肌骨超声评价类风湿性指关节炎的病理特征及炎性病变

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1197

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

类风湿性指关节炎：作为一种动态变化的病理现象，选择合适的影像学检测方法密切关注其病理特征，了解关节炎性病变程度，对准确评估患者关节损伤病情、评价疾病进展、制定治疗重点方案具有重要的意义。

肌骨超声：是近年来在影像学技术发展进程不断推进背景下应运而生的新兴超声检查技术，具有费用低廉、无创、无辐射、操作简单、禁忌证少、短期内可反复检查及实现实时动态观察等显著优点。

摘要

背景：类风湿性关节炎作为一种动态变化的病理现象，选择合适的影像学检测方法对评价疾病进展、制定治疗重点方案具有重要的意义，而肌骨超声作为新兴超声检查技术，在疾病的诊疗中具有良好的应用价值。

目的：探讨肌骨超声评价类风湿性指关节炎病理特征及炎性病变的临床意义。

方法：以60例类风湿性指关节炎患者为研究对象，分别予以患者肌骨超声和MRI检查，共检查手指关节450个。统计2种方法对滑膜增生、关节积液、骨侵蚀3种典型病理特征的检出率；检测患者血清指标(超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率和类风湿因子)，对比分析不同关节滑膜厚度分级和滑膜血流信号分级患者的超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率、类风湿因子值。另外对比分析活动期和非活动期患者的滑膜内动脉阻力指数。

结果与结论：①肌骨超声对滑膜增生、关节积液、骨侵蚀的检出率依次为71.33%，55.78%及27.33%，MRI依次为74.44%，45.33%及29.78%，2种方法对滑膜增生、骨侵蚀的检出率比较差异无显著性意(P > 0.05)，但肌骨超声对关节积液的检出率要高于MRI(P < 0.05)；②Spearman相关性分析显示，滑膜厚度与超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率、类风湿因子水平均无相关性(r=0.463，0.813，0.459，P > 0.05)，滑膜血流信号与超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率、类风湿因子水平均呈正相关(r=0.623，0.498，0.591，P < 0.05)；③活动期患者滑膜内动脉阻力指数值较非活动期患者低(P < 0.05)；④综上，肌骨超声在类风湿性指关节炎病理特征的评价上与MRI具有相当的效益，但其具有更高的应用价值；且能够通过滑膜厚度、血流信号、滑膜内动脉阻力指数的综合检测反映患者炎性病变情况，对评估病情、制定治疗方案具有重要的意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0003-1253-773X(胡小丽)

关键词: 肌骨超声, 类风湿性指关节炎, 病理特征, 炎性病变, 滑膜增生, 骨膜厚度, 关节积液, 骨侵蚀

Abstract:

BACKGROUND: Pathological change of rheumatoid arthritis is a dynamic process, and selecting appropriate radiology is of great significance for assessing disease progress and making treatment scheme. Musculoskeletal ultrasound as an emerging technology has good application value in the diagnosis and treatment of disease.

OBJECTIVE: To study the clinical significance of musculoskeletal ultrasound in the evaluation of pathological features and inflammatory lesions of rheumatoid arthritis.

METHODS: Sixty patients with rheumatoid arthritis were selected, underwent musculoskeletal ultrasound and MRI, and 450 fingers were examined. The detection rates of three typical pathological features of synovial hyperplasia, joint effusion and bone erosion were recorded. The serum indexes (high-sensitivity C-reactive protein, erythrocyte sedimentation rate and rheumatoid factor) were detected. The hypersensitivity C-reaction protein, erythrocyte sedimentation rate and rheumatoid factor of the patients with different grades of synovial thickness and synovial blood flow signal were compared. The resistance index of artery in the synovium was compared between active and inactive patients.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The detection rates of synovial hyperplasia, joint effusion and bone erosion by musculoskeletal ultrasound were 71.33%, 55.78% and 27.33%, respectively. The detection rates by MRI were 74.44%, 45.33% and 29.78% respectively. There was no significant difference in the detection rate of synovial hyperplasia and bone erosion between two methods (P > 0.05), but the detection rate of joint effusion by musculoskeletal ultrasound was higher than that by MRI (P < 0.05). (2) Spearman correlation analysis showed that synovial thickness was not correlated with high-sensitivity C-reactive protein, erythrocyte sedimentation rate and rheumatoid factor (r=0.463, 0.813, 0.459, P > 0.05), and synovial blood flow signal was positively correlated with high-sensitivity C-reactive protein, erythrocyte sedimentation rate and rheumatoid factor (r=0.623, 0.498, 0.591, P < 0.05). (3) The resistance index of artery in the synovium of active patients was lower than that of inactive patients (P < 0.05). (4) To conclude, musculoskeletal ultrasound has considerable benefit for the evaluation of pathological features of rheumatoid arthritis with MRI, but it has higher application value. Musculoskeletal ultrasound can reflect the inflammatory condition through detecting the thickness of the synovial membrane, blood flow signal and the resistance index of artery in the synovium, and it is important to evaluate the disease condition and make the treatment plan.

