强直性脊柱炎的影像学检查

蒋业清 综述 朱家安 审校

强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS)是血清阴性脊柱关节病（spondylarthropathy, SpA）的亚型之一, 是一种慢性致残性风湿类疾病。主要特征有炎性后背痛、脊柱运动受限、外周关节炎、 肌腱附着端炎和前葡萄膜炎等。本病在中国汉族人群中的发病率约为0.2%-0.54%[1]。其主要自然转归是功能限制及致残, 且其程度为预示AS患者治疗总费用高低的最重要因素。因此维持或者改进患者功能障碍的治疗, 将具有减低AS治疗费用的巨大潜力[2], 而且可提升患者的生活质量。

AS是多基因遗传病, 有确切的遗传易感性, 约93%的强直性脊柱炎患者人类白细胞抗原-B27（human leukocyte antigen-B27, HLA-B27）为阳性[3]。过去数十年的研究热点在于HLA-B27与AS的关系, 主要有2种假说。（1）致关节炎抗原[4]: HLA-B27表达异常的二聚体结构, 抑制组织特异的主要组织相容复合体-I（major histocompatibility complex-1, MHC-I）类分子, 导致炎症及侵蚀;（2）细胞内反应[5]: 蛋白质的错误重叠或者不重叠及内质网应激。目前AS的确切病因仍属未知, 但有许多功能限制的危险因素[6]: 病程超过20年功能限制的病人中如吸烟、体力劳动者等比例较高, 而受过较高水平教育和有AS家族史的病人中其功能限制的程度相对较轻。

AS主要特征是以发生在脊柱等为主的大关节炎症以及新骨形成。而大于95%的AS患者均有骶髂关节受累, 因此骶髂关节炎症在AS的诊断中占有重要地位。骶髂关节炎可单侧发病, 也可双侧。1984年修订的纽约标准[7]将AS诊断分为临床标准（包括腰痛, 晨僵, 腰椎、胸廓活动度受限）和放射学标准（骶髂关节炎）两部分。慢性骶髂关节炎可依据各种影像学检查方法得到确认, 包括平片、CT、MRI等。但放射成像常在症状发生时仍属正常且需经9年左右[8]方可确定放射学上骶髂关节炎的发生。后背疼痛实际仅5%由AS引起[9], 而病程短的病人对于抗TNF因子治疗时的反应较病程长的病人更敏感[10]。因此, 要使AS患者得到早期和有效的治疗, 必须早期发现骶髂关节炎症。

1 X线检查

X线平片仍是评价骶髂关节炎的经典方法, 根据1984年修订强直性脊柱炎的纽约标准, X线骶髂关节炎分为5级: 即0级为正常; I级为可疑变化; II级可见轻度异常, 局限性侵蚀、硬化, 关节间隙无改变; III级为明显异常,中度或进行性骶髂关节炎, 并伴以下一项(或多项)变化: 侵蚀、硬化、关节间隙增宽、狭窄或部分强直; IV级为严重异常, 完全性关节强直。因此双侧骶髂关节炎从符合2级开始即满足AS的放射学标准。但X线明显的缺陷是不能早期诊断, 常规X线诊断明确时, 患者往往已失去早期干预的时机。同时, X线平片的诊断也经常受到阅片者主观因素影响, 敏感性和特异性较低, 误诊率高达20%-30%[11]。AS患者除骶髂关节改变外, X线的脊柱改变也十分常见, 表现为骨质疏松, 椎体小关节模糊, 椎旁韧带钙化骨赘骨桥形成, 晚期表现为经典的“竹节样改变”。

