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背景和目的:
强直性脊柱炎是常见风湿病的一种,是一病因不明、以中轴关节慢性炎症为主的全身性疾病。主要侵犯骶髂关节、脊柱骨突、脊柱旁软组织及外周关节,发生滑膜充血水肿,关节囊内渗液、血管的滑膜肉芽组织显著增生呈现绒毛状。其中以骶髂关节病最先受累且病变最常见,几乎骶髂关节全部受累。早期呈慢性进展,病程迁延。如果到了发病晚期,病情发展速度快,患者脊柱韧带出现广泛钙化、骨化导致骨性强直,其发病率、致残率、致畸率高,且病变顽固,不利于治疗及患者康复,所以早期诊断和治疗对患者的康复和生活质量的提高有很大意义。但是,由于该病的早期症状较隐匿,故其确诊时间常延迟8年左右。从20世纪60年代开始,放射学证据在强直性脊柱炎诊断中一直处于不可取代的位置。然而对于多数该病患者来说,起病后需要经历8至11年才能明确诊断,这大大延迟了疾病的诊断和延误了治疗时机。因此早期发现、早期诊断、早期治疗对该病至关重要。本课题拟通过MRI技术的对比研究,尤其是MRI弥散加权成像技术的应用,探讨MRI在强直性脊柱炎诊断中的应用价值,以期在发病早期即可做出明确诊断。
强直性脊柱炎好发于青少年(男性多见)、是一种病因不明且疾病进展缓慢的全身性慢性炎性疾病,是一种以侵犯骶髂关节和脊柱关节为主、具有致残性的结缔组织慢性炎性疾病,是常见的一种血清学阴性脊柱关节病。该病受遗传、慢性感染、自身免疫功能紊乱和内分泌失调等多种因素的共同影响,是一种与免疫相关的复杂疾病。最常见的症状是由骶髂关节炎所导致的腰背部疼痛、臀部疼痛、晨僵、活动受限等症状;此外,该病尚可侵犯膝关节、腕关节、踝关节等;其全身症状主要表现有疲劳、发热、纳差等,其中自觉疲劳感是大多数强直性脊柱炎患者的主要症状,且与疾病的严重程度有关。流行病学调查显示该病在炎症性关节炎中占第二位。在欧洲人群中发病率约为0.2%-0.9%,亚洲人群约为0.2%-0.4%,中国人约为0.3%,中国的强直性脊柱炎患者超过400万人,是丧失劳动力和致残的主要病因之一,但是,由于对本病的发病机制仍不明确,导致目前医学上对此病存在不同程度的滞后。
目前,对于强直性脊柱炎早期患者的临床诊断主要依赖于其临床症状,缺乏特异性的X线征象。对强直性脊柱炎的早期明确诊断、分期诊断及疾病的活动度等临床需求的日益显著,该研究可以为临床诊治提供更加详细的信息。目前,临床常用强直性脊柱炎的影像学检查方法有:X线、CT、常规MRI等。从CT扫描仅能提供解剖学信息而无法提供真正的组织活性信息,同时由于存在电离辐射不适于短期内反复检查。随着临床研究不断深入和发展的要求,仅在形态学上显示病变及定位诊断已经不能满足临床诊断的需要,加之计算机技术及影像技术的飞速发展和日新月异,各种新的磁共振技术如磁共振动态增强、弥散加权成像、磁共振血管成像、磁共振波谱成像、磁敏感加权成像和磁共振灌注成像相继出现,对骶髂关节炎的早期诊断和早期治疗具有重要意义。近年来,该病的影像学诊断取得了很大的发展。MRI能在该病早期显示软骨及骨髓的该病,增强扫描更能显示关节及关节周围的强化,所以MRI对强直性脊柱炎早期骶髂关节炎的诊断优势已达成共识。本课题通过对强直性脊柱炎的磁共振平扫、弥散加权成像(diffusionweightedimaging,DWI)及磁共振软骨扫描成像的分析研究,探讨高场磁共振平扫、DWI及软骨扫描成像对强直性脊柱炎骶髂关节炎早期的诊断价值。
材料与方法:
