林敏貴，陳賢源，俞順，馬明平

中軸型脊柱關節(jié)炎(axial spondyl oar t hr it is，SpA)起病年齡較輕、病程長、非活動期和活動期的交替出現(xiàn)為其主要特點，活動期的頻繁出現(xiàn)多提示預后不良，嚴重者可致骶髂關節(jié)和中軸脊柱的強直畸形，早期控制疾病活動狀態(tài)能顯著改善SpA患者預后和生活質量[1-2]。SpA疾病進展過程中影像學，尤其是MRI檢查對診斷骶髂關節(jié)炎具有重要作用[3-4]。動態(tài)增強MRI(dynamic cont r ast-enhanced MRI，DCE-MRI)技術[5]通過觀察對比劑由血管進入組織引起T1弛豫時間的改變，量化評估病灶的微循環(huán)灌注和血流動力學的改變，能夠為骶髂關節(jié)活動性評估提供量化指標。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集2017年5月至2020年5月福建省立醫(yī)院風濕科收治的65例SpA患者為病例組，18例排除SpA診斷的正常骶髂關節(jié)受檢者為對照組。病例組納入標準：(1)符合國際SpA評價工作組(Assessment of Spondyl oar t hr it is Int er nat ional Societ y，ASAS)推出2009年中軸型脊柱關節(jié)病分類標準[4]；(2)腰背疼痛持續(xù)1年以上，根據(jù)修訂版紐約標準[3]確診為強直性脊柱炎(ankyl osing spondyl itis，AS)；(3)臨床及MRI檢查資料齊全。對照組納入標準：(1)臨床排除SpA診斷；(2)骶髂關節(jié)正常，骨質未見破壞及增生、硬化，MRI短TI反轉恢復(short TI inver sion r ecover y，STIR)序列雙側骶髂關節(jié)骨質未見高信號。以上所有受檢者均排除MRI檢查禁忌證和對比劑過敏、排除患有原發(fā)性骨質疏松、代謝性系統(tǒng)疾病、免疫性系統(tǒng)疾病、腫瘤或癌癥、合并其他骨病以及近6個月有激素和免疫藥物用藥史。

1.2 試驗分組

對照組18例，年齡17～59(38.5±12.3)歲，ASDAS-CRP評分為(0.60±0.00)；病例組65例，年齡17～71(36.8±13.4)歲，強直性脊柱炎疾病活動評價積分(ankyl osing spondyl itis disease act ivit y scor e，ASDAS)-CRP評分平均為(2.33±1.28)。結合ASDAS-CRP評分[6]，病例組中活動組(ASDAS-CRP＞1.3)47例，男34例，女13例，年齡17～71(37.5±14.7)歲，ASDAS-CRP評 分 平 均 為(2.91±1.02)；非 活 動 組(ASDAS-CRP≤1.3)18例，男10例，女8例，年齡17～57(34.9±10.1)歲，ASDAS-CRP評分平均為(0.828±0.187)。對照組以及活動組、非活動組各組間的患者性別、年齡比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P均＞0.05)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(批準文號：K2016-09-023)，所有患者簽署知情同意書且全程參與研究。

1.3 檢查方法

采用Siemens Aer a 1.5 T磁共振掃描儀，掃描序列及方位：常規(guī)橫軸位T1WI、T2WI、T2WI-f s以及斜冠狀位T1WI、PDWI-f s，DCE-MRI掃描采用三維容積內(nèi)插值法屏氣檢查(vol umetric interpol ated breath-hol d examinat ion，VIBE)T1WI序列，橫斷面，先掃描(3°、6°、9°)三組T1-vibe序列，利用多翻轉角技術，產(chǎn)生T1原始圖(Tlmap圖)，計算出增強前定量的T1基線值，隨后進行DCE-MRI T1-Vibe序列掃描(TR 4.41 ms，TE 1.51 ms，F(xiàn)OV 340 mm×340 mm，激勵次數(shù)1，層厚3.5 mm，間隔0.7 mm，矩陣192×154)，在第1次采集結束后，經(jīng)手背靜脈以3.5 mL/s的速率0.1 mmol/kg的劑量注入釓對比劑，每次釆集時間為6.9 s，共采集40次動態(tài)增強數(shù)據(jù)，掃描時間4 min 34 s，DCE-MRI檢查前后序列掃描定位層面相一致。