2 CT检查

CT的骶髂关节炎分级依然根据强直性脊柱炎纽约标准的X线分类法分为0～IV级。AS病变累及骶髂关节面时, CT扫描可明确显示单侧或者双侧侧骶髂关节不同受累程度并且双侧髂骨较骶骨更易受累, 并证实由骶骨侧向髂骨侧进展[12]。AS的CT表现[13,14]包括关节侵蚀、软骨钙化、骶髂韧带钙化、软骨下骨改变和关节面下骨吸收所致的关节间隙改变、骶髂关节骨赘形成等骶髂关节滑膜部髂骨侧为主的病变。CT分辨率较高, 在骨窗下可以去除软组织、肠管及空气的重叠, 无层面干扰, 易显示骶髂关节较轻微的改变; 故能较X线平片更早期而清晰显示关节间隙有无狭窄,并发现X线所不能显示的软骨下囊变、骨质疏松及边缘轻度硬化、单或双侧关节间隙变窄等改变[15]; 有利于本病的早期诊断, 并可随访病情变化。由于CT对于骨组织的细微征象显示率较高, Tan, S.[16]等运用CT三维重建技术检测椎体, 发现椎间异常骨赘形成, 并对存在的骨赘进行定性和定量计算, 这为CT检测AS脊柱改变提供了新的思路。

由于CT不能显示关节软骨及关节旁组织炎症。对0级至I级的骶髂关节炎, 因其尚未引起骨组织的结构破坏, CT无法检出异常, 则需行MRI检查。

3 MRI检查

MRI已被许多研究者应用于监测骶髂关节炎, 特别在疾病的早期诊断、疗效判断及病程随访。MRI虽然对钙化、骨化不敏感, 但可明确软组织和软骨的改变, 包括软骨线变窄、模糊中断及分叉扭曲[17]; 关节区可显示软骨影增粗扭曲、皮质中断凹陷, 在关节旁则可发现大片状脂质沉积, 位于关节旁髓腔内, 并以髂骨侧多见。MRI较X线平片和CT的主要优势在于可以显示软组织及活动期炎性改变, 在关节破坏前诊断骶髂关节炎症存在[18]。它可证实骶髂关节炎在早期破坏结构前的改变和累及部位, 显示其急性或慢性改变,骨髓水肿、关节旁水肿、软骨炎性改变及骨髓内脂肪沉积等AS的异常表现[19]。

常规使用MRI的目的是早期诊断, 现亦可利用MRI的动态增强技术[20]使用顺磁对比剂静脉注射后对感兴趣区进行扫描, 对比增强前后的信号强度, 判断患者骶髂关节炎的活动程度。利用此项技术的优点在于无辐射, 可用于妇女及儿童; 困难在于不能应用于所有炎症性后背痛的患者和可疑的骶髂关节炎。此外如利用MRI, AS多关节的检查需较多费用及检查时间长, 并且携带金属植入物、心脏起搏器或者幽闭恐惧症的患者不能接受MRI检查。已有报道超声在探测肌腱端炎症方面比MRI敏感性更高[21]。

4 超声检查

许多慢性关节炎症疾病中都包括血管生成的过程。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor , VEGF）在血管生成过程中起到重要作用, 甚至有研究显示VEGF基因的多态性可能与AS的疾病严重程度有关[22]。Drouart等[23]发现VEGF在脊柱阴性关节病患者中的水平与疾病活动度有关, 证实其在SpA病理生理过程中所起作用。而SpA又以肌腱端炎和滑膜炎为主要表现, 血管生成在滑膜血管生成和过度骨化中均起作用, 从而造成血流增加, 这可能促成了SpA中的滑膜炎和肌腱端炎。这也被称为与疾病活动性相关的血管生成。

超声可在周围关节描画滑膜厚度并通过测定肌肉骨骼组织例如滑膜的血流大小来证实炎症的存在[24],同时可检测极小的骨质侵蚀[25]。它是一种即刻的成像方法, 无创、相对廉价, 对所有病人均适用。使用超声可观察到一些并无疼痛或者功能障碍的早期异常,常比临床检查更敏感。单独使用B型超声可发现肌腱回声减低、肿胀、钙化和骨膜的改变（侵蚀或者新骨形成）、滑膜炎等肌腱末端炎症的表现[26]。但单独利用B型超声诊断早期AS仍非常困难, 因此大量应用彩色多普勒超声（color Doppler ultrasound, CDUS）和功率多普勒超声（power Doppler ultrasound,PDUS）。因为使用CDUS或者PDUS可观察滑膜的异常血管形成和关节炎中软组织的充血, 从而鉴别血管翳和积液。

