动态增强MRI定量评价强直性脊柱炎骶髂关节炎症活动度的价值

陈旭高 邹建勋 叶国伟 周理余 项万青 吴燕

[摘要] 目的 探讨动态增强MRI（DCE-MRI）定量评价强直性脊柱炎（AS）炎症活动度的价值。 方法 收集我院2016年1月～2018年1月24例AS患者的临床和影像学资料，24例经临床病理确诊的AS患者行双侧骶髂关节DCE-MRI检查，运用动态增强专用血流动力学软件测量双侧骶髂关节滑膜病变区定量参数：容积转移常数（Ktrans），采用t检验比较分析滑膜炎症不同活动度组间Ktrans值的差异。 结果 24例AS骶髂关节滑膜病变Ktrans值为（1.32±0.08）mL/min，8例滑膜炎症为重度，16例滑膜炎症为轻度。滑膜炎症重度组Ktrans值明显高于轻度组（t=4.07，P<0.01）。 结论 DCE-MRI的Ktrans值可用于反映AS患者骶髂关节的炎症活动程度。

[关键词] 磁共振成像；动态增强；关节炎，强制性脊柱炎；骶髂关节

[中图分类号] R445.2 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2018）27-0116-04

[Abstract] Objective To explore the value of dynamic contrast enhanced MRI（DCE-MRI） in the quantitative evaluation of inflammatory activity in patients with ankylosing spondylitis（AS）. Methods The clinical and imaging data of 24 patients with AS treated in our hospital from January 2016 to January 2018 were collected. 24 patients who had been clinically and pathologically diagnosed as AS underwent bilateral sacroiliac joint DCE-MRI examination. Dynamic contrast enhanced special hemodynamic software was used to measure the parameters of the bilateral sacroiliac synovial lesion area： volume transfer constant（Ktrans）. The t test was used to compare the difference of Ktrans between groups of different inflammatory activity. Results The Ktrans value of 24 cases with AS sacroiliac joint synovial lesions was（1.32±0.08） mL/min， synovial inflammation of 8 cases of which were severe， while that of 16 cases of which were mild. The Ktrans value of severe synovitis group was significantly higher than that of mild group（t=4.07， P<0.01）. Conclusion The Ktrans value of DCE-MRI can be used to reflect the degree of inflammatory activity of sacroiliac joints in AS patients.

[Key words] MRI； Dynamic contrast enhanced； Arthritis； Ankylosing spondylitis； Sacroiliac joint

強直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一种血清检测阴性的脊柱关节病（seronegative spondyloar-thropathy，sSPA）。AS具有病程较长、患病率较高、致残率较高特点，稳定期与活动期间歇发作[1]，因此能够早期发现并早期诊断及治疗AS可以让患者的生活质量明显提高[2]。磁共振动态对比增强（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI）是一种功能成像方法[3]，与常规动态增强MRI相比，DCE-MRI扫描和定量诊断分析要求的时间分辨率更高。MRI 灌注技术是基础和临床研究中重要的在体血流动力学研究技术，其技术核心是建立灌注的动力学模型并重建参数图[4]。本组研究主要针对定量参数Ktrans和活检病理进行相关性研究，结果显示Ktrans值和病理显示的炎症轻重程度有良好的一致性。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2016年1月～2018年1月我院收治的24例确诊为强直性脊柱炎髋关节改变患者，其中男14例，女10例，年龄20～56岁，平均（36.5±4.2）岁；病程6个月～5年，平均（3.5±1.8）年。入选标准：（1）患者普遍均存在夜间疼痛不适、脚跟痛、晨起关节僵硬、全身多处关节酸痛不适等症状，表现为两侧间歇性或交叉性，患者自述尤其以阴雨天或夜间疼痛感明显；（2）入选患者实验室检查：HLA-B27阳性24例；（3）患者均了解、知情、同意本次实验。

