彩色多普勒超声在评估强直性脊柱炎患者骶髂关节炎活动性中的价值

漆家高 张馨月 郭道宁 邹晓攀 邹晋梅 何瑜 周孟君

绵阳市中心医院1超声科，2风湿免疫科，3放射科，4信息科（四川绵阳 621000）

强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一种不可逆转的慢性迁延性疾病，是脊柱关节病（spondyloarthropathies，SpA）原型，以骶髂关节最易受累，活动期与静止期交替出现。AS活动性的高低与临床效果、预后判断关系密切，因此准确判定其活动度尤其重要［1］。MRI被认为是发现SpA标志性病变骶髂关节炎的最敏感方法，是目前公认判断AS患者骶髂关节炎活动性的影像学“金标准”［2］，但其价格昂贵、耗时长、体内有金属植入物者无法使用，临床应用受限。近年来，超声在AS活动性诊断中的应用越来受到重视［2-6］，但多数研究者对活动性AS患者骶髂关节炎的研究较为局限，仅从骶髂关节血流丰富程度及血流阻力指数（resistance index，RI）等少数血流指标入手，判断其对活动性骶髂关节炎有无诊断价值［2，5-6］，很少有学者全面研究骶髂关节各项血流指标的诊断价值并比较其价值的大小。本研究运用彩色多普勒超声（color Doppler ultrasound，CDUS）扫查AS患者骶髂关节，探讨并比较骶髂关节血流显示率、血流分级（血流丰富程度）、血流阻力指数、关节内血流、关节外血流、动脉血流、静脉血流、舒张期正相动脉及反相动脉等多项血流指标单独及联合应用对骶髂关节炎活动性的诊断价值。

1 对象与方法

1.1研究对象自2015年6月至2017年6月经我院MRI诊断的AS患者86例（共161个骶髂关节），均符合1984年修订的AS纽约标准。所有AS患者骶髂关节炎的活动性均以MRI检查结果为“金标准”［2］，分为活动期组及静止期组。活动期组55例（9例单侧活动），男42例，女13例，年龄（24.5±5.3）岁，共101个骶髂关节关节，静止期组31例（2例单侧静止），男25例，女6例，年龄（25.4±5.5）岁，共60个骶髂关节，两组之间的年龄、性别差异均无统计学意义（P＞0.05）。于MRI检查前后3天内进行CDUS检查，MRI和CDUS检查各由一位高年资放射科及超声科医师独立完成，两人均不知晓他人的报告和患者临床资料。

1.2仪器与方法

1.2.1仪器日本东芝公司SSA⁃660A彩色多普勒超声诊断仪，高频浅表探头频率6～12 MHz，低频腹部探头2.8～6 MHz。

1.2.2检查方法取俯卧位，探头横置于骶髂关节后方，按照漆家高等［6］的方法扫查骶髂关节，应用CDUS观察骶髂关节内及关节周紧邻关节囊的区域的血流信号，取样框调至适当大小，彩色增益调至刚好能够消除伪彩，壁滤波20～40 db。

1.2.3观察指标（1）骶髂关节有无血流显示；（2）血流的丰富程度：分为四级，无血流信号为0级，探及1～2个点状血流为1级，短棒状或3个以上的点状血流为2级，长条状及更丰富的血流为3级［6］；（3）观察并记录骶髂关节内或关节外有血流显示的关节；（4）观察并记录有动脉或静脉血流显示的骶髂关节；（5）观察并记录有舒张期正相或反相动脉血流的关节；（6）RI：参照漆家高等［6］的方法测量关节内外所有舒张期正相动脉血流RI，以最低处的RI为准。

1.3统计学方法所有数据采用SPSS 22.0软件包进行分析。计数资料以n（%）表示，用χ2检验分析；计量资料以均数±标准差表示，用t检验分析。采用二元Logistic逐步回归（向后：LR）筛选各项血流指标，建立回归方程得到新变量，绘制并比较新变量及各单项指标ROC曲线。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 骶髂关节CDUS检查结果比较活动期组相比于静止期组，骶髂关节血流显示、血流丰富程度（血流分级）、关节内血流、关节外血流、动脉血流、静脉血流、舒张期正相及反相血流均有增加，其中血流显示、血流分级、静脉血流、关节内血流组间差异有统计学意义（P＜0.05）。活动期组RI值0.57±0.07，低于静止期组RI值0.70±0.09，组间差异具有显著统计学意义（t=-7.89，P＜0.001）。见表1及图1、2。

表1 活动期组与静止期组骶髂关节CDUS检查结果比较Tab.1 Compared with the CDUS results of the sacroiliac joints in the active and inactive groups 例（%）