Key words: musculoskeletal ultrasound, rheumatoid finger arthritis, pathological features, inflammatory lesions, synovial hyperplasia, periosteal thickness, joint effusion, bone erosion

中图分类号:

R459.9|R445

胡小丽，谷颖，蔡燕，谢谨，刘婵. 肌骨超声评价类风湿性指关节炎的病理特征及炎性病变[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(20): 3182-3187.

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图/表（结果） 5

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引言

材料方法

1.1 设计 回顾性分析。

1.2 时间及地点 于2015年1月至2018年6月在贵州医科大学附属医院完成。

1.3 对象 回顾性选择贵州医科大学附属医院2015年1月至2018年6月收治的60例类风湿性指关节炎患者为研究对象，共检查手指关节450个，诊断标准参照《美国风湿病学会/欧洲抗风湿联合会(ACR/EULAR)》(2010版)修订的标准^[3]。其中男31例，女29例；年龄37-72岁，平均(65.62±6.34)岁；病程6个月-12年，平均(2.43±0.34)年。此研究符合医学伦理学规定，所有患者均签署伦理学知情同意书。

纳入标准：①符合临床诊断标准；②能完成临床随访观察；③病历资料完整。

排除标准：①合并有风湿性疾病者；②有指关节残疾及畸形者；③有指关节手术史者。

1.4 方法

1.4.1 影像学检查 ①肌骨超声检查：超声仪器均采用Philips IU2型彩色多普勒超声诊断仪，探头频率为7.5- 13.0 MHz，检查方法采用直接扫查法。检测步骤：患者取坐位，双手于检查床平放，于关节表面涂抹耦合剂后，对双手2-5掌指关节和近节指间关节的掌侧和背侧进行横切和纵切扫查；②MRI检查：MRI检查仪器为GE Signa 1.5T，所选择的线圈为多通道专用线圈；扫描序列包括：冠状面FSE-T1W1，TR/TE=500/25 ms；矢状面FSE-PDW1，TR/TE=3 000/25 ms；脂肪抑制FSE-T2W1，TR/TE= 3 650/90 ms；必要时进行T2W1横断面加扫；扫描参数设置：层厚、间距均为3 mm。

1.4.2 炎性病变指标检测于患者入院后第2天清晨空腹状态下对如下指标进行检测：①超敏C-反应蛋白：采集肘静脉血3 mL放置于普通生化管中，离心(离心条件：转速 1 500 r/min，时间15 min)，处理后分离血清，采用免疫比浊法对超敏C-反应蛋白水平进行检测；②红细胞沉降率：采集血液标本2 mL，EDTA-K抗凝，采用TEST1全自动红细胞沉降率仪检测；③类风湿因子：同上述方法，采集血液标本后分离血清，采用免疫比浊法对类风湿因子水平进行检测^[4]。

1.5 主要观察指标

1.5.1 肌骨超声与MRI对滑膜增生、关节积液、骨侵蚀的检出率肌骨超声和MRI主要扫查指标包括滑膜增生、关节积液、骨侵蚀、骨质破坏、骨髓水肿、血管翳形成、滑膜彩色血流及分级、滑膜内动脉阻力指数等病理特征。其中滑膜增生定义为滑膜厚度≥1 mm(Wather标准)^[3]；关节积液定义为关节间隙无回声区深度>1 mm；骨侵蚀定义为关节软骨局部变薄≤1 mm^[5]。统计2种方法对滑膜增生、关节积液、骨侵蚀3种典型病理特征的检出率，对检出率的判断以MRI为金标准。

