弥散加权成像ADC值和SPARCC评分在强直性脊柱炎活动期评估中的价值探讨

钱琦 励杨晟 田曼曼 姜黄维

强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一种慢性自身免疫性疾病，临床上表现为稳定期及活动期交替出现，病情呈慢性隐匿性发展，后期脊柱韧带出现广泛钙化、骨化导致骨性强直，病情不可逆。虽然AS尚无根治方法，但是患者如能早期诊断及合理治疗，可以达到控制症状并改善预后的目的[1]。AS活动期主要表现为骶髂关节骨髓水肿、脂肪沉积及附着点炎，弥散加权成像技术（DWI）可以无创、灵敏地检测出病灶水肿，其表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）不受 T2加权像（T2weighted image，T2WI）穿透效应的影响，可客观地表述水肿区域水分子的布朗运动，能反映骨髓水肿区水分子真正的扩散情况[2-3]。本研究拟通过对AS活动期患者及正常志愿者骶髂关节DWI ADC值的变化，同时分析比较活动期相对ADC值（rADC，骶侧或髂侧ADC值/L5椎体ADC值）与加拿大脊柱关节炎评分（Spondyloarthritis Research Consortium Canada，SPARCC）之间的关系，探讨DWI ADC值在量化评估AS活动期中的价值。

1 对象和方法

1.1 对象 收集2016年1月至2018年1月由本院风湿免疫科确诊为AS活动期的患者17例，男9例，女8例，年龄 22～45（35.25±13.17）岁。所有患者均符合 2009年AS诊断标准[4]。排除标准：伴有其他风湿病、肿瘤、近期外伤、感染、CT或X线诊断为Ⅳ期的患者。选取2016年1月至2017年7月本院健康体检志愿者19例作为正常对照组，男 11 例，女 8 例，年龄 21～50（29.61±18.52）岁。纳入标准：无创伤性关节疼痛病史，无腰骶部疼痛症状，实验室检查ESR和C反应蛋白（CRP）无异常的志愿者。所有受试者均无MRI检查禁忌证。两组间性别、年龄差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

1.2 仪器设备 采用美国GE公司生产的GE/HDXT1.5T双梯度磁共振扫描成像仪，16通道体部相控阵线圈。扫描序列：采用垂直于S1和S3背侧连线的斜轴位SET1WI、FSE-T2WI；平行于S1和S3背侧连线斜冠状位STIR 及 DWI，扩散敏感系数（b值）为 0、800s/mm2。

1.3 数据收集及处理

1.3.1 DWI图像分析及数据测量 由2位医师独立运用GE ADW 4.6软件进行后处理，在DWI图像上设置感兴趣区（region of interest，ROI）测量 ADC 值。将 ROI（50～70mm2）置于病变区，测量病变区ADC值。无明显病灶者测量双侧骶髂关节骶侧、髂侧中央区共4个区域的ADC值，同时测量L5椎体中央区ADC值，计算rADC：rADC=ADC SIJ/ADC L5。

1.3.2 SPARCC评分 SPARCC骶髂关节骨髓水肿评分方法：对患者的骶髂关节采用连续斜冠状位扫描共12层，取显示关节良好的6个连续层面在STIR序列评分。累及范围记分：评估范围为骶髂关节旁的骶骨及髂骨骨质，不包括关节间隙区(滑膜、韧带部)，每个层面的每个关节分髂上、髂下、骶上、骶下4个象限，每一区域出现高信号骨髓水肿，记1分；水肿强度记分：每个层面每一侧骶髂关节病灶信号强度接近或超过同层髂前静脉信号强化加1分；水肿深度记分：每个层面每一侧骶髂关节水肿病灶深度超过1cm加1分，6个层面双侧骶髂关节总分为12分。总分为：累及范围记分+水肿强度记分+水肿深度记分。6个连续层面的总分范围为0～72[5]。

1.4 统计学处理 采用SPSS 20.0统计软件。计量资料以表示，AS活动组与正常组rADC值的比较采用两独立样本t检验，AS活动组髂侧、骶侧rADC值的比较采用配对样本t检验。以AS活动组SPARCC评分为Y轴，rADC值为X轴，绘制散点图，采用Pearson相关分析活动组骶髂关节SPARCC评分与rADC值的关系。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 AS活动组与正常组rADC值的比较 MRI表现为17例AS活动组患者骶髂关节均伴有不同程度骨髓水肿，T2WI呈稍高、高信号，DWI序列呈高信号，STIR序列呈高信号，其中9例患者表现为双侧骶髂关节信号异常，关节面下可见斑片状长T1WI，长T2WI，DWI序列为高信号，8例患者表现为单侧骶髂关节信号改变。

AS活动组与正常组L5椎体中央区ADC值分别为（0.560±0.171）×10-3mm2/s、（0.684±0.312）×10-3mm2/s，两者无统计学差异（P＞0.05）。活动组骶髂关节的rADC值均明显高于正常组，两者差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表1。表明DWI序列对早期关节面下骨髓水肿敏感性较高，ADC值可以作为评估病变活动性的量化性指标。1例典型AS活动组患者骶髂关节骨髓水肿情况及ADC测量方法，见图1-4。

