扩散加权成像及动态增强MRI在强直性脊柱炎骶髂关节炎疗效评估中的价值

王娟， 张家雄， 周守国

表1 骶髂关节MRI各序列主要扫描参数

强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)是一种以骶髂关节及脊柱中轴关节最先受累为特点的全身性疾病，好发于男性青少年，病程具有静止期及活动期交替出现的特点，若活动期进行药物治疗，不仅效果好，还可抑制病情的发展。C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)作为一种反映急性炎症的血清标记物，临床常用于检测AS病情变化[1]。Bath强直性脊柱炎疾病活动度指数评分(Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Score Index,BASDAI)作为评价AS疾病活动性的分级量表具有对变化敏感、应用广泛的特点。随着医学影像技术的发展，功能磁共振成像在AS炎性活动期的判定及短期治疗效果评估方面表现出了一定的优势[2-3]。本研究旨在探讨扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)及动态对比增强MRI(dynamic contrast enhanced MRI,DCE-MRI)对AS骶髂关节炎疗效评估的价值及意义。

材料与方法

1.病例资料

收集本院2016年12月至2018年7月间在肾病风湿病科门诊及住院进行治疗同时符合2009年AS诊断标准[4]的患者。病例纳入标准：①符合2009年AS诊断标准，经影像学证实为骶髂关节炎；②下腰背痛持续时间大于3个月；③腰椎在侧屈及前后方向活动受到限制；④BASDAI评分≥4分。病例排除标准：①急慢性感染期患者；②乙肝或丙肝活动期患者；③恶性肿瘤患者；④既往接受过肿瘤坏死因子(TNF)生物制剂治疗者；⑤心肝肾功能不全者。本研究共纳入39例患者，其中男37例，女2例，年龄15～32岁，平均22.7岁。

2.临床治疗方法及观察指标

39例患者均给予英夫利西单抗(类克，瑞士Cilag AG公司生产)5mg/kg静脉滴注，首次给药后，分别于第2周、第6周及以后每隔6周各给予1次相同剂量，疗程为12周。治疗前后MRI检查当天行BASDAI评分及静脉血CRP检测。

3. 检查方法

所有AS骶髂关节炎患者治疗前后均行骶髂关节常规MRI、DWI及DCE-MRI检查。采用3.0T GE 750W MRI扫描仪，体部相控阵线圈。受检者取仰卧位，主要扫描参数见表1。DWI序列扩散梯度因子b值设为800 s/mm2。DCE-MRI检查经肘静脉通道团注对比剂钆特酸葡胺 (Gd-DOTA，江苏恒瑞医药股份有限公司)的同时开始扫描，高压注射器注射流率2 mL/s，剂量0.1 mmol/kg。注射完对比剂后，立即以相同流率注射20 mL生理盐水。动态增强扫描无间隔采集32个时相，每个时相10 s，总扫描时问为320 s。

4.图像后处理及分析

DWI扫描结束后将原始图像传送至GE ADW4.6工作站，应用Functool软件进行DWI各参数图重建和数据测量。在表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图上测量感兴趣区(region of interest，ROI)的ADC值。

DCE-MRI扫描结束后将原始图像传送至GE ADW4.6工作站，应用GenIQ软件进行分析，包括以下几个步骤：①设定观察目标ROI；②图像运动校准处理，调整图像摆动差；③去除无效时相；④得到各个ROI的对比剂从血管到组织间隙的渗透率(contrast transfer coefficient，Ktrans)、细胞外间隙容积与血管内容积比(reflux constant，Kep)、细胞外间隙容积(ex-travascular extracellular volume fraction，Ve)。

由2位放射诊断副主任医师综合分析治疗前后常规MRI、DWI及DCE-MRI序列图像。将ROI(25 mm2)置于病变中心，在DWI图像上设置ROI并测量ADC值；在DCE-MRI图像上设置ROI并测量Ktrans、Kep、Ve值。2位医师分别独立测量上述ROI的ADC、Ktrans、Kep、Ve值，多点测量结果取平均值。

图1 AS骶髂关节炎患者，男，16岁。a～f) 为AS治疗前图像，双侧骶髂关节髂骨面骨髓水肿，以左侧明显。g～l) 英夫利西单抗治疗后复查图像，双侧骶髂关节髂骨面骨髓水肿范围明显减小。a) 脂肪抑制T2WI序列示病变呈片状高信号改变； b) DWI序列示病变呈片状稍高信号改变； c) ADC图示病变ADC值升高；d) Ktrans参数图示病变Ktrans值升高； e) Kep参数图示病变Kep值升高； f) Ve参数图示病变Ve值升高； g) 脂肪抑制T2WI序列示病变高信号范围明显缩小、程度减轻； h) DWI序列示病变高信号减低； i) ADC图示病变ADC值下降； j) Ktrans参数图示病变Ktrans值下降； k) Kep参数图示病变Kep值下降； l) Ve参数图示病变Ve值下降。

