林敏貴，陳賢源，俞順，馬明平

中軸型脊柱關(guān)節(jié)炎(axial spondyl oar t hr it is，SpA)起病年齡較輕、病程長、非活動期和活動期的交替出現(xiàn)為其主要特點，活動期的頻繁出現(xiàn)多提示預(yù)后不良，嚴重者可致骶髂關(guān)節(jié)和中軸脊柱的強直畸形，早期控制疾病活動狀態(tài)能顯著改善SpA患者預(yù)后和生活質(zhì)量[1-2]。SpA疾病進展過程中影像學(xué)，尤其是MRI檢查對診斷骶髂關(guān)節(jié)炎具有重要作用[3-4]。動態(tài)增強MRI(dynamic cont r ast-enhanced MRI，DCE-MRI)技術(shù)[5]通過觀察對比劑由血管進入組織引起T1弛豫時間的改變，量化評估病灶的微循環(huán)灌注和血流動力學(xué)的改變，能夠為骶髂關(guān)節(jié)活動性評估提供量化指標。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集2017年5月至2020年5月福建省立醫(yī)院風(fēng)濕科收治的65例SpA患者為病例組，18例排除SpA診斷的正常骶髂關(guān)節(jié)受檢者為對照組。病例組納入標準：(1)符合國際SpA評價工作組(Assessment of Spondyl oar t hr it is Int er nat ional Societ y，ASAS)推出2009年中軸型脊柱關(guān)節(jié)病分類標準[4]；(2)腰背疼痛持續(xù)1年以上，根據(jù)修訂版紐約標準[3]確診為強直性脊柱炎(ankyl osing spondyl itis，AS)；(3)臨床及MRI檢查資料齊全。對照組納入標準：(1)臨床排除SpA診斷；(2)骶髂關(guān)節(jié)正常，骨質(zhì)未見破壞及增生、硬化，MRI短TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)(short TI inver sion r ecover y，STIR)序列雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)骨質(zhì)未見高信號。以上所有受檢者均排除MRI檢查禁忌證和對比劑過敏、排除患有原發(fā)性骨質(zhì)疏松、代謝性系統(tǒng)疾病、免疫性系統(tǒng)疾病、腫瘤或癌癥、合并其他骨病以及近6個月有激素和免疫藥物用藥史。

1.2 試驗分組

對照組18例，年齡17～59(38.5±12.3)歲，ASDAS-CRP評分為(0.60±0.00)；病例組65例，年齡17～71(36.8±13.4)歲，強直性脊柱炎疾病活動評價積分(ankyl osing spondyl itis disease act ivit y scor e，ASDAS)-CRP評分平均為(2.33±1.28)。結(jié)合ASDAS-CRP評分[6]，病例組中活動組(ASDAS-CRP＞1.3)47例，男34例，女13例，年齡17～71(37.5±14.7)歲，ASDAS-CRP評 分 平 均 為(2.91±1.02)；非 活 動 組(ASDAS-CRP≤1.3)18例，男10例，女8例，年齡17～57(34.9±10.1)歲，ASDAS-CRP評分平均為(0.828±0.187)。對照組以及活動組、非活動組各組間的患者性別、年齡比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均＞0.05)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(批準文號：K2016-09-023)，所有患者簽署知情同意書且全程參與研究。

1.3 檢查方法

采用Siemens Aer a 1.5 T磁共振掃描儀，掃描序列及方位：常規(guī)橫軸位T1WI、T2WI、T2WI-f s以及斜冠狀位T1WI、PDWI-f s，DCE-MRI掃描采用三維容積內(nèi)插值法屏氣檢查(vol umetric interpol ated breath-hol d examinat ion，VIBE)T1WI序列，橫斷面，先掃描(3°、6°、9°)三組T1-vibe序列，利用多翻轉(zhuǎn)角技術(shù)，產(chǎn)生T1原始圖(Tlmap圖)，計算出增強前定量的T1基線值，隨后進行DCE-MRI T1-Vibe序列掃描(TR 4.41 ms，TE 1.51 ms，F(xiàn)OV 340 mm×340 mm，激勵次數(shù)1，層厚3.5 mm，間隔0.7 mm，矩陣192×154)，在第1次采集結(jié)束后，經(jīng)手背靜脈以3.5 mL/s的速率0.1 mmol/kg的劑量注入釓對比劑，每次釆集時間為6.9 s，共采集40次動態(tài)增強數(shù)據(jù)，掃描時間4 min 34 s，DCE-MRI檢查前后序列掃描定位層面相一致。

