透析相关性淀粉样变膝关节MRI表现和应用价值

张明贵 陆国军 李蔚君 方建琴 吴寒松 李捷

血液透析治疗挽救了很多慢性肾脏衰竭患者的生命，透析相关性淀粉样变（dialysis-related amylosis，DRA）是长期血液透析患者的主要致残性并发症之一。由于血液中β2微球蛋白沉积于骨和关节，导致骨和关节淀粉样变性，引起骨和关节的破坏，进一步导致透析相关性淀粉样变骨关节病（dialysis-related amylosis osteoarthropathy，DRAO）。随着血液透析患者生存期的延长，患者对生活质量的要求不断提高，及早诊断和治疗DRA具有重要意义。虽然DRAO发病隐匿，又缺乏特征性的临床症状，但影像学检查能先于临床症状发现DRAO[1]，因此影像学检查显得尤为重要。有关DRA的研究报道较多，但DRA导致膝关节损害的报道国内鲜有提及。笔者收集本院2012年1月至2016年12月因长期血液透析导致DRA膝关节受累患者资料，评价DRA膝关节MRI表现，以助临床诊疗，现报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 本组患者24例（研究组），男16例，女8例；年龄 15～68（42±17）岁；血液透析病史 3～20（9±6）年；有膝关节疼痛14例，无膝关节疼痛10例。其中2例透析10年以上患者由于膝关节髌韧带断裂进行手术治疗而获得病理标本。另选取20例健康志愿者作为对照组，男 12 例，女 8 例；年龄 24～65（43±15）岁。排除有慢性肾病透析史、急慢性关节炎病史和局部外伤史患者。

1.2 MRI检查方法 采用美国GE 1.5T超导型MR成像仪（美国GE Healthcare公司，型号：Signa HDX）膝关节专用线圈。患者仰卧位，足先进，膝关节自然伸直，线圈中心对准髌骨下缘。常规SE序列包括：T1WI[重复时间（TR）500～650ms，回波时间（TE）10～20ms）]，T2加权预饱和脂肪抑制（fs T2WI）（TR 2 000～2 600ms，TE 20～35ms），脂肪抑制质子加权（fs PD）（TR 2 000～2 400ms，TE 20～30ms），短时间反转恢复序列（STIR）（TR 4 000～4 800ms，TE 40～48ms）；矢状 T1WI、fs T2WI（或 fs PD，STIR）；冠状 T1WI、fs T2WI（或 STIR）；横断 fs T2WI。视野（FOV）200mm×200mm，矩阵 224×256，扫描层厚4mm，间隔0.5mm。

1.3 MRI评价 由2位富有骨关节影像诊断经验的副主任医师共同阅片，观察两组膝关节骨组织和软组织MRI表现，协商达成一致评价。骨组织主要观察有无骨质疏松，骨质有无淀粉样物质沉积，关节软骨受累情况和关节面下囊性骨质破坏情况；软组织主要观察股四头肌腱距离髌骨1cm内形态、信号特点，髌韧带异常信号分布和特点，侧副韧带和交叉韧带有无异常信号，关节滑膜有无增生，关节腔积液情况。

1.4 血清β2微球蛋白检测 研究组患者均在透析前采集静脉血，采用免疫透射比浊法检测血清β2微球蛋白。对照组未检测血清β2微球蛋白。血清β2微球蛋白正常值参考范围为1.09～2.53mg/L。

1.5 病理学检查 获得的病理标本经固定、脱水、浸蜡、包埋和切片处理后，行HE染色及刚果红染色，并镜下观察。

1.6 统计学处理 采用SPSS 19.0软件统计。计量资料以表示，计数资料组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组膝关节骨组织MRI评价结果比较 骨质疏松MRI表现为骨小梁稀疏，T1WI信号增高，STIR信号明显降低（图1）；淀粉样物质沉积骨髓中MRI表现为弥漫低信号（图2）；关节软骨受累MRI表现为软骨变薄和（或）信号异常；关节面下囊性骨质破坏MRI表现为长T1WI长T2WI囊样信号，边界清晰。两组骨质疏松、骨质淀粉样物质沉积和关节面下囊性骨破坏MRI阳性检出率比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），两组关节软骨受累MRI阳性检出率比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表 1。

图1 DRA膝关节骨质疏松MRI图像（a：膝关节矢状T1WI，膝关节骨质信号增高，骨小梁稀疏，皮质菲薄；b：膝关节矢状STIR，因骨质疏松而信号明显降低）

图2 膝关节组成骨骨质弥漫性点片状低信号，为沉积的淀粉样物质

表1 两组膝关节骨组织MRI评价结果比较[例（%）]

