擴散加權成像及動態增強MRI在強直性脊柱炎骶髂關節炎療效評估中的價值

王娟， 張家雄， 周守國

表1 骶髂關節MRI各序列主要掃描參數

強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)是一種以骶髂關節及脊柱中軸關節最先受累為特點的全身性疾病，好發于男性青少年，病程具有靜止期及活動期交替出現的特點，若活動期進行藥物治療，不僅效果好，還可抑制病情的發展。C-反應蛋白(C-reactive protein,CRP)作為一種反映急性炎癥的血清標記物，臨床常用于檢測AS病情變化[1]。Bath強直性脊柱炎疾病活動度指數評分(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Score Index,BASDAI)作為評價AS疾病活動性的分級量表具有對變化敏感、應用廣泛的特點。隨著醫學影像技術的發展，功能磁共振成像在AS炎性活動期的判定及短期治療效果評估方面表現出了一定的優勢[2-3]。本研究旨在探討擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)及動態對比增強MRI(dynamic contrast enhanced MRI,DCE-MRI)對AS骶髂關節炎療效評估的價值及意義。

材料與方法

1.病例資料

收集本院2016年12月至2018年7月間在腎病風濕病科門診及住院進行治療同時符合2009年AS診斷標準[4]的患者。病例納入標準：①符合2009年AS診斷標準，經影像學證實為骶髂關節炎；②下腰背痛持續時間大于3個月；③腰椎在側屈及前后方向活動受到限制；④BASDAI評分≥4分。病例排除標準：①急慢性感染期患者；②乙肝或丙肝活動期患者；③惡性腫瘤患者；④既往接受過腫瘤壞死因子(TNF)生物制劑治療者；⑤心肝腎功能不全者。本研究共納入39例患者，其中男37例，女2例，年齡15～32歲，平均22.7歲。

2.臨床治療方法及觀察指標

39例患者均給予英夫利西單抗(類克，瑞士Cilag AG公司生產)5mg/kg靜脈滴注，首次給藥后，分別于第2周、第6周及以后每隔6周各給予1次相同劑量，療程為12周。治療前后MRI檢查當天行BASDAI評分及靜脈血CRP檢測。

3. 檢查方法

所有AS骶髂關節炎患者治療前后均行骶髂關節常規MRI、DWI及DCE-MRI檢查。采用3.0T GE 750W MRI掃描儀，體部相控陣線圈。受檢者取仰臥位，主要掃描參數見表1。DWI序列擴散梯度因子b值設為800 s/mm2。DCE-MRI檢查經肘靜脈通道團注對比劑釓特酸葡胺 (Gd-DOTA，江蘇恒瑞醫藥股份有限公司)的同時開始掃描，高壓注射器注射流率2 mL/s，劑量0.1 mmol/kg。注射完對比劑后，立即以相同流率注射20 mL生理鹽水。動態增強掃描無間隔采集32個時相，每個時相10 s，總掃描時問為320 s。

4.圖像后處理及分析

DWI掃描結束后將原始圖像傳送至GE ADW4.6工作站，應用Functool軟件進行DWI各參數圖重建和數據測量。在表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)圖上測量感興趣區(region of interest，ROI)的ADC值。

DCE-MRI掃描結束后將原始圖像傳送至GE ADW4.6工作站，應用GenIQ軟件進行分析，包括以下幾個步驟：①設定觀察目標ROI；②圖像運動校準處理，調整圖像擺動差；③去除無效時相；④得到各個ROI的對比劑從血管到組織間隙的滲透率(contrast transfer coefficient，Ktrans)、細胞外間隙容積與血管內容積比(reflux constant，Kep)、細胞外間隙容積(ex-travascular extracellular volume fraction，Ve)。

由2位放射診斷副主任醫師綜合分析治療前后常規MRI、DWI及DCE-MRI序列圖像。將ROI(25 mm2)置于病變中心，在DWI圖像上設置ROI并測量ADC值；在DCE-MRI圖像上設置ROI并測量Ktrans、Kep、Ve值。2位醫師分別獨立測量上述ROI的ADC、Ktrans、Kep、Ve值，多點測量結果取平均值。

圖1 AS骶髂關節炎患者，男，16歲。a～f) 為AS治療前圖像，雙側骶髂關節髂骨面骨髓水腫，以左側明顯。g～l) 英夫利西單抗治療后復查圖像，雙側骶髂關節髂骨面骨髓水腫范圍明顯減小。a) 脂肪抑制T2WI序列示病變呈片狀高信號改變； b) DWI序列示病變呈片狀稍高信號改變； c) ADC圖示病變ADC值升高；d) Ktrans參數圖示病變Ktrans值升高； e) Kep參數圖示病變Kep值升高； f) Ve參數圖示病變Ve值升高； g) 脂肪抑制T2WI序列示病變高信號范圍明顯縮小、程度減輕； h) DWI序列示病變高信號減低； i) ADC圖示病變ADC值下降； j) Ktrans參數圖示病變Ktrans值下降； k) Kep參數圖示病變Kep值下降； l) Ve參數圖示病變Ve值下降。

