Application value of Doppler ultrasound in early active axial spondyloarthropathy

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(Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital ofNanchang University, Nanchang 330006, China)

Application value of Doppler ultrasound in early active axial spondyloarthropathy

WANGLu,CHENLi*

(DepartmentofUltrasound,theFirstAffiliatedHospitalofNanchangUniversity,Nanchang330006,China)

Objective s To investigate the value of Doppler ultrasound in diagnosing active sacroiliitis of axial spondyloarthropathy (axSpA) patients. Methods The Doppler ultrasound and MRI data of 51 patients with early axSpA was retrospectively analyzed. According to MRI results, axSpA patients were divided into active sacroiliitis ( active group ) and inactive sacroiliitis ( inactive group). The color flow display and blood flow resistance index (RI) were compared. Considering MRI as the diagnostic standard, ROC curve was used to evaluate the diagnostic efficacy of RI in detecting active sacroiliitis. Results There were 32 cases wth 58 joints (6 cases were single active sacroiliitis) in activity group and 19 cases with 38 joints in inactivity group. The flow signals demonstration rate of sacroiliac joint in activity group (51/58, 87.93%) was higher than that in inactive group (26/38, 68.42%;χ2=5.505,P=0.019). There was no statistical difference of the indegree of blood flow between the two groups (Z=-1.93,P=0.053). RI in active group (0.59±0.08 ) was lower than that in inactive group (0.71±0.09;t=-6.04;P<0.001). Taking RI=0.64 for diagnosis of active sacoriliitis in axSpA patients, the sensitivity, specificity and accuracy rate were 80.8%, 74.5% and 78.7%, respectively. Conclusion Through observing abnormal blood flow signals around and internal the sacroiliac joints, ultrasonography can response active sacroiliitis in axSpA patients with higher accuracy.

Spondyloarthropathy； Sacroiliitis； Ultrasonography, Doppler, color

中轴型脊柱关节病(axial spondyloarthropathy, axSpA)是一种高度遗传复杂的关节炎性疾病，可影响骨骼系统的中轴框架，从而导致结构和功能障碍[1-2]，早期表现为交替性臀部疼痛，逐渐向背部进展，腰背部明显僵硬继而活动受限，直至晚期出现脊柱强直。其早期临床表现不典型，且缺乏特异性的实验室检查指标。MRI有助于发现早期的活动性骶髂关节炎，但其检查价格昂贵、耗时长，临床应用受到一定限制。本研究对axSpA患者进行多普勒超声检查，观察axSpA患者骶髂关节的超声特征，并与MRI对比，探讨多普勒超声诊断早期活动性axSpA的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2015年9月—2016年4月临床确诊为早期axSpA的51例患者的资料，其中男36例，女15例，年龄15～43岁，平均(30.0±10.6)岁。所有患者骨盆X线检查未见明确的骶髂关节炎征象，但临床均表现为不同程度腰背部疼痛、活动受限、晨僵，其中32例患者伴有髋关节痛、腿痛，活动后减轻。51例患者均于1周内先后接受多普勒超声检查及MRI，并依据MRI结果分为活动性骶髂关节炎(活动)组及非活动性骶髂关节炎(非活动)组。

1.2仪器与方法

1.2.1 超声检查 采用Philips iU22超声诊断仪，C5-1凸阵探头，探头频率2～5 MHz，以肾脏模式扫查。嘱受检者取俯卧位，将探头横置于其骶尾部。灰阶超声显示骶髂关节与人体脊柱呈倒“八”字夹角，骶骨与髂骨背侧面骨皮质呈高回声，两者之间的低回声裂隙区为骶髂关节(图1)。多普勒超声显示骶髂关节区域的彩色血流信号，取样框调至合适的大小置于骶髂关节，适当调节彩色增益，壁滤波66～84 Hz，血流—声束夹角<60°。

观察并记录骶髂关节血流信号特点[3]：①血流显示率；②血流丰富程度，0级为无血流信号，1级为星点状血流信号，2级为短棒状血流信号或2、3个点状血流信号，3级为长条状或网格样血流信号；③血流阻力指数(resistance index， RI)值。

1.2.2 MRI 采用GE Signa Excite Ⅱ型双梯度1.5T MRI扫描仪。扫描序列及参数：斜冠状位(平行于S1和S3背侧连线)TSE T2WI，TR 3 000 ms，TE 58 ms，层厚5 mm，层间距1 mm，矩阵320×192；脂肪抑制SE序列T2WI，TR 4 300 ms，TE 42 ms，层厚5 mm，层间距1 mm，矩阵288×192；斜横轴位(与斜冠状位垂直)TSE T1WI，TR 440 ms，TE 20 ms，层厚5 mm，层间距1 mm，矩阵384×224。

