強直性脊柱炎骶髂關節病變磁共振成像定量研究進展

班超，葛麗紅，牛廣明，高陽

1 強直性脊柱炎

強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)是一種血清陰性脊柱關節病(seronegative spondyloarthropathy，sSPA)。AS在臨床中可表現為活動期與穩定期間歇發作，而且還具有患病率較高、病程較長、致殘率較高等特點[1]，但如果AS能夠早期發現并早期診斷及治療可以讓患者的生活質量明顯提高[2]。

1.1 病理基礎

AS首先會表現為骶髂關節炎，有研究[3]通過對骶骨側及髂骨側病變區行穿刺活檢，認為骶髂關節炎病理改變為關節滑膜增生及炎性改變、新生小血管、關節軟骨及骨組織破壞等表現。AS累及胸椎較為常見[4]，其次為腰椎、頸椎等中軸關節，其病理表現為椎體、間盤、滑膜及椎旁韌帶炎癥，當AS發展到后期時會導致病變區韌帶骨化及發生骨性強直[5]。

1.2 臨床表現

AS在我國發病率為0.3%左右[6]，且呈逐年上升趨勢。AS分為幼年型AS和成年型AS[7]，其發病年齡在16歲以前為幼年型AS，而幼年型AS更容易累及髖關節[8-9]。大多數AS患者在中后期會因喪失中軸關節大部分運動能力而喪失勞動能力[10]。AS診斷錯誤率較高，當AS合并有骶髂關節外受累者其值可達69.4%，而AS無關節外受累者其值達25.2%[11]。

2 強直性脊柱炎磁共振表現

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是能夠檢測AS活動性的方法之一[12]，在檢測骶髂關節炎活動性中骨髓水腫的診斷特征性高，且敏感性好[13-14]。其病理過程為當供應血管受到炎癥介質刺激時，會造成骨組織內局部小血管及微血管擴張充血、血管通透性增加，骨組織內液體增加。當AS處于靜止期時，骨髓內血管通透性下降，骨髓內液體將減少。骶髂關節炎較晚期時，骨組織內脂肪含量會增多，引起脂肪沉積[7]表現。近年來MRI被認為可能是早期診斷AS的最佳檢查手段，然而常規MRI檢查無法進行定量研究，近年MRI新技術層出不窮，運用新技術可以對疾病進行定量研究。

3 磁共振擴散加權成像

磁共振擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)是能觀察到組織內水分子無規則活動的一種手段，運用MRI特殊成像技術來檢測組織細胞內外水分子無規則活動，通過DWI圖像上信號高低來反映組織擴散情況，從而反映了人體組織內微觀結構的改變。而DWI具有簡單易行、無需使用對比劑、掃描時間較短、敏感性好等特點，目前DWI在骨骼系統、肌肉、軟組織疾病已有廣泛的應用[15]。此外對于發現骨髓病變如骨髓瘤、骨轉移性腫瘤及血液系統疾病的診斷、病變浸潤范圍，以及對病變的療效觀察均有顯著作用。近年來DWI在AS的確診及檢測其活動性方面有著廣泛的應用[8]，而ADC值能對骶髂關節炎癥程度及其治療療效進行評估，現已證明DWI在檢測AS的活動性方面是一種簡便、有效的方法。當組織處于炎癥活動階段時，病變處發生血管源性水腫，導致局部水分子増加、水分子運動加快，引起局部ADC值増加[16-17]，在AS活動期組ADC值較非活動期組明顯增大，且DWI對水分子的活動變化非常敏感，所以在AS關節面下骨髓水腫的敏感性也較高[18]。