表1 AS活动组与正常组骶髂关节rADC值的比较

2.2 AS活动组髂侧面、骶侧面rADC差值的比较 17例AS患者中表现为单侧病变8例，表现为双侧病变9例，通过对DWI及ADC图像测量及分析，发现病变多同时累及髂侧及骶侧，以髂侧范围明显，髂侧rADC较骶侧rADC大，通过对髂侧及骶侧rADC值行配对样本t检验，发现两者之间差异有统计学意义，见表2。

2.3 AS组骶髂关节rADC值与SPARCC评分相关性分析 散点图显示AS组骶髂关节rADC值与SPARCC评分呈正相关（r=0.827，P=0.000）。详见图 5。

图1 1例典型AS活动期患者的T2WI序列横断位扫描所见（两侧骶髂关节面毛糙，关节面下片状水肿带，边界欠清）

图2 1例典型AS活动期患者DWI序列所见（双侧骶髂关节呈斑片状高信号）

图3 1例典型AS活动期患者DWI序列相应ADC图所见（右侧髂侧、骶侧 ADC分别为 1.01×10-3mm2/s，0.501×10-3mm2/s，左侧髂侧、骶侧平均 ADC分别为 1.37×10-3mm2/s，0.597×10-3mm2/s。髂侧ADC值明显大于骶侧）

图4 1例典型AS活动期患者斜冠状位STIR序列（将双侧骶髂关节分别划分为髂上、髂下、骶上、骶下4个象限，综合评估水肿范围、强度、深度进行SPARCC评分）

表2 AS活动组髂侧面、骶侧面rADC差值的比较

图5 AS组骶髂关节rADC值与SPARCC评分的散点图

3 讨论

AS病理基础为肌腱附着点的纤维化和骨化，随着病情活动及稳定的交替发展，易导致骨破坏与新骨形成，最终导致骨关节强直是其发病特点，目前AS的早期治疗主要是阻断炎症进展、阻止关节结构损坏[6]。临床上通常采用AS病情活动指数调查表（Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index，BASDAI）、ESR、CRP和SPARCC评分系统等方法检测AS的活动性，但上述方法均存在一定的局限性[3]，BASDAI评分常受到患者的理解能力、教育程度、疼痛阈值以及功能丧失程度的影响，主观性较强；而AS活动期患者仅有50%～70%ESR和CRP升高[7]。SPARCC评分系统虽然具有较高的灵敏度及一致性，其在评价病情严重程度及疗效评估中有较高价值，但是其评价骨髓水肿程度仅局限于主观目测。SPARCC评分还具有一定局限性，不能用于评价AS除骶髂关节外的脊柱及髋关节病变而且不能用于评价中晚期AS。

MRI DWI可以发现人体组织含水量的细微改变导致的早期形态学和病理学变化，是目前能够观察到活体水分子微观扩散的唯一方法[8]，且可以利用表观弥散系数值对组织中水分子弥散速度的快慢进行量化描述，即DWI采用表观弥散系数值作为反映组织的结构特点及病理生理状态下各组织之间水分子交换功能的量化指标。部分学者研究表明在DWI序列图像上测量ADC值，可提示骶髂关节面下的骨髓区早期病变的存在，增加了早期病变检出的准确性，从而为临床早期诊断AS提供了依据[9-10]。然而DWI在中枢神经系统的应用已经得到了广泛的认可[11-12]，但在骶髂关节的应用不多，尚处在起步阶段，但其应用价值已越来越受到重视，成为国内外研究的热点。

骶髂关节骨髓水肿是AS关节活动性炎性病变的重要MRI征象[13-14]，敏感性高，在药物治疗后半年左右时间会吸收，目前治疗AS药物多针对活动期患者，可有效缓解患者症状，遏制病情发展。笔者分析活动期AS患者炎症比较严重，水肿容易波及第1骶孔间骶骨骨髓，然而L5椎体在扫描野内，且与骶椎有椎间盘的分隔，水肿不易波及。本次研究选择L5椎体中央区ADC值作为基准，比较不同患者rADC值变化，更客观、准确。

本研究发现活动组rADC值大于正常对照组，同时发现对同一患者rADC值与SPARCC之间呈正相关，这与国外部分学者研究结果一致[15-16]，进一步证实ADC值可以作为量化指标评估AS患者骶髂关节炎活动性，为临床治疗方式的选择提供参考。在对AS患者骶髂关节DWI序列及ADC值的分析中发现，部分早期AS患者表现为单侧骶髂关节面下骨髓水肿，笔者分析，随着病情发展，炎症会播散到对侧骶髂关节，从而表现为双侧骶髂关节病变。另外发现髂侧ADC值多大于骶侧，国内外学者对该征象未提及，介于本次研究样本量有限，下一步需要扩充样本量，进一步研究该征象在临床表现及病情发展中有无病理意义，同时有必要对治疗前后图像数据进行比较分析，进一步探讨ADC值在疗效评估中的价值。

综上所述，DWI ADC值能定量评估AS患者骶髂关节骨髓水肿及炎症活动性，值得临床进一步深入研究。