IVIM-DWI在早期活動性強直性脊柱炎骶髂關節炎癥改變評估中的運用

李靈，姚艷，李濤，古軍軍，喬德育，張潤秋，李興華

(1.恩施土家族苗族自治州中心醫院中醫部放射科，湖北恩施 445000；2.恩施市中心醫院放射科，湖北恩施 445000)

強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)是主要累及人體中軸關節的自身免疫性慢性非特異性炎性疾病，其病情進展是慢性遷延且低、高度炎癥反應交替的過程，可表現為活動期與穩定期。確切的影像學骶髂關節炎是診斷AS的必要條件，體素內不相干運動擴散加權成像(in voxel incoherent motion diffusion weighted imaging,IVIM-DWI)是由多b值參與雙指數模型計算，能夠分離出純水分子造成的真性擴散及灌注造成的偽擴散，能從以上兩方面分析病灶微觀變化[1]。本研究探討IVIM-DWI在早期活動性AS骶髂關節炎癥改變評估中的運用價值，為早期 AS的診斷提供參考，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入2017年11月～2021年11月于本院收治的120例早期活動性AS患者，以及30名志愿者。AS患者根據MRI檢查骶髂關節骨髓是否發生水腫，設為骨髓水腫組以及骨髓正常組，分別為82例、38例；30名志愿者設為對照組。三組研究對象的性別、年齡、體質量指數(body mass index,BMI)等一般資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)；骨髓水腫組血清C反應蛋白(CRP)、血沉(ESR)均顯著高于骨髓正常組(P<0.05)，見表1。

表1 三組研究對象的一般資料比較

1.2 納入與排除標準

納入標準:AS均符合中華醫學會風濕病學分會《強直性脊柱炎診斷及治療指南》相關診斷標準[2]；早期：AS，處于活動期，Bath強直性脊柱炎病情活動指數≥6，或血沉ESR≥3 mm/h、血清CRP≥20 mg/L[3]；對照組為年齡、性別配對的健康志愿者。排除標準：風濕病、腫瘤、腰骶疼痛病史，脊柱創傷、手術治療史；內置金屬物、心臟起搏器。

1.3 方法

采用Signa HDxt 1.5T超導磁共振掃描儀(美國GE)，軸位 FSE T1WI：TR、TE 分別為400 ms、10 ms；FOV 28×28，層厚、層間距分別為4.0 mm、1.0 mm，掃描層數18。軸位 FSE T2WI：TR、TE 分別為2400 ms、110 ms；FOV 28×28，層厚、層間距分別為4.0 mm、1.0 mm，掃描層數18。斜冠狀位 STIR：TR、TE 分別為2700 ms、110 ms；FOV 28×28，層厚、層間距分別為4.0 mm、1.0 mm，掃描層數18。掃描定位線平行于S1-S3長軸連線。DWI：TR、TE 分別為5000 ms、50 ms；FOV 38×38，層厚、層間距分別為4.0 mm、1.5 mm，層數 20， NEX 4，b值600 s/mm2。②IVIM-DWI序列：TR 4500 ms，TE Minimum；FOV 32×32，層厚、層間距分別4.0 mm、0 mm，NEX 1，13個b值為10, 20, 30, 50, 80, 100, 200, 300, 600, 800, 1000,1500, 2000 s/mm2。采用GE MR Advantage Workstation 4.7工作站處理，采用IVIM-DWI序列進入MADC，生成ADC圖并測量，由2位高年資醫師進行雙盲測量，測量參數包括水分子擴散系數(Dslow值)、假性擴散系數(D fast值)、灌注分數(f值)。骨髓水腫組：MRI常規檢查明確骨髓水腫，IVIM-DWI的感興趣區(ROI)選擇4個信號最強區域的最大層面放置ROI，取均值。骨髓正常組、對照組：ROI分別放于第3骶孔或相鄰層面雙側髂骨、骶骨中央骨髓區(4個)，距離邊緣超過1 mm，ROI 面積150 mm2，取均值。

1.4 統計學分析

表2 三組IVIM-DWI參數比較

2 結果

2.1 三組IVIM-DWI參數比較

骨髓水腫組、對照組的D fast值均顯著低于骨髓正常組(P<0.05)，骨髓水腫組與對照組間差異無統計學意義(P>0.05)；骨髓水腫組Dslow值均顯著高于骨髓正常組與對照組(P<0.05)，骨髓正常組與對照組差異無統計學意義(P>0.05)；骨髓水腫組、骨髓正常組f值顯著高于對照組(P<0.05)，骨髓水腫組、骨髓正常組差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

2.2 ROC曲線分析

ROC曲線分析顯示，Dslow值0.53×10-3mm2/s鑒別骨髓水腫與骨髓正常的ROC曲線下面積、敏感性和特異性為0.96、95%、90%，D fast值11.90×10-3mm2/s的ROC曲線下面積、敏感性和特異性為0.90、90%、82%，f值鑒別價值較低。

3 討論

骨髓水腫被認為是早期活動性AS患者骶髂關節炎的特征性表現之一，而相比于X線、CT，MRI在脂肪沉積以及骨髓水腫等軟組織病變方面的診斷具有明顯優勢。其中，功能MRI序列DWI對骶髂關節骨髓水腫的診斷更為敏感，局部水分子增加導致的信號變化及ADC值變化通常作為AS活動性診斷的主要手段[4-6]。但實際上，人體內的擴散過程較為復雜，DWI的水分子擴散信息還涵蓋了毛細血管灌注造成的“假擴散”，這導致常規單指數模型得到的ADC值較實際水分子擴散系數更高[7]。有學者提出，IVIM分離了純水分子造成的真擴散以及灌注造成的假擴散，因此IVIM-DWI在顱內疾病、腫瘤疾病等的診斷中得到了廣泛運用，且逐步用于骨肌系統疾病的研究[8]。

本研究120例中，骶髂關節骨髓水腫82例，提示早期活動性AS患者普遍存在骶髂關節炎癥改變。骨髓水腫組Dslow值均顯著高于骨髓正常組與對照組(P<0.05)，考慮其主要原因在于：早期活動性AS患者骶髂關節發生炎癥時，局部血管性水腫以及炎性細胞浸潤程度加重，液體中蛋白質含量相應增加，水分子流動受阻，擴散受到一定限制[9]。骨髓水腫組、對照組的D fast值均顯著低于骨髓正常組(P<0.05)，主要原因為：患者骶髂關節發生炎癥后，出現確切的骨髓水腫影像表現之前，局部已經形成血管翳，增加了血流灌注量，因此骨髓正常組Dfast值更高；隨著骶髂關節炎癥的進展，骨髓腔內的血管性水腫加劇，骨髓腔內壓力上升，血管翳被破壞，血流灌注量下降，使得骨髓水腫組Dfast值略高于對照組，但未表現出統計學意義(P>0.05)[10]。骨髓水腫組、骨髓正常組f值顯著高于對照組(P<0.05)，即早期活動性AS患者的血流灌注分數高于正常人群，這與AS早期病理生理改變的關系密切；正常骶髂關節血供較少，因此f值較低，而早期活動性AS患者的骶髂關節血管翳經毛細血管運送到骨髓腔中血液和血清量增加，從而導致血流灌注分數f值更高[11-12]。本研究ROC曲線分析顯示，IVIM-DWI的Dslow、D fast值對早期活動性AS患者骶髂關節炎癥改變均具有較高的鑒別價值。