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综述
强直性脊柱炎骶髂关节病变磁共振成像定量研究进展
班超 葛丽红 牛广明 高阳

班超,葛丽红,牛广明,等.强直性脊柱炎骶髂关节病变磁共振成像定量研究进展.磁共振成像, 2018, 9(2): 157-160. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2018.02.016.


[摘要] 强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)是一种全身性结缔组织疾病,可累及人体多个系统,其病因及发病机制可能与遗传、感染、免疫、抵抗力等因素有关,但尚缺乏明确的认识,骶髂关节炎是AS最常见、最具特征性并具有诊断性的表现。磁共振成像具有多方位、多序列、多参数和良好的组织对比等特点,是评估和复查强直性脊柱炎的第一选择。本文将从AS的扩散加权成像、体素内不相干运动扩散加权成像、磁共振动态增强成像等定量分析研究进行综述。
[Abstract] Ankylosing spondylitis (AS) is a systemic connective tissue disease which can invade multiple systems. Its etiology and pathogenesis may be related to genetic, infection, immunity, and resistance. however, all of which lack of clear evidences. Sacroiliac arthritis is the most common, characteristic and diagnostic performance of AS. Owing to the characters of multiple orientations, multiple sequences, multiple parameters and good tissue contrast, magnetic resonance imaging is the first choice for assessing and reviewing AS. In this paper, we will summary the MRI quantitative analysis of sacroiliac joint changes in patients whith AS. The research methods are as follows: diffusion weighted imaging, intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging, dynamic contrast-enhanced MRI.
[关键词] 脊柱炎,强直性;磁共振成像;骶髂关节炎
[Keywords] Spondylitis, ankylosing;Magnetic resonance imaging;Sacroiliitis

班超 内蒙古医科大学附属医院核磁共振室,呼和浩特 010050

葛丽红* 内蒙古医科大学附属医院核磁共振室,呼和浩特 010050

牛广明 内蒙古医科大学附属医院核磁共振室,呼和浩特 010050

高阳 内蒙古医科大学附属医院核磁共振室,呼和浩特 010050

通讯作者:葛丽红,E-mail:lchest@126.com


收稿日期:2017-07-24
接受日期:2017-11-30
中图分类号:R445.2; R681.51 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2018.02.016
班超,葛丽红,牛广明,等.强直性脊柱炎骶髂关节病变磁共振成像定量研究进展.磁共振成像, 2018, 9(2): 157-160. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2018.02.016.

1 强直性脊柱炎

       强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis ,AS)是一种血清阴性脊柱关节病(seronegative spondyloarthropathy,sSPA)。AS在临床中可表现为活动期与稳定期间歇发作,而且还具有患病率较高、病程较长、致残率较高等特点[1],但如果AS能够早期发现并早期诊断及治疗可以让患者的生活质量明显提高[2]

1.1 病理基础

       AS首先会表现为骶髂关节炎,有研究[3]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增生及炎性改变、新生小血管、关节软骨及骨组织破坏等表现。AS累及胸椎较为常见[4],其次为腰椎、颈椎等中轴关节,其病理表现为椎体、间盘、滑膜及椎旁韧带炎症,当AS发展到后期时会导致病变区韧带骨化及发生骨性强直[5]

1.2 临床表现

       AS在我国发病率为0.3%左右[6],且呈逐年上升趋势。AS分为幼年型AS和成年型AS[7],其发病年龄在16岁以前为幼年型AS,而幼年型AS更容易累及髋关节[8,9]。大多数AS患者在中后期会因丧失中轴关节大部分运动能力而丧失劳动能力[10]。AS诊断错误率较高,当AS合并有骶髂关节外受累者其值可达69.4%,而AS无关节外受累者其值达25.2%[11]

2 强直性脊柱炎磁共振表现

       磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是能够检测AS活动性的方法之一[12],在检测骶髂关节炎活动性中骨髓水肿的诊断特征性高,且敏感性好[13,14]。其病理过程为当供应血管受到炎症介质刺激时,会造成骨组织内局部小血管及微血管扩张充血、血管通透性增加,骨组织内液体增加。当AS处于静止期时,骨髓内血管通透性下降,骨髓内液体将减少。骶髂关节炎较晚期时,骨组织内脂肪含量会增多,引起脂肪沉积[7]表现。近年来MRI被认为可能是早期诊断AS的最佳检查手段,然而常规MRI检查无法进行定量研究,近年MRI新技术层出不穷,运用新技术可以对疾病进行定量研究。

