超声微血流成像技术在临床缓解期类风湿性关节炎诊断中的应用

刁雪红，申 艳，陈 林，詹 嘉，方 靓，蔡剑飞，陈 悦

（复旦大学附属华东医院a.超声科，b.免疫风湿科，上海 200040）

目前，我国的类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）发病率为0.34%～0.36%，全国已有约500 万例RA 患者，而其中很多患者达到临床缓解标准后就不再继续接受治疗，但长期随访研究发现，此类患者的病情容易反复发作。已有研究证实，临床缓解期RA 并不代表影像学缓解，临床缓解期RA 患者在超声检查中仍可发现有疾病亚临床活动表现，即超声图像上能观察到滑膜血流的存在[1]。滑膜血管翳的形成不仅是RA 导致关节畸形、关节破坏或严重继发性骨关节炎的重要原因，也是疾病反复发作的主因。因此，RA 患者治疗后继续检测滑膜血管化对于监测抗炎治疗的效果非常重要[2]，而可靠的影像学检查随访对于检出滑膜增生血管尤为关键。超声造影（contrast enhanced ultrasound,CEUS）检查是目前观察微小血管最精准的办法，但检查中受检者需要静脉注射超声对比剂，且检查费用高，不易多次重复检查，故其在关节检查中的应用受限。

超微血管成像（superb mircovascular imaging，SMI）是一种基于多普勒原理发展起来的高分辨率血流显像新技术，其采用多维过滤器来帮助杂波消除，同时维持显示出低速血流信息，使得对低流速微血管的显示率提高，检查时受检者也不需要注射对比剂，近年来其开始逐渐被应用于临床[3]。SMI 最早被应用于乳腺、甲状腺等浅表器官的良恶性肿块鉴别，近年来，因其可显示低速血流来判断关节炎症程度，也被逐步应用于RA 诊断。国内外已有研究证实，SMI 准确评估RA 的炎症状态可以与CEUS 媲美，其检查结果与临床评估及炎症指标水平间有很好的相关性。目前应用SMI 观察治疗后RA 患者的研究[3-5]较少，特别是达到临床缓解期的RA 患者，其关节滑膜增生程度明显减轻，滑膜血流显著减少，对于临床缓解期关节滑膜中尚存的细小血流的显示是否能与炎症期同样可信，值得进一步探讨。已有研究证实，相比于能量多普勒检查，SMI 检查及CEUS 检查能更灵敏地检出临床缓解期RA 患者关节滑膜内的血流信号，但SMI 检查与CEUS 检查间的对比研究较少[5-8]。因此，本研究拟以CEUS 为对照，比较SMI与CEUS 检查在临床缓解期RA 患者关节滑膜内的血流信号观察中的差异，进一步分析SMI 血流分级与实验室炎症指标间的相关性，这对于临床医师决定是否需要对患者进行强化治疗具有十分重要的意义。

资料与方法

一、资料

选取2019 年10 月至2021 年3 月在复旦大学附属华东医院就诊的RA 临床缓解期患者42例，其中男性13例，女性29例，年龄为37～72岁，平均年龄为（54.3±12.5）岁；病程2～11 年。本研究纳入的患者均符合美国风湿病学会和欧洲风湿病联盟2012年公布的RA 临床缓解标准[9]，即①晨僵时间<15 min；②无疲劳感；③无关节痛；④活动时无关节痛或关节无压痛；⑤无关节或腱鞘肿胀；⑥女性患者血沉<30 mm/h，男性患者血沉<20 mm/h。符合上述条件≥5 条并至少持续2 个月，可判定为临床缓解期。本研究同时排除超声对比剂过敏者，合并严重心、肺等重要器官疾病者，以及常见的白塞病、干燥综合征等其他类型的关节炎、外伤史或退行性关节疾病者。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

二、方法

1.仪器：本研究使用Toshiba Aplio 500 型彩色多普勒超声诊断仪，PLT-1005BT 线阵探头，中心频率为10 MHz，并配有SMI 及CEUS 软件。CEUS 检查时，受检者需要注射超声对比剂，每例患者观察其中一个滑膜最厚的腕关节或掌指关节。

