等組織結(jié)構(gòu)勾畫感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，選取2個手腕關(guān)節(jié)滑膜明顯增厚層面，于每個層面選取2處滑膜明顯強化部位手動勾畫ROI，將原始數(shù)據(jù)傳送至相應(yīng)后處理軟件，獲取Ktrans、Vp、F、PS等各定量參數(shù)及相應(yīng)偽彩圖。

1.2.3血清標(biāo)志物檢測方法 于2組治療前、治療3個月后采集清晨空腹靜脈血3 mL，離心處理，3 000 r/min，10 min，取上清液，保存于-80 ℃恒溫冰箱內(nèi)，待檢。采用HITACHI 7600型全自動生化儀檢測血清類風(fēng)濕因子(rheumatoid factor，RF)水平，Roche Cobas E-411型電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀檢測血清抗環(huán)瓜氨酸肽(cyclic citrulline peptide，CCP)抗體水平。

1.3觀察指標(biāo) ①2組一般資料。②2組治療前、治療3個月后MRI影像特征、定量參數(shù)，包括骨侵蝕、骨髓水腫，其中骨侵蝕0～10分，骨髓水腫0～3分，分值越高，提示骨侵蝕、骨髓水腫越嚴重。③2組治療前、治療3個月后血清RF、CCP抗體。④MRI影像特征、定量參數(shù)與血清標(biāo)志物相關(guān)性。⑤MRI影像特征、定量參數(shù)構(gòu)建的Logistic回歸模型。⑥MRI影像特征、定量參數(shù)評估療效價值。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。計量資料采用獨立樣本t檢驗和配對t檢驗，計數(shù)資料比較采用χ2檢驗，等級資料比較采用Ridit檢驗，相關(guān)性采用Pearson相關(guān)系數(shù)模型分析；影響因素采用Logistic多因素回歸分析；評估價值采用受試者工作特征(receiver operating characteristic curve，ROC)曲線分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.12組一般資料 2組年齡、性別、BMI、吸煙、飲酒差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；2組疾病活動度、累及關(guān)節(jié)數(shù)目差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups

2.22組治療前后MRI影像特征、定量參數(shù) 治療前，2組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；治療3個月后，2組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS低于治療前，有效組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS低于無效組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 2組治療前后MRI影像特征、定量參數(shù)比較Table 2 Comparison of MRI imaging characteristics and quantitative parameters between two groups before and after treatment

2.32組治療前后血清標(biāo)志物 治療前，2組血清CCP抗體、RF水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；治療3個月，2組血清CCP抗體、RF水平低于治療前，有效組血清CCP抗體、RF水平低于無效組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表3 2組治療前后血清標(biāo)志物比較Table 3 Comparison of serum markers between two groups before and after treatment

2.4MRI影像特征、定量參數(shù)與血清標(biāo)志物相關(guān)性 Pearson相關(guān)性分析，治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值與血清CCP抗體、RF差值呈正相關(guān)(P<0.05)，見表4。

表4 MRI影像特征、定量參數(shù)與血清標(biāo)志物相關(guān)性Table 4 Correlation between MRI imaging characteristics, quantitative parameters and serum markers

2.5MRI影像特征、定量參數(shù)構(gòu)建的Logistic回歸模型 以RA療效作為因變量(有效=0，無效=1)，治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值作為自變量，Logistic回歸分析顯示，治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值是RA療效的獨立影響因素(P<0.05)，見表5、6。Logistic回歸模型方程：3.175-1.058×骨侵蝕評分差值-0.842×骨髓水腫評分差值-0.894×Ktrans差值-0.606×Vp差值-0.952×F差值-1.014×PS差值。

表5 自變量賦值方法Table 5 Assignment method of independent variables

表6 MRI影像特征、定量參數(shù)構(gòu)建的Logistic回歸模型Table 6 Logistic regression model constructed by MRI imaging characteristics and quantitative parameters

2.6MRI影像特征、定量參數(shù)評估療效價值 以無效組作為陽性樣本，有效組作為陰性樣本，根據(jù)2組治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值繪制ROC曲線，結(jié)果顯示，MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值單獨評估療效的AUC分別為0.816、0.719、0.769、0.803、0.828、0.778，將治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值構(gòu)建的Logistic回歸模型方程進行擬合，返回預(yù)測概率Logit(P)作為獨立檢驗變量，獲取聯(lián)合評估療效的AUC為0.924，95%CI：0.862～0.965，敏感度為88.46%，特異度為87.23%，優(yōu)于各指標(biāo)單獨評估價值，見表7。

表7 MRI影像特征、定量參數(shù)評估療效價值Table 7 The value of MRI imaging characteristics and quantitative parameters in evaluating curative effect

