DWI診斷兒童附著點炎癥相關關節炎的早期骶髂關節炎性病變

徐 琳，鐘玉敏，胡立偉，潘慧紅

(上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心放射科，上海 200127)

幼年特發性關節炎(juvenile idiopathic arthritis, JIA)是兒童期常見的結締組織疾病，附著點炎癥相關關節炎(enthesitis related arthritis, ERA)是其亞型之一。ERA是指16歲以前發病、持續6周或以上的關節炎及附著點炎癥[1]，臨床癥狀主要為關節疼痛、腫脹，可伴有局部壓痛和皮溫升高，其關節炎性病變多以非對稱性累及下肢關節和骶髂關節為主。本病目前尚無特異性實驗室檢查指標，影像學檢查可幫助臨床早期診斷。骶髂關節炎性病變為ERA的典型表現。MRI軟組織分辨率高，可發現炎性病變早期的骨髓水腫，使早期診斷ERA成為可能。DWI能反映人體組織水分子的微觀運動，且具有無創、掃描時間短、敏感度高等優點，已逐漸成為兒童骨關節疾病MR檢查中不可或缺的部分[2]。本研究回顧性分析ERA患兒早期骶髂關節炎性病變的MRI表現及ADC值，探討DWI在ERA患兒早期骶髂關節炎性病變中的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2016年9月—2017年8月在我院因骶髂關節疼痛就診的20例ERA患兒(ERA組)的資料，男13例，女7例，年齡6～16歲，中位年齡12歲。ERA診斷符合國際風濕病聯盟對JIA的分類標準[1]，所有患兒骶髂關節疼痛病程為4～12周，且未服用相關治療藥物。

另收集同期于我院因其他疾病接受骶髂關節掃描的20例兒童患者為對照組，男12例，女8例，年齡6～16歲，中位年齡11歲；均無自身免疫性疾病史、無非外傷性關節疼痛史、無骶髂關節外傷史、無血液病及腫瘤疾病史。

1.2儀器與方法 采用GE Discovery 3.0T 超導型MR掃描儀，采集圖像包括：①軸位及冠狀位精確頻率反轉恢復(spectral attenuated inversion recovery， SPAIR)脂肪抑制序列T2WI，TR 2 555 ms，TE 70 ms，矩陣330×270，帶寬60 kHz，翻轉角90°，層厚3 mm，層間距1 mm，采集次數4，層數20層；②軸位及冠狀位SE序列T1WI，TR 638 ms，TE 18 ms，矩陣385×300，帶寬65 kHz，翻轉角90°，層厚5.2 mm，層間距0.8 mm，采集次數4，層數20層；③軸位DWI，b值為0、400 s/mm2，TR 2 000 ms，TE 58.8 ms，矩陣128×128，帶寬250 kHz，層厚3 mm，層間距1 mm，采集次數4，層數20層。

1.3圖像分析 由2名具有5年及以上兒童骨關節疾病診斷經驗的影像科醫師分別采用盲法分析圖像，主要觀察雙側骶髂關節的骶骨緣及髂骨緣骨髓信號。以周圍正常肌肉及膀胱內液體信號為參照，高于周圍正常肌肉信號但低于膀胱內液體信號為稍高信號；與膀胱內液體信號相似為高信號；與周圍正常肌肉信號相似為等信號；低于周圍正常肌肉信號為低信號。SPAIR序列及DWI診斷ERA標準：骶髂關節骶骨緣或髂骨緣斑片狀或片狀高信號或稍高信號。

采用GE AW圖像工作站和Fuctool軟件。對ERA組患兒如可見明顯異常信號病灶，將ROI置于病灶中心區域，且于最大病灶層面選取2個ROI；如無明顯異常信號，則于雙側骶髂關節的骶骨緣及髂骨緣各放置2個ROI，分別測量ADC值，并計算平均值。對照組選擇雙側骶髂關節的骶骨緣及髂骨緣各放置2個ROI，分別測量ADC值，并計算平均值。每次選取的ROI依據所測對象設定大小，面積為30～50 mm2，盡量避開偽影、骨骼間隙等結構。

1.4統計學分析 采用SPSS 18.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，采用兩獨立樣本t檢驗比較2組間ADC值的差異。以臨床診斷結果為金標準，采用四格表法計算以SPAIR序列、DWI表現診斷ERA的敏感度、特異度和準確率；繪制ROC曲線，評價ADC值對ERA的診斷效能。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1MRI表現及其診斷價值 ERA組患兒中，17例SPAIR序列可見骶髂關節面片狀高信號或斑片狀稍高信號(13例雙側，4例單側)，T1WI呈等低信號，3例SPAIR序列未見異常；16例DWI可見骶髂關節面片狀高信號或斑片狀稍高信號(14例雙側，2例單側)，4例未見異常(圖1)。對照組中，12例SPAIR序列骶髂關節面未見異常，8例見斑片狀稍高信號(6例雙側，2例單側)，T1WI以等信號為主；15例DWI骶髂關節面未見異常，5例見斑片狀稍高信號(4例雙側，1例單側)。SPAIR序列診斷ERA的敏感度為85.00%(17/20)，特異度為60.00%(12/20)，診斷準確率為72.50%(29/40)；DWI診斷ERA的敏感度為80.00%(16/20)，特異度為75.00%(15/20)，診斷準確率為77.50%(31/40)。