1.4 參數(shù)后處理

由兩位擁有資深影像診斷經(jīng)驗以及熟練掌握Omni Kinet ics軟件的高年資主治醫(yī)師將DCE-MRI原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入圖像灌注處理軟件(Omni-Kinet ics，Gener al El ect r ic syst ems)，最適擬合AFI曲線通過勾畫髂內(nèi)或髂外動脈，利用Tof t s兩室血流動力學(xué)模型計算感興趣區(qū)域定量滲透參數(shù)[容積轉(zhuǎn)運常數(shù)(Ktrans)、血管內(nèi)容積分數(shù)(Vp)、血管外細胞外容積分數(shù)(Ve)、反流速率常數(shù)(Kep)]、定量灌注參數(shù)[血容積(bl ood vol ume，BV)、血流速(bl ood f l ow，BF)、對比劑平均通過時間(mean t r ansit t ime，MTT)]和半定量參數(shù)[達峰時間(t ime t o peak，TTP)、最大濃度(Cmax)、最大斜率(Sl opemax)、濃度-時間曲線下面積(AUC)]。通過觀察骶髂關(guān)節(jié)動態(tài)增強圖像上影像學(xué)改變，結(jié)合骶髂關(guān)節(jié)常規(guī)橫軸位及斜冠狀位壓脂圖像，分別在骶側(cè)、髂側(cè)軟骨下骨髓區(qū)手工勾畫3個ROI，大小約25 mm2，3個ROI測量值的平均值作為最終測量值，病例組的ROI選取病灶范圍最廣的層面，根據(jù)病灶的范圍調(diào)整ROI大小。ROI的選定應(yīng)盡量靠近關(guān)節(jié)軟骨，但不包括關(guān)節(jié)軟骨，且應(yīng)該遠離血管、骨皮質(zhì)等區(qū)域。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。各組數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗：服從正態(tài)分布，則采用配對t檢驗；不服從正態(tài)分布，則采用秩和檢驗；比較病例組和對照組、非活動組和活動組組間的量化參數(shù)；并對有統(tǒng)計學(xué)意義的差異性量化參數(shù)與ASDAS-CRP評分進行等級相關(guān)性分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 對照組、病例組骶髂關(guān)節(jié)常規(guī)MRI及DCE-MRI表現(xiàn)

對照組骶髂關(guān)節(jié)各組成骨形態(tài)、結(jié)構(gòu)、信號未見異常，關(guān)節(jié)間隙未見狹窄、增寬及異常信號，關(guān)節(jié)面光滑，周圍軟組織未見異常信號(圖1A、1B)，增強掃描骶髂關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)及關(guān)節(jié)軟骨未見異常強化(圖1C)，定量參數(shù)偽彩圖顏色均勻，以藍綠色為主(圖1D)。SpA患者雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)表現(xiàn)不同程度骨質(zhì)增生硬化、骨髓內(nèi)脂肪蓄積、關(guān)節(jié)面下骨破壞侵蝕、關(guān)節(jié)軟骨破壞(圖2A、2B；圖3A、3B)，關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)炎癥水腫表現(xiàn)為長T1長T2信號(圖3A、3B)，T2WI脂肪抑制序列表現(xiàn)為高信號(圖3B)，增強掃描非活動組關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)及關(guān)節(jié)軟骨強化不明顯(圖2C)，活動組關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)及關(guān)節(jié)軟骨表現(xiàn)為不同程度斑片狀異常強化(圖3C)，定量參數(shù)偽彩圖隨著炎癥活動性提高逐漸混雜(圖2D，圖3D)，炎癥活動性越高，偽彩圖偏向紅黃色為主(圖3D)。