2.2 两组膝关节软组织MRI评价结果比较 关节滑膜异常MRI表现为滑膜增生增厚，呈中等强度信号；关节腔积液MRI表现为关节腔内和（或）髌上囊内长T1WI长T2WI液体信号；侧副韧带和交叉韧带异常MRI表现为韧带增粗和信号增高。研究组股四头肌腱距离髌骨1cm内有5例肌腱变细（图3a），4例局部增粗，3例形态正常；对照组4例股四头肌腱MRI信号增高而无形态异常。两组髌韧带形态均未见异常，研究组髌韧带异常信号分布在体部6例，位于髌韧带胫骨附着端5例，异常信号呈结节状，边界较清晰（图3b）；对照组髌韧带异常信号呈边界不清小片状，均位于髌韧带胫骨附着端。两组股四头肌腱异常、髌韧带异常、关节滑膜增生和关节腔积液MRI阳性检出率比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），两组侧副韧带异常和交叉韧带异常MRI阳性检出率比较差异均无统计学意义（均 P＞0.05），见表 2。

图3 DRA膝关节股四头肌腱及髌韧带MRI图像（a：矢状fs T2WI，显示股四头肌腱髌骨附着区纤细；b：同一例患者不同层面矢状fs T2WI，显示髌韧带多处边界清晰结节状高信号，并有少量关节腔积液）

2.3 两组MRI阳性检出率比较 研究组患者膝关节MRI检出阳性 20例，MRI阳性检出率为83.3%（20/24）；对照组患者膝关节MRI检出阳性9例，MR阳性检出率为45.0%（9/20）；研究组MRI阳性检出率高于对照组，差异有统计学意义（χ2=7.134，P＜0.05）。

2.4 研究组血清β2微球蛋白情况 MRI检查膝关节有阳性表现的患者，14例血清中β2微球蛋白为正常值的5～30倍，6例β2微球蛋白＞正常值的30倍。

2.5 DRA膝关节肌腱病理改变 2例透析10年以上患者的股四头肌腱在无强大外力作用下断裂（图4），术中发现髌韧带色泽为黄色，术中获得的标本经HE染色呈均质嗜伊红改变，行刚果红染色显示绿色双折射改变（图 5）。

图4 DRA膝关节断裂的股四头肌腱MRI图像（a：矢状位T1WI示股四头肌腱于髌骨附着端断裂、挛缩，局部呈信号不均匀软组织团；b：矢状位fs T2WI示股四头肌腱断裂区软组织团呈高低混杂信号）

图5 髌韧带断裂病理切片（a：纤维组织胞浆呈淀粉样变性，部分区域可见裂隙，HE染色，×40；b：淀粉样物质呈粉红到红色，胞核呈蓝色，刚果红染色，×40）

3 讨论

研究发现DRA发病率与透析持续时间呈显著正相关，初始透析龄越大越容易发生DRA，而且还和透析液的纯度、透析膜材质和透析方式有关，超过10年透析龄的患者发病率高达65%[2-3]。β2微球蛋白沉积在组织中是DRA发病的主要原因，其机制是由于透析患者在透析时不能完全去除β2微球蛋白，激活了补体系统，导致IL-1升高，IL-1又促使β2微球蛋白升高，β2微球蛋白与脂质双分子层的相互作用导致细胞膜损伤[4]。β2微球蛋白主要在骨组织、肌腱、滑膜囊沉积，形成淀粉样纤维，在周围形成以单核细胞为主的慢性炎性改变，导致骨及关节滑膜表面破骨细胞增殖和（或）破骨细胞活化，引起患者骨和关节的破坏[5]。通过测定血清学指标和骨密度相关性后发现，胰岛素样生长因子-1水平与骨密度呈正相关，全段甲状腺素、骨碱性磷酸酶、骨钙素水平与骨密度呈负相关[6]。

表2 两组膝关节软组织MRI评价结果比较[例（%）]

