基于MRI影像特征、定量參數構建類風濕性關節炎治療效果的評估模型

童 俊

(南京中醫藥大學附屬南京市中西醫結合醫院放射科，江蘇 南京 210000)

據統計，我國類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis，RA)發病率為0.32%～0.36%，具有反復發作的特點，嚴重者可造成關節畸形或關節功能喪失，致殘率較高，對患者日常生活及生存質量造成明顯影響[1-2]。近年來，隨著生物制劑的應用，RA治療效果得到明顯提升。但既往臨床多通過疾病活動性指數28(disease activity score，DAS28)評分評估RA治療效果，具有一定主觀性，從而影響療效評估準確性[3]。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)能直接清晰顯示RA滑膜增厚情況，且在骨侵蝕、骨髓水腫等情況檢測中具有較高敏感性。同時，容積轉移常數(volume transfer constant，Ktrans)、血漿容積(fractional plasma volume，Vp)、血流灌注參數(flow，F)、血管表面通透性(permeabilitysurface，PS)等MRI定量參數能有效反映組織血流灌注狀態與血流動力學改變情況，還能客觀評價病變組織毛細血管通透性[4-5]。目前關于上述特征及參數對療效的評估價值仍未形成系統。因此，本研究嘗試探究MRI影像特征、定量參數構建RA治療效果的評估模型。現報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取我院2019年1月—2021年1月RA患者120例作為研究對象，其中男性45例，女性75例，年齡25～68歲，平均(44.28±7.04)歲。納入標準：均經影像學檢查、實驗室檢查結合臨床癥狀證實為RA，且符合《類風濕性關節炎診療指南》中RA相關診斷標準[6]；均為初診患者，參與本研究前未接受糖皮質激素、免疫相關治療；患者及家屬均知情，簽訂知情承諾書。排除標準：伴有急慢性感染性疾病、炎癥性疾病者；存在心肝腎等重要臟器嚴重功能異常者；妊娠期、哺乳期女性。

本研究經醫院倫理委員會審批通過。

1.2方法

1.2.1治療方法 所有患者均給予重組人Ⅱ型腫瘤壞死因子受體抗體融合蛋白聯合甲氨蝶呤治療，均持續治療3個月。于治療3個月后評估療效，療效判定標準：以DAS28評分為依據，DAS28評分減少值>1.2分為療效好，DAS28評分減少值0.6～1.2分為療效一般，DAS28評分減少值<0.6分為療效差。將療效好、療效一般納入有效，療效差納入無效。根據療效分為有效組(94例)與無效組(26例)。

1.2.2MRI檢查方法 采用荷蘭PHILIPS公司的Achieva1.5T MR型掃描儀進行檢查，患者均取俯臥位，叮囑其上舉雙手、掌心相對，盡量將手腕于前臂伸直，位于同一平面，將雙手固定于膝關節正交線圈內，首先進行常規MRI序列掃描，包括FSE T1WI序列、冠狀位FSE T1WI序列、脂肪抑制FSE T2WI。腕關節軸位動態增強MRI掃描序列選擇軸位3D FFE脂肪抑制序列，55個期相，7.3 s/期，掃描時間405 s，于第3個動態增強時相開始前經肘靜脈注射0.1 mmol/kg(速率為5 mL/s)對比劑釓雙胺(美國GE公司)，采用30 mL生理鹽水沖管(5 mL/s)，結束后再行冠狀位、軸位T1WI脂肪抑制序列等常規增強掃描。觀察滑膜增厚表現，以橈動脈作為輸入動脈，避開周圍骨質、脂肪等組織結構勾畫感興趣區(region of interest，ROI)，選取2個手腕關節滑膜明顯增厚層面，于每個層面選取2處滑膜明顯強化部位手動勾畫ROI，將原始數據傳送至相應后處理軟件，獲取Ktrans、Vp、F、PS等各定量參數及相應偽彩圖。

