基于MRI影像特征、定量参数构建类风湿性关节炎治疗效果的评估模型

童 俊

(南京中医药大学附属南京市中西医结合医院放射科，江苏 南京 210000)

据统计，我国类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis，RA)发病率为0.32%～0.36%，具有反复发作的特点，严重者可造成关节畸形或关节功能丧失，致残率较高，对患者日常生活及生存质量造成明显影响[1-2]。近年来，随着生物制剂的应用，RA治疗效果得到明显提升。但既往临床多通过疾病活动性指数28(disease activity score，DAS28)评分评估RA治疗效果，具有一定主观性，从而影响疗效评估准确性[3]。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)能直接清晰显示RA滑膜增厚情况，且在骨侵蚀、骨髓水肿等情况检测中具有较高敏感性。同时，容积转移常数(volume transfer constant，Ktrans)、血浆容积(fractional plasma volume，Vp)、血流灌注参数(flow，F)、血管表面通透性(permeabilitysurface，PS)等MRI定量参数能有效反映组织血流灌注状态与血流动力学改变情况，还能客观评价病变组织毛细血管通透性[4-5]。目前关于上述特征及参数对疗效的评估价值仍未形成系统。因此，本研究尝试探究MRI影像特征、定量参数构建RA治疗效果的评估模型。现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取我院2019年1月—2021年1月RA患者120例作为研究对象，其中男性45例，女性75例，年龄25～68岁，平均(44.28±7.04)岁。纳入标准：均经影像学检查、实验室检查结合临床症状证实为RA，且符合《类风湿性关节炎诊疗指南》中RA相关诊断标准[6]；均为初诊患者，参与本研究前未接受糖皮质激素、免疫相关治疗；患者及家属均知情，签订知情承诺书。排除标准：伴有急慢性感染性疾病、炎症性疾病者；存在心肝肾等重要脏器严重功能异常者；妊娠期、哺乳期女性。

本研究经医院伦理委员会审批通过。

1.2方法

1.2.1治疗方法 所有患者均给予重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体抗体融合蛋白联合甲氨蝶呤治疗，均持续治疗3个月。于治疗3个月后评估疗效，疗效判定标准：以DAS28评分为依据，DAS28评分减少值>1.2分为疗效好，DAS28评分减少值0.6～1.2分为疗效一般，DAS28评分减少值<0.6分为疗效差。将疗效好、疗效一般纳入有效，疗效差纳入无效。根据疗效分为有效组(94例)与无效组(26例)。

1.2.2MRI检查方法 采用荷兰PHILIPS公司的Achieva1.5T MR型扫描仪进行检查，患者均取俯卧位，叮嘱其上举双手、掌心相对，尽量将手腕于前臂伸直，位于同一平面，将双手固定于膝关节正交线圈内，首先进行常规MRI序列扫描，包括FSE T1WI序列、冠状位FSE T1WI序列、脂肪抑制FSE T2WI。腕关节轴位动态增强MRI扫描序列选择轴位3D FFE脂肪抑制序列，55个期相，7.3 s/期，扫描时间405 s，于第3个动态增强时相开始前经肘静脉注射0.1 mmol/kg(速率为5 mL/s)对比剂钆双胺(美国GE公司)，采用30 mL生理盐水冲管(5 mL/s)，结束后再行冠状位、轴位T1WI脂肪抑制序列等常规增强扫描。观察滑膜增厚表现，以桡动脉作为输入动脉，避开周围骨质、脂肪等组织结构勾画感兴趣区(region of interest，ROI)，选取2个手腕关节滑膜明显增厚层面，于每个层面选取2处滑膜明显强化部位手动勾画ROI，将原始数据传送至相应后处理软件，获取Ktrans、Vp、F、PS等各定量参数及相应伪彩图。

1.2.3血清标志物检测方法 于2组治疗前、治疗3个月后采集清晨空腹静脉血3 mL，离心处理，3 000 r/min，10 min，取上清液，保存于-80 ℃恒温冰箱内，待检。采用HITACHI 7600型全自动生化仪检测血清类风湿因子(rheumatoid factor，RF)水平，Roche Cobas E-411型电化学发光免疫分析仪检测血清抗环瓜氨酸肽(cyclic citrulline peptide，CCP)抗体水平。

