幼年特发性关节炎(juvenile idiopathic arthritis, JIA)是指16岁以下儿童不明原因关节肿胀、持续6周以上的关节炎，此概念取代了原有的美国应用的幼年类风湿性关节炎(juvenile rheumatoid arthritis, JRA)和欧洲应用的幼年慢性关节炎(juvenile chronic arthritis, JCA)这2个分类标准^[1]。该病可侵犯多个关节，膝关节受累多见，约占JIA病例的90%^[2]。JIA反复发作，如不及早诊断、治疗可导致不同程度的关节功能障碍，严重者可致残。所以早期诊断、早期治疗对JIA患儿十分重要。传统的X线平片仍是JIA的首选检查方法，但平片不能显示JIA的早期滑膜病变，一旦出现X线骨侵蚀等阳性征象，已经是JIA的晚期；而MRI能显示JIA患儿早期的滑膜厚度、髌上囊积液量、骨髓水肿等病变，为JIA的早期诊断提供影像依据。

       关于JIA的MRI研究，国内外已有少数报道提到髌上囊滑膜体积及滑膜厚度的量化测定可反映JIA受累关节炎症严重程度^[3,4]。本研究中笔者对24例受累膝关节的X线平片和MRI表现进行了前瞻性定性与定量分析，旨在探讨MRI是否可以帮助临床早期诊断JIA。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       选择2010年5月至2012年2月期间，本院经临床确诊为JIA，分型属于少关节炎型JIA，并出现膝关节疼痛、肿胀的患儿共24例，所有患儿的临床诊断均符合加拿大埃得蒙顿2001(国际风湿病学联盟新的分类标准讨论稿)的诊断标准^[1]，即发病年龄< 16岁，累及1个或1个以上的关节炎，关节炎症状持续6周以上，并排除其他原因（如感染、外伤）所致。其中男20例，女4例，年龄1~16岁，中位年龄8岁。病程40 d至5年，平均2.2年。24例患儿均行双膝关节X线平片及MRI平扫检查，其中17例同时行MRI增强扫描，7例因患者原因未作增强扫描。24例MRI检查前均进行血液标本检查，包括类风湿因子（rheumatoid factor, RF）、血沉（erythrocyte sedimentation rate, ESR）、C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）。同时募集到4例无JIA及其他膝关节关节病变或关节外伤的儿童作为正常对照组；均与儿童及其家属说明检查情况，并获得同意。

1.2　MRI检查

       使用Philips Achieva 3.0 T超导MR仪，受检者取仰卧位，足先进，使用膝关节线圈，于膝关节处加沙袋以制动。

       MRI检查包括平扫与增强扫描自旋回波序列。平扫：冠状面T1WI：TR 500 ms，TE 20 ms，冠状面及矢状面T2WI：TR 2800 ms，TE 130 ms，矢状面及横断面T2WI脂肪抑制序列：TR 2857 ms，TE 130 ms；增强扫描：患儿静脉按0.1 mmol/kg团注GD-DTPA后5 min内，行矢状面及横断面T1WI脂肪抑制序列扫描，TR 500 ns，TE 20 ms；所有扫描层厚3 mm，层间距0 mm，矩阵276×246，FOV 300 mm×300 mm，激励次数3。

       患侧膝关节髌上囊积液量的具体测量方法：在矢状面及横断面T2WI脂肪抑制序列图像上，运用MR工作站后处理软件SUN-ADW 3.2，先勾画出每一层被测量积液的感兴趣区(ROI)，再通过体积测量软件对每层所勾画的ROI软件自动相加，得到总积液量（取横断、矢状面总量的平均值）（图1），积液量>5 ml测量有意义^[3]。在矢状面或横断面T1WI脂肪抑制序列增强图上均由3名医师讨论后达成共识选取髌上囊最厚层面的滑膜，运用测量软件手工进行测量，两侧膝关节累及以一侧最厚处滑膜厚度为准^[3,4]，均由3名医师进行测量，取平均值。

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图1  膝关节髌上囊积液量的测量方法：在矢状面及横断面T2WI脂肪抑制序列图像上，用MR工作站后处理软件SUN-ADW 3.2，先勾画出每一层被测量积液的ROI(A，B)，再通过体积测量软件自动测得积液量（C）
Fig. 1  The measurement of suprepatellar bursa fluid volume in workstation software SUN-ADW 3.2: the region of interest was outlined and measured in each layer in T2WI (A, B), then the fluid volume was measured by volume measurement software automatically (C).

