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本文主要从以下几方面进行论述: 第一部分 3.0T MRI弥散加权成像显示健康志愿者骶髂关节理想b值的初步研究 目的: 通过比较健康志愿者骶髂关节MRI在不同b值时的DWI表现及表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值差异,寻找3.0T MRI弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)显示骶髂关节的适宜b值。并将健康受检者关节旁骨髓ADC值作为正常对照,为DWI序列早期检出强直性脊柱炎(Ankylosing Spondylitis,AS)活动性骶髂关节炎提供定量指标。 方法: 随机招募无骶髂关节疾病的青壮年健康志愿者作为研究对象,共募集志愿者23名,其中男16例,女7例,年龄18~37岁,平均(27.5±4.7)岁。采用Philips achieva3.0T TX超导磁共振扫描仪,行骶髂关节斜冠状(平行于骶骨长轴)SE-T1WI、FSE-T2WI、精确频率反转恢复(spectral presaturation attenuated inversion recovery,SPAIR)T2抑脂及多b值(0,400,600,800s/mm2)DWI序列扫描,并进行轴位三维水选择成像(three-dimensional water selective,3D-WATS)序列扫描。观察不同b值时双侧骶髂关节的显示情况,对图像质量进行综合(伪影程度、噪声、对比度及清晰度)评价。测量双侧骶髂关节的骶侧、髂侧关节旁骨髓的ADC值,对不同b值时双侧骶髂关节旁骨髓ADC值进行统计学分析。对3D-WATS薄层图像进行多平面重组,重点观察骶髂关节关节软骨的显示情况。 结果: 23例健康志愿者46个骶髂关节均显示良好。常规MRI图像清晰,双侧骶髂关节对称,关节面光整,关节面骨质为低信号,关节面下骨髓T1WI呈稍高信号,T2-SPAIR呈低信号。T2-SPAIR关节软骨为高信号,真性关节间隙不能显示。3D-WATS薄层图像经斜冠状面重组后可以清晰的显示双侧骶髂关节软骨,呈光滑、连续的线状高信号,真性关节间隙呈细线状低信号。7例受检者可见关节面下脂肪沉积,为远离关节面的对称分布;1例可见关节面下的小囊肿。b值为400s/mm2和600s/mm2时,DWI图像无明显变形和伪影,噪声较低,图像对比度较高,解剖结构显示尚清晰,均可以显示双侧骶髂关节“低-中-低”(两侧关节面为低信号,关节软骨为高信号)的三层平行结构,关节面下骨髓呈信号均匀的稍低信号,图像整体质量较好;当采用的b值为800s/mm2时,DWI图像伪影稍大,后方可见卷褶伪影,骶髂关节可见轻度变形,图像对比度略差,解剖结构显示欠佳,双侧骶髂关节“低-中-低”的三层平行结构隐约可见,图像整体质量较差。经方差分析显示右髂骨、右骶骨、左骶骨及左髂骨关节旁骨髓ADC值三组间差异均有统计学意义(p均<0.001);进一步使用SNK法进行两两比较发现双侧髂骨及骶骨关节旁骨髓ADC值随b值升高逐渐下降。b值为600s/mm2时,双侧髂骨及骶骨关节旁骨髓ADC值间差异无统计学意义(t=1.965,p>0.05)。b值为600s/mm2和800s/mm2时,较b值为400s/mm2时,ADC值精确度高。 结论: 1、正常骶髂关节双侧对称,关节面光整,关节面下骨髓信号均匀;3D-WATS薄层图像经斜冠状面重组后可以清晰的显示双侧骶髂关节软骨及真性关节间隙。 2、关节旁骨髓在DWI图上呈稍低信号,ADC图上呈低信号。b值为400s/mm2和600s/mm2时较b值为800s/mm2时可获得骶髂关节较满意的DWI及ADC图像。 3、b值为600s/mm2和800s/mm2时较b值为400s/mm2时骶髂关节各侧关节旁骨髓ADC值精准度高;b值为600s/mm2时ADC值较稳定;故认为b值为600s/mm2是3.0T MRI弥散加权成像显示骶髂关节的适宜b值,是进行关节旁骨髓ADC值测量的基础。 