MRI定性定量分析类风湿关节炎患者手腕部骨关节改变

任丽香，吴昆华*，张 虹，王 波，易三莉，陈渝晖，张 洁，雷 云，张宏江

(1.云南省第一人民医院MRI科，2.风湿免疫科，云南 昆明 650032；3.昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南 昆明 650500)

MRI定性定量分析类风湿关节炎患者手腕部骨关节改变

任丽香1，吴昆华1*，张 虹2，王 波1，易三莉3，陈渝晖1，张 洁1，雷 云1，张宏江1

(1.云南省第一人民医院MRI科，2.风湿免疫科，云南 昆明 650032；3.昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南 昆明 650500)

目的探讨3.0T MRI定性定量分析对类风湿性关节炎(RA)患者手腕部骨关节改变的诊断价值。方法将39例RA患者按病程分为早期组(病程≤24个月，20例)及中晚期组(病程>24个月，19例)，观察两组MRI滑膜炎、骨髓水肿、骨侵蚀、腱鞘炎征象，并应用昆明理工大学研发的定量分析软件测算滑膜炎、骨髓水肿范围。结果39例患者(共78侧)的手腕部骨关节中，滑膜炎、骨髓水肿、骨侵蚀、腱鞘炎征象的出现率分别为94.87%(37/39)、64.10%(25/39)、61.54%(24/39)、76.92%(30/39)。滑膜炎在腕关节发生率最高[92.31%(72/78)]，骨髓水肿在腕骨发生率最高[61.54%(48/78)]，骨侵蚀最易累及三角骨[64.10%(50/78)]。屈肌键腱鞘炎[74.36%(58/78)]与伸肌腱腱鞘炎[61.54%(48/78)]发生率差异无统计学意义(χ2=2.94，P=0.09)。早期组与中晚期组滑膜炎、骨髓水肿、骨侵蚀、腱鞘炎征象出现率差异均无统计学意义(P均>0.05)。定量分析显示，早期组与中晚期组间滑膜炎范围及骨髓水肿范围差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论3.0T MRI可清楚显示RA手腕部骨关节的改变，通过定量分析软件可为评估疾病严重程度提供更加准确的量化信息。

磁共振成像；定性定量分析；关节炎，类风湿；手腕；手

手腕部骨关节是类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis, RA)最早累及的部位。MRI不仅可发现RA早期关节变化，且可用于预测关节破坏。本研究采用3.0T MR对RA患者手腕部骨关节各序列影像表现进行分析，并通过定量分析软件探讨RA的量化指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2014年2月—2015年12月我院风湿免疫科收治的39例RA患者，男10例，女29例，年龄20～70岁，平均(45.0±25.0)岁。所有患者均符合2010美国类风湿学会/欧洲防治风湿病联盟的RA诊断标准[1]。按病程分为早期组(病程≤24个月，20例)及中晚期组(病程>24个月，19例)。

1.2 仪器与方法

1.2.1 检查方法 采用GE HDxt 3.0T MR扫描仪，8通道正交腕关节线圈，对所有患者双手分别进行MR检查。患者取俯卧位，头先进，单手平放，水平置于线圈中央，扫描序列及参数：冠状位脂肪抑制T2WI，TR 2 240 ms，TE 91.9 ms，层厚3 mm，间隔0.5 mm，矩阵512×512，FOV 240 mm×240 mm；轴位脂肪抑制T2WI，TR 4 660 ms，TE 91.9 ms，层厚5 mm，间隔0.5 mm，矩阵512×512，FOV 180 mm×180 mm；冠状位T1WI，TR 660 ms，TE 12.73 ms，层厚3 mm，间隔0.5 mm，矩阵512×512，FOV 240 mm×240 mm；冠状位三维稳态扰相梯度回波(three dimensional spoiled gradienrecalled acquisition insteady state, 3D-SPGR)序列，TR 12.94 ms，TE 1.38 ms，层厚2.2 mm，间隔1.1 mm，矩阵512×512，FOV 240 mm×240 mm，FA 15°；轴位3D-SPGR序列，TR 14.18 ms，TE 1.54 ms，层厚4 mm，间隔2 mm，矩阵512×512，FOV 160 mm×160 mm。平扫完成后经肘静脉注射Gd-DTPA注射液，剂量0.2 ml/kg，在注射对比剂5 min内完成3D-SPGR增强扫描，冠状位范围包括尺桡关节及远端指间关节。