圖1 對照組：男，28歲，HLA-B27：-，CRP：0.754 mg/L，ESR：2 mm/h，ASDAS-CRP：0.6。A、B：T1WI冠狀位、T2WI軸位壓脂序列提示雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)未見明顯異常信號；C：DCE-MRI增強掃描雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)及周圍軟組織未見明顯異常強化；D：Ktrans偽彩圖，軟骨下骨質(zhì)的定量參數(shù)值Ktrans、Kep、Ve、Vp分別為0.0174 min-1、0.7762 min-1、0.0978、0.0072 圖2 病例組中非活動組：女，39歲，HLA-B27：+，CRP：4.1 mg/L，ESR：23 mm/h，ASDAS-CRP：1。A、B：T1WI冠狀位、T2WI軸位壓脂序列提示雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)骨質(zhì)增生、硬化，骨髓脂肪變，未見明顯炎癥、水腫異常信號；C：DCE-MRI增強掃描后雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)強化不明顯，周圍軟組織未見明顯異常強化；D：Ktrans偽彩圖，軟骨下骨質(zhì)的定量參數(shù)值Ktrans、Kep、Ve、Vp分別為0.0939 min-1、1.8916 min-1、0.0409、0.0081 圖3 病例組活動組：男，18歲，HLA-B27：+，CRP：12.1 mg/L，ESR：7.5 mm/h，ASDAS-CRP：3.8。A、B：T1WI冠狀位提示雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)見多發(fā)邊界模糊的斑片狀、片狀低信號；壓脂T2WI軸位病灶呈不均勻高信號，以左側(cè)中上部為著，相應(yīng)關(guān)節(jié)面欠光整；C：DCE-MRI增強掃描雙側(cè)骶髂相應(yīng)關(guān)節(jié)面下骨質(zhì)不均勻強化，以左側(cè)中上部為著；D：Ktrans偽彩圖，軟骨下骨質(zhì)病灶處定量參數(shù)值Ktrans、Kep、Ve、Vp分別為0.1602 min-1、1.9996 min-1、0.0817、0.0007Fig.1 Control group:male,28 years old,HLA-B27:-,CRP:0.754 mg/L,ESR:2 mm/h,ASDAS-CRP:0.6.A,B:T1WIcoronal and T2WIaxial fat suppression sequences showed that there was no obvious abnormal signal in the subarticular bone of bilateral sacroiliac joint;C:DCE-MRI enhanced scan showed no obvious abnormal enhancement of bone and surrounding soft tissue under the surface of bilateral sacroiliac joint;D:Ktrans pseudo-color map showed that the quantitative parameter values of Ktrans,Kep,Ve and Vp of subchondral bone were 0.0174 min-1,0.7762 min-1,0.0978 and 0.0072,respectively.Fig.2 Inactive group in case group:female,39 years old,HLA-B27:+,CRP:4.1 mg/L,ESR:23 mm/h,ASDAS-CRP:1.A,B:T1WIcoronal and T2WIaxial fat suppression sequences,showed hyperosteogeny,sclerosis and bone marrow steatosis of bilateral sacroiliac joint,and no obvious abnormal signals of inflammation and edema were found;C:DCE-MRIenhanced scan showed the bone under the surface of bilateral sacroiliac joints wasslightly enhanced,and no obvious abnormal enhancement was found in the surrounding soft tissue;D:Ktrans pseudo-color map showed that the quantitative parameter values of Ktrans,Kep,Ve and Vp of subchondral bone were 0.0939 min-1,1.8916 min-1,0.0409 and 0.0081,respectively.Fig.3 Inactive group in case group:male,18 years old,HLA-B27:+,CRP:12.1 mg/L,ESR:7.5 mm/h,ASDAS-CRP:3.8.A:The coronal plane of T1WI,showed multiple patchy and patchy low signal intensity with blurred boundaries in the subarticular bone of the bilateral sacroiliac joint;B:T2WI axial fat suppression sequences showed inhomogeneous high signal intensity,especially in the middle and upper part of the left side,and the corresponding articular surfaces were not smooth;C:DCE-MRI enhanced scan showed inhomogeneous bone enhancements under the corresponding joint surface of bilateral sacroiliac joint,especially in the middle and upper part of the left side;D:Ktrans pseudo-color map showed that the quantitative parameter valuesof Ktrans,Kep,Ve and Vp of subchondral bone were 0.1602 min-1,1.9996 min-1,0.0817 and 0.0007,respectively.

2.2 病例組和對照組之間骶髂關(guān)節(jié)微血管通透性參數(shù)比較

病例組和對照組定量滲透參數(shù)、定量灌注參數(shù)、半定量參數(shù)不符合正態(tài)分布，運用秩和檢驗比較組間參數(shù)，病例組中Ktrans、Ve、Kep、TTP均高于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P均＜0.05)，在病例組和對照組比較中Vp、BV、BF、MTT、Cmax、Sl opemax、AUC差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，見表1。

表1 對照組和病例組之間動態(tài)增強MRI微血管通透性參數(shù)對比Tab.1 Comparison of dynamic enhanced MRImicrovascular permeability parameters between the control group and the case group