第二部分 3.0T MRI弥散加权成像对强直性脊柱炎早期活动性骶髂关节炎的诊断价值研究 目的: 通过对临床确诊的AS患者骶髂关节行DWI扫描,同时行STIR序列扫描进行SPARCC评分,与临床Bath强直性脊柱炎疾病活动指数(bath ankylosing spondylitis disease activity index,BASDAI)评分进行相关性分析;探讨DWI序列ADC值在判断AS早期活动性骶髂关节炎中的应用价值。依据BASDAI评分及实验室检查结果将患者分为活动组与稳定组,并与对照组进行比较,探讨ADC值定量诊断AS早期活动性骶髂关节炎的价值。 方法: 63例临床确诊的早期AS患者由风湿免疫科医师进行BASDAI评分。利用3.0T MRI对患者行骶髂关节斜轴位(垂直于骶骨长轴)SE-T1WI、FSE-T2WI,斜冠状位(平行于骶骨长轴)T2-SPAIR、STIR及DWI(SE-EPI)序列扫描,并进行3D-WATS序列扫描;10例患者同时进行了T1WI脂肪抑制(T1-SPIR)斜轴位及斜冠状位增强扫描。比较T2-SPAIR、STIR及DWI序列对关节面下骨髓水肿病灶的检测能力。测量患者骶髂关节关节面下骨髓的ADC值,并依据加拿大脊柱骨关节炎研究协会制定的评分标准进行SPARCC评分。采用Spearman相关性分析,分析BASDAI评分、SPARCC评分及ADC值间的相关性。依据BASDAI评分及实验室检查结果将患者按病情分为活动组、稳定组,并与第一部分23例健康志愿者骶髂关节旁骨髓的ADC值进行比较;分析三组间ADC值的差异。以临床BASDAI评分结合实验室结果作为金标准,通过ROC曲线分析,判断ADC值对AS早期活动性骶髂关节炎的定量诊断能力。 结果: 63例早期AS患者中45例骶髂关节面下出现高信号骨髓水肿影,以双侧同时出现多见;病灶在T1WI上为稍低信号,T2WI为稍高信号;T2-SPAIR、STIR及DWI序列上为明显高信号。T1WI发现稍低信号85个,T2WI出现稍高信号103个,T2-SPAIR序列发现高信号病灶142个,STIR序列上出现高信号病灶146个,DWI序列(DWI图+ADC图)发现高信号病灶153个;经统计学分析T2-SPAIR、STIR及DWI序列在检出骨髓水肿病灶间的能力无明显统计学差异(χ2=4.297,P=0.117)。增强扫描骨髓水肿区可见明显强化,并可见邻近关节滑膜增厚、强化,肌腱附着点及关节旁水肿的软组织亦可见明显强化。55例(87%)患者3D-WATS序列可见关节软骨异常,主要为关节软骨局部不规则增粗、迂曲,局部软骨不同程度中断、缺失,部分层面关节间隙显示不清。患者的SPARCC评分与ADC值(r=0.781,P<0.001)、BASDAI评分与ADC值(r=0.854,P<0.001)、以及SPARCC评分与BASDAI评分(r=0.805,P<0.001)均成正相关。AS活动组骶髂关节的ADC值中位数(0.704*10-3mm2/s)高于稳定组(0.543*10-3mm2/s)及对照组(0.364±0.067*10-3mm2/s),三组间ADC值差异均有统计学意义(F=151.893,P<0.01)。以BASDAI评分结合实验室结果作为金标准,ADC值判断活动性骶髂关节炎的ROC曲线下面积为0.822,采用约登指数最大,当ADC值为0.626*10-3mm2/s时,判断AS活动性骶髂关节炎的灵敏度87%,特异度76.5%。 结论: 1、T2-SPAIR、STIR均可以检出骶髂关节炎时关节面下的骨髓水肿病灶,且能力相当;T2-SPAIR较STIR序列扫描时间短,信噪比高,可以取代STIR序列作为常规序列。 2、3D-WATS序列可以显示早期AS患者骶髂关节软骨改变,对早期诊断具有重要价值。 3、SPARCC评分及ADC值均可以评价AS早期活动性骶髂关节炎。SPARCC评分相对繁琐,DWI成像速度较快,ADC图像可以消除T2穿透效应,能真正反映骶髂关节关节面下骨髓水肿情况;并且通过测量病变区的ADC值定量诊断早期AS活动性骶髂关节炎具有较高价值。因此临床怀疑AS而进行MRI检查时,推荐行骶髂关节DWI序列扫描。