1.5.2 肌骨超声影像学特征对类风湿性指关节炎炎症反应的评价对患者进行肌骨超声检查，予以患者滑膜厚度分级和滑膜血流信号分级：①滑膜厚度分级：参照Walther分级标准对滑膜厚度进行分级^[6]，60例患者中Ⅰ-Ⅱ级30例，Ⅲ级22例，Ⅳ级8例；②滑膜血流信号分级：参照半定量评分系统(SQSS)对滑膜血流信号进行分级^[7]，60例患者中0-Ⅰ级25例，Ⅱ级23例，Ⅲ级12例。对比分析不同级别滑膜厚度、滑膜血流信号患者的超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率、类风湿因子水平^[8-10]。

1.5.3 肌骨超声影像学下滑膜内动脉阻力指数对类风湿性指关节炎炎症活动度的评价根据上述诊断标准，60例患者中活动期39例，非活动期21例。对肌骨超声检查下彩色血流进行脉冲多普勒取样，测量血流收缩期峰值速度(V_max)和舒张末期流速(V_min)，计算滑膜内动脉阻力指数值，滑膜内动脉阻力指数=(V_max-V_min)/V_max^[11]。对比分析活动期和非活动期患者的滑膜内动脉阻力指数水平。

1.6 统计学分析 统计软件采用SPSS 20.0版本(SPSS，Chicago，IL，USA)软件号SAS9.1，以n/%表示计数数据，数据比较采用χ²检验；用x(_)±s表示计量数据，组间数据之间的比较采用均数t 检验；多组间数据比较采用方差分析；各组组间差异的比较用LSD-t 检验；两两相关性分析采用Spearman相关性分析法，P < 0.05即提示差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

类风湿性关节炎作为一种能引起严重畸形的慢性全身性结缔组织病，具有病程长、致残率高、治疗困难等显著特点^[12]。具最新的调查数据统计显示，国内类风湿关节炎患病率为0.2%-0.4%，全国大约有500万患者，早期诊断对患者来说非常重要^[13]。肌骨超声作为近年来在影像学技术和高频探头成像技术快速发展背景下新兴的诊断技术，具有无创、实时、高分辨率、便携、动态成像等优点，在类风湿性关节炎的临床诊断应用中具有良好的应用价值^[14-15]。此次研究予以60例类风湿性指关节炎患者肌骨超声，获得了良好的诊断价值。

3.1 肌骨超声与MRI的优缺点比较肌骨超声作为超声影像学技术的新领域，一方面，目前肌骨超声使用高频探头诊断肌肉骨骼系统疾病，细微分辨率显著提高，能够清晰显示肌肉、肌腱、韧带、周围神经等浅表软组织结构及其发生的病变，如肿瘤、损伤、炎症、畸形引起的结构异常，可以和CT和MRI媲美并互补，甚至可提供其他影像学检查无法得到的重要诊断信息^[16]；另一方面，其专用的高分辨率探头可以提供关节组织清晰的动态解剖图像，实现动静态结合及患侧与健侧对比的超声图像，可从任意方向和任意角度观察关节病变程度，为患者病理特征的评估提供更丰富的信息^[17]。在肌骨超声与MRI的优缺点比较方面，肌骨超声优点：①多切面成像、扫查灵活；②可实现患者动静结合成像，实时动态评价关组织病变；③对肌肉、韧带细微结构的分辨能力高；缺点：其临床应用尚未普及，对机器条件及操作者专业性要求较高^[18]。MRI优点：①高组织对比分辨力，不受骨伪影的干扰；②多参数成像，可获得TWI、TW2和PWI，利于影像学对照分析；③多方位成像，除显示解剖形态变化外，可提供病理和生化方面的信息；缺点：费用昂贵，检查耗时，并不适合作为临床常规应用的诊断工具^[19]。此次研究中肌骨超声和MRI对患者滑膜增生、骨侵蚀的检出率比较，差异均无显著性意义(P > 0.05)；但肌骨超声对关节积液的检出率要高于MRI(P < 0.05)。提示在对类风湿性指关节炎病理特征的评价上，肌骨超声能取得与MRI相当的应用价值。