1.3　实验室检查指标

       由酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）染色法检测患儿血清，包括类风湿因子[rheumatoid factor, RF；正常参考值为0.00~12.50 U/ml]、血沉[erythrocyte sedimentation rate, ESR；正常参考值为0.00~12.50 mm/h]、C反应蛋白[C-reactive protein, CRP；正常参考值为0.00~5.00 mg/L]。

1.4　统计学分析

       采用SPSS13.0统计软件，均数用(±s)表示，髌上囊滑膜厚度、髌上囊积液量分别与实验室指标采用双变量相关分析（Person法），P<0.05为有统计学意义。

2　结果

2.1　JIA膝关节的X线和MRI表现

       X线平片24例均见患侧膝关节肿胀，关节间隙因年龄及个体大小不同而无法评价，骨质密度均未见异常。

       24例MRI平扫均见髌上囊有片状长T1、长T2信号的积液，积液量为（13.19±5.44） ml，其中22例积液量超过5 ml。24例中5例（5/24）伴胫骨上段骨髓水肿，呈斑片状稍长T1、稍长T2信号；T2WI脂肪抑制序列呈高信号，边界模糊（图2）。17例行MRI增强扫描的患儿均出现髌上囊滑膜增厚[厚度为(3.21± 1.27) mm]、血管翳形成及髌上囊积液。病变膝关节髌上囊滑膜厚度与髌上囊积液量之间呈显著相关性(r=0.821，P<0.05)。

       增厚的滑膜组织及增生的血管翳在平扫T1WI呈稍低信号，T2WI呈不均匀稍高信号，边缘欠光整，T1WI脂肪抑制序列增强扫描呈显著强化（图3），11例可见到血管翳形成（11/17），其中6例（6/17）仅可以见到小结节状强化，3例(3/17)可见小结节状强化及条索状无强化，2例(2/17)仅见条索状无强化；髌上囊积液呈斑片状、条片状长T1、长T2信号灶，边界清楚，增强扫描未见强化（图3）。仅见髌上囊有积液而无其他异常征象者有7例（7/24）；伴有软骨性关节面毛糙、局部变薄者有4例（4/17），增强扫描呈轻度强化，与显著强化的滑膜组织易于分辨；2例（2/17）前交叉韧带边缘模糊，呈稍长T1、稍长T2信号；4例(4/17)患儿腘窝见多枚肿大淋巴结，呈稍长T1、稍长T2信号，边界清楚，增强扫描轻度强化。

       正常对照组4例儿童行MRI平扫与增强扫描检查，均未出现滑膜增厚及关节囊异常积液等征象。

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图2  同一JIA患儿膝关节的X线平片和MRI。X线平片仅见膝关节周围软组织肿胀，骨质显示正常（A）。矢状面T2WI脂肪抑制序列图像显示胫骨近端骨髓水肿和关节积液（B）
图3  同一JIA患者膝关节的滑膜厚度和关节积液。矢状面T2WI脂肪抑制序列图像显示髌上囊内小片状高信号强度积液，滑膜显示不清（A）；冠状面T1WI显示滑膜为等信号影，边缘模糊(B)；在矢状面及横断面T1WI脂肪抑制序列增强图像上，髌上囊滑膜明显强化，而关节积液为不强化的低信号(C，D)
Fig. 2  The X-ray and MR images of knee of the same JIA patient. Swelling of the knee soft tissue was found, but the bone was normal in X-ray photography (A). Marrow edema in proximal tibia and joint effusion were showed in sagittal fat-suppressed T2WI (B).
Fig. 3  Synovial thickness and joint effusion of knee in the same JIA patient: effusion in the suprapatellar bursa was small pieces of high signal intensity, but synovial was invisable in sagittal fat-suppressed T2WI (A), synovial was iso-intensity signal, fuzzy boundaries in coronal T1WI (B), synovial thickness in the suprapatellar bursa was significant enhanced, but no enhancement of joint effusion keep low signal intensity in sagittal and transverse fat-suppressed gadolinium enhanced T1WI (C, D).