1.2.2 图像分析 由2名影像学医师独立阅片，意见有分歧时经协商达成一致，分别评判RA患者手腕部骨关节有无异常改变(滑膜增厚、骨髓水肿、骨侵蚀、腱鞘炎)、病变部位。评判标准：增厚的滑膜T1WI像呈等或低信号，脂肪抑制T2WI呈高信号，增强扫描明显强化；骨髓水肿表现为T1WI信号稍减低，T2WI信号增高，边界不清，增强扫描病变强化；骨侵蚀表现为骨质局限性缺损，缺损区见强化的滑膜显示；腱鞘炎表现为腱鞘内积液、腱鞘滑膜增厚。

采用昆明理工大学研发的定量分析软件进行定量分析(图1)，测量3D-SPGR增强扫描后滑膜炎(炎性血管翳及混合性血管翳)、骨髓水肿范围。

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件，对计量资料应用Shapiro-Wilk检验进行正态分布检验，偏态分布资料以中位数(上、下四分位数)表示，两组间比较采用Mann-WhitneyU检验。两组间计数资料比较采用χ2检验或校正χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 RA手腕部骨关节的MRI表现 39例患者共检查手腕部骨关节78侧。37例患者(37/39，94.87%)出现滑膜炎，滑膜炎在腕关节(72/78，92.31%)、下尺桡关节(66/78，84.62%)、掌指关节(48/78，61.54%)、指间关节(40/78，51.28%)的发生率差异有统计学意义(χ2=43.34，P<0.01)。25例患者(25/39，64.10%)出现骨髓水肿，骨髓水肿在指骨(61/78，78.21%)、腕骨(48/78，61.54%)、掌骨(26/78，33.33%)的发生率差异有统计学意义(χ2=50.30，P<0.01)。24例患者出现骨侵蚀(24/39，61.54%)，骨侵蚀在三角骨(50/78，64.10%)、头状骨(38/78，48.72%)、尺骨远端(31/78，39.74%)、掌骨基底部(20/78，25.64%)的发生率差异有统计学意义(χ2=20.71，P=0.02)。30例患者(30/39，76.92%)出现腱鞘炎，腱鞘炎在屈肌腱(58/78，74.36%)与伸肌腱(48/78，61.54%)的发生率差异无统计学意义(χ2=2.94，P=0.09)；其中拇长屈肌、桡侧腕屈肌、指深屈肌、尺侧腕伸肌腱鞘炎发生率分别为64.10%(50/78)、58.97%(46/78)、48.72%(38/78)、53.85%(42/78)，差异无统计学意义(χ2=4.17，P=0.24)。

表1 早期组与中晚期组RA患者手腕部骨关节滑膜炎、骨髓水肿、骨侵蚀、腱鞘炎发生率比较[%(侧)]

表2 早期组与中晚期组RA患者手腕部骨滑关节膜炎、骨髓水肿范围比较[mm3；中位数(上、下四分位数)]

图1 患者男，46岁，中晚期组，手腕部骨关节MRI定量分析 左上图为腕关节冠状位3D-SPGR滑膜强化图，右上图为选择ROI(滑膜所在区间)示意图，左下图示采样范围，右下图显示测量滑膜炎范围为14 052 mm3

2.2 早期及中晚期RA患者MRI征象对比 早期与中晚期RA患者手腕部骨关节滑膜炎、骨髓水肿、骨侵蚀、腱鞘炎发生率差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。定量分析显示，两组间滑膜炎(图1)、骨髓水肿范围差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表2。