1.3观察指标 ①2组一般资料。②2组治疗前、治疗3个月后MRI影像特征、定量参数，包括骨侵蚀、骨髓水肿，其中骨侵蚀0～10分，骨髓水肿0～3分，分值越高，提示骨侵蚀、骨髓水肿越严重。③2组治疗前、治疗3个月后血清RF、CCP抗体。④MRI影像特征、定量参数与血清标志物相关性。⑤MRI影像特征、定量参数构建的Logistic回归模型。⑥MRI影像特征、定量参数评估疗效价值。

1.4统计学方法 应用SPSS 22.0统计软件分析数据。计量资料采用独立样本t检验和配对t检验，计数资料比较采用χ2检验，等级资料比较采用Ridit检验，相关性采用Pearson相关系数模型分析；影响因素采用Logistic多因素回归分析；评估价值采用受试者工作特征(receiver operating characteristic curve，ROC)曲线分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.12组一般资料 2组年龄、性别、BMI、吸烟、饮酒差异无统计学意义(P>0.05)；2组疾病活动度、累及关节数目差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 2组一般资料比较Table 1 Comparison of general data between two groups

2.22组治疗前后MRI影像特征、定量参数 治疗前，2组MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差异无统计学意义(P>0.05)；治疗3个月后，2组MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS低于治疗前，有效组MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS低于无效组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 2组治疗前后MRI影像特征、定量参数比较Table 2 Comparison of MRI imaging characteristics and quantitative parameters between two groups before and after treatment

2.32组治疗前后血清标志物 治疗前，2组血清CCP抗体、RF水平差异无统计学意义(P>0.05)；治疗3个月，2组血清CCP抗体、RF水平低于治疗前，有效组血清CCP抗体、RF水平低于无效组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

表3 2组治疗前后血清标志物比较Table 3 Comparison of serum markers between two groups before and after treatment

2.4MRI影像特征、定量参数与血清标志物相关性 Pearson相关性分析，治疗前与治疗3个月后MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值与血清CCP抗体、RF差值呈正相关(P<0.05)，见表4。

表4 MRI影像特征、定量参数与血清标志物相关性Table 4 Correlation between MRI imaging characteristics, quantitative parameters and serum markers

2.5MRI影像特征、定量参数构建的Logistic回归模型 以RA疗效作为因变量(有效=0，无效=1)，治疗前与治疗3个月后MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值作为自变量，Logistic回归分析显示，治疗前与治疗3个月后MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值是RA疗效的独立影响因素(P<0.05)，见表5、6。Logistic回归模型方程：3.175-1.058×骨侵蚀评分差值-0.842×骨髓水肿评分差值-0.894×Ktrans差值-0.606×Vp差值-0.952×F差值-1.014×PS差值。

表5 自变量赋值方法Table 5 Assignment method of independent variables

表6 MRI影像特征、定量参数构建的Logistic回归模型Table 6 Logistic regression model constructed by MRI imaging characteristics and quantitative parameters

2.6MRI影像特征、定量参数评估疗效价值 以无效组作为阳性样本，有效组作为阴性样本，根据2组治疗前与治疗3个月后MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值绘制ROC曲线，结果显示，MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值单独评估疗效的AUC分别为0.816、0.719、0.769、0.803、0.828、0.778，将治疗前与治疗3个月后MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值构建的Logistic回归模型方程进行拟合，返回预测概率Logit(P)作为独立检验变量，获取联合评估疗效的AUC为0.924，95%CI：0.862～0.965，敏感度为88.46%，特异度为87.23%，优于各指标单独评估价值，见表7。

表7 MRI影像特征、定量参数评估疗效价值Table 7 The value of MRI imaging characteristics and quantitative parameters in evaluating curative effect

