肌骨超声半定量分级联合CT定量参数对类风湿性关节炎活动性的预测价值

李超，刘会艳，屈小春

西安市第五医院影像科1、功能科2，陕西 西安 710082

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种慢性进行性自身免疫性疾病，可引起关节、关节周围结构损伤及全身炎症，并累及心、肺、肾脏等多个脏器[1]，病程长、易反复、易致残[2]，严重影响患者的身体功能和生活质量。据调查显示，RA 在我国的发病率约为0.42%，其中女性显著高于男性，比率可达4∶1[3]，且以中年人居多[4]。RA早期大多表现为关节疼痛、肿胀及晨僵等症状，若不及时控制，病情进一步发展，可导致关节畸形，甚至功能障碍[5]。另外，RA 患者尤其是活动期患者与普通人相比，更易引起心血管疾病、恶性肿瘤等并发症[6-7]，若尽早予以规范治疗，可有效缓解RA 症状、控制病情、改善预后，因此，早期RA的确诊及疾病活动性评估对开展治疗具有重要意义。以往用于诊断RA 的实验室检测指标主要是风湿四项，即类风湿因子(rheumatoid factors，RF)、抗链球菌溶血素O(antistreptolysin O，ASO)、C 反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)，但在RA早期大多呈阴性，敏感性及特异性均欠佳，因此，亟需可有效评估RA活动性的临床指标。近年来，随着医学影像技术的不断进步，肌骨超声(musculoskeletal ultrasound，MSUS)和定量CT (quantitative CT，QCT)逐渐被应用于临床疾病的诊断中，但临床中结合两者用于RA 活动性的研究尚不多见。基于此，本研究使用MSUS 联合QCT 预测RA 活动性，以期为临床诊疗提供一定的参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 经我院医学伦理委员会批准，回顾性选取2021 年1 月至2022 年1 月于西安市第五医院确诊的95 例RA 患者纳入RA 组。纳入标准：(1)符合《2018中国类风湿关节炎诊疗指南》中RA的诊断标准[8]；(2)年龄≥18 岁；(3)病程≤2 年；(4)均完成MSUS 和QCT检查，且图像清晰；(5)近1个月内无关节外伤史，且未使用任何抗风湿药物。排除标准：(1)患有其他风湿免疫性疾病者；(2)肝肾功能异常；(3)合并恶性肿瘤、严重感染性疾病者；(4)存在认知障碍或精神类疾病；(5)处于妊娠期或哺乳期。另选取同时期于本院体检的50 例健康志愿者纳入对照组。所有对照组志愿者体检结果正常，年龄≥18岁，均完成MSUS和CT检查，且图像清晰。

1.2 研究方法

1.2.1 疾病活动性评估 采用2010 年美国风湿病学会(American College of Rheumatology，ACR)及欧洲抗风湿病联盟(European League Against Rheumatism，EULAR)[9]相关标准，并结合RA 患者临床资料、辅助检查结果，明确其疾病活动性，将RA组分为活动组53例和稳定组42例。

1.2.2 MSUS检查 使用彩色多普勒超声诊断仪(生产厂家：上海三崴医疗设备有限公司，型号：GE LOGIQ E9)对所有受试者进行检查，均由同一位超声科医生负责。受试者取坐位，双手伸直平放于检查床，在检查部位表面涂抹耦合剂，检查部位以腕关节，2、3 掌指关节及指间关节为主，使用10～18 MHz 高频线阵探头分别以横切及纵切方向对两侧腕关节及手指各关节进行检查，并从桡骨、尺骨远端等多个角度进行观察，判断关节周围情况；另外，分别使用半定量评分系统及脉冲多普勒技术对血流信号进行分级和取样。先观察滑膜，判断是否有滑膜增生、积液形成、骨质破坏等情况出现，若滑膜最厚处的测量值大于2 mm，则认定为滑膜增生。对于RA 患者，可从症状较严重关节开始检查。