3 討 論

RA是以慢性炎癥、進行性骨損傷為重要特征的自身免疫性疾病，多累及四肢等周圍關(guān)節(jié)，亦可并發(fā)血管、神經(jīng)、心、眼、肺等多系統(tǒng)損害，需及時采取可靠治療措施抑制炎癥進展，避免關(guān)節(jié)發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞[7-8]。目前，甲氨蝶呤是臨床公認較為有效的藥物，其應(yīng)用于RA治療中的主要機制是通過抑制甲?；D(zhuǎn)移酶、二氫葉酸還原酶活性，阻滯炎癥細胞因子產(chǎn)生，但長期應(yīng)用極易損害肝功能及血液系統(tǒng)[9-10]。研究證實，生物制劑聯(lián)合甲氨蝶呤治療RA療效顯著優(yōu)于甲氨蝶呤單獨應(yīng)用，且具有良好安全性[11-12]。但由于RA具有反復(fù)進行性發(fā)作等特點，治療方案需根據(jù)療效進行針對性調(diào)整，而DAS28評分作為主要的療效評估依據(jù)，僅可判斷治療前后疾病活動性變化情況，對疾病病理改變無法作出有效判斷，因此具有一定局限性[13]。積極探索更為可靠的評估療效的方法具有重要意義。

3.0 T MRI具有較高軟組織分辨力與對比度，可清晰顯示關(guān)節(jié)骨、軟骨、滑膜、周圍軟組織等骨關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)，與X線檢查相比，在顯示骨髓水腫、骨侵蝕等早期形態(tài)學(xué)改變方面具有明顯優(yōu)勢，在RA診斷中的應(yīng)用價值已得到臨床廣泛認可[14]。高鵬等[15]報道顯示，MRI檢查骨侵蝕、骨髓水腫評分在RA治療后明顯下降。在此基礎(chǔ)上，本研究證實，治療3個月后有效組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分低于無效組，且均與血清RF、CCP抗體呈正相關(guān)，說明MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分變化情況不僅與血清標(biāo)志物水平變化密切相關(guān)，還可作為評估療效的輔助指標(biāo)。本研究亦表明，MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分對RA療效具有良好評估價值。但有研究顯示，MRI平掃雖可清晰顯示骨髓水腫、骨侵蝕等大致形態(tài)學(xué)改變，但無法區(qū)分增厚的滑膜組織與關(guān)節(jié)積液，從而在反映滑膜炎癥病理改變中應(yīng)用受限[16-17]。故本研究在MRI平掃了解關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)改變基礎(chǔ)上利用MRI動態(tài)增強技術(shù)進行動態(tài)增強掃描，觀察對比劑進入體內(nèi)后腕關(guān)節(jié)周圍滑膜組織T1WI信號強度變化情況，并經(jīng)由后處理軟件獲取治療前、治療3個月后Ktrans、Vp、F、PS等各定量參數(shù)，結(jié)果顯示，有效組治療3個月后Ktrans、Vp、F、PS低于無效組，治療前后變化差值明顯高于無效組，且各參數(shù)均與血清RF、CCP抗體呈正相關(guān)。分析原因，Ktrans表示對比劑從血管內(nèi)至血管外的轉(zhuǎn)移常數(shù)，滑膜炎癥活動性越強，血管通透性越高，Ktrans值越大[18]；Vp表示對比劑在血漿容積中所占百分比，可反映病變區(qū)域內(nèi)微血管密度及微循環(huán)生理學(xué)的特性[19]；F是血流灌注參數(shù)，主要反映病變組織內(nèi)血流動力學(xué)改變情況[20]；PS是指滑膜微血管通透性程度，反映血管表面滲透性，為評估滑膜炎癥病理改變情況提供可靠依據(jù)[21]。在經(jīng)過有效治療后RA患者滑膜炎癥程度、血管密度、數(shù)量及增生程度明顯減輕，病變組織區(qū)域新生血管形成減少，從而促使Ktrans、Vp、F、PS顯著下降[22-23]。本研究結(jié)果顯示，MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值是RA療效的獨立影響因素，且在評估RA療效中均具有一定評估價值，可作為臨床評估療效的重要輔助指標(biāo)。

此外，本研究初次嘗試將MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值構(gòu)建的Logistic回歸模型方程進行擬合，返回預(yù)測概率Logit(P)作為獨立檢驗變量，獲取的聯(lián)合評估價值明顯優(yōu)于各指標(biāo)單獨評估價值，為臨床評估療效提供新思路，可從不同方面反映RA患者病情變化情況，有利于合理調(diào)整治療方案，從而達到維持療效、減少發(fā)作頻次的目的。但本研究未詳細探討MRI影像特征、定量參數(shù)與RA患者遠期預(yù)后的關(guān)系，需延長隨訪時間，做進一步分析與研究。

綜上所述，MRI檢查骨侵蝕、骨髓水腫影像特征、Ktrans、Vp、F、PS等定量參數(shù)聯(lián)合構(gòu)建的評估模型可作為評估RA療效的重要輔助途徑，能為臨床準確評估療效提供更全面、可靠的數(shù)據(jù)支持。