1.2 方法

MRI检查采用 GE 3.0 T超导扫描仪（Discovery750 3.0 T）及心脏相控阵线圈。扫描时患者取仰卧位，双手上举、脚先进。右肘贵要静脉或肘正中静脉留22号置针穿刺，三通连接管接高压注射器。常规MRI扫描，序列包括：冠状位脂肪抑制FSE T2WI（TR3800 ms、TE 90 ms），层厚（5 mm），层间距（1 mm），ETL（4），FOV（380 mm×380 mm），扫描矩阵（320×256），信号平均采集次数（4）；冠状位FSE T1WI：（TR600 ms、TE25 ms），ETL（3），层厚（3 mm），FOV（200 mm×200 mm），扫描矩阵（550×352）；轴位FSE T1WI（TR560 ms、TE28 ms），ETL（4），层厚（5 mm），视野FOV：（385 mm×385 mm），扫描矩阵（256×256）；平扫序列扫描完成后，用LAVA-FLEX序列行双侧骶髂关节轴位动态增强扫描：首先进行4个不同翻转角的普通扫描，翻转角分别为：30、60、90、120。然后进行连续动态增强扫描，扫描参数：TR/TE=3.5 ms/1.6 ms，ETL=24，矩阵= 256×256，采集时间为每期7 s，总共55个扫描期相，扫描总时间为385 s，前面两期不注射对比剂，作为蒙片，第3期动态增强时相开始注射对比剂行无间隔连续动态扫描。造影剂为GE公司钆双胺（GD-DTPA-BMA，欧乃影），剂量为0.2 mL/kg，注射速率为3 mL/s，以相同速率再注射15 mL生理盐水冲管，采用美德瑞达双筒高压注射器，经肘静脉注射。动态增强扫描结束后再行常规增强扫描，序列包括冠状位、轴位脂肪抑制T1WI。

1.3 观察指标

DCE-MRI的动态增强扫描图像的所有原始数据均传输到Omni Kinetics（GE healthcare）血流动力学软件，使用两室Tofts模型进行图像后处理。动态增强序列数据导入后，以髂内动脉为输入动脉，感兴趣区（region of interest，ROI）手动勾画直径为12～18个像素，两组ROI勾画选择多个层面，一般要求层面相同，距离骶髂关节面0～3 cm，选取面积（2～3）cm2，逐层测量后取平均值，避开血管、骨质、脂肪及肌肉等结构。本组研究统计其中的定量参数：Ktrans（endothelial transfer constant），是指血液渗漏到血管外细胞外间隙速率，单位为mL/min。感兴趣区的勾画要求：动态增强病变强化最明显处；由2位肌骨组拥有15年以上诊断经验副主任医师以及1位副主任技师共同商榷绘制，熟练掌握软件的使用，每例数据的Ktrans 参数ROI的平均值用于进行统计学分析。

1.4 统计学方法

应用SPSS 18.0软件所对有数据进行统计学分析，重度炎症组和轻度炎症组的DEC定量参数Ktrans首先要进行正态检验，符合正态分布则采用t检验分析比较骶髂关节炎症不同活动度组间Ktrans值的差异，以P<0.05为差异具有统计学意义。定量参数Ktrans采用Spearman法与病理Krenn评分进行相关性分析。

2 结果

2.1 骶髂关节滑膜穿刺活检

根据MRI平扫及动态增强表现，对病变区穿刺病理活检术，由2位具有丰富经验的风湿科医生进行双人双盲评分，根据Krenn评分，对24例AS滑膜病理进行分级，判定16例为轻度炎症，8例为重度炎症。

2.2 MR表现

24例显示脂肪堆积扩大，呈长 T1T2，关节间隙增宽，未见明显关节积液，关节面呈虫蚀状，或结节增厚，脂肪抑制 T2WI呈稍高信号或高信号，DWI呈高信号，增强后强化（封三图4、5）。