活动性骶髂关节炎MRI诊断标准：脂肪抑制SE序列T2WI连续2个层面出现骨髓水肿灶或1个层面出现2处骨髓水肿灶[2]。

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件，活动组与非活动组间RI值的比较采用两独立样本t检验，血流显示率的比较采用χ2检验，血流分级比较采用Mann-WhitneyU检验。P<0.05为差异有统计学意义。以MRI结果为“金标准”，绘制ROC曲线，评价RI对早期axSpA患者活动性骶髂关节炎的诊断效能及确定最佳临界值。

2 结果

2.1 MRI表现 51例早期axSpA患者中，MRI诊断为活动性骶髂关节炎32例(活动组)，关节面骨质可见片状长T1长T2信号，脂肪抑制序列可见骶骨关节面下线状、斑片状高信号(图2A)；其中26例为双侧活动性骶髂关节炎，6例表现为单侧活动性骶髂关节炎。19例MRI诊断为非活动性骶髂关节炎(非活动组)，均无活动性骶髂关节炎MRI征象。活动组共58个病变关节，非活动组共38个病变关节。

2.2 多普勒超声表现

2.2.1 骶髂关节血流情况 活动组58个关节中，87.93%(51/58)骶髂关节内探及彩色血流信号(血流分级1～3级)，见图2B；12.07%(7/58)骶髂关节未探及彩色血流(血流分级为0级)。非活动组38个关节中，68.42%(26/38)骶髂关节内探及彩色血流信号(血流分级1～3级)，31.58%(12/38)骶髂关节未探及彩色血流(血流分级为0级)，见表1。2组骶髂关节血流显示率差异有统计学意义(χ2=5.505，P=0.019)，但血流分级差异无统计学意义(Z=-1.93，P=0.053)。

表1 活动组与非活动组骶髂关节血流分级(个)

2.2.2 RI值 活动组中51个关节及非活动组中26个关节可探及血流，活动组血流RI值为0.59±0.08，

图1 声像图示骶骨与髂骨背侧面骨皮质呈高回声，两者之间的低回声裂隙区为骶髂关节(箭) 图2 患者男，30岁，活动性骶髂关节炎 A.斜冠状位脂肪抑制SE序列T2WI示骶髂关节面下骨质内见线状、斑片状高信号； B.彩色多普勒超声可见丰富血流信号，血流分级为3级

图3 患者男，27岁，活动性骶髂关节炎 频谱多普勒显示低阻型血流信号(RI=0.53) 图4 患者女，29岁，非活动性骶髂关节炎 频谱多普勒显示高阻型血流信号(RI=0.78)

图5 以MRI为“金标准”，RI诊断活动性骶髂关节炎的ROC曲线

非活动组血流RI值为0.71±0.09。活动组RI值低于非活动组(图3、4)，差异有统计学意义(t=-6.04，P<0.001)。

2.2.3 诊断效能 以MRI结果为诊断活动性骶髂关节炎的“金标准”，RI的ROC曲线下面积(area under the curve， AUC)为0.857[95%CI(0.774，0.940)，P<0.001]。RI=0.64时Youden指数最大，以RI=0.64作为诊断活动性骶髂关节炎的临界值，其敏感度为80.8%，特异度为74.5%，准确率为78.7%，见图5。

3 讨论

axSpA是一组以中轴关节慢性炎症性病变为主的自身免疫性疾病，病理改变主要为滑膜炎和附着点炎[4]。腰背痛是axSpA患者主要的临床症状，多数患者以背部疼痛为首发症状就诊，但临床仅通过体格检查及实验室检查难以对该病作出明确诊断。

2009年脊柱关节病国际评估协会(Assessment of Spondylo Arthritis International Society, ASAS)推荐的axSpA诊断标准中将MRI提示的活动性骶髂关节炎引入其中[2]。MRI是目前公认的骶髂关节炎诊断和活动性监测的影像学“金标准”。通过不同角度、不同层面、不同序列成像可清楚直观地显示骨髓水肿、脂肪沉积、软骨破坏等[5]。MRI对发现骶髂关节骨髓水肿具备较高的敏感度，但对一些骨化及钙化不敏感。

通过超声检查能够实时观察关节及其周围软组织，其目前已成为诊断关节病变的重要影像学检查方法之一。超声检查反映出的异常的血流动力学改变可为活动性骶髂关节炎的诊断提供有价值的信息。这就意味对axSpA患者可能在X线出现异常前获得超声诊断。1999年Arslan等[6]应用彩色多普勒超声对比axSpA患者与正常人骶髂关节的血流动力学情况，发现彩色多普勒超声可用于诊断骶髂关节的炎症活动性。Bandinelli等[7]通过超声观察23例早期脊柱关节病(spondyloarthropathy, SpA)患者与23例健康志愿者的骶髂关节，认为超声可作为早期诊断SpA的工具。