3 讨论

部分RA患者由于临床表现不典型、实验室检查阴性，应用常规方法难以早期诊断。3.0T MRI以其较高的软组织对比度、对骨关节病变较高的敏感性和特异性，在RA的诊断和疗效评价中发挥着越来越重要的作用。

滑膜炎为RA的主要MRI征象。本研究中，滑膜炎发生率为94.87%(37/39)，且腕关节为滑膜炎最好发的部位。骨髓水肿是骨髓对炎性细胞反应的结果，过程可逆，可发生于骨质破坏周边，也可独立发生，边界欠清。研究[2]认为骨髓水肿是骨侵蚀的前奏，它包含两方面信息：①炎症为活动性；②潜在的发生骨侵蚀及关节结构改变的可能性。本研究定量测量水肿范围，发现骨髓水肿好发于腕骨，且除豌豆骨以外余腕骨同时累及的比例较高。毛家骥等[3]认为除豌豆骨外的其他7块腕骨位于同一关节囊，炎性细胞浸润同一关节囊内诸骨的概率和程度可能大致相同。骨侵蚀表现为关节边缘不规则小的缺损，边界清楚，增强扫描骨侵蚀区内因炎性血管翳侵蚀，释放各种炎性介质等可有强化。但其需与正常结构如滋养孔相鉴别，滋养孔常见于舟骨或月骨。本研究结果显示，骨侵蚀易累及三角骨及头状骨，与既往研究[3]报道相仿。

目前对RA滑膜炎研究较多，但对腱鞘炎未予足够重视。Marcio等[4]发现腱鞘炎的出现与之后RA的发生有关。笔者结合日常工作中大量的临床实践，发现腱鞘炎是部分RA患者的早期表现，分析原因是腱鞘炎在受累的手、腕关节中病变范围较广，且腱鞘炎常伴肌腱断裂。如及时发现并早期治疗，将有助于降低致残率。本研究中，屈肌键与伸肌腱的腱鞘炎发生率差异无统计学意义(χ2=2.94，P=0.09)，与Filippucci等[5]及毛家骥等[3]的研究不符，可能与样本量不同有关。

本研究发现，早期、中晚期RA患者手腕部骨关节滑膜炎、骨髓水肿、骨侵蚀、腱鞘炎发生率的差异无统计学意义(P均>0.05)，与Kosta等[6]的研究结果相似。无论早期还是中晚期RA，来医院就诊的患者多因症状较重、RA处于活动期，滑膜炎、骨髓水肿均为提示疾病处于活动期的征象。有学者[7]认为RA最早的X线征象骨质疏松还未出现之前就可能出现了骨侵蚀，因此出现骨侵蚀并不一定提示病变进入中晚期。本研究中，骨髓水肿和骨侵蚀征象在早期RA患者中出现率均较高。

RA属滑膜源性疾病，一种能够发现病变始发位置的检查方法对RA的诊断尤为重要。通过对比增强前、后的图像，并应用3D-SPGR序列，可使滑膜炎得到更好的显示。目前我国对RA的研究主要集中于定性诊断方面[8-11]及OMERACT-RAMRIS推荐的半定量分析，近年来国外学者的研究重点正由单纯的影像征象总结向定量分析转变[12-13]，以期为评估疾病严重程度和判断预后、监测病情变及评价疗效提供更加准确的量化指标。因此，对滑膜增生的定量分析研究在RA诊断中具有重要意义。RA是多关节病变，在实际研究过程中对全部受累的手腕部骨关节的滑膜以手工勾画病变区进行体积累加的方式测算病变范围，工作量大，耗时长，操作性不强，且手腕部骨关节滑膜由于体积较小，在后处理勾画时易出现偏差。本研究应用昆明理工大学研发的定量分析软件，在3D-SPGR像上计算滑膜体积，简单、容易、精确，且可对非滑膜层面进行“去层”，对组织进行分割。但该方法的缺点为：因血管强化程度与炎性血管翳强化程度相似，无法对小血管进行剔除，因此测量总体积内亦包括一部分血管体积。