5.统计学分析

结 果

本组39例AS骶髂关节炎患者经治疗后，按照疗效判定标准[5]，显效29例，有效7例，无效3例，总有效率为92.3%[总有效率=(显效+有效)/总例数×100%)]。对比治疗前(图1a～f)，MRI显示治疗后骶髂关节骨髓水肿程度减轻、范围缩小31例，基本消失5例，表现为脂肪抑制T2WI高信号减低或基本消失，DWI高信号减低，增强后病灶强化程度减轻(图1g～l)。

表2 AS骶髂关节炎患者治疗前后各参数测量结果及比较

表3 BASDAI评分、CRP与各影像参数的相关性分析结果

对AS骶髂关节炎治疗前及治疗后的BASDAI评分、CRP、ADC值、Ktrans、Kep、Ve值行正态性检验，各指标均符合正态分布(P值均>0.05)。独立样本t检验结果显示，AS骶髂关节炎患者治疗前与治疗后的BASDAI评分、CRP、ADC值、Ktrans、Kep、Ve值的差异均具有统计学意义(P值均<0.05，表2)。BASDAI评分、CRP与ADC值、Ktrans、Kep、Ve值的Pearson相关性分析结果显示，BASDAI评分、CRP与ADC值、Ktrans、Kep、Ve值均呈正相关(P值均<0.05，表3)。

讨 论

AS可导致脊柱及关节功能障碍及畸形，致残率较高，严重影响患者生活质量，临床治疗以减轻炎症反应、改善症状及恢复功能为目标。炎性反应在AS结构损伤中起到重要作用，其中肿瘤坏死因子(TNF-α)在AS的发病中起着关键作用[6]。本研究中治疗AS所使用的英夫利西单抗作为一种单克隆抗TNF-α拮抗剂，能够与跨膜TNF-α受体及可溶性TNF-α受体相结合，以阻滞TNF-α所介导的病理作用及信号传导，达到缓解患者临床症状、降低炎性反应的目的。本研究对AS骶髂关节炎患者使用英夫利西单抗治疗后，总有效率高达92.3%，并且BASDAI评分及CRP明显下降，提示临床疗效良好。

随着医学影像技术不断发展，功能成像技术在各系统肿瘤及炎性病变的诊断、鉴别诊断、疗效及预后评估等方面得到了广泛应用，并且显示出了一定优势[7-9]。AS骶髂关节炎使用内科保守治疗，故而无法以组织病理学结果为金标准判定治疗效果。BASDAI评分及CRP在临床应用广泛，操作简单，被视为评估病情变化及疗效的重要手段[10]。故而本研究选择BASDAI评分及CRP作为参照标准，探讨DWI及DCE-MRI这两种定量功能成像技术评估AS骶髂关节炎英夫利西单抗治疗前后的影像参数变化的意义，并预测治疗结果。

DWI能够反映活体组织中的水分子运动，对病变显示高度敏感，可判断病变的严重程度及观察病变的演变过程。AS骶髂关节炎经英夫利西单抗治疗后，炎性反应降低，病变区域水分子运动减慢、扩散运动减弱，DWI上高信号减低；组织间隙内自由水含量减低，表现为ADC值的降低。本研究发现AS骶髂关节炎患者英夫利西单抗治疗后骶髂关节病灶平均ADC值较治疗前明显减低，且病灶ADC值与BASDAI评分、CRP呈正相关，提示ADC值可作为评定治疗效果的指标。

DCE-MRI作为一种具有较高时间分辨率的磁共振检查技术，对比剂进入血管后连续采集图像，分析对比剂在血管内外分布情况，得到药物代谢动力学参数，可反映活体组织血流灌注状况，并且可进行定量和半定量分析[11]。AS骶髂关节炎患者英夫利西单抗治疗后，邻关节面下骨髓组织及关节滑膜组织的血管和微循环通透性减低，增强扫描表现为病灶强化程度减轻。本研究结果显示，AS骶髂关节炎患者英夫利西单抗治疗后Ktrans、Kep、Ve值较治疗前明显减低，差异具有统计学意义；分析原因可能是AS骶髂关节炎患者使用TNF-α拮抗剂后，病变炎性反应降低，炎性因子释放减少，病变区血管通透性减低、血液渗漏到组织间隙减少。DCE-MRI的定量参数Ktrans及Kep作为评估微血管通透性的指标，在AS治疗后出现Ktrans、Kep降低；Ve值则作为评价组织坏死程度的指标，在AS治疗后炎性因子减少、骨髓破坏坏死减少，表现为Ve值降低。本研究结果显示AS骶髂关节病灶Ktrans、Kep、Ve值与BASDAI评分、CRP呈正相关，提示DCE-MRI定量参数与BASDAI评分、CRP具有一致性，可用于评价治疗反应，评估治疗效果。

综上所述，DWI及DCE-MRI定量分析相关参数与BASDAI评分、CRP具有一致性，可用于AS骶髂关节炎患者的疗效评估，具有临床应用价值。