2.SMI 及CEUS 检查方法：患者取坐位，手掌伸直五指分开平放在检查床上，用二维超声行延手指长轴的纵切和旋转90°的横切扫查，选取患者滑膜增生最严重部位的腕关节或掌指关节，观察关节滑膜厚度、血流的显示率及血流分级情况，并记录测量值，并与炎症指标比较分析相关性。每例患者测量3次，取平均值。启动SMI 模式，观察增厚滑膜的血流情况，调整取样框大小及血流速度标尺使小血管清晰显示，且血流信号刚好不外溢，寻找血管分支最多的切面观察并存储图像。然后启动CEUS模式进行检查，适当调节深度及增益至图像最佳，将超声对比剂声诺维（Sono Vue）和5.0 mL 生理盐水制成混悬液，经肘前静脉团注2.4 mL，然后立即推注5.0 mL 生理盐水，观察关节滑膜最厚处的对比剂增强程度，储存图像直至对比剂完全排出。

SMI 及CEUS 检查评估滑膜血流分级，均按照Sehueller-Weidekam 等[5]的评估标准：0级为滑膜未探及血流信号；1 级为少量点状血流信号；2 级为有连续的血流信号，面积小于滑膜面积的50%；3 级为血流信号的面积超过滑膜面积的50%。超声缓解的定义是血流模式下未见滑膜血流信号[10]。由2 位资深超声医师对采集的图像进行分析，并取得一致意见。

3.实验室检查：所有研究对象均经肘静脉采集2 mL 抗凝血浆，用魏氏法检测红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR），用酶联免疫吸附试验检测C-反应蛋白（C reactive protein，CRP），记录数据。

三、统计学处理

采用SPSS 19.0 软件进行数据分析，配对t 检验用于评估SMI 与CEUS 之间血流检出及血流分级的差异。相关性采用Spearman 秩相关分析。P<0.05 时认为差异有统计学意义。

结果

一、SMI 及CEUS 检查对滑膜血流的显示

CEUS、SMI 检查对42 例RA 临床缓解期患者的42 个关节中滑膜血流的显示率分别为83.3%（35/42）、73.8%（31/42），提示CEUS 和SMI 检查评估的超声RA 缓解率远低于临床缓解率。配对t 检验显示，两者对滑膜血流数的显示无差异（t=1.432，P=0.160），一致性分析显示两者的一致性较强（Kappa=0.723，P＜0.001）。

二、SMI 及CEUS 对关节滑膜血流分级的评估

42 例RA 临床缓解期患者中，2 例CEUS 检查评估为0 级血流者，在SMI 检查中被评估为1 级血流；3 例CEUS 检查发现有血流，而在SMI 检查未探及血流。CEUS 与SMI 检查结果呈中等一致性（Kappa=0.654，P＜0.001），但两者评估的总体血流分级差异并无统计学意义（P＜0.05）（见表1）。

表1 SMI 和CEUS 模式对RA 临床缓解期患者滑膜血流分级的比较[例（n）]

三、SMI 及CEUS 对强化治疗后关节滑膜血流的显示

图1 SMI 和CEUS 对腕关节滑膜血流显示基本一致

图2 SMI 和CEUS 对掌指关节滑膜血流显示一致

CEUS 检查检出滑膜血流的35 例患者行3 个月的强化治疗，并再次进行CEUS 检查，结果有9 例的关节滑膜仍检出血流信号，血流检出率为25.7%。而对这35 例患者治疗复查SMI 显示，有7 例患者的关节滑膜仍存在血流信号，血流检出率为20.0%。SMI 与CEUS 检查比较，两者对强化治疗后患者关节滑膜血流信号显示的差异无统计学意义（t=1.0，P=0.324），一致性很好（Kappa=0.839，P<0.001）。与治疗前相比，SMI 显示强化治疗后患者的滑膜微小血流明显减少（t=0.911，P<0.001）。

