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

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，IVIMDWI)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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