圖1 患兒男，7歲，ERA A.T1WI示雙側骶髂關節面斑片狀低信號； B.SPAIR序列示雙側骶髂關節面緣斑片狀高信號； C.DWI示雙側骶髂關節面緣斑片狀高信號； D.ADC圖

2.2ADC值及其診斷價值 ERA組骶髂關節的ADC值為(1.24±0.32)×10-3mm2/s，對照組為(0.69±0.24)×10-3mm2/s，差異有統計學意義(t=14.466，P=0.001)。ROC曲線分析顯示，以ADC=0.87×10-3mm2/s為閾值，診斷ERA的AUC為0.834(P=0.023，圖2)，敏感度為87.50%，特異度為77.50%，診斷準確率為82.50%。

3 討論

ERA是兒童時期常見的結締組織疾病，多見于青少年，男性多于女性，表現為非對稱性下肢關節炎癥[1]；隨著病程發展，病變可逐漸累及中軸關節，以骶髂關節炎癥為主[3-4]。MRI軟組織分辨率高，可發現ERA患者骶髂關節炎性病變導致的骨髓水腫，典型表現為單側或雙側骶髂關節面及關節旁斑片狀T2WI高信號、T1WI低信號病灶[5-6]。本研究中，ERA組患兒17例(17/20，85.00%)SPAIR序列可見骶髂關節異常信號，而對照組中8例(8/20，40.00%)也出現異常信號。筆者推測對照組患兒SPAIR序列骶髂關節高信號可能是由于兒童骨盆黃髓化進程較緩慢，骨髓中含水量較高，故可見斑片狀異常信號[7]。本研究SPAIR序列顯示骶髂關節炎的敏感度較高(85.00%)，但特異度較低(60.00%)，易出現假陽性表現。

DWI基于檢測組織細胞中水分子的布朗運動，是反映組織細胞的構成特征的一種成像技術，已廣泛應用于臨床[8]。組織中水分子的布朗運動主要受灌注及擴散兩方面影響。選擇b值時，過低易受T2穿透效應的影響，b值過高則圖像信噪比降低。本研究選擇b值為400 s/mm2，能在保證圖像信噪比的同時較好地反映組織結構中水分子的擴散情況[9]。本研究ERA組中16例(16/20，80.00%)骶髂關節DWI信號增高，主要是炎性病變過程中炎癥因子等的作用導致血管擴張充血，形成高灌注狀態；炎癥過程中的組織細胞增生，細胞間隙縮小，導致水分子擴散受限；炎癥因子也導致細胞及周圍組織水腫，DWI圖像易受T2穿透效應的影響，故呈高信號[10-11]。本研究對照組中5例骶髂關節DWI呈稍高信號，原因可能在于正常兒童骨髓含水量較高，T2穿透效應導致DWI信號增高。本研究顯示，以DWI表現診斷ERA的特異度為75.00%，SPAIR序列為60.00%(12/20)，提示DWI較SPAIR序列可減少兒童正常黃髓化過程中骨髓含水量高對圖像的影響，對顯示兒童骶髂關節炎癥中的骨髓水腫更具特異性。

圖2 骶髂關節ADC值診斷ERA的ROC曲線

DWI信號強度易受組織T2弛豫時間的影響，ADC圖可消除其影響，更真實地反映組織的擴散特性。ADC值的大小直接反映組織間隙內自由水的含量，可對組織內水分子擴散運動進行量化分析，從而進一步提高診斷的特異度[12]。本研究中ERA組骶髂關節ADC值高于對照組(P=0.001)，與既往研究[11,13-14]結果一致。骶髂關節炎癥導致骨髓水腫，使組織間隙內自由水含量增高，細胞排列疏松，水分子運動加快，從而引起擴散增強，表現為ADC值增高。本研究ROC曲線結果顯示，ADC值診斷ERA的閾值為0.87×10-3mm2/s，提示對于出現骶髂關節疼痛的疑似ERA的患兒，骶髂關節DWI出現高信號、且該區域ADC值>0.87×10-3mm2/s時，應高度懷疑ERA，反之則有可能是兒童黃髓化過程中的含水量較高的正常骨髓。

本研究的局限性：①為回顧性研究，入組患兒可能存在偏倚；②兒童期骨盆骨髓隨年齡增長持續黃骨髓化，這是一個動態過程，個體間存在較大差異，本組患兒年齡跨度較大，可能導致ADC值存在一定誤差，影響結果的精確性；本研究未能完全排除病變性質以外的干擾因素，可采用相對表觀擴散系數(relative apparent diffusion coefficient， rADC)，以便排除不同年齡患兒骨質本身的差異之后進一步加以分析；③本組患兒中接受增強MR掃描者較少，故未能分析MR增強掃描對ERA的診斷價值。

綜上所述，DWI顯示兒童骶髂關節早期炎癥病變較敏感，定量分析ADC值能幫助臨床醫師在兒童黃骨髓化的動態過程中判斷早期炎性改變，提高診斷能力。