1.4 參數(shù)后處理

由兩位擁有資深影像診斷經(jīng)驗以及熟練掌握Omni Kinet ics軟件的高年資主治醫(yī)師將DCE-MRI原始數(shù)據(jù)導入圖像灌注處理軟件(Omni-Kinet ics，Gener al El ect r ic syst ems)，最適擬合AFI曲線通過勾畫髂內(nèi)或髂外動脈，利用Tof t s兩室血流動力學模型計算感興趣區(qū)域定量滲透參數(shù)[容積轉運常數(shù)(Ktrans)、血管內(nèi)容積分數(shù)(Vp)、血管外細胞外容積分數(shù)(Ve)、反流速率常數(shù)(Kep)]、定量灌注參數(shù)[血容積(bl ood vol ume，BV)、血流速(bl ood f l ow，BF)、對比劑平均通過時間(mean t r ansit t ime，MTT)]和半定量參數(shù)[達峰時間(t ime t o peak，TTP)、最大濃度(Cmax)、最大斜率(Sl opemax)、濃度-時間曲線下面積(AUC)]。通過觀察骶髂關節(jié)動態(tài)增強圖像上影像學改變，結合骶髂關節(jié)常規(guī)橫軸位及斜冠狀位壓脂圖像，分別在骶側、髂側軟骨下骨髓區(qū)手工勾畫3個ROI，大小約25 mm2，3個ROI測量值的平均值作為最終測量值，病例組的ROI選取病灶范圍最廣的層面，根據(jù)病灶的范圍調(diào)整ROI大小。ROI的選定應盡量靠近關節(jié)軟骨，但不包括關節(jié)軟骨，且應該遠離血管、骨皮質等區(qū)域。

1.5 統(tǒng)計學分析

應用SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計學分析。各組數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗：服從正態(tài)分布，則采用配對t檢驗；不服從正態(tài)分布，則采用秩和檢驗；比較病例組和對照組、非活動組和活動組組間的量化參數(shù)；并對有統(tǒng)計學意義的差異性量化參數(shù)與ASDAS-CRP評分進行等級相關性分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 對照組、病例組骶髂關節(jié)常規(guī)MRI及DCE-MRI表現(xiàn)

對照組骶髂關節(jié)各組成骨形態(tài)、結構、信號未見異常，關節(jié)間隙未見狹窄、增寬及異常信號，關節(jié)面光滑，周圍軟組織未見異常信號(圖1A、1B)，增強掃描骶髂關節(jié)面下骨質及關節(jié)軟骨未見異常強化(圖1C)，定量參數(shù)偽彩圖顏色均勻，以藍綠色為主(圖1D)。SpA患者雙側骶髂關節(jié)表現(xiàn)不同程度骨質增生硬化、骨髓內(nèi)脂肪蓄積、關節(jié)面下骨破壞侵蝕、關節(jié)軟骨破壞(圖2A、2B；圖3A、3B)，關節(jié)面下骨質炎癥水腫表現(xiàn)為長T1長T2信號(圖3A、3B)，T2WI脂肪抑制序列表現(xiàn)為高信號(圖3B)，增強掃描非活動組關節(jié)面下骨質及關節(jié)軟骨強化不明顯(圖2C)，活動組關節(jié)面下骨質及關節(jié)軟骨表現(xiàn)為不同程度斑片狀異常強化(圖3C)，定量參數(shù)偽彩圖隨著炎癥活動性提高逐漸混雜(圖2D，圖3D)，炎癥活動性越高，偽彩圖偏向紅黃色為主(圖3D)。

