多模態MRI成像評估強直性脊柱炎髖關節病變炎性活動的價值

張艷輝，屈小春，竇科妮，劉耀飛

1.商丘醫學高等專科學校醫學技術學院，河南 商丘 476000；2.西安市第五醫院影像科，陜西 西安 710082

強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)是一種較常見的血清陰性脊柱關節病[1]，髖關節為其主要受累部位。有報道表明，25%～50%的AS 患者出現髖關節病變，其中近九成患者表現為雙側受累[2]。同時髖關節病變也是AS 患者致殘的一大主要原因，給患者工作生活帶來嚴重影響，因此早期進行準確診斷，有利于提升臨床療效，減少致殘現象。當前對AS 髖關節病變的主要診斷方式為影像學檢查，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、多參數成像，并具有功能性成像的優勢[3]，能夠提供更多的診斷價值。本研究旨在分析多模態MRI成像對于AS髖關節病變炎性活動的評估價值。

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 個月～30 年，平均(15.62±3.69)年。根據髖關節病變情況將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，關節腫脹、積液57 例，軟骨異常32 例，骨髓水腫41 例。再根據Bath AS疾病活動度評分標準(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Score Index，BASDAI)[4]將病變組患者分為活動期(BASDAI≥6 分，50 例)和穩 定 期(BASDAI≤4 分，36 例)，4 分＜BASDAI＜6 分時，若C反應蛋白＞30 mg/L或紅細胞沉降率＞20 mm/h則為活動期，反之則為穩定期。納入標準：①符合臨床對AS 的診斷標準[5]，并結合實驗室檢查確診；②入選患者對本研究了解知情。排除標準：①合并外周性關節炎；②股骨頭壞死；③患有手術禁忌證；④惡性腫瘤；⑤髖關節外傷；⑥影像學資料不全。本研究已獲得醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 檢查方法 所有患者檢查前8 h 禁止飲食，靜息狀態下采取平臥姿態，使用PHILIPS Ingenia 3.0T磁共振成像儀均行常規MRI 平掃、擴散加權磁共振(diffusion weighted MR imaging，DWI)、磁共振動態增 強(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)掃描。①MRI 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：采用動態掃描，使用高壓注射器經肘靜脈，注射對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，動脈延遲時間30 s，靜脈延遲時間90 s。

1.3 圖像處理 由本院兩名有5 年以上影像診斷經驗的放射科醫師，在未知任何病理結果情況下，對圖像進行審閱并分析。(1)圖像數據處理：數據經傳輸至工作站后進行圖像處理，觀察患者髖關節骨髓、髖臼和間隙之間變化，以及關節腔積液、關節囊起止點和肌腱韌帶的異常情況。放置感興趣區域(region of interest，ROI)，圈定較大的ROI。(2) IVIM-DWI 序列：將圖像導入Intelli Space Portal軟件進行數據處理，處理參數有表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)。(3) DCE-MRI 序列：使用Tissue 對圖像進行數據處理，包括校正、調準、描繪和勾選ROI，處理參數有容積轉運常數(volumetric transport constant，Ktrans)、速率常數(rate constant，Kep)值。

1.4 統計學方法 應用IBM SPSS Statistics 24.0

軟件行統計學分析。計量資料符合正態分布，以均數±標準差(±s)表示，采用單因素方差分析和獨立t檢驗；計數資料比較采用χ2檢驗；利用受試者特征工作曲線(Receiver Operating Characteristic Curve，ROC)分析多模態MRI檢查參數對AS患者髖關節病變炎性活動的診斷效能；采用Spearman法分析多模態MRI檢查參數與BASDAI 評分的相關性。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者的一般資料比較 兩組患者的性別、年齡、體質量指數和病程比較差異均無統計學意義(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，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組患者的MRI檢查結果比較(±s)

表2 兩組患者的MRI檢查結果比較(±s)

組別病變組未病變組t值P值例數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 不同活動度的AS髖關節病變患者檢查結果比較 活動期AS 髖關節病變患者的ADC 值、Ktrans值和Kep值、BASDAI 評分明顯高于穩定期患者，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表3。

表3 不同活動度的AS髖關節病變患者MRI檢查結果比較(±s)

表3 不同活動度的AS髖關節病變患者MRI檢查結果比較(±s)

活動性穩定期活動期t值P值例數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MRI 檢查參數對髖關節病變炎性活動的評估價值 采用ROC 分析ADC 值、Ktrans值和Kep值對髖關節病變炎性活動的診斷效能，曲線下面積(AUC)、臨界值、敏感度、特異度和置信區間如表4所示，其中ADC 值診斷AS 患者髖關節病變炎性活動的效果最好，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MRI檢查參數評估髖關節病變炎性活動性的ROC曲線