本研究对51例axSpA患者的影像资料进行回顾分析，结果显示活动组axSpA患者骶髂关节血流显示率[87.93%(51/58)]较非活动组[68.42%(26/38)]更高，差异有统计学意义(χ2=5.505，P=0.019)。本研究中，2组血流分级差异无统计学意义(Z=-1.93，P=0.053)，可能是受超声仪器的选择、彩色增益、检查者主观因素等的影响。此外，研究发现活动组RI值(0.59±0.08)较非活动组(0.71±0.09)减低(t=-6.04，P<0.001)。活动性骶髂关节炎的低阻血流信号大多来自于关节内或关节囊周围。超声检查可观察到来自骶后孔或供应髂骨面的正常血流，这些血流一般表现为高阻，对于活动性骶髂关节炎患者进行超声检查时应尽量避免这些血流，选取离关节区域较近的低阻血流信号评估关节炎的活动性。本研究中活动性骶髂关节炎血流较为丰富且RI值减低，分析其原因为炎性活动期时病理主要表现为滑膜炎及骨髓水肿[8]，炎性细胞浸润促血管生成因子释放，关节内及周围的新生炎性血管扩张充血，致使活动期RI值偏低。

本研究以MRI诊断活动性骶髂关节炎为金标准，进行ROC曲线分析，发现以RI=0.64为临界值，诊断活动性骶髂关节炎的敏感度为80.8%，特异度为74.5%，准确率为78.7%，与Ghosh等[9]的研究结果一致。Ghosh等[9]观察X线平片阴性axSpA患者的超声表现，发现活动性骶髂关节炎RI值较非活动性骶髂关节炎减低，以RI≤0.605诊断活动性骶髂关节炎的敏感度为94.7%，特异度为86.4%。Klauser等[10]应用彩色多普勒超声观察炎性腰背痛的骶髂关节炎的血流特点，发现超声诊断活动性骶髂关节炎的敏感度为17%，特异度为96%，诊断敏感度较低的原因可能为研究纳入的血流信号仅为关节内的血流信号。本研究中的血流信号包括关节内及关节囊周围的血流信号，由于穿透软骨下骨板的血管可能同时位于髂骨和骶骨耳面，这些血流信号可能更有助于炎症的诊断及活动性评估。

本研究的局限性：①对于肥胖患者，多普勒超声检查可能因关节间隙狭窄者造成假阴性结果；②对既往有腰椎间盘突出者，多普勒超声易出现假阳性结果；③血流分级具有主观性。

总之，多普勒超声可通过骶髂关节异常血流信号为axSpA患者活动性骶髂关节炎提供诊断依据，与MRI对照，具有较高的敏感度、特异度及准确率。

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王璐(1989—)，女，吉林吉林人，在读硕士，医师。研究方向：肌骨系统超声诊断。E-mail: 365721831@qq.com

陈莉，南昌大学第一附属医院超声科，330006。E-mail: 1727237899@qq.com

2016-11-14

2017-05-22

多普勒超声在早期活动性中轴型脊柱关节病中的应用

王 璐，陈 莉*

(南昌大学第一附属医院超声科，江西 南昌 330006)

目的 探讨多普勒超声诊断中轴型脊柱关节病(axSpA)患者活动性骶髂关节炎的价值。方法 回顾性分析51例早期axSpA患者的多普勒超声及MRI资料。依据MRI结果将axSpA患者分为活动性骶髂关节炎(活动)组及非活动性骶髂关节炎(非活动)组，比较2组骶髂关节的血流显示情况及血流阻力指数(RI)。以MRI结果为金标准，绘制ROC曲线，评价RI对axSpA患者活动性骶髂关节炎的诊断效能。结果 活动组32例共58个病变关节(6例为单发活动性骶髂关节炎)，非活动组19例共38个病变关节。活动组骶髂关节血流显示率(51/58，87.93%)高于非活动组(26/38，68.42%；χ2=5.505，P=0.019)。2组间血流分级差异无统计学意义(Z=-1.93，P=0.053)。活动组RI值(0.59±0.08)低于非活动组(0.71±0.09；t=-6.04，P<0.001)。以RI=0.64诊断axSpA患者活动性骶髂关节炎，敏感度为80.8%，特异度为74.5%，准确率为78.7%。结论 利用多普勒超声可通过骶髂关节周围及内部的异常血流来反映axSpA患者活动性骶髂关节炎，且准确率较高。

脊柱关节病；骶髂关节炎；超声检查，多普勒，彩色

R684; R445.1

A

1003-3289(2017)08-1256-04

10.13929/j.1003-3289.201611078