1.2.3 QCT 检查 使用仪器包括西门子64 排螺旋CT(生产厂家：上海西门子医疗器械有限公司，型号：YISO GE680)、标准骨密度(BMD)体膜及QCT分析软件，软件为该设备原配件，均由同一位放射科医生负责。先使用CT 对所有受试者进行螺旋扫描，设置参数为管电压120 kV，管电流150 mAs，床高90 cm，旋转时间0.5 s，层厚2.0 mm，视野40 cm×40 cm。受试者取仰卧位，嘱患者两臂伸直保持平行状态，将BMD体膜置于其下，先使用定位线保证在冠状位和矢状位上两侧桡骨茎突均处于同一扫描平面，扫描优势前臂的桡骨茎突远近3 cm骨段和体膜，在此过程中扫描层面必须垂直于桡骨纵轴，使用QCT分析软件对所得数据进行处理，重建图像时层厚1.0 mm、层距0.625 mm，见图1。

图1 腕关节QCT图像Figure 1 QCT images of wrist joint

1.3 观察指标与评价方法 (1) MSUS 半定量分级：根据MSUS 半定量分级评分标准[10]，对所有受试者骨侵蚀、关节积液、滑膜增生情况及血流信号进行评估。具体评分：①骨侵蚀：根据MSUS 检查结果，若图像区域内未见骨侵蚀，记为0 分；骨面粗糙，但仍可维持连续性者，记为1 分；骨面出现明显缺损，且不再连续者，记为2 分；骨面出现广泛性缺损者，记为3 分。②关节积液：检查关节内无积液，记为0 分；若出现少量关节积液者，记为1 分；出现较多关节积液，但未见关节肿胀者，记为2 分；出现大量关节积液，且同时伴有关节肿胀者，记为3 分。③滑膜增生：若滑膜最厚处测量值＞2 mm，则判定为滑膜增生；若未见增生，记为0 分；有增生，但仅存在于关节面夹角内，记为1 分；有增生，并超过骨面最高点连线，但未到达骨干者，记为2 分；增生已到达骨干者，记为3 分。④滑膜血流信号：若滑膜内未检测到信号，记为0 分；检测到单一血流信号，记为1 分；检测到血流信号，但小于滑膜面积的1/2，记为2 分；检测到血流信号，且大于滑膜面积的1/2，记为3 分，见图2。分数越高，则表示病情越严重。(2)CT 定量参数：在所有受试者CT 扫描过程中先确保两侧桡骨茎突在冠状位和矢状位上均处于同一扫描平面，获取优势前臂桡骨茎突远近3 cm 骨段和BMD 体膜扫描数据，并输入QCT 分析软件进行重建图像处理，根据处理结果可分别得到骨小梁BMD、皮质部BMD和总BMD。

图2 滑膜血流信号MSUS图像Figure 2 Synovial blood flow signals on MSUS images

1.4 统计学方法 应用SPSS24.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用独立样本t检验；计数资料组间比较采用χ2检验。使用多因素Logistic回归分析RA活动性的预测因素；Pearson法分析RA活动性与MSUS半定量分级评分、CT定量参数的相关性；绘制受试者工作特征曲线(ROC)确定MSUS 半定量评分、CT 定量参数预测指标截断值，曲线下面积(AUC)评价其预测准确性(准确性较低：0.5～0.7，准确性一般：0.7～0.9，准确性较高：≥0.9)。用灵敏度、特异度评价MSUS 半定量评分、CT 定量参数的预测效能。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组受检者的一般资料比较 三组受试者的一般资料比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

表1 三组受检者的一般资料比较[±s，例(%)]Table 1 Comparison of general data among the three groups[±s,n(%)]

表1 三组受检者的一般资料比较[±s，例(%)]Table 1 Comparison of general data among the three groups[±s,n(%)]

组别例数性别年龄(岁)RA活动组RA稳定组对照组F/χ2值P值53 42 50男性28(52.83)19(45.24)21(42.00)女性25(47.17)23(54.76)29(58.00)1.277 0.528 40.27±3.65 38.76±3.92 39.58±3.17 2.090 0.127体质量指数(kg/m2)23.86±1.45 24.07±1.34 23.59±1.26 1.456 0.237