滑膜血管翳可分为3种类型：炎性、纤维性及混合性。其中炎性及混合性血管翳提示病情处于急性期和活动期，而纤维性血管翳提示处于静止期。本研究中，纤维性血管翳未在计算范围内。本研究发现，滑膜炎在RA患者中的发生率(37/39，94.87%)在各征象中最高，且早期与中晚期滑膜体积、骨髓水肿范围差异均无统计学意义(P均>0.05)，分析原因：①与机体免疫有关，部分患者病史较长，但仅有少许滑膜增厚，骨髓水肿范围小，部分患者病史较短，滑膜量较多，骨髓水肿明显；②部分中晚期患者病史较长，期间接受过一些抗RA治疗，导致滑膜炎及骨髓水肿在整个病程中可有缓解和反复。

综上所述，手腕关节MRI对RA早期诊断具有重要的诊断价值。定量分析软件将为监测病情变化及评价疗效提供更加准确的量化信息。

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MRIqualitativeandquantitativeanlaysisofwristandhandchangesinpatientswithrheumatoidarthritis

RENLixiang1,WUKunhua1*,ZHANGHong2,WANGBo1,YISanli3,CHENYuhui1,ZHANGJie1,LEIYun1,ZHANGHongjiang1

(1.DepartmentofMRI, 2.DepartmentofRheumatology,theFirstPeople,sHospitalofYunnanProvince,Kunming650032,China； 3.FacultyofInformationEngineeringandAutomation,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650500,China)

ObjectiveTo explore the diagnostic value of qualitative and quantitative analysis for wrist and hand changes of rheumatoid arthritis (RA) patients based on 3.0T MR images.MethodsA total of 39 RA patients were enrolled and divided into 2 groups according to the course of the diseases, including 20 cases defined as early stage group (≤24 months) and 19 cases defined as middle-late stage group (>24 months). MRI features such as joint synovitis, bone marrow edema, bone erosion, the tenosynovitis in wrists and hands were observed emphatically. Volumes of synovitis and bone marrow edema for all patients were quantified with the software developed by Kunming University of Science and Technology.ResultsAmong the 78 sides of hands and wrists in 39 patients， the incidence rate of synovitis, bone marrow edema, bone erosion, tenosynovitis was 94.87% (37/39), 64.10% (25/39), 61.54% (24/39) and 76.92% (30/39)， respectively. The highest incidence rate of synovitis， bone marrow edema and bone erosion was respectively found in the wrist (72/78, 92.31%), carpus (48/78， 61.54%) and triangular bone (50/78， 64.1%). There was no statistical significance difference of the occurrence of peritendinitis between the flexor tendons (74.36% [58/78]) and extensor tendons (61.54% [48/78]；χ2=2.94，P=0.09). No statistical difference of the incidence rates of synovitis, bone marrow edema, bone erosion and tenosynovitis was found between the early stage group and middle-late stage group (allP>0.05). There was no significant difference of synovitis and bone marrow edema volumes between the early stage group and the middle-late stage group (bothP>0.05) with MRI quantitative analysis.Conclusion3.0T MRI can clearly demonstrate the pathological changes of the wrists and hands in RA patients. The quantitative analysis software can provide more accurate indicators for the assessment of disease severity.

Magnetic resonance imaging； Qualitative and quantitative analysis； Arthritis， rheumatoid； Wrist； Hand

R593.22； R445.2

A

1672-8475(2017)10-0632-04

云南省科技计划项目[2017FE468(-127)]、昆医联合专项(2014FB095)。

任丽香(1983—)，女，山西交城人，硕士，主治医师。研究方向：骨肌系统影像学。E-mail: renlixiang19830605@163.com

吴昆华，云南省第一人民医院MRI科，650032。E-mail: wukunhua@hotmail.com

2017-01-12

2017-09-12

10.13929/j.1672-8475.201701021