圖1 對照組：男，28歲，HLA-B27：-，CRP：0.754 mg/L，ESR：2 mm/h，ASDAS-CRP：0.6。A、B：T1WI冠狀位、T2WI軸位壓脂序列提示雙側骶髂關節(jié)面下骨質未見明顯異常信號；C：DCE-MRI增強掃描雙側骶髂關節(jié)面下骨質及周圍軟組織未見明顯異常強化；D：Ktrans偽彩圖，軟骨下骨質的定量參數(shù)值Ktrans、Kep、Ve、Vp分別為0.0174 min-1、0.7762 min-1、0.0978、0.0072 圖2 病例組中非活動組：女，39歲，HLA-B27：+，CRP：4.1 mg/L，ESR：23 mm/h，ASDAS-CRP：1。A、B：T1WI冠狀位、T2WI軸位壓脂序列提示雙側骶髂關節(jié)骨質增生、硬化，骨髓脂肪變，未見明顯炎癥、水腫異常信號；C：DCE-MRI增強掃描后雙側骶髂關節(jié)面下骨質強化不明顯，周圍軟組織未見明顯異常強化；D：Ktrans偽彩圖，軟骨下骨質的定量參數(shù)值Ktrans、Kep、Ve、Vp分別為0.0939 min-1、1.8916 min-1、0.0409、0.0081 圖3 病例組活動組：男，18歲，HLA-B27：+，CRP：12.1 mg/L，ESR：7.5 mm/h，ASDAS-CRP：3.8。A、B：T1WI冠狀位提示雙側骶髂關節(jié)面下骨質見多發(fā)邊界模糊的斑片狀、片狀低信號；壓脂T2WI軸位病灶呈不均勻高信號，以左側中上部為著，相應關節(jié)面欠光整；C：DCE-MRI增強掃描雙側骶髂相應關節(jié)面下骨質不均勻強化，以左側中上部為著；D：Ktrans偽彩圖，軟骨下骨質病灶處定量參數(shù)值Ktrans、Kep、Ve、Vp分別為0.1602 min-1、1.9996 min-1、0.0817、0.0007Fig.1 Control group:male,28 years old,HLA-B27:-,CRP:0.754 mg/L,ESR:2 mm/h,ASDAS-CRP:0.6.A,B:T1WIcoronal and T2WIaxial fat suppression sequences showed that there was no obvious abnormal signal in the subarticular bone of bilateral sacroiliac joint;C:DCE-MRI enhanced scan showed no obvious abnormal enhancement of bone and surrounding soft tissue under the surface of bilateral sacroiliac joint;D:Ktrans pseudo-color map showed that the quantitative parameter values of Ktrans,Kep,Ve and Vp of subchondral bone were 0.0174 min-1,0.7762 min-1,0.0978 and 0.0072,respectively.Fig.2 Inactive group in case group:female,39 years old,HLA-B27:+,CRP:4.1 mg/L,ESR:23 mm/h,ASDAS-CRP:1.A,B:T1WIcoronal and T2WIaxial fat suppression sequences,showed hyperosteogeny,sclerosis and bone marrow steatosis of bilateral sacroiliac joint,and no obvious abnormal signals of inflammation and edema were found;C:DCE-MRIenhanced scan showed the bone under the surface of bilateral sacroiliac joints wasslightly enhanced,and no obvious abnormal enhancement was found in the surrounding soft tissue;D:Ktrans pseudo-color map showed that the quantitative parameter values of Ktrans,Kep,Ve and Vp of subchondral bone were 0.0939 min-1,1.8916 min-1,0.0409 and 0.0081,respectively.Fig.3 Inactive group in case group:male,18 years old,HLA-B27:+,CRP:12.1 mg/L,ESR:7.5 mm/h,ASDAS-CRP:3.8.A:The coronal plane of T1WI,showed multiple patchy and patchy low signal intensity with blurred boundaries in the subarticular bone of the bilateral sacroiliac joint;B:T2WI axial fat suppression sequences showed inhomogeneous high signal intensity,especially in the middle and upper part of the left side,and the corresponding articular surfaces were not smooth;C:DCE-MRI enhanced scan showed inhomogeneous bone enhancements under the corresponding joint surface of bilateral sacroiliac joint,especially in the middle and upper part of the left side;D:Ktrans pseudo-color map showed that the quantitative parameter valuesof Ktrans,Kep,Ve and Vp of subchondral bone were 0.1602 min-1,1.9996 min-1,0.0817 and 0.0007,respectively.