3.2 肌骨超声对炎症反应程度的评价炎症反应在类风湿性指关节炎的发生、发展中发挥了重要的参与作用^[20]。此次研究所检测的血清指标中，超敏C-反应蛋白是机体炎症反应的重要标志物，红细胞沉降率是反映滑膜炎症程度的重要指标，类风湿因子则与炎症反应严重性呈正比^[21]。目前，国内外关于影像学特征与类风湿性指关节炎炎症反应程度相关性的研究众多。林丽萍^[22]探讨了类风湿性关节炎患者髌上囊积液、滑膜厚度与红细胞沉降率、C-反应蛋白间的相关性，结果显示髌上囊积液与红细胞沉降率、C-反应蛋白呈正相关(r=0.63，0.71，P < 0.05)，滑膜厚度与红细胞沉降率、C-反应蛋白呈正相关(r=0.69，0.74，P < 0.05)。邹燕等^[23]探讨了类风湿关节炎膝关节病变患者高频超声表现与实验室检查结果的相关性，结果显示患者滑膜厚度与类风湿因子、红细胞沉降率、C-反应蛋白、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α均呈正相关，得出患者高频超声表现与实验室检查结果存在显著相关性的结论。而此次研究结果显示，滑膜厚度与超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率、类风湿因子均无相关性(r=0.463，0.813，0.459，P > 0.05)，滑膜血流信号与超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率、类风湿因子均呈正相关(r=0.623，0.498，0.591，P < 0.05)，与既往文献研究结论存在差异，即滑膜厚度与患者炎症指标无相关性，提示肌骨超声检查下不能单纯依据滑膜厚度对类风湿性关节炎病变的炎性程度进行评价，应联合血流信号等进行综合评价^[24]。

3.3 肌骨超声对炎性活动度的评价类风湿性关节炎疾病的炎性活动度与患者的病情、治疗及预后、转归密切相关^[25]。既往研究中肌骨超声检查下多采用超声半定量分级、关节积液、滑膜厚度、滑膜血流信号等影像学病理特征进行炎性活动度的评价^[26-27]。如陈美西等^[28]探讨了类风湿关节炎患者肌骨超声半定量分级与疾病活动度及骨代谢平衡的关系，结果证实缓解期组、低活动期组、中活动期组和高活动期组的滑膜增生、血流信号、骨侵蚀、关节积液评分及总分均呈逐渐上升趋势，认为类风湿性关节炎患者肌骨超声半定量分级与疾病活动度密切相关。邵世娇等^[29]探讨高频彩色多普勒超声对早期、活动期类风湿性关节炎患者指、腕关节病变诊断价值，通过超声检测2组滑膜厚度、关节腔积液及骨侵蚀程度，证实采用高频彩色多普勒超声诊断早期、活动期类风湿性关节炎患者指、腕关节病变，可动态观察疾病的发展变化。而此次研究的创新之处在于选择滑膜内动脉阻力指数进行炎性活动度的观察，结果显示活动期患者滑膜内动脉阻力指数值较非活动期患者低 (P < 0.05)，即肌骨超声检查下类风湿性关节炎患者滑膜内动脉阻力指数值可作为临床反映类风湿性关节炎滑膜炎性活动度的一个客观指标，该指标可为肌骨超声对炎性活动度的评价提供更丰富的信息^[30]。

综上，肌骨超声在类风湿性指关节炎病理特征的评价上与MRI具有相当的效益，但其对类风湿性关节炎患者关节积液的检出率更高；且肌骨超声检查下类风湿性关节炎患者滑膜血流信号与炎性因子超敏C-反应蛋白、红细胞沉降率、类风湿因子均呈正相关，滑膜内动脉阻力指数与疾病活动期密切相关，因此，临床上能够通过患者血流信号及滑膜内动脉阻力指数的肌骨超声综合检测反映患者炎性病变情况，对评估病情、制定治疗方案具有重要的意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程