4 體素內不相干運動擴散加權成像

體素內不相干運動擴散加權成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIMDWI)是磁共振較新的功能成像技術，其構想基礎為設想人體內微循環和血液的灌注是無規則、不相同的無規則活動，血流的微循環能夠反映人體內組織的灌注情況，水分子的擴散可以間接推測水分子含量的多少，人體內微觀運動正是由血液的微循環和水分子的擴散兩方面組成。通過多b值擴散加權成像，通過劃定感興趣區可得到一些定量參數，這些參數可以提供體內水分子運動情況，進而反映組織擴散的情況。其參數如下：灌注分數f表示局部微循環灌注效應在總體擴散效應中所占的多少。在骶髂關節炎活動期時病變區f值升高，其原因可能是炎癥病變中小血管及新生血管增多，血管通透性增高，血管內水分子向血管外漏出增多，導致骶髂關節病變區內水分子增多；慢速ADC代表真實水分子所產生的擴散運動。在骶髂關節炎活動期時病變區慢速ADC值也會升高，其原因為炎癥時局部血管通透性增高，導致微循環增加；f與慢速ADC存在一定相關性，AS活動期組f值與慢速ADC值明顯大于對照組[19]。快速ADC代表灌注擴散系數，其值代表組織內微循環產生的擴散系數，快速ADC對骶髂關節炎炎癥檢測差異無統計學意義；以上參數可通過測量對AS進行量化分析。有學者在骨肌系統病變[20]良、惡性分析中運用IVIM技術進一步研究，結論顯示在交界性及惡性腫瘤病變中其ADC和慢速ADC值明顯低于良性病變，表明在交界性及惡性病變中水分子活動受限，其原因可能與交界性及惡性病變中細胞增殖更顯著，細胞排列更致密，比良性腫瘤或正常組織細胞密度更高有一定關系；f值無明顯差異，說明在腫瘤組織中新生血管通透性均增加，可推斷f值用于炎性病變時較突出。

因此，可用IVIM描述組織微觀運動情況。IVIM能夠更加真實、準確地反映組織內分子的微觀運動，它可為定量分析骶髂關節炎血流灌注情況提供一種新的成像技術，但目前IVIM對骶髂關節炎研究尚較少，并需要進一步開發，進而達到深入分析。

5 動態增強MRI

動態增強MRI(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)即通過在靜脈內注射小分子釓類對比劑進行磁共振增強成像，當對比劑進入組織時引起不同組織間的信號不同，然后測量組織間信號差異，可以反映組織內毛細血管通透性及灌注分布。所以DCE-MRI能夠反映組織血流及灌注情況，其具體參數有：Ktrans代表對比劑從血漿滲漏到組織間隙的轉運系數；Ve代表血管外細胞外液間隙釓類對比劑所具有的容積；Kep是釓類從組織間腔返回血漿中的速度常數，代表對比劑漏出的間隙或分布間隙；Vp代表血管內的對比劑容積。Ktrans、Kep能夠反映血管通透性，在強直性脊柱炎炎性活動期時，炎性因子及致炎因子促使局部毛細血管通透性增加，對比劑在血管內外雙向滲透增加。DCE-MRI研究還可以評估炎癥過程中新生血管的分布情況，因此能夠早期診斷和定量組織中的炎癥活動。有研究[21]指出骶髂關節炎活動期組的Ktrans、Kep、Ve等指標值明顯高于靜止期組，差異具有統計學意義。因此AS的活動性可通過DCE-MRI定量參數進行檢測[22-23]。而DCE-MRI定量參數與DWI其ADC值對檢測AS活動性具有相似的價值[24]。

6 小結與展望

AS是影響人類生活質量的常見疾病之一，AS早期診斷并早期得到有效治療對患者生活質量有著明顯的提高，可明顯減少AS致殘率。MRI具有多方位、多序列、多參數等特點，MRI對早期診斷AS特征更突出，因此MRI是檢測和復查AS的最佳選擇。隨著磁共振成像新技術的發展，比如DCE-MRI、DWI、IVIM-DWI等新技術，對強直性脊柱炎的診斷可以從單純定性診斷跨入到定量分析研究，能夠更準確地指導臨床診斷及治療。但目前對AS進行MRI定量研究尚少，而對骶髂關節炎治療后行MRI定量研究復查更少，因此對此方面需要進一步研究。

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