2.2 病例組和對照組之間骶髂關節(jié)微血管通透性參數(shù)比較

病例組和對照組定量滲透參數(shù)、定量灌注參數(shù)、半定量參數(shù)不符合正態(tài)分布，運用秩和檢驗比較組間參數(shù)，病例組中Ktrans、Ve、Kep、TTP均高于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義(P均＜0.05)，在病例組和對照組比較中Vp、BV、BF、MTT、Cmax、Sl opemax、AUC差異不具有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，見表1。

表1 對照組和病例組之間動態(tài)增強MRI微血管通透性參數(shù)對比Tab.1 Comparison of dynamic enhanced MRImicrovascular permeability parameters between the control group and the case group

2.3 病例組中非活動組和活動組之間骶髂關節(jié)微血管通透性參數(shù)比較

非活動組和活動組定量滲透參數(shù)、定量灌注參數(shù)、半定量參數(shù)不符合正態(tài)分布，運用秩和檢驗比較組間參數(shù)，活動組中Ktrans、Ve、Kep、TTP均高于非活動組，差異具有統(tǒng)計學意義(P均＜0.05)；在活動組和非活動組比較中，Vp、BV、BF、MTT、Cmax、Sl opemax、AUC差異不具有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，見表2。

表2 非活動組和活動組之間動態(tài)增強MRI微血管通透性參數(shù)值對比Tab.2 Comparison of dynamic enhanced MRImicrovascular permeability parametersbetween the inactivegroup and the activegroup

2.4 與ASDAS-CRP評分之間的相關性

運用Spear man等級相關性分析，組間具有統(tǒng)計差異定量指標Ktrans、Kep、Ve與ASDAS-CRP評分均相關，其中Ktrans與ASDAS-CRP評分之間高度相關(相關系數(shù)為0.663)，相關性優(yōu)于Kep(0.286)、Ve(0.441)。

3 討論

中軸型脊柱關節(jié)炎引起的骶髂關節(jié)炎病理改變較為復雜，早期主要表現(xiàn)為骨髓水腫[7]，STIR序列從宏觀水含量的角度診斷骨髓水腫[8-9]，然而骨髓水腫屬于炎癥級聯(lián)反應鏈產(chǎn)生的結果，文獻[10-11]證實骶髂關節(jié)軟骨下骨髓炎癥病理表現(xiàn)為炎性細胞浸潤，骨髓血管翳的侵入，從而導致炎性因子進一步激活，加劇炎癥反應鏈，血管通透性增加導致骨髓水腫。對于骶髂關節(jié)炎癥引起局部血流動力學和微循環(huán)灌注的改變，STIR序列無法量化，存在局限性。DCE-MRI通過將順磁性對比劑注入靜脈，從而縮短組織的T1弛豫時間，并通過動態(tài)監(jiān)測受檢部位不同時間的圖像變化，計算對比劑到達受檢組織前后T1弛豫時間的變化，從而間接評估受檢組織血流運動狀態(tài)和微循環(huán)灌注的改變，為骶髂關節(jié)炎癥活動性評估提供量化指標。

3.1 DCE-MRI成像原理和微血管通透性參數(shù)分析

本研究DCE-MRI利用圖像灌注處理軟件(Omni-Kinet ics)雙室模型對骶髂關節(jié)軟骨面下骨質血流運動狀態(tài)進行量化，獲得半定量參數(shù)、定量灌注參數(shù)、定量滲透參數(shù)，該技術廣泛運用于心、腦等部位疾病的研究，尤其是對腫瘤的評價受到了廣泛的認可[12-14]。

半定量參數(shù)主要是對對比劑廓清的速度和幅度進行量化[15]。定量灌注參數(shù)主要體現(xiàn)對比劑在病灶微血管內(nèi)的含量和通過的速度[16]，缺乏與血管外組織間隙的聯(lián)系。定量滲透參數(shù)同時包括了組織微循環(huán)灌注和血管通透性的信息，并可以將血管內(nèi)和血管外組織間隙聯(lián)系起來[17]，主要參數(shù)Ktrans表示單位時間內(nèi)對比劑由血液滲透到組織間隙的轉運系數(shù)，Ktrans值與組織內(nèi)血管通透性有關，Ktrans越大，微血管灌注和通透性越大；Kep表示單位時間內(nèi)對比劑由組織間隙滲透到血管的速率，Kep也可以作為微血管通透性的指標；Ve表示對比劑在血管外細胞外間隙的容積，可以反映組織壞死和細胞化程度，Ve越大，則提示細胞化程度越低或壞死程度越高；Vp代表對比劑在血管內(nèi)的容積。