2.2　膝关节髌上囊滑膜厚度、髌上囊积液量分别与实验室指标的相关性

       24例JIA经酶联免疫吸附试验测得RF为(4.32±2.92) U/ml，ESR为（53.38±19.34） mm/h，CRP为（60.96±45.52） mg/L。髌上囊滑膜厚度与RF和ESR之间均呈弱相关性(r值分别为0.684、0.507，P值均<0.05)，与CRP之间无相关性(r=0.213，P> 0.05)。髌上囊积液量与RF之间呈显著相关性(r=0.837 ，P<0.05)，与ESR之间呈弱相关性(r=0.452，P<0.05)，与CRP之间无相关性(r=0.268，P> 0.05)。

3　讨论

3.1　JIA主要的病因、病理

       JIA是儿童时期以关节滑膜炎为特征的慢性全身性自身免疫性疾病，致残性很高，疾病的早期尤其是发病的前2年之内最易致残^[5]。早期诊断、治疗可减缓患儿关节致残。病理上，JIA早期关节发生非特异性水肿、充血、纤维蛋白渗出、淋巴细胞和浆细胞浸润，反复发作后滑膜组织增厚，呈绒毛状，向关节腔突起，并沿软骨延伸，形成血管翳^[6]。血管翳是一种以血管增生和炎性细胞浸润为特征的肉芽组织，早期为细胞浸润和血管增生，晚期则以纤维化为主^[7]。一旦血管翳侵蚀到关节的软骨性关节面甚至是骨性关节面时，关节面被纤维性和骨性结缔组织所代替，进而发生关节粘连，最终会导致关节僵直、变形，进而致残。可见，滑膜的异常增生和关节囊积液是其最基本的影像表现，这与Gylys-Morin等^[8]的报道一致，进而也反映上述病理改变在JIA中的普遍性。本组24例X线平片检查仅见膝关节轮廓肿大，软组织的分辨率很低，对以上JIA早期病理改变的显示能力非常有限，但24例MRI平扫均可清晰地显示JIA膝关节的关节囊积液、骨髓水肿等，17例经增强扫描还可清楚显示滑膜增厚、血管翳形成，及血管翳对软骨和骨质的破坏、交叉韧带损伤及腘窝淋巴结肿大等。

3.2　滑膜增生及血管翳形成与疾病临床分期的联系

       本研究通过对4例正常组儿童及17例JIA患儿进行MRI增强扫描发现，MRI不能显示正常膝关节滑膜，关节滑液量通常<1 ml；所以，一旦在关节内可见滑膜，则常提示有滑膜增生和（或）血管翳形成。增生的滑膜表现为细条状、斑片状，在T1WI呈等或稍低信号，T2WI呈等或不均匀稍高信号，边缘欠光整。血管翳在组织学上可分为炎性、纤维性和混合性3种类型^[3]，炎性型血管翳表示疾病处于活动期，在T1WI呈低、稍低或等信号，T2WI呈等或稍高信号，增强扫描呈轻度强化；纤维性型血管翳表示疾病处于静止期，由于内含较多纤维及含铁血黄素成分，在T1WI及T2WI上都呈低信号，增强扫描不强化；混合型介于两者之间。本研究中17例增强扫描的患儿中有11例可以看到血管翳形成，6例仅可以见到小结节状强化，3例可见小结节状强化及条索状无强化，2例仅见条索状无强化。根据血管翳的MRI不同形态及强化表现划分为炎性、混合性及纤维性三类，根据不同的病理类型可以判断疾病所处的不同活动性分期。本研究结果提示，通过对病变膝关节增厚滑膜及血管翳不同形态、强化程度的分析判断，可以初步区分疾病所处的不同临床活动分期。