3 磁共振扩散加权成像

       磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)是能观察到组织内水分子无规则活动的一种手段,运用MRI特殊成像技术来检测组织细胞内外水分子无规则活动,通过DWI图像上信号高低来反映组织扩散情况,从而反映了人体组织内微观结构的改变。而DWI具有简单易行、无需使用对比剂、扫描时间较短、敏感性好等特点,目前DWI在骨骼系统、肌肉、软组织疾病已有广泛的应用[15]。此外对于发现骨髓病变如骨髓瘤、骨转移性肿瘤及血液系统疾病的诊断、病变浸润范围,以及对病变的疗效观察均有显著作用。近年来DWI在AS的确诊及检测其活动性方面有着广泛的应用[8],而ADC值能对骶髂关节炎症程度及其治疗疗效进行评估,现已证明DWI在检测AS的活动性方面是一种简便、有效的方法。当组织处于炎症活动阶段时,病变处发生血管源性水肿,导致局部水分子増加、水分子运动加快,引起局部ADC值増加[16,17],在AS活动期组ADC值较非活动期组明显增大,且DWI对水分子的活动变化非常敏感,所以在AS关节面下骨髓水肿的敏感性也较高[18]

4 体素内不相干运动扩散加权成像

       体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging,IVIM-DWI)是磁共振较新的功能成像技术,其构想基础为设想人体内微循环和血液的灌注是无规则、不相同的无规则活动,血流的微循环能够反映人体内组织的灌注情况,水分子的扩散可以间接推测水分子含量的多少,人体内微观运动正是由血液的微循环和水分子的扩散两方面组成。通过多b值扩散加权成像,通过划定感兴趣区可得到一些定量参数,这些参数可以提供体内水分子运动情况,进而反映组织扩散的情况。其参数如下:灌注分数f表示局部微循环灌注效应在总体扩散效应中所占的多少。在骶髂关节炎活动期时病变区f值升高,其原因可能是炎症病变中小血管及新生血管增多,血管通透性增高,血管内水分子向血管外漏出增多,导致骶髂关节病变区内水分子增多;慢速ADC代表真实水分子所产生的扩散运动。在骶髂关节炎活动期时病变区慢速ADC值也会升高,其原因为炎症时局部血管通透性增高,导致微循环增加;f与慢速ADC存在一定相关性,AS活动期组f值与慢速ADC值明显大于对照组[19]。快速ADC代表灌注扩散系数,其值代表组织内微循环产生的扩散系数,快速ADC对骶髂关节炎炎症检测差异无统计学意义;以上参数可通过测量对AS进行量化分析。有学者在骨肌系统病变[20]良、恶性分析中运用IVIM技术进一步研究,结论显示在交界性及恶性肿瘤病变中其ADC和慢速ADC值明显低于良性病变,表明在交界性及恶性病变中水分子活动受限,其原因可能与交界性及恶性病变中细胞增殖更显著,细胞排列更致密,比良性肿瘤或正常组织细胞密度更高有一定关系;f值无明显差异,说明在肿瘤组织中新生血管通透性均增加,可推断f值用于炎性病变时较突出。

       因此,可用IVIM描述组织微观运动情况。IVIM能够更加真实、准确地反映组织内分子的微观运动,它可为定量分析骶髂关节炎血流灌注情况提供一种新的成像技术,但目前IVIM对骶髂关节炎研究尚较少,并需要进一步开发,进而达到深入分析。

5 动态增强MRI

       动态增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)即通过在静脉内注射小分子钆类对比剂进行磁共振增强成像,当对比剂进入组织时引起不同组织间的信号不同,然后测量组织间信号差异,可以反映组织内毛细血管通透性及灌注分布。所以DCE-MRI能够反映组织血流及灌注情况,其具体参数有:Ktrans代表对比剂从血浆渗漏到组织间隙的转运系数;Ve代表血管外细胞外液间隙钆类对比剂所具有的容积;Kep是钆类从组织间腔返回血浆中的速度常数,代表对比剂漏出的间隙或分布间隙;Vp代表血管内的对比剂容积。Ktrans、Kep能够反映血管通透性,在强直性脊柱炎炎性活动期时,炎性因子及致炎因子促使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。DCE-MRI研究还可以评估炎症过程中新生血管的分布情况,因此能够早期诊断和定量组织中的炎症活动。有研究[21]指出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。因此AS的活动性可通过DCE-MRI定量参数进行检测[22,23]。而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[24]

6 小结与展望

       AS是影响人类生活质量的常见疾病之一,AS早期诊断并早期得到有效治疗对患者生活质量有着明显的提高,可明显减少AS致残率。MRI具有多方位、多序列、多参数等特点,MRI对早期诊断AS特征更突出,因此MRI是检测和复查AS的最佳选择。随着磁共振成像新技术的发展,比如DCE-MRI、DWI、IVIM-DWI等新技术,对强直性脊柱炎的诊断可以从单纯定性诊断跨入到定量分析研究,能够更准确地指导临床诊断及治疗。但目前对AS进行MRI定量研究尚少,而对骶髂关节炎治疗后行MRI定量研究复查更少,因此对此方面需要进一步研究。

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