動態增強MRI定量評價強直性脊柱炎骶髂關節炎癥活動度的價值

陳旭高 鄒建勛 葉國偉 周理余 項萬青 吳燕

[摘要] 目的 探討動態增強MRI（DCE-MRI）定量評價強直性脊柱炎（AS）炎癥活動度的價值。 方法 收集我院2016年1月～2018年1月24例AS患者的臨床和影像學資料，24例經臨床病理確診的AS患者行雙側骶髂關節DCE-MRI檢查，運用動態增強專用血流動力學軟件測量雙側骶髂關節滑膜病變區定量參數：容積轉移常數（Ktrans），采用t檢驗比較分析滑膜炎癥不同活動度組間Ktrans值的差異。 結果 24例AS骶髂關節滑膜病變Ktrans值為（1.32±0.08）mL/min，8例滑膜炎癥為重度，16例滑膜炎癥為輕度。滑膜炎癥重度組Ktrans值明顯高于輕度組（t=4.07，P<0.01）。 結論 DCE-MRI的Ktrans值可用于反映AS患者骶髂關節的炎癥活動程度。

[關鍵詞] 磁共振成像；動態增強；關節炎，強制性脊柱炎；骶髂關節

[中圖分類號] R445.2 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2018）27-0116-04

[Abstract] Objective To explore the value of dynamic contrast enhanced MRI（DCE-MRI） in the quantitative evaluation of inflammatory activity in patients with ankylosing spondylitis（AS）. Methods The clinical and imaging data of 24 patients with AS treated in our hospital from January 2016 to January 2018 were collected. 24 patients who had been clinically and pathologically diagnosed as AS underwent bilateral sacroiliac joint DCE-MRI examination. Dynamic contrast enhanced special hemodynamic software was used to measure the parameters of the bilateral sacroiliac synovial lesion area： volume transfer constant（Ktrans）. The t test was used to compare the difference of Ktrans between groups of different inflammatory activity. Results The Ktrans value of 24 cases with AS sacroiliac joint synovial lesions was（1.32±0.08） mL/min， synovial inflammation of 8 cases of which were severe， while that of 16 cases of which were mild. The Ktrans value of severe synovitis group was significantly higher than that of mild group（t=4.07， P<0.01）. Conclusion The Ktrans value of DCE-MRI can be used to reflect the degree of inflammatory activity of sacroiliac joints in AS patients.

[Key words] MRI； Dynamic contrast enhanced； Arthritis； Ankylosing spondylitis； Sacroiliac joint

強直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一種血清檢測陰性的脊柱關節病（seronegative spondyloar-thropathy，sSPA）。AS具有病程較長、患病率較高、致殘率較高特點，穩定期與活動期間歇發作[1]，因此能夠早期發現并早期診斷及治療AS可以讓患者的生活質量明顯提高[2]。磁共振動態對比增強（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI）是一種功能成像方法[3]，與常規動態增強MRI相比，DCE-MRI掃描和定量診斷分析要求的時間分辨率更高。MRI 灌注技術是基礎和臨床研究中重要的在體血流動力學研究技術，其技術核心是建立灌注的動力學模型并重建參數圖[4]。本組研究主要針對定量參數Ktrans和活檢病理進行相關性研究，結果顯示Ktrans值和病理顯示的炎癥輕重程度有良好的一致性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2016年1月～2018年1月我院收治的24例確診為強直性脊柱炎髖關節改變患者，其中男14例，女10例，年齡20～56歲，平均（36.5±4.2）歲；病程6個月～5年，平均（3.5±1.8）年。入選標準：（1）患者普遍均存在夜間疼痛不適、腳跟痛、晨起關節僵硬、全身多處關節酸痛不適等癥狀，表現為兩側間歇性或交叉性，患者自述尤其以陰雨天或夜間疼痛感明顯；（2）入選患者實驗室檢查：HLA-B27陽性24例；（3）患者均了解、知情、同意本次實驗。