DRA最早发生的部位在腕关节，导致腕关节综合征，表现为局部的疼痛与功能障碍，并逐步累及双侧的肩、髋、膝关节和脊柱，并可累及小肠、脾、肺、心脏等器官。DRAO表现为慢性骨关节病症状，临床上有时难以与其他类型关节病相鉴别。MRI对DRA的诊断较其他方法敏感，可早期发现病变。刘家袆等[7]总结分析DRAO的影像学表现，认为骨改变主要为骨质疏松、骨质破坏和骨质硬化，关节表现为关节肿胀，软组织改变主要是软组织钙化。一般认为DRAO主要引起关节滑膜炎及肌腱增粗，肌腱MRI信号增高改变；骨的改变主要为骨质淀粉样物质沉积，MRI表现低信号；关节软骨下骨质囊样改变，表现为T1WI低信号，绝大多数T2WI高信号。

复习相关文献，对DRA膝关节描述较少，对DRA膝关节受累MRI表现描述更是罕见。健康膝关节的髌韧带、前后交叉韧带和内外侧副韧带为均匀的长T1WI短T2WI的信号改变，关节软骨为灰色的T1WI和T2WI的信号改变，骨皮质在T1WI和T2WI为低信号改变，髓腔为T1WI高信号，fs T2WI序列为低信号改变。

DRA膝关节骨组织受累主要表现为骨质疏松、淀粉样物质沉积、关节软骨破坏、关节面下囊性骨质破坏等，而关节间隙正常。骨质疏松在MRI表现为骨小梁稀疏，T1WI信号增高，fs T2WI信号明显减低；淀粉样物质沉积骨质中往往弥漫分布，T1WI和T2WI均呈低信号，与Alshehri[1]报道相一致。淀粉样物质在骨质中沉积容易致病理性骨折。关节面下囊性骨质破坏MRI表现长T1长T2囊样信号，边界清晰，骨破坏系由于微球蛋白直接刺激破骨细胞形成的结果[8]。关节软骨破坏MRI表现为软骨变薄或/和信号异常。两组骨质疏松、骨质淀粉样物质沉积和关节面下囊性骨破坏MRI阳性检出率比较差异均有统计学意义，与文献报道一致[7，9]；但两组关节软骨受累情况比较差异无统计学意义，可能与本组样本未进行软骨敏感序列扫描有关，在观察软骨破坏的灵敏度和特异度存在不足。骨骼受累另一常见表现为骨硬化，X线片和CT图像能很容易诊断骨硬化，但MRI很少单独用于判断有无骨硬化，因此本研究未对两组骨硬化作比较。

DRA膝关节软组织受累早期主要是滑膜受累引起滑膜炎，MRI表现为滑膜增生增厚，呈中等强度信号，其后广泛影响关节肌腱和韧带，并导致数量不等的关节腔积液。在上肢关节，增生的滑膜容易使周围神经出现卡压导致腕管综合征和肘管综合征[10]。文献报道肌腱和韧带受累常表现为肌腱韧带增粗和信号增高，本研究显示DRA膝关节肌腱韧带受累主要为股四头肌腱和髌韧带，而侧副韧带和交叉韧带较少受累。股四头肌腱受累位于距离髌骨1cm之内，肌腱变细和肌腱局部增粗病例数相当，而且容易导致股四头肌腱断裂，并不像文献中显示主要是肌腱增粗，推测其原因，可能和受累病程相关。早期β2微球蛋白沉积在股四头肌腱形成淀粉样纤维，加之周围炎性细胞浸润使肌腱增粗，随着对肌腱的破坏，肌腱脆性增加，变性的股四头肌腱因承受股四头肌强大牵拉力而变细，最终轻微的作用力便可导致股四头肌腱的断裂。本组2例透析龄10年以上患者的股四头肌腱在轻微外力作用下断裂，术中发现髌韧带色泽为黄色，肌腱断缘获得的标本经刚果红染色为阳性，笔者推测这与β2微球蛋白首先在粗大肌腱和腱鞘沉积有关。本研究显示DRA髌韧带受累后形态未见改变，韧带受累区域MRI信号增高，研究组异常信号分布在髌韧带体部6例，位于髌韧带胫骨附着端5例，异常信号呈结节状，边界较清晰，而对照组髌韧带异常信号呈边界不清小片状，且均位于髌韧带胫骨附着端，异常信号的形态和在髌韧带分布区的特点能否提示DRA，因本组病例数较少，尚需进一步观察总结。

由于膝关节病变种类繁多，DRA引起的关节病变有时需与骨髓瘤、硬皮病关节炎、类风湿性关节炎、干燥综合征关节受累、骨肿瘤等鉴别，根据DRAO膝关节磁共振在骨和软组织两方面的表现特点，并结合临床对本病的诊断是可行的。