四、SMI 及CEUS 血流分级与CRP、ESR 之间的相关性

42 例临床缓解RA 患者的SMI 及CEUS 血流分级均与其CRP、ESR 水平间无相关性（SMI 与CRP，rs=0.204；与ESR rs=0.187;CEUS 与CRP，rs=0.172；与ESR，rs=0.193）。强化治疗后两者与CRP、ESR 之间也均无相关性（SMI 与CRP，rs=0.167；与ESR，rs=0.160;CEUS 与CRP，rs=0.152；与ESR，rs=0.128）。

讨论

RA 治疗的目的就是控制炎症，从而缓解炎症引起的关节疼痛、进行性结构破坏及功能障碍，但准确评估RA 滑膜炎症和治疗反应的可靠性一直是风湿病学相关研究领域的挑战[11]。Cohen 等[12]报道，16.7%的RA 患者即使达到临床缓解，但仍存在新骨侵蚀的影像学证据。欧洲抗风湿联盟已推荐使用肌肉骨骼超声检查来评估RA 的活动性、监测治疗反应及预测疾病进展。当RA 临床缓解期患者伴有亚临床滑膜炎时，表明其并未获得“真正”的缓解，仍有骨侵蚀进展和疾病复发的风险。亚临床滑膜炎由Bresnihan 等[13]首次提出。达到临床缓解的RA 患者若行超声检测，常可发现亚临床滑膜炎，而后者与骨侵蚀进展、炎症复发和难以减停药物有关。Saleem 等[14]的研究证实，在RA 临床缓解的基础上，达到超声缓解（超声未探及异常血流信号）患者的疾病复发率明显低于未达到超声缓解的患者。因此，应用超声检查评估RA 临床缓解期患者是否存在亚临床滑膜炎尤为重要。CEUS 检查是通过注射超声对比剂的方法提高对滑膜血管形成的显示，可定性显示增生滑膜血管的增强特征及血流灌注程度，直观而准确地反应滑膜炎症活动度。但CEUS检查的不足之处是需要注射对比剂，且一次注射只能观察一个关节，对于多个关节同时累及的RA 患者来说就无法进行全面评估。SMI 是近年来被应用于微血管评估的新技术，其较彩色多普勒超声能更清晰地显示低流速细小血管，弥补了传统超声血流显像方式的不足。已有相关研究表明，SMI 检查对于RA 患者关节滑膜血流的显示明显优于常规多普勒超声及能量多普勒超声。但经治疗后处于临床缓解期的RA 患者，其关节滑膜增生明显减轻，而目前采用SMI 检查评估这部分患者关节滑膜血流的研究仍较少[15]。

一、SMI 及CEUS 检查对临床缓解期及强化治疗后滑膜血流的显示差异

本研究以CEUS 为对照，应用SMI 观察RA 临床缓解期患者的小关节滑膜血流情况，评估SMI 判断RA 临床缓解期患者关节中炎症情况的准确性。结果显示，SMI 及CEUS 对42 例RA 临床缓解期患者关节中滑膜血流的检出率分别为73.8%、83.3%，且两者间的一致性较好（Kappa=0.723）。本研究中，经SMI 及CEUS 检查均发现仍有超过半数的RA临床缓解期患者存在亚临床滑膜炎，提示临床缓解标准并不能准确反映部分患者的RA 炎症活动水平。此外，本研究中2 例患者在SMI 检查中发现关节滑膜有血流存在，而CEUS 检查中却未发现有对比剂显影，分析其原因可能为，其中1 例患者手较胖，对比剂灌注较差，而进行CEUS 检查时受检部位通常固定一个切面不动，导致了细小血流灌注的遗漏，另1 例患者可能是因为是其靠近关节面的细小血管中对比剂的亮度与骨皮质的强回声无法分辨造成。而SMI 是一种闪烁成像，在其图像中，骨皮质旁会出现非常细小的伪像彩色血流，故这2 例患者在SMI 检查中被检出关节滑膜存在血流。另有3 例患者在CEUS 检查中发现关节滑膜存在血流，而SMI 检查中未检出，分析其原因可能是，患者关节滑膜极其微小的毛细血管中血流非常少，且流速很慢，SMI 检查难以显示，而CEUS 检查中注入对比剂的微气泡直径为2.5～5.0 μm，可以循环到所有的血管结构中，故被检出。此外，因皮下脂肪较厚，而随深度增加SMI 检查的穿透性减弱，导致细小血流无法探及。