由于骶髂关节间隙斜行走行, 且受骨骼和超声探测深度的影响, 超声并不能直接显示骶髂关节滑膜组织的形态学病变。但CDUS可通过局部病变的异常血流信息为临床诊断提供帮助。国内朱家安等[27]发现彩色超声功率图可显示骶髂关节异常血流信号, 尤以低阻血流信号为诊断强直性脊柱炎提供重要参考依据。国外Haili Arslan等[28]使用CDUS观察活动期骶髂关节炎的病人其骶髂关节后部血管化程度增高并且阻力指数（resistance index, RI）较低; 而在抗炎治疗后, RI值由治疗前的0.62±0.13上升为0.91±0.07。由此提出RI可用于作为活动期骶髂关节炎有临床症状患者的定量指标, 并展望CDUS也可诊断活动期骶髂关节炎且可用于疗效随访。后Unlü E等[29]使用CDUS观察抗肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF）治疗后,患者在骶髂关节血流的RI较治疗前明显升高, 表明抗TNF治疗有效, 而超声也能作为治疗后的评估手段。Klauser等[30]使用超声造影剂对有炎症性后背痛的患者进行检查, CDUS检出骶髂关节炎的比率为19%, 而造影剂增强的彩色超声检出率为95%, 说明使用造影剂后超声对于活动性炎症的敏感性显著增高。

肌腱端炎症是韧带、肌腱、滑囊与骨连接处的炎症,同时也包括新骨生成与纤维疤痕形成。Morel等人[31]使用红色明胶液和超声造影剂分别注入尸体和正常志愿者的体内, 发现尸体的血供环绕肌腱端和骨骼, 但并不存在于骨皮质肌腱插入段内。同时在正常人的足底筋膜骨皮质连接处正常肌腱内也无血管存在。近年附着端炎症在AS表现中的地位被重视。Agostino等[32]使用B型超声及PDUS比较了SpA、类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis, RA）及机械性后背痛(mechanical low back pain, MBP)患者肌腱端超声的表现差异, 显示98%的SpA患者至少有一个肌腱端异常, 而MBP及RA患者仅为44%和60%, 与SpA患者在统计学上有显著差异, 并发现最易受损的肌腱端为跟腱, 其在SpA患者中受损比例达79%。同时也发现SpA患者中外周肌腱端的异常较普通人高, 并且在异常的肌腱端中可探测到新生血管形成。Adem Kiris等[26]结合PDUS检查和肌腱压痛痛阈测量发现血管化的肌腱更容易产生疼痛, 进一步说明疼痛或者压痛与肌腱端的新增的血管形成有关。因此在AS中血管成像及血清学血管形成标志可能比临床疾病活动度的测量更为敏感。P V Balint[33]选取了35名病人分别进行临床和超声检查, 临床检查22%的肌腱端存在压痛, 但超声检查其中56%的肌腱端存在异常。以上证实了在诊断SpA下肢肌腱端异常方面, 超声较临床检查具有较明显的优势。

综上所述, 不同成像技术对于AS骶髂关节炎的敏感性的区别较大, X线平片目前仍为AS骶髂关节炎的基础的影像学检查方法, 对于骶髂关节炎III～IV级可以明确诊断; 其准确性因为炎症早期的低敏感性而被限制。对于I～II级则需进行CT检查明确有无微小骨组织的病变, 但早期不能显示软组织的炎症改变。MRI可明确软组织和软骨的改变, 故对诊断早期活动性骶髂关节炎具较好的敏感性, 用于判断较为早期的、尚无结构改变而仅出现软组织炎症改变的0～I级骶髂关节炎。超声能探测骶髂关节和附着端的血管化程度而及形态学改变来判断炎症是否存在, 为骶髂关节炎的影像学诊断提供一种新的思路。

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