2.2 三组受检者的MSUS 半定量分级评分比较 活动组患者的骨侵蚀、关节积液、滑膜增生、滑膜血流信号评分均明显高于稳定组和对照组，稳定组明显高于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

表2 三组受检者的MSUS半定量分级评分比较(±s，分)Table 2 Comparison of semi-quantitative grading scores of MSUS among the three groups(±s,points)

表2 三组受检者的MSUS半定量分级评分比较(±s，分)Table 2 Comparison of semi-quantitative grading scores of MSUS among the three groups(±s,points)

注：与RA稳定组比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05。Note: Compared with RA stable group,aP＜0.05; Compared with the control group,bP＜0.05.

组别RA活动组RA稳定组对照组F值P值例数53 42 50骨侵蚀1.14±0.26ab 0.96±0.19b 0.83±0.15 29.091 0.001关节积液1.12±0.35ab 0.95±0.26b 0.81±0.17 16.704 0.001滑膜增生1.06±0.32ab 0.93±0.24b 0.79±0.18 14.359 0.001滑膜血流信号1.02±0.31ab 0.94±0.25b 0.76±0.19 13.722 0.001

2.3 三组受检者的CT定量参数比较 活动组患者的骨小梁、皮质部及总BMD 明显低于稳定组和对照组，稳定组明显低于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

表3 三组受检者的CT定量参数比较(±s，mg/cm3)Table 3 Comparison of CT quantitative parameters among the three groups(±s,mg/cm3)

表3 三组受检者的CT定量参数比较(±s，mg/cm3)Table 3 Comparison of CT quantitative parameters among the three groups(±s,mg/cm3)

注：与RA稳定组比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05。Note:Compared with RA stable group,aP＜0.05;Compared with the control group,bP＜0.05.

组别RA活动组RA稳定组对照组F值P值例数53 42 50骨小梁BMD 162.75±48.26ab 184.27±51.39b 191.38±53.74 4.369 0.014皮质部BMD 312.54±61.95ab 337.29±68.41b 352.34±74.28 4.467 0.013总BMD 453.68±73.19ab 483.15±77.41b 491.57±80.36 3.429 0.035

2.4 预测RA 活动性的因素 经Logistic 回归分析结果显示，骨侵蚀评分、滑膜血流信号评分、骨小梁BMD、皮质部BMD 可作为RA 活动性的预测因素(P＜0.05)，见表4。

表4 预测RA活动性因素的多因素Logistic回归分析Table 4 Multivariate logistic regression analysis of the predictive factors for the activity of RA

2.5 RA活动性与MSUS半定量分级评分、CT定量参数的相关性 经Pearson 法分析结果显示，RA 活动性与骨侵蚀评分、滑膜血流信号评分呈明显正相关(P＜0.05)，与骨小梁BMD、皮质部BMD 呈明显负相关(P＜0.05)，见表5。

表5 RA活动性与MSUS半定量分级评分、CT定量参数的相关性Table 5 Correlation between the activity and semi-quantitativeg rad-ing score of MSUS and CT quantitative parameters

2.6 MSUS 半定量分级评分、CT 定量参数预测RA 活动性的价值 经ROC 分析结果显示，骨侵蚀评分、滑膜血流信号评分、小梁BMD、皮质部BMD 预测RA 活动性的AUC 分别为0.752、0.729、0.564、0.651，而四者联合预测RA 活动性的AUC 为0.827，显著高于 单独指标(Z=2.473、2.786、4.621、3.518，P=0.013、0.005、0.000、0.000)，联合预测指标敏感度为60.00%、特异度为94.00%，见表6和图3。

表6 MSUS半定量分级评分、CT定量参数预测RA活动性的价值Table 6 Predictive value of semi-quantitative grading score of MSUS and CT quantitative parameters for the activity of RA

图3 MSUS半定量分级评分、CT定量参数预测RA活动性的ROCFigure 3 ROC of semi-quantitative grading score of MSUS and CT quantitative parameters for predicting the activity of RA