2.3 病例組中非活動組和活動組之間骶髂關(guān)節(jié)微血管通透性參數(shù)比較

非活動組和活動組定量滲透參數(shù)、定量灌注參數(shù)、半定量參數(shù)不符合正態(tài)分布，運用秩和檢驗比較組間參數(shù)，活動組中Ktrans、Ve、Kep、TTP均高于非活動組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P均＜0.05)；在活動組和非活動組比較中，Vp、BV、BF、MTT、Cmax、Sl opemax、AUC差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，見表2。

表2 非活動組和活動組之間動態(tài)增強MRI微血管通透性參數(shù)值對比Tab.2 Comparison of dynamic enhanced MRImicrovascular permeability parametersbetween the inactivegroup and the activegroup

2.4 與ASDAS-CRP評分之間的相關(guān)性

運用Spear man等級相關(guān)性分析，組間具有統(tǒng)計差異定量指標Ktrans、Kep、Ve與ASDAS-CRP評分均相關(guān)，其中Ktrans與ASDAS-CRP評分之間高度相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為0.663)，相關(guān)性優(yōu)于Kep(0.286)、Ve(0.441)。

3 討論

中軸型脊柱關(guān)節(jié)炎引起的骶髂關(guān)節(jié)炎病理改變較為復(fù)雜，早期主要表現(xiàn)為骨髓水腫[7]，STIR序列從宏觀水含量的角度診斷骨髓水腫[8-9]，然而骨髓水腫屬于炎癥級聯(lián)反應(yīng)鏈產(chǎn)生的結(jié)果，文獻[10-11]證實骶髂關(guān)節(jié)軟骨下骨髓炎癥病理表現(xiàn)為炎性細胞浸潤，骨髓血管翳的侵入，從而導(dǎo)致炎性因子進一步激活，加劇炎癥反應(yīng)鏈，血管通透性增加導(dǎo)致骨髓水腫。對于骶髂關(guān)節(jié)炎癥引起局部血流動力學(xué)和微循環(huán)灌注的改變，STIR序列無法量化，存在局限性。DCE-MRI通過將順磁性對比劑注入靜脈，從而縮短組織的T1弛豫時間，并通過動態(tài)監(jiān)測受檢部位不同時間的圖像變化，計算對比劑到達受檢組織前后T1弛豫時間的變化，從而間接評估受檢組織血流運動狀態(tài)和微循環(huán)灌注的改變，為骶髂關(guān)節(jié)炎癥活動性評估提供量化指標。

3.1 DCE-MRI成像原理和微血管通透性參數(shù)分析

本研究DCE-MRI利用圖像灌注處理軟件(Omni-Kinet ics)雙室模型對骶髂關(guān)節(jié)軟骨面下骨質(zhì)血流運動狀態(tài)進行量化，獲得半定量參數(shù)、定量灌注參數(shù)、定量滲透參數(shù)，該技術(shù)廣泛運用于心、腦等部位疾病的研究，尤其是對腫瘤的評價受到了廣泛的認可[12-14]。

半定量參數(shù)主要是對對比劑廓清的速度和幅度進行量化[15]。定量灌注參數(shù)主要體現(xiàn)對比劑在病灶微血管內(nèi)的含量和通過的速度[16]，缺乏與血管外組織間隙的聯(lián)系。定量滲透參數(shù)同時包括了組織微循環(huán)灌注和血管通透性的信息，并可以將血管內(nèi)和血管外組織間隙聯(lián)系起來[17]，主要參數(shù)Ktrans表示單位時間內(nèi)對比劑由血液滲透到組織間隙的轉(zhuǎn)運系數(shù)，Ktrans值與組織內(nèi)血管通透性有關(guān)，Ktrans越大，微血管灌注和通透性越大；Kep表示單位時間內(nèi)對比劑由組織間隙滲透到血管的速率，Kep也可以作為微血管通透性的指標；Ve表示對比劑在血管外細胞外間隙的容積，可以反映組織壞死和細胞化程度，Ve越大，則提示細胞化程度越低或壞死程度越高；Vp代表對比劑在血管內(nèi)的容積。