表4 多模態MRI檢查參數對髖關節病變炎性活動的評估價值

2.5 多模態MRI 檢查參數與BASDAI 評分的相關性 經Spearman 法分析結果顯示，AS 髖關節病變患者的BASDAI評分與ADC值、Ktrans值均呈正相關(r=0.670，0.543，P＜0.05)；AS 髖關節病變患者的BASDAI評分與Kep值無明顯相關性(P＞0.05)。

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

圖2 患者雙側骶髂關節C

圖3 患者雙髖關節MR 橫軸位T2WI_mDIXON序列像

圖4 患者雙髖關節MR 橫軸位T1WI像

圖5 患者雙髖關節T1WI像

圖6 患者雙髖關節T2WI_mDIXON序列像

3 討論

AS作為一類慢性進行性炎癥疾病，其特征為炎癥高度活動及低度活動相互交替[6]。AS 髖關節病變發病初期較隱匿，癥狀不典型，極易造成漏診[7]。患者察覺到明顯疼痛或活動受限時，病情活動至中晚期，關節軟骨已受到較嚴重的炎癥損傷，給臨床治療造成較大困難。目前X線、CT和MRI是診斷AS髖關節病變常用的影像學檢查方法，其中X 線片分辨率較低，不易觀察和診斷髖關節早期病變，CT檢查較X線分辨率高，但對關節軟骨、關節滑膜、肌腱、骨髓病變不能進行有效評價。MRI 檢查能實現多平面、多參數、多序列成像，有效地呈現滑膜、軟骨、肌腱、骨髓等病變，彌補了X 線片與CT 檢查的不足。因此，MRI檢查對AS髖關節病的診療具有重要的臨床價值。

本研究結果顯示，120例AS患者中髖關節病變患者86例，病變率為71.67%，其中滑膜增生最多為68例，其次是關節周圍肌肉腫脹水腫、積液57例。既往研究有對180例AS患者的MRI檢測其病變率為72.22%[8]，與本研究數據較為接近。張斌斌等[9]的研究顯示，AS髖關節最主要的病理特征為滑膜炎，且發生率較骨髓水腫更高，該觀點亦在本研究中有較好的印證。本研究還發現，病變組的ADC值、Ktrans、Kep值均高于未病變組，提示多模態MRI的DWI序列、DCE-MRI序列參數可有效鑒別AS髖關節病變，與國外學者的研究結果相似[10]。同時，在針對不同炎癥活動度的患者進行多模態MRI 掃描中，本研究結果顯示，活動期患者的Ktrans、Kep值和ADC 值均明顯高于穩定期，提示DWI 能較好診斷AS 髖關節病變的炎癥活動度，原因可能是ADC值反映水分子擴散運動情況，髖關節病變程度越嚴重，細胞間隙變小，水分子擴散受限，因而較好反映髖關節炎性活動程度[11]；同時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值對脊柱病變有更強的相關性，能準確評估血流灌注和骨髓浸潤情況[12]。然而有研究顯示，DCE-MRI的ERmax和Slopemax等參數值雖可反映病理活動性，但屬于半定量分析法，無法較好反映滑膜炎癥的活動性，評估價值也較為有限[13]；本研究針對結果分析可能是Ktrans值屬于定量分析指標，能較好評估病變區微循環的病理特性，有助于滑膜病理情況的診斷。

此外，本研究選取多模態MRI檢測參數，對AS髖關節病變炎性活動的診斷價值進行ROC曲線分析，發現ADC值、Ktrans、Kep值評估AS髖關節病變活動期與穩定期的AUC 分別為0.826、0.792、0.788，提示多模態MRI有較好診斷髖關節病變炎性活動的價值，臨床可應用于AS 患者的病理活動程度診斷，以期精準評估患者的病情，與既往研究結果相近[14-15]。本研究還發現，ADC值、Ktrans值與BASDAI評分呈正相關，同時Kep值與之無明顯相關性，提示DCE-MRI 定量分析參數ADC值、Ktrans值與髖關節病變炎性活動具有良好的相關性，與近年來相關報道結果基本一致[16-17]。

綜上所述，AS 髖關節病變患者的MRI 表現較典型，滑膜炎、骨髓水腫、關節積液最為常見，多模態MRI 檢測具有高分辨率、圖像清晰可辨的優勢，能有效評估該類患者病變活動程度，建議對AS 患者的髖關節病變評估及診斷常規進行MRI掃描，以期為臨床診治提供可靠的依據。