5.統計學分析

結 果

本組39例AS骶髂關節炎患者經治療后，按照療效判定標準[5]，顯效29例，有效7例，無效3例，總有效率為92.3%[總有效率=(顯效+有效)/總例數×100%)]。對比治療前(圖1a～f)，MRI顯示治療后骶髂關節骨髓水腫程度減輕、范圍縮小31例，基本消失5例，表現為脂肪抑制T2WI高信號減低或基本消失，DWI高信號減低，增強后病灶強化程度減輕(圖1g～l)。

表2 AS骶髂關節炎患者治療前后各參數測量結果及比較

表3 BASDAI評分、CRP與各影像參數的相關性分析結果

對AS骶髂關節炎治療前及治療后的BASDAI評分、CRP、ADC值、Ktrans、Kep、Ve值行正態性檢驗，各指標均符合正態分布(P值均>0.05)。獨立樣本t檢驗結果顯示，AS骶髂關節炎患者治療前與治療后的BASDAI評分、CRP、ADC值、Ktrans、Kep、Ve值的差異均具有統計學意義(P值均<0.05，表2)。BASDAI評分、CRP與ADC值、Ktrans、Kep、Ve值的Pearson相關性分析結果顯示，BASDAI評分、CRP與ADC值、Ktrans、Kep、Ve值均呈正相關(P值均<0.05，表3)。

討 論

AS可導致脊柱及關節功能障礙及畸形，致殘率較高，嚴重影響患者生活質量，臨床治療以減輕炎癥反應、改善癥狀及恢復功能為目標。炎性反應在AS結構損傷中起到重要作用，其中腫瘤壞死因子(TNF-α)在AS的發病中起著關鍵作用[6]。本研究中治療AS所使用的英夫利西單抗作為一種單克隆抗TNF-α拮抗劑，能夠與跨膜TNF-α受體及可溶性TNF-α受體相結合，以阻滯TNF-α所介導的病理作用及信號傳導，達到緩解患者臨床癥狀、降低炎性反應的目的。本研究對AS骶髂關節炎患者使用英夫利西單抗治療后，總有效率高達92.3%，并且BASDAI評分及CRP明顯下降，提示臨床療效良好。

隨著醫學影像技術不斷發展，功能成像技術在各系統腫瘤及炎性病變的診斷、鑒別診斷、療效及預后評估等方面得到了廣泛應用，并且顯示出了一定優勢[7-9]。AS骶髂關節炎使用內科保守治療，故而無法以組織病理學結果為金標準判定治療效果。BASDAI評分及CRP在臨床應用廣泛，操作簡單，被視為評估病情變化及療效的重要手段[10]。故而本研究選擇BASDAI評分及CRP作為參照標準，探討DWI及DCE-MRI這兩種定量功能成像技術評估AS骶髂關節炎英夫利西單抗治療前后的影像參數變化的意義，并預測治療結果。

DWI能夠反映活體組織中的水分子運動，對病變顯示高度敏感，可判斷病變的嚴重程度及觀察病變的演變過程。AS骶髂關節炎經英夫利西單抗治療后，炎性反應降低，病變區域水分子運動減慢、擴散運動減弱，DWI上高信號減低；組織間隙內自由水含量減低，表現為ADC值的降低。本研究發現AS骶髂關節炎患者英夫利西單抗治療后骶髂關節病灶平均ADC值較治療前明顯減低，且病灶ADC值與BASDAI評分、CRP呈正相關，提示ADC值可作為評定治療效果的指標。

DCE-MRI作為一種具有較高時間分辨率的磁共振檢查技術，對比劑進入血管后連續采集圖像，分析對比劑在血管內外分布情況，得到藥物代謝動力學參數，可反映活體組織血流灌注狀況，并且可進行定量和半定量分析[11]。AS骶髂關節炎患者英夫利西單抗治療后，鄰關節面下骨髓組織及關節滑膜組織的血管和微循環通透性減低，增強掃描表現為病灶強化程度減輕。本研究結果顯示，AS骶髂關節炎患者英夫利西單抗治療后Ktrans、Kep、Ve值較治療前明顯減低，差異具有統計學意義；分析原因可能是AS骶髂關節炎患者使用TNF-α拮抗劑后，病變炎性反應降低，炎性因子釋放減少，病變區血管通透性減低、血液滲漏到組織間隙減少。DCE-MRI的定量參數Ktrans及Kep作為評估微血管通透性的指標，在AS治療后出現Ktrans、Kep降低；Ve值則作為評價組織壞死程度的指標，在AS治療后炎性因子減少、骨髓破壞壞死減少，表現為Ve值降低。本研究結果顯示AS骶髂關節病灶Ktrans、Kep、Ve值與BASDAI評分、CRP呈正相關，提示DCE-MRI定量參數與BASDAI評分、CRP具有一致性，可用于評價治療反應，評估治療效果。

綜上所述，DWI及DCE-MRI定量分析相關參數與BASDAI評分、CRP具有一致性，可用于AS骶髂關節炎患者的療效評估，具有臨床應用價值。