3.2 DCE-MRI微血管通透性參數(shù)對骶髂關節(jié)炎癥活動性定量評估的診斷價值

骶髂關節(jié)炎癥進展過程中，炎性細胞的聚集，骨髓血管翳的形成，炎性因子的激活，會導致血管的擴張和局部血流量的增加，表現(xiàn)為骶髂關節(jié)軟骨面下骨質不同程度強化，DCE-MRI微血管通透性參數(shù)改變。本研究活動組的Ktrans、Ve、Kep均高于非活動組，與王娟等[18]的研究結果相符，提示骶髂關節(jié)炎癥活動時關節(jié)滑膜、骨髓的血管和微循環(huán)通透性增加，炎性因子的作用導致活動組骶髂關節(jié)病灶局部的微血管灌注和通透性增加高于非活動組，從而導致了Ktrans和Kep的增加；Ve升高一方面提示骨髓水腫程度，血管通透性增加，血管外組織間隙內(nèi)滲出增多，另一方面可能提示組織壞死程度[19]，炎性因子對骨髓組織有一定的破壞作用，骨髓壞死增加，血管外細胞外間隙容積增大，Ve增高。Vp值在病例組和對照組之間、非活動組和活動組差異不具有統(tǒng)計學意義，與初廣宇等[19]及仰肖敏[20]的研究結論相符，可能由于雙室模型中骨髓組織間隙容量相對于血管的容量明顯較小，自骨髓組織間隙進入血管的對比劑容量無法引起血管內(nèi)對比劑容量統(tǒng)計意義的變化，未來可利用不同的數(shù)學模型進一步證實。

骶髂關節(jié)炎活動期彩色多普勒超聲提示骶髂關節(jié)血流增多，頻譜為低阻血流，理論推斷隨著骶髂關節(jié)炎癥活動度提高，半定量參數(shù)TTP值應表現(xiàn)為縮短[21]，本研究發(fā)現(xiàn)病例組的TTP值高于對照組，活動組的TTP值高于非活動組，與楊洋等[22]研究炎性關節(jié)病變的結果不符合。分析原因與本次納入研究的活動組和非活動組樣本量差異有關，另外活動組內(nèi)部分患者年齡較大、病程較長，血管損害較重，微血管彈性下降，阻力增高，血管床充盈時間延長，增加活動組整體TTP值。同時研究發(fā)現(xiàn)部分患者在TTP值延長的同時，Ktrans值也表現(xiàn)為減低，可能是灌注不足的同時影響了血管內(nèi)和組織間隙之間對比劑的滲透。因此半定量參數(shù)雖然易于測量，但是結果易受到多種因素的影響，如儀器參數(shù)、對比劑濃度、采集方式等，且個體之間可因骨髓內(nèi)毛細血管和血竇數(shù)目不同，動脈血壓和血管舒縮因子的差別，導致半定量參數(shù)差異較大，結果之間難以相互比較。

3.3 與ASDAS-CRP評分相關性

臨床上評估SpA炎癥活動性缺乏金標準，病理活檢較為困難，目前常采用ASDAS-CRP評分系統(tǒng)。ASDAS-CRP評分是在評估患者癥狀的基礎上結合了客觀血清學炎性指標得出的一個較為綜合的評分標準，雖優(yōu)于單一主觀因素的BASDAI評分[23]，但其也受到患者主觀因素及血清學指標的影響，往往不能客觀、準確、及時地反映病情活動性和藥物療效的變化，所以臨床需要一種較準確、客觀的評估方法。

本研究中Ktrans、Kep、Ve值與ASDAS-CRP評分都有較好的正相關，尤其Ktrans值與ASDAS-CRP評分具有高度相關性，說明DCE-MRI微血管通透性參數(shù)與ASDAS-CRP評分有很強的一致性。DCE-MRI技術能夠通過定量滲透參數(shù)值的改變(Ktrans、Kep、Ve)檢出血流動力學異常的骶髂關節(jié)，評估骶髂關節(jié)炎活動狀態(tài)，提供量化指標。結合ASDAS-CRP評分和DCE-MRI微血管通透性參數(shù)得到的綜合指標對提高SpA炎癥活動性評估的診斷效能是未來進一步研究的方向。

綜上，動態(tài)增強MRI微血管通透性參數(shù)可以直觀反映骶髂關節(jié)軟骨下骨髓區(qū)域微循環(huán)灌注狀態(tài)，Ktrans值與ASDAS-CRP評分具有高度相關性，可為評估骶髂關節(jié)炎癥活動性提供重要量化指標。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。