1.2.3血清標志物檢測方法 于2組治療前、治療3個月后采集清晨空腹靜脈血3 mL，離心處理，3 000 r/min，10 min，取上清液，保存于-80 ℃恒溫冰箱內，待檢。采用HITACHI 7600型全自動生化儀檢測血清類風濕因子(rheumatoid factor，RF)水平，Roche Cobas E-411型電化學發光免疫分析儀檢測血清抗環瓜氨酸肽(cyclic citrulline peptide，CCP)抗體水平。

1.3觀察指標 ①2組一般資料。②2組治療前、治療3個月后MRI影像特征、定量參數，包括骨侵蝕、骨髓水腫，其中骨侵蝕0～10分，骨髓水腫0～3分，分值越高，提示骨侵蝕、骨髓水腫越嚴重。③2組治療前、治療3個月后血清RF、CCP抗體。④MRI影像特征、定量參數與血清標志物相關性。⑤MRI影像特征、定量參數構建的Logistic回歸模型。⑥MRI影像特征、定量參數評估療效價值。

1.4統計學方法 應用SPSS 22.0統計軟件分析數據。計量資料采用獨立樣本t檢驗和配對t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，等級資料比較采用Ridit檢驗，相關性采用Pearson相關系數模型分析；影響因素采用Logistic多因素回歸分析；評估價值采用受試者工作特征(receiver operating characteristic curve，ROC)曲線分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.12組一般資料 2組年齡、性別、BMI、吸煙、飲酒差異無統計學意義(P>0.05)；2組疾病活動度、累及關節數目差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups

2.22組治療前后MRI影像特征、定量參數 治療前，2組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差異無統計學意義(P>0.05)；治療3個月后，2組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS低于治療前，有效組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS低于無效組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 2組治療前后MRI影像特征、定量參數比較Table 2 Comparison of MRI imaging characteristics and quantitative parameters between two groups before and after treatment

2.32組治療前后血清標志物 治療前，2組血清CCP抗體、RF水平差異無統計學意義(P>0.05)；治療3個月，2組血清CCP抗體、RF水平低于治療前，有效組血清CCP抗體、RF水平低于無效組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表3。

表3 2組治療前后血清標志物比較Table 3 Comparison of serum markers between two groups before and after treatment

2.4MRI影像特征、定量參數與血清標志物相關性 Pearson相關性分析，治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值與血清CCP抗體、RF差值呈正相關(P<0.05)，見表4。

表4 MRI影像特征、定量參數與血清標志物相關性Table 4 Correlation between MRI imaging characteristics, quantitative parameters and serum markers

2.5MRI影像特征、定量參數構建的Logistic回歸模型 以RA療效作為因變量(有效=0，無效=1)，治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值作為自變量，Logistic回歸分析顯示，治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值是RA療效的獨立影響因素(P<0.05)，見表5、6。Logistic回歸模型方程：3.175-1.058×骨侵蝕評分差值-0.842×骨髓水腫評分差值-0.894×Ktrans差值-0.606×Vp差值-0.952×F差值-1.014×PS差值。

表5 自變量賦值方法Table 5 Assignment method of independent variables

表6 MRI影像特征、定量參數構建的Logistic回歸模型Table 6 Logistic regression model constructed by MRI imaging characteristics and quantitative parameters

2.6MRI影像特征、定量參數評估療效價值 以無效組作為陽性樣本，有效組作為陰性樣本，根據2組治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值繪制ROC曲線，結果顯示，MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值單獨評估療效的AUC分別為0.816、0.719、0.769、0.803、0.828、0.778，將治療前與治療3個月后MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值構建的Logistic回歸模型方程進行擬合，返回預測概率Logit(P)作為獨立檢驗變量，獲取聯合評估療效的AUC為0.924，95%CI：0.862～0.965，敏感度為88.46%，特異度為87.23%，優于各指標單獨評估價值，見表7。

表7 MRI影像特征、定量參數評估療效價值Table 7 The value of MRI imaging characteristics and quantitative parameters in evaluating curative effect