3 讨 论

RA是以慢性炎症、进行性骨损伤为重要特征的自身免疫性疾病，多累及四肢等周围关节，亦可并发血管、神经、心、眼、肺等多系统损害，需及时采取可靠治疗措施抑制炎症进展，避免关节发生结构性破坏[7-8]。目前，甲氨蝶呤是临床公认较为有效的药物，其应用于RA治疗中的主要机制是通过抑制甲酰基转移酶、二氢叶酸还原酶活性，阻滞炎症细胞因子产生，但长期应用极易损害肝功能及血液系统[9-10]。研究证实，生物制剂联合甲氨蝶呤治疗RA疗效显著优于甲氨蝶呤单独应用，且具有良好安全性[11-12]。但由于RA具有反复进行性发作等特点，治疗方案需根据疗效进行针对性调整，而DAS28评分作为主要的疗效评估依据，仅可判断治疗前后疾病活动性变化情况，对疾病病理改变无法作出有效判断，因此具有一定局限性[13]。积极探索更为可靠的评估疗效的方法具有重要意义。

3.0 T MRI具有较高软组织分辨力与对比度，可清晰显示关节骨、软骨、滑膜、周围软组织等骨关节解剖结构，与X线检查相比，在显示骨髓水肿、骨侵蚀等早期形态学改变方面具有明显优势，在RA诊断中的应用价值已得到临床广泛认可[14]。高鹏等[15]报道显示，MRI检查骨侵蚀、骨髓水肿评分在RA治疗后明显下降。在此基础上，本研究证实，治疗3个月后有效组MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分低于无效组，且均与血清RF、CCP抗体呈正相关，说明MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分变化情况不仅与血清标志物水平变化密切相关，还可作为评估疗效的辅助指标。本研究亦表明，MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分对RA疗效具有良好评估价值。但有研究显示，MRI平扫虽可清晰显示骨髓水肿、骨侵蚀等大致形态学改变，但无法区分增厚的滑膜组织与关节积液，从而在反映滑膜炎症病理改变中应用受限[16-17]。故本研究在MRI平扫了解关节形态学改变基础上利用MRI动态增强技术进行动态增强扫描，观察对比剂进入体内后腕关节周围滑膜组织T1WI信号强度变化情况，并经由后处理软件获取治疗前、治疗3个月后Ktrans、Vp、F、PS等各定量参数，结果显示，有效组治疗3个月后Ktrans、Vp、F、PS低于无效组，治疗前后变化差值明显高于无效组，且各参数均与血清RF、CCP抗体呈正相关。分析原因，Ktrans表示对比剂从血管内至血管外的转移常数，滑膜炎症活动性越强，血管通透性越高，Ktrans值越大[18]；Vp表示对比剂在血浆容积中所占百分比，可反映病变区域内微血管密度及微循环生理学的特性[19]；F是血流灌注参数，主要反映病变组织内血流动力学改变情况[20]；PS是指滑膜微血管通透性程度，反映血管表面渗透性，为评估滑膜炎症病理改变情况提供可靠依据[21]。在经过有效治疗后RA患者滑膜炎症程度、血管密度、数量及增生程度明显减轻，病变组织区域新生血管形成减少，从而促使Ktrans、Vp、F、PS显著下降[22-23]。本研究结果显示，MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值是RA疗效的独立影响因素，且在评估RA疗效中均具有一定评估价值，可作为临床评估疗效的重要辅助指标。

此外，本研究初次尝试将MRI骨侵蚀、骨髓水肿评分、Ktrans、Vp、F、PS差值构建的Logistic回归模型方程进行拟合，返回预测概率Logit(P)作为独立检验变量，获取的联合评估价值明显优于各指标单独评估价值，为临床评估疗效提供新思路，可从不同方面反映RA患者病情变化情况，有利于合理调整治疗方案，从而达到维持疗效、减少发作频次的目的。但本研究未详细探讨MRI影像特征、定量参数与RA患者远期预后的关系，需延长随访时间，做进一步分析与研究。

综上所述，MRI检查骨侵蚀、骨髓水肿影像特征、Ktrans、Vp、F、PS等定量参数联合构建的评估模型可作为评估RA疗效的重要辅助途径，能为临床准确评估疗效提供更全面、可靠的数据支持。