选择2011年12月至2012年12月期间于郑州大学第一附属医院就诊的10~20岁强直性脊柱炎患者42例(男30例,女12例),正常对照组21例(男16例,女5例),所有病例检查前均未行病理检查、核素检查、放化疗等可能干扰影像表现的措施。所有病例在我院均行骶髂关节常规磁共振检查、磁共振弥散加权成像、磁共振软骨成像;4例行磁共振动态增强成像(Dynamic Contrast-enhanced Magnetic Resonance Imaging,DCE-MRI)。
MRI检查使用SiemensMagnetomTrioTim3.0T磁共振仪,先行常规MRI平扫,然后依次进行4组不同b值(弥散敏感系数,单位s/mm2)的DWI扫描、4种软骨成像扫描、DCE-MRI。DWI扫描分别取b值为0、300、600、900,在所得表观弥散系数图上选择感兴趣区测量并得到相应的ADC值(表观弥散系数值,Apparent Diffusion Coefficient,单位:10-3mm2/s),同时选取邻近正常肌肉、骨髓作为参照用做ADC值对照,将病变组与正常对照组所得ADC值进行统计学分析。采用3D-med、Truffi、质子序列、vibe序列等四种方法对10~20岁健康志愿者进行骶髂关节软骨成像扫描,在所得图像上分别测量左右两侧骶侧软骨及髂侧软骨的厚度,对所得数据进行统计学分析,探寻显示骶髂关节软骨最佳的扫描序列,在此基础上得出10~20岁健康志愿者的左右骶侧、髂侧关节软骨的厚度,为骶髂关节炎患者提供参考标准。
采用SPSS17.0forwindows统计软件进行数据分析,所有统计结果用均值±标准差(X±SD)表示。分析10~20岁正常志愿者的骶髂关节左右两侧骶侧、髂侧MRIDWI序列不同b值的差异性采用配对设计两样本Wilcox-on符号秩和检验;比较强直性脊柱炎早期骶髂关节炎组及正常对照组弥散加权成像所得ADC值采用配对设计两样本Wilcox-on符号秩和检验;比较四种不同软骨成像序列采用单因素方差分析进行统计学分析;各组统计学数据均以P<0.05具有显著统计学差异。
结果:
(1)磁共振弥散加权成像序列多b值扫描时,b值分别采用0、300、600和900s/mm2,b值为300s/mm2、600s/mm2时,图像显示清晰,对比度良好,能清晰显示双侧骶髂关节,能显示出“低信号-中等信号-低信号”的三层结构;关节旁骨髓信号均匀,呈稍低信号。21例健康志愿者42个骶髂关节均显示良好。b值为900s/mm2时,图像伪影较大,无法完成测量。另外,b值为300s/mm2时,所测得ADC值变化范围较大,而b值为600s/mm2时,所测得ADC值变化范围较小,即b值为600s/mm2时所测得ADC值准确度高。
(2)四种不同软骨成像方法中,每个序列的成像得出的范围进行对比,对比结果显示3D-Med序列及Vibe序列能清晰显示骶侧关节、髂侧关节、关节间隙情况,关节软骨显示光滑、连续,关节结果显示清晰,对比度良好。而Truffi序列、质子序列在软骨扫描成像上显示欠佳,可显示关节间隙,但关节软骨情况显示欠佳,不能完成软骨厚度的测量。
(3)强直性脊柱炎早期骶髂关节炎患者组的ADC值较正常对照组骶髂关节的ADC值显示较高,且均具有统计学意义。
结论:
(1)b=600s/mm2为显示骶髂关节的最佳b值。
(2)通过MRI四种不同软骨成像方法的对比,3D-Med序列、Vibe序列为显示骶髂关节软骨的最佳成像序列。
(3)强直性脊柱炎早期骶髂关节炎患者的ADC值较正常对照组的骶髂关节的ADC值增高。