1.2 方法

MRI檢查采用 GE 3.0 T超導掃描儀（Discovery750 3.0 T）及心臟相控陣線圈。掃描時患者取仰臥位，雙手上舉、腳先進。右肘貴要靜脈或肘正中靜脈留22號置針穿刺，三通連接管接高壓注射器。常規MRI掃描，序列包括：冠狀位脂肪抑制FSE T2WI（TR3800 ms、TE 90 ms），層厚（5 mm），層間距（1 mm），ETL（4），FOV（380 mm×380 mm），掃描矩陣（320×256），信號平均采集次數（4）；冠狀位FSE T1WI：（TR600 ms、TE25 ms），ETL（3），層厚（3 mm），FOV（200 mm×200 mm），掃描矩陣（550×352）；軸位FSE T1WI（TR560 ms、TE28 ms），ETL（4），層厚（5 mm），視野FOV：（385 mm×385 mm），掃描矩陣（256×256）；平掃序列掃描完成后，用LAVA-FLEX序列行雙側骶髂關節軸位動態增強掃描：首先進行4個不同翻轉角的普通掃描，翻轉角分別為：30、60、90、120。然后進行連續動態增強掃描，掃描參數：TR/TE=3.5 ms/1.6 ms，ETL=24，矩陣= 256×256，采集時間為每期7 s，總共55個掃描期相，掃描總時間為385 s，前面兩期不注射對比劑，作為蒙片，第3期動態增強時相開始注射對比劑行無間隔連續動態掃描。造影劑為GE公司釓雙胺（GD-DTPA-BMA，歐乃影），劑量為0.2 mL/kg，注射速率為3 mL/s，以相同速率再注射15 mL生理鹽水沖管，采用美德瑞達雙筒高壓注射器，經肘靜脈注射。動態增強掃描結束后再行常規增強掃描，序列包括冠狀位、軸位脂肪抑制T1WI。

1.3 觀察指標

DCE-MRI的動態增強掃描圖像的所有原始數據均傳輸到Omni Kinetics（GE healthcare）血流動力學軟件，使用兩室Tofts模型進行圖像后處理。動態增強序列數據導入后，以髂內動脈為輸入動脈，感興趣區（region of interest，ROI）手動勾畫直徑為12～18個像素，兩組ROI勾畫選擇多個層面，一般要求層面相同，距離骶髂關節面0～3 cm，選取面積（2～3）cm2，逐層測量后取平均值，避開血管、骨質、脂肪及肌肉等結構。本組研究統計其中的定量參數：Ktrans（endothelial transfer constant），是指血液滲漏到血管外細胞外間隙速率，單位為mL/min。感興趣區的勾畫要求：動態增強病變強化最明顯處；由2位肌骨組擁有15年以上診斷經驗副主任醫師以及1位副主任技師共同商榷繪制，熟練掌握軟件的使用，每例數據的Ktrans 參數ROI的平均值用于進行統計學分析。

1.4 統計學方法

應用SPSS 18.0軟件所對有數據進行統計學分析，重度炎癥組和輕度炎癥組的DEC定量參數Ktrans首先要進行正態檢驗，符合正態分布則采用t檢驗分析比較骶髂關節炎癥不同活動度組間Ktrans值的差異，以P<0.05為差異具有統計學意義。定量參數Ktrans采用Spearman法與病理Krenn評分進行相關性分析。

2 結果

2.1 骶髂關節滑膜穿刺活檢

根據MRI平掃及動態增強表現，對病變區穿刺病理活檢術，由2位具有豐富經驗的風濕科醫生進行雙人雙盲評分，根據Krenn評分，對24例AS滑膜病理進行分級，判定16例為輕度炎癥，8例為重度炎癥。

2.2 MR表現

24例顯示脂肪堆積擴大，呈長 T1T2，關節間隙增寬，未見明顯關節積液，關節面呈蟲蝕狀，或結節增厚，脂肪抑制 T2WI呈稍高信號或高信號，DWI呈高信號，增強后強化（封三圖4、5）。