3.2 DCE-MRI微血管通透性參數(shù)對骶髂關(guān)節(jié)炎癥活動性定量評估的診斷價值

骶髂關(guān)節(jié)炎癥進展過程中，炎性細胞的聚集，骨髓血管翳的形成，炎性因子的激活，會導(dǎo)致血管的擴張和局部血流量的增加，表現(xiàn)為骶髂關(guān)節(jié)軟骨面下骨質(zhì)不同程度強化，DCE-MRI微血管通透性參數(shù)改變。本研究活動組的Ktrans、Ve、Kep均高于非活動組，與王娟等[18]的研究結(jié)果相符，提示骶髂關(guān)節(jié)炎癥活動時關(guān)節(jié)滑膜、骨髓的血管和微循環(huán)通透性增加，炎性因子的作用導(dǎo)致活動組骶髂關(guān)節(jié)病灶局部的微血管灌注和通透性增加高于非活動組，從而導(dǎo)致了Ktrans和Kep的增加；Ve升高一方面提示骨髓水腫程度，血管通透性增加，血管外組織間隙內(nèi)滲出增多，另一方面可能提示組織壞死程度[19]，炎性因子對骨髓組織有一定的破壞作用，骨髓壞死增加，血管外細胞外間隙容積增大，Ve增高。Vp值在病例組和對照組之間、非活動組和活動組差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，與初廣宇等[19]及仰肖敏[20]的研究結(jié)論相符，可能由于雙室模型中骨髓組織間隙容量相對于血管的容量明顯較小，自骨髓組織間隙進入血管的對比劑容量無法引起血管內(nèi)對比劑容量統(tǒng)計意義的變化，未來可利用不同的數(shù)學(xué)模型進一步證實。

骶髂關(guān)節(jié)炎活動期彩色多普勒超聲提示骶髂關(guān)節(jié)血流增多，頻譜為低阻血流，理論推斷隨著骶髂關(guān)節(jié)炎癥活動度提高，半定量參數(shù)TTP值應(yīng)表現(xiàn)為縮短[21]，本研究發(fā)現(xiàn)病例組的TTP值高于對照組，活動組的TTP值高于非活動組，與楊洋等[22]研究炎性關(guān)節(jié)病變的結(jié)果不符合。分析原因與本次納入研究的活動組和非活動組樣本量差異有關(guān)，另外活動組內(nèi)部分患者年齡較大、病程較長，血管損害較重，微血管彈性下降，阻力增高，血管床充盈時間延長，增加活動組整體TTP值。同時研究發(fā)現(xiàn)部分患者在TTP值延長的同時，Ktrans值也表現(xiàn)為減低，可能是灌注不足的同時影響了血管內(nèi)和組織間隙之間對比劑的滲透。因此半定量參數(shù)雖然易于測量，但是結(jié)果易受到多種因素的影響，如儀器參數(shù)、對比劑濃度、采集方式等，且個體之間可因骨髓內(nèi)毛細血管和血竇數(shù)目不同，動脈血壓和血管舒縮因子的差別，導(dǎo)致半定量參數(shù)差異較大，結(jié)果之間難以相互比較。

3.3 與ASDAS-CRP評分相關(guān)性

臨床上評估SpA炎癥活動性缺乏金標準，病理活檢較為困難，目前常采用ASDAS-CRP評分系統(tǒng)。ASDAS-CRP評分是在評估患者癥狀的基礎(chǔ)上結(jié)合了客觀血清學(xué)炎性指標得出的一個較為綜合的評分標準，雖優(yōu)于單一主觀因素的BASDAI評分[23]，但其也受到患者主觀因素及血清學(xué)指標的影響，往往不能客觀、準確、及時地反映病情活動性和藥物療效的變化，所以臨床需要一種較準確、客觀的評估方法。

本研究中Ktrans、Kep、Ve值與ASDAS-CRP評分都有較好的正相關(guān)，尤其Ktrans值與ASDAS-CRP評分具有高度相關(guān)性，說明DCE-MRI微血管通透性參數(shù)與ASDAS-CRP評分有很強的一致性。DCE-MRI技術(shù)能夠通過定量滲透參數(shù)值的改變(Ktrans、Kep、Ve)檢出血流動力學(xué)異常的骶髂關(guān)節(jié)，評估骶髂關(guān)節(jié)炎活動狀態(tài)，提供量化指標。結(jié)合ASDAS-CRP評分和DCE-MRI微血管通透性參數(shù)得到的綜合指標對提高SpA炎癥活動性評估的診斷效能是未來進一步研究的方向。

綜上，動態(tài)增強MRI微血管通透性參數(shù)可以直觀反映骶髂關(guān)節(jié)軟骨下骨髓區(qū)域微循環(huán)灌注狀態(tài)，Ktrans值與ASDAS-CRP評分具有高度相關(guān)性，可為評估骶髂關(guān)節(jié)炎癥活動性提供重要量化指標。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。