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第一部分超声评价蛋白聚糖Versican G1区诱导强直性脊柱炎小鼠的实验研究 目的:建立人蛋白聚糖versican G1区多肽(VG1)诱导的自身免疫性强直性脊柱炎(AS)小鼠模型,结合病理结果,深入研究AS小鼠骶髂关节(SIJ)的血流动力学机制,为AS超声早期诊断的临床研究提供理论依据。 方法:用自然折叠的VG1和弗氏佐剂多次免疫BALB/c小鼠,诱导产生骶髂关节炎,建立自身免疫性AS小鼠模型。通过组织病理学研究AS小鼠的发病程度和病理学特征。二维超声观察并测量实验组和对照组小鼠在不同时间节点SIJ形态结构。彩色多普勒超声(CDUS)和超声造影(CEUS)比较两组小鼠SIJ的血流分布、血流性质以及阻力指数(RI)的变化规律。 结果:VG1联合弗氏佐剂诱导小鼠骶髂关节炎的发病率为20%,未出现外周关节炎的体征和病理学改变。二维超声可清晰显示小鼠SIJ的结构,免疫200天后,实验组小鼠SIJ的间隙较对照组模糊、变窄(P<0.05),与病理结果相符。CDUS结果显示:实验组小鼠SIJ区域可检测到异常血流信号,其频谱主要表现为低阻血流(RI<0.75)。与病理结果的符合率为66.7%。2只对照组小鼠在SIJ探测到血流信号,但表现为高阻血流。CEUS可提高极低血流的显示率,与病理结果的符合率为83.3%。 结论:成功建立了自身免疫性AS小鼠模型,CDUS能够显示AS小鼠SIJ的异常血流信号,且频谱提示为特征性的低阻血流信号,可作为评估SIJ活动性炎症的重要线索。同时,CEUS能够提高极低血流的显示率,与CDUS联合应用有望为活动期骶髂关节炎血流动力学的临床研究提供有价值的理论基础。 第二部分超声评估活动期骶髂关节炎的临床研究 目的:拟在前期动物实验的基础上,深入研究骶髂关节炎异常血流动力学表现,通过与临床症状、实验室检查和影像学检查的对比分析,为活动期骶髂关节炎的早期诊断提供重要依据。 方法:彩色多普勒超声检查100例临床确诊的AS患者和50例健康志愿者双侧的SIJ。观察指标为:①血流的位置(关节内/周围);②血流的性质(动脉/静脉)③RI值(低阻/高阻);④血流的丰富程度(0级:无血流,1级:点状彩色血流信号,2级:棒状、条状或2-3个点状彩色血流信号)。将血流动力学改变与MRI、BASDAI评分、C反应蛋白(CRP)和红细胞沉降率(ESR)进行比较分析,并优化超声参数。对PDUS结果阴性的可疑患者进行超声造影进一步评估。 结果:正常对照组100个SIJ(100%,100/100)和病例组198个SIJ(99%,198/200)在灰阶超声上可清晰显示,超声对SIJ的总体显示率99.3%。可疑活动期组、静止期组和正常对照组受检者SIJ区域的血流显示率、血流丰富程度、血流位置、性质以及RI值均有其特征性表现。可疑活动期患者的SIJ较静止期患者(P<0.001)和正常志愿者更易探测到血流信号(P<0.001)。73.5%可疑活动期组AS患者SIJ内探测到低阻血流信号,(RI平均值为0.55);39.8%静止期组AS患者SIJ内探测到低阻血流信号,(RI平均值为0.55)。部分健康志愿者可在SIJ的周围或内部探及RI接近1的高阻血流信号(11%),或舒张期反向血流信号(12%)。同时,可疑活动期AS患者SIJ区域的血流分级多为2级,较静止期组和正常对照组明显增多(P<0.001)。活动性炎症指标的一致性检验结果显示:仅PDUS与MRI的检出率中等吻合(κ=0.556,P<0.001)。在112例MRI提示为活动性炎的SIJ中,PDUS的阳性符合率为83.0%。CEUS较PDUS更敏感地显示SIJ的血流信号,与PDUS联合应用可有效提高极低血流的显示率。 结论:CDUS可敏感地显示SIJ区域异常血流信号,尤其是关节内出现的低阻血流信号可作为诊断活动期骶髂关节炎的重要依据。而且该技术不依赖于SIJ的结构改变,与MRI联合应用,有望提高AS的早期诊断水平。同时,SIJ区域彩色血流的半定量分级方法能够很好的提示疾病的活动程度,有望为SIJ活动性炎症的评估提供参考依据。 第三部分早期强直性脊柱炎的比较影像学研究 目的:拟在前期临床研究的基础上,根据中轴型ASAS分类标准,对无放射学支持的早期AS患者进行X线平片、CT、MRI和PDUS的对比影像学研究,并探讨超声入选强直性脊柱炎诊断标准的可行性。 方法:根据ASAS制定的中轴型脊柱关节病(axSpA)标准,筛选70例axSpA患者和42例非特异性腰背痛的患者。超声检查112例受检者双侧的SIJ和外周附着端。PDUS对活动性骶髂关节炎的评估指标为:单侧和/或双侧SIJ内探及血流信号(RI≤0.75)。外周附着端炎的超声探查以下肢为主,观察指标为:①附着处肌腱(韧带)形态及回声;②周围滑囊炎症及积液;⑨附着处骨皮质的结构;④附着处的彩色血流信号。并比较PDUS、MRI、CT和X线平片诊断骶髂关节炎的灵敏度和特异度,筛选出对AS早期诊断价值较大的影像学检查方法。 结果:对比影像学研究结果显示:X线平片和CT诊断骶髂关节炎的灵敏度分别为25.7%和57.1%,对于CT提示为早期骶髂关节炎(CT分级1~2级)的患者,常规X线无法检出异常。MRI诊断的灵敏度为72.9%,特异度为88.1%,PDUS诊断的灵敏度81.4%,特异度为78.6%。高频超声还可提示外周附着端的炎性改变,对于临床诊断的足跟部附着端炎,超声的灵敏度为100%。 结论:PDUS对骶髂关节炎活动性评估的灵敏度和特异度均较高,是与MRI诊断吻合度最好的影像学方法。对于临床症状可疑,但影像学证据和实验室检查尚不能明确时,PDUS可能具有重要的参考价值。同时,高频超声在外周附着端炎的评估中也显示了良好的应用价值,超声有望成为AS早期诊断的常规影像学方法。