3 讨论

RA主要病理特征为关节内滑膜的炎性改变[11]，炎性细胞浸润后促使大量新生血管形成，可逐步发展为血管翳，而血管翳可损伤成骨及关节软骨[12]，病情持续进展，最终导致关节功能障碍，甚至丧失，严重影响RA患者生存质量。现阶段，国内外尚无针对RA的特效疗法，无法完全治愈，但尽早采取治疗措施可有效缓解症状、改善预后，延缓恶化进程，提高RA 患者生活质量，因此，有必要提高RA诊断和活动性评估的准确率。

以往影像学检查是诊断RA 的主要方法，X 线在RA，尤其是在指关节炎诊断中已取得较好应用效果，但同时也存在一定的缺陷，如不能显示滑膜内血流状态，且由于其辐射性，患者拒绝短期内进行多次复查；MRI 检查的灵敏度和准确率均较高，不易受伪影干扰，可获取显示清晰图像，有利于判断病情，但MRI检查费用较高、耗时较长，且部分人由于自身携带类似心脏起搏器等金属物品，或存在幽闭恐惧症而无法进行MRI检查，导致MRI在推广中受到一定的限制。

近几年，随着影像学技术不断进步，MSUS 因实时、无辐射、操作便捷、分辨率高、可重复等优点，在临床中的应用越来越广泛。有文献报道MSUS 不仅可用于韧带、肌腱等组织的检查，观察其病理变化，还能通过高频超声在探测滑膜内血流状况后进行成像，可为诊断RA 提供有效参考依据[13-15]。张晓燕等[16]提出MSUS 的细微分辨率不亚于MRI，对于浅表软组织可清晰成像。另外，RA 患者广泛存在骨质破坏，而MSUS 检测对RA 骨质破坏灵敏度较高[17]。本研究将MSUS半定量分级评分用于手部检查，通过比较发现，RA 活动组患者骨侵蚀、关节积液、滑膜增生、滑膜血流信号评分均显著高于稳定组和对照组，而稳定组高于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，说明相较于健康人群，RA 患者关节内出现骨侵蚀、关节积液、滑膜增生、滑膜血流信号增强等明显病理学改变，且活动期更显著，与桂冬冬等[18]研究结果一致。因此，MSUS半定量分级评分可作为RA诊断及活动性评估的有效手段。

RA 患者可出现骨质疏松[19]，检查手部BMD 可用于明确是否出现骨质疏松。QCT 在评估骨骼微结构时具有明显优势[20]，骨小梁及皮质部均可清晰显示。观察本研究结果可知，RA活动组患者骨小梁、皮质部及总BMD 均明显低于稳定组和对照组，而稳定组低于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，说明相较于健康人群，RA 患者手部骨小梁、皮质部及总BMD 均下降，已出现骨质疏松的病理性改变，活动期更明显，与王长磊等[21]研究结果类似。

通过Logistic回归分析结果显示，骨侵蚀评分、滑膜血流信号评分、骨小梁BMD、皮质部BMD与RA活动性密切相关，可作为RA 活动性的预测因素(P＜0.05)，且运用Pearson 相关性分析发现，RA 活动性与骨侵蚀评分、滑膜血流信号评分呈明显正相关(P＜0.05)，与骨小梁BMD、皮质部BMD 呈明显负相关(P＜0.05)。经ROC 分析结果显示，骨侵蚀评分、滑膜血流信号评分、小梁BMD、皮质部BMD预测RA活动性的AUC 分别为0.752、0.729、0.564、0.651，而四者联合预测RA 活动性的AUC 为0.827，显著高于单独指标(P＜0.05)，联合预测指标敏感度为60.00%、特异度为94.00%，说明骨侵蚀评分、滑膜血流信号评分、小梁BMD、皮质部BMD 预测RA 活动性均具有一定价值，但联合四者后预测效能明显提高，提示联合检测可为临床诊断提供更有效的参考依据。

综上所述，通过MSUS 半定量分级可反映关节受累情况，QCT 可检测患者BMD，两者与RA 活动性密切相关，可作为评估与诊断的重要工具。