由于CEUS 与SMI 的成像方式不同，CEUS 是微气泡在血池中流动，极其微小的毛细血管尽管流速非常低也能显影，表现为滑膜血管的弥漫性或团块状增强，而SMI 是一种信号的叠加，其血流显像表现为树枝状的血管分支走行，呈现出立体框架结构，对于血管的走行更具优势，这种成像原理的差异导致了血流分级稍有所不同。本研究显示，在对亚临床滑膜炎的总体血流分级方面，SMI 与CEUS检查间无统计学差异（P=0.083），两者对显示血管翳炎症活动程度均较灵敏。对CEUS 检查检出关节滑膜血流的患者进行3 个月的强化治疗，治疗后再次行SMI 和CEUS 检查，血流信号检出率分别为25.7%和20.0%。与强化治疗前相比，SMI 探查到强化治疗后患者的滑膜血流明显减少，缓解率明显提升，提示SMI 检查可用来监测RA 患者的治疗效果，根据检查结果指导用药，可提高炎症的消除率。

二、SMI 及CEUS 对关节滑膜血流分级的评估比较及与CRP、ESR 间的相关性

比较SMI 及CEUS 对42 例RA 临床缓解期患者的滑膜半定量血流分级结果显示，CEUS 与SMI检查结果呈中等一致性（Kappa=0.654）,但两者评估的总体血流分级差异并无统计学意义（P＜0.05），表明SMI 显示的血流分布、血流丰富程度与CEUS 相似。本研究进一步分析显示,强化治疗前后SMI、CEUS 的血流分级与CRP、ESR 间均无相关性。CRP、ESR 是反映关节炎活动性的灵敏指标，但其在临床缓解期RA 患者中表达水平较低或正常，但超声检查中依然可以观察到血流，说明完全依靠临床判断很难检测出亚临床滑膜炎的存在，特别是仅有部分小关节滑膜轻度增厚者不能仅凭实验室指标正常来结束治疗。即使局部有短条状血管存在，临床仍很难判断是否达到早期缓解，而且临床缓解期患者关节无肿胀、僵硬及疼痛等不适感就很少进一步复查，进而导致亚临床滑膜炎被忽视，这些都是后期炎症复发的原因。本研究结果显示，SMI 血流分级与CRP、ESR 间均无相关性，但SMI 检测到微小血管能直观反映炎症的存在，对于存在局部炎症而CRP、ESR 不高的RA 患者，SMI 可以作为一个客观的评价方法。SMI 的应用既准确又不需要注射对比剂，能提高患者的随访依从性并及早发现炎症的存在。

通过此研究发现，仅依靠临床缓解很可能导致RA 患者得不到充分的治疗，CEUS 为血池显像，少量微气泡的流动即可被观察到，对血流的显示极其敏感，但不能连续多次的推注及多部位的扫查，限制了其应用。SMI 技术提供了一种较客观而非侵入性的评估方法，给RA 目标治疗带来了新的方法和机遇，在临床评价基础上联合SMI 评价指导治疗可以更好地帮助控制RA 患者的疾病活动度，实时动态地观察滑膜血流，同时评估临床缓解和超声缓解可能给RA 患者更好的长期预后带来希望。

本研究尚存在一定的局限性。①本研究样本量相对较小，未来仍需扩大样本量进一步分析SMI 与CEUS 探测血流灵敏度的区别。②本研究只探讨了临床缓解期及强化治疗后的关节血流显示，未做长期随访，今后需要对炎症的治愈及复发与增生血流多少间的关系进行进一步探讨。超声评估与临床指标如何有效结合需要进一步探讨，为临床治疗提供更多依据。

总之，采用SMI 观察关节滑膜血流情况是评价RA 患者炎症活动及其严重程度的一个灵敏、可靠的指标，可评估是否需要加强治疗，在临床应用中更为简便灵活，无需应用对比剂，可同时做多部位的观察，有助于指导RA 治疗，具有良好的诊断及治疗评估价值。