3 討 論

RA是以慢性炎癥、進行性骨損傷為重要特征的自身免疫性疾病，多累及四肢等周圍關節，亦可并發血管、神經、心、眼、肺等多系統損害，需及時采取可靠治療措施抑制炎癥進展，避免關節發生結構性破壞[7-8]。目前，甲氨蝶呤是臨床公認較為有效的藥物，其應用于RA治療中的主要機制是通過抑制甲酰基轉移酶、二氫葉酸還原酶活性，阻滯炎癥細胞因子產生，但長期應用極易損害肝功能及血液系統[9-10]。研究證實，生物制劑聯合甲氨蝶呤治療RA療效顯著優于甲氨蝶呤單獨應用，且具有良好安全性[11-12]。但由于RA具有反復進行性發作等特點，治療方案需根據療效進行針對性調整，而DAS28評分作為主要的療效評估依據，僅可判斷治療前后疾病活動性變化情況，對疾病病理改變無法作出有效判斷，因此具有一定局限性[13]。積極探索更為可靠的評估療效的方法具有重要意義。

3.0 T MRI具有較高軟組織分辨力與對比度，可清晰顯示關節骨、軟骨、滑膜、周圍軟組織等骨關節解剖結構，與X線檢查相比，在顯示骨髓水腫、骨侵蝕等早期形態學改變方面具有明顯優勢，在RA診斷中的應用價值已得到臨床廣泛認可[14]。高鵬等[15]報道顯示，MRI檢查骨侵蝕、骨髓水腫評分在RA治療后明顯下降。在此基礎上，本研究證實，治療3個月后有效組MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分低于無效組，且均與血清RF、CCP抗體呈正相關，說明MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分變化情況不僅與血清標志物水平變化密切相關，還可作為評估療效的輔助指標。本研究亦表明，MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分對RA療效具有良好評估價值。但有研究顯示，MRI平掃雖可清晰顯示骨髓水腫、骨侵蝕等大致形態學改變，但無法區分增厚的滑膜組織與關節積液，從而在反映滑膜炎癥病理改變中應用受限[16-17]。故本研究在MRI平掃了解關節形態學改變基礎上利用MRI動態增強技術進行動態增強掃描，觀察對比劑進入體內后腕關節周圍滑膜組織T1WI信號強度變化情況，并經由后處理軟件獲取治療前、治療3個月后Ktrans、Vp、F、PS等各定量參數，結果顯示，有效組治療3個月后Ktrans、Vp、F、PS低于無效組，治療前后變化差值明顯高于無效組，且各參數均與血清RF、CCP抗體呈正相關。分析原因，Ktrans表示對比劑從血管內至血管外的轉移常數，滑膜炎癥活動性越強，血管通透性越高，Ktrans值越大[18]；Vp表示對比劑在血漿容積中所占百分比，可反映病變區域內微血管密度及微循環生理學的特性[19]；F是血流灌注參數，主要反映病變組織內血流動力學改變情況[20]；PS是指滑膜微血管通透性程度，反映血管表面滲透性，為評估滑膜炎癥病理改變情況提供可靠依據[21]。在經過有效治療后RA患者滑膜炎癥程度、血管密度、數量及增生程度明顯減輕，病變組織區域新生血管形成減少，從而促使Ktrans、Vp、F、PS顯著下降[22-23]。本研究結果顯示，MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值是RA療效的獨立影響因素，且在評估RA療效中均具有一定評估價值，可作為臨床評估療效的重要輔助指標。

此外，本研究初次嘗試將MRI骨侵蝕、骨髓水腫評分、Ktrans、Vp、F、PS差值構建的Logistic回歸模型方程進行擬合，返回預測概率Logit(P)作為獨立檢驗變量，獲取的聯合評估價值明顯優于各指標單獨評估價值，為臨床評估療效提供新思路，可從不同方面反映RA患者病情變化情況，有利于合理調整治療方案，從而達到維持療效、減少發作頻次的目的。但本研究未詳細探討MRI影像特征、定量參數與RA患者遠期預后的關系，需延長隨訪時間，做進一步分析與研究。

綜上所述，MRI檢查骨侵蝕、骨髓水腫影像特征、Ktrans、Vp、F、PS等定量參數聯合構建的評估模型可作為評估RA療效的重要輔助途徑，能為臨床準確評估療效提供更全面、可靠的數據支持。