3.3　JIA的滑膜增厚、髌上囊积液征象定量值与疾病炎症轻重的联系

       JIA滑膜增生最明显的部位在髌上囊。有文献报道，髌上囊的滑膜体积大小可反映炎症严重程度，若滑膜体积超过3 ml，其诊断灵敏度和特异度分别达97％和100%^[9]。由于滑膜体积与断面上滑膜最大厚度间有显著相关性，故测量滑膜厚度不失为判断炎症程度的一种简单而有效的指标^[3]。但本研究中，17例JIA患儿MRI增强图像滑膜增厚的程度并不相同，可能与患者接受检查时病程不同有关。

       关节囊积液在X线平片表现为关节肿大，MRI上表现为关节囊扩大，以髌上囊最明显，其内为片状均匀长T1、长T2信号，边界清楚，增强扫描无强化，但也有文献报道说延迟增强也可有对比剂渗透到积液中，但由于本研究团注对比剂后约5 min即完成扫描，所以积液无强化。本研究通过后处理软件勾画MR图像上的ROI，能够测定病变膝关节髌上囊的积液量，经统计学处理表明，本组髌上囊积液量的多少与髌上囊滑膜厚度之间有较高相关性，即髌上囊积液量的多少亦可反应病变炎症的严重程度。因此在JIA患儿中，炎症活动性程度较低的膝关节，其滑膜厚度及滑液的量也就较低，反之亦然。有文献报道，当髌上囊滑液量超过5 ml，同样可以达到对JIA的影像学诊断^[3,9]。在本研究中，髌上囊积液量平均值约（13.19±5.44） ml，22例超过了5 ml，与文献报道相似，因此在无法进行增强扫描或者当增强扫描未出现滑膜增厚的患儿中，可以测量髌上囊积液量作为早期JIA的一种辅助诊断指标。

3.4　JIA其他早期MRI表现

       骨髓水肿也是早期JIA表现之一，提示骨髓炎症的存在^[10]，主要表现为T1WI呈稍低信号，T2WI呈稍高接近骨髓脂肪信号影，而T2WI脂肪抑制序列图像显示骨髓水肿最为敏感，表现为边缘模糊的高信号影^[11]。本研究中5例患儿MR图像中出现骨髓水肿，而X线平片均为阴性。

       RF、ESR、CRP是判断JIA活动性的重要血清学检查。笔者通过对髌上囊滑膜厚度及髌上囊积液量与RF、ESR、CRP的相关性分析，发现髌上囊滑膜厚度与髌上囊积液量分别与RF、ESR之间有相关性，与CRP无相关性，这与文献报道基本一致^[3]。本组选择的病例膝关节均有疼痛与肿胀，即病变处于活动期，提示可通过髌上囊积液量或者髌上囊滑膜最大层面厚度与血清学指标之间的关系来判断炎性病变的轻重。

3.5　JIA主要的鉴别诊断

       (1)关节结核：常累及单一关节，多发关节受累少见；关节软骨及骨破坏较JIA迅速而广泛；关节结核合并窦道和死骨形成有助鉴别。(2)痛风性关节炎：以第一跖趾关节为典型发病部位，无明显骨质疏松，骨端有边界锐利的穿凿样骨破坏为其特点。

       综上所述，MRI对JIA的影像诊断具有十分重要的作用，为临床在JIA的研究、治疗领域中提供了一项重要而且准确的辅助检查方法。