2.3 DCE-MRI數據分析

24例AS骶髂關節滑膜病變Ktrans值為（1.32±0.08）mL/min，8例為重度炎癥強化速率明顯高于16例為輕度炎癥患者，前者表現為早期快速強化，然后維持一定水平，后者表現為緩慢漸進性強化；8例滑膜炎癥為重度，其Ktrans值為（1.81±0.29）mL/min；16例滑膜炎癥為輕度，其Ktrans值為（1.06±0.06）mL/min，滑膜炎癥重度組Ktrans值明顯高于輕度組（t=4.07，P<0.01），兩組Ktrans值差異具有統計學意義。

2.4 Ktrans值與病理評分相關性

對24例病理活檢患者進行病理Krenn評分，結果為（3.45±1.33）分。Ktrans值（1.32±0.48）mL/min與病理評分進行統計學分析，結果顯示呈正相關性（r=0.702，P=0.002），見圖1。

3討論

AS首先會表現為骶髂關節炎，研究表明：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炎性改變、增生及新生小血管、骨組織、關節軟骨破壞等表現[5]。DCE-MRI運用快速MRI序列連續采集靜脈注射對比劑（通常應用釓的螯合物Gd-DTPA）前、中、后的圖像，顯示對比劑進入靶器官或組織血管，通過毛細血管床并最終被清除過程中的信息，其信號增強的程度可以反映靶器官或組織的物理及生理信息，主要是毛細血管表面積、毛細血管通透性、組織灌注以及血管外、細胞外間隙等方面的特性。與普通對比增強MRI相比不僅反映形態學增強特性，而且可以反映組織器官生物特性，并且結果受醫生診斷水平影響，主觀性較強。DCE-MRI則可以多時相掃描，產生連續動態的圖像，通過后處理技術能獲得一系列半定量及定量參數，更為客觀地反映病變的強化特征，對所顯示區域的病理生理特性有著更為豐富全面的信息。從這種意義上來說，DCE-MRI與其他功能成像技術一樣可以在顯示病變的解剖結構之外識別其病理生理學特征[6]。

DCE-MRI主要反映微循環血流及灌注情況，主要的參數有Ktrans為轉運系數，反映對比劑從血漿滲漏到組織間隙的能力；Kep是速度常數，反映對比劑從組織間腔返回血漿中的能力；Ve代表釓類對比劑在血管外細胞外液間隙所具有的容積；Vp代表血管內的對比劑容積。Ktrans、Kep主要反映微血管的通透性，強直性脊柱炎炎癥活動期時，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，因此Ktrans、Kep改變頗為顯著[7]。DCE-MRI在評估炎癥過程中新生血管的分布情況以及早期診斷和定量組織中的炎癥活動方面有重要價值。本組研究的重點就是DCE-MRI的Ktrans值和滑膜病理的炎癥活動程度的相關性。有研究表明：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[8]。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[9]。因此AS的活動性可通過DCE-MRI定量參數進行檢測[10-11]。有研究表明：動態增強MRI定量評價類風濕性關節炎腕關節炎癥活動度具有重要價值[12]。當組織處于炎癥活動期，炎癥因子等因素導致血管源性水腫，促使局部水分子増加、運動加快，引起局部ADC值増加[13-14]。張俞等[15]研究表明：在DCE-MRI定量參數中Ktrans值對于鑒別HCC和結腸癌肝轉移瘤比其他定量值更有價值。金雁等[16]研究顯示：動態增強MRI（DCE-MRI）在宮頸鱗癌病理分級中具有重要價值。DCE-MRI定量參數中Ktrans值鑒別乳腺良惡性病變，在敏感度為100%時特異度可達86.1%[17]。應用Ktrans值鑒別乳腺良性纖維囊性改變與浸潤性導管內癌的敏感度和特異度分別可達93%和96%[18]。導管內原位癌Ktrans值隨著病理級別由低到高而增加[19]。