2.3 DCE-MRI数据分析

24例AS骶髂关节滑膜病变Ktrans值为（1.32±0.08）mL/min，8例为重度炎症强化速率明显高于16例为轻度炎症患者，前者表现为早期快速强化，然后维持一定水平，后者表现为缓慢渐进性强化；8例滑膜炎症为重度，其Ktrans值为（1.81±0.29）mL/min；16例滑膜炎症为轻度，其Ktrans值为（1.06±0.06）mL/min，滑膜炎症重度组Ktrans值明显高于轻度组（t=4.07，P<0.01），两组Ktrans值差异具有统计学意义。

2.4 Ktrans值与病理评分相关性

对24例病理活检患者进行病理Krenn评分，结果为（3.45±1.33）分。Ktrans值（1.32±0.48）mL/min与病理评分进行统计学分析，结果显示呈正相关性（r=0.702，P=0.002），见图1。

3讨论

AS首先会表现为骶髂关节炎，研究表明：通过对骶骨侧及髂骨侧病变区行穿刺活检，认为骶髂关节炎病理改变为关节滑膜炎性改变、增生及新生小血管、骨组织、关节软骨破坏等表现[5]。DCE-MRI运用快速MRI序列连续采集静脉注射对比剂（通常应用钆的螯合物Gd-DTPA）前、中、后的图像，显示对比剂进入靶器官或组织血管，通过毛细血管床并最终被清除过程中的信息，其信号增强的程度可以反映靶器官或组织的物理及生理信息，主要是毛细血管表面积、毛细血管通透性、组织灌注以及血管外、细胞外间隙等方面的特性。与普通对比增强MRI相比不仅反映形态学增强特性，而且可以反映组织器官生物特性，并且结果受医生诊断水平影响，主观性较强。DCE-MRI则可以多时相扫描，产生连续动态的图像，通过后处理技术能获得一系列半定量及定量参数，更為客观地反映病变的强化特征，对所显示区域的病理生理特性有着更为丰富全面的信息。从这种意义上来说，DCE-MRI与其他功能成像技术一样可以在显示病变的解剖结构之外识别其病理生理学特征[6]。

DCE-MRI主要反映微循环血流及灌注情况，主要的参数有Ktrans为转运系数，反映对比剂从血浆渗漏到组织间隙的能力；Kep是速度常数，反映对比剂从组织间腔返回血浆中的能力；Ve代表钆类对比剂在血管外细胞外液间隙所具有的容积；Vp代表血管内的对比剂容积。Ktrans、Kep主要反映微血管的通透性，强直性脊柱炎炎症活动期时，局部毛细血管通透性增加，对比剂在血管内外双向渗透增加，因此Ktrans、Kep改变颇为显著[7]。DCE-MRI在评估炎症过程中新生血管的分布情况以及早期诊断和定量组织中的炎症活动方面有重要价值。本组研究的重点就是DCE-MRI的Ktrans值和滑膜病理的炎症活动程度的相关性。有研究表明：骶髂关节炎活动期组的Ktrans、Kep、Ve等指标值明显高于静止期组，差异具有统计学意义[8]。DCE-MRI定量参数与DWI其ADC值对检测AS活动性具有相似的价值[9]。因此AS的活动性可通过DCE-MRI定量参数进行检测[10-11]。有研究表明：动态增强MRI定量评价类风湿性关节炎腕关节炎症活动度具有重要价值[12]。当组织处于炎症活动期，炎症因子等因素导致血管源性水肿，促使局部水分子増加、运动加快，引起局部ADC值増加[13-14]。张俞等[15]研究表明：在DCE-MRI定量参数中Ktrans值对于鉴别HCC和结肠癌肝转移瘤比其他定量值更有价值。金雁等[16]研究显示：动态增强MRI（DCE-MRI）在宫颈鳞癌病理分级中具有重要价值。DCE-MRI定量参数中Ktrans值鉴别乳腺良恶性病变，在敏感度为100%时特异度可达86.1%[17]。应用Ktrans值鉴别乳腺良性纤维囊性改变与浸润性导管内癌的敏感度和特异度分别可达93%和96%[18]。导管内原位癌Ktrans值随着病理级别由低到高而增加[19]。