图1 同一活动期骶髂关节炎患者MRI及彩色多普勒超声检查Fig.1 MRI and color Doppler ultrasonography in patients with sacroiliitis in active phase

图2 同一静止期骶髂关节炎患者MRI及彩色多普勒超声检查Fig.2 MRI and color Doppler ultrasonography in patients with sacroiliac arthritis in inactive phase

2.2 骶髂关节血流指标Logistic回归分析经Logistic逐步回归（向后：LR）分析，活动期组与静止期组相比，骶髂关节的RI、静脉血流、血流分级三项指标组间差异有显著统计学意义（P＜0.01），见表2。将此3项指标当作自变量建立Logistic回归模型，联合诊断活动期骶髂关节炎的预测概率值 P=1／｛1+1/EXP［24.872 RI+（-1.882）静脉血流+（-1.232）血流分级+（-13.229）］｝，生成一组新变量P。

表2 骶髂关节血流指标Logistic逐步回归分析结果Tab.2 Logistic stepwise regression analysis results of sacroiliac joint blood flow index

2.3 三项血流指标单独及联合诊断的ROC曲线以MRI结果为判断骶髂关节炎活动性“金标准”，绘制RI、静脉血流、血流分级单独诊断以及3项指标联合诊断（即新变量P）的ROC曲线（图3）。RI单独诊断AUC为0.861，明显大于另外两个指标的AUC，以RI=0.625的临界值诊断活动期骶髂关节炎的价值最高，敏感度82.4%，特异性82.9%。联合诊断AUC为0.933，大于单独诊断任一指标的AUC，敏感度为91.9%，特异性82.9%。见表3。

图3 3项血流指标单独及联合诊断的ROC曲线Fig.3 ROC curves for the separate and combined diagnosis of three blood flow indicators

3 讨论

AS早期病理改变包括骨髓水肿、滑膜增生、炎性细胞浸润、新生血管及软骨下肉芽组织形成等炎性病变。临床判断AS炎性活动的指标较多，以炎性因子如血沉、C-反应蛋白和AS疾病活动指数（BASDAI）较常用，HLA⁃B27阳性与疾病活动也有一定相关性［7］。MRI骶髂关节检查的活动性炎性改变包括骨髓水肿/骨炎、滑膜炎、附着点炎、囊炎等，其中骨髓水肿/骨炎被认为是判定活动性骶髂关节炎必不可少的［8］，MRI所示的骶髂关节脂肪沉积、软骨下糜烂等结构变化，也有助于AS的诊断［9］。由于骨质的遮挡，超声无法显示骨髓水肿/骨炎病变，由于骶髂关节位置较深以及关节间隙走行倾斜的影响，超声也难以直接显示滑膜增生、关节积液等结构改变。但是，伴随骶髂关节及周围组织炎性细胞浸润，新生的动静脉血管增多、炎性扩张，可导致RI值降低、静脉淤滞、局部血流增多，利用多普勒超声可以敏感地捕捉到这些异常血流信号及其血流动力学的改变，为活动期骶髂关节炎诊断提供了重要信息。

表3 3项血流指标单独及联合诊的ROC曲线面积及相关参数Tab.3 ROC curve area and related parameters for single and joint diagnosis of three blood flow indicators

正常骶髂关节无血流显示或显示为高阻血流、舒张期反相血流；活动期AS患者骶髂关节血流丰富程度增加、RI值降低［2，5-6］。GHOSH等［10］研究发现骶髂关节的血流信号量和低阻血流与AS活动性具有很好的一致性，因此建议将骶髂关节血流信号增加和RI降低作为骶髂关节炎的CDUS检查标准；GHOSH等［10］研究还发现骶髂关节间隙高回声（关节积液）对诊断活动性骶髂关节炎也有一定价值，特异性达95%，但敏感性仅40%。ZHU等［5］研究认为活动期AS患者骶髂关节内及关节周血流均有增多，进一步分析血流性质发现，除动脉血流外，静脉血流也有增多且差异具有统计学意义。与其他研究相比，本研究从血流位置、血流性质、血流显示情况、血流分级、动脉血流频谱及RI等多角度进行了更为全面的深入研究，研究发现活动期组较静止期组骶髂关节血流的血流显示、血流分级、静脉血流、关节内血流等指标的差异具有统计意义（P＜0.05）；活动期组RI值0.57± 0.07，低于静止期组RI值0.70 ± 0.09（t=-7.894，P=0.000）。进一步逐步回归分析发现仅有RI、静脉血流、血流分级3项指标组间差异有统计学意义（P＜0.01），预示此3项血流指标对活动期骶髂关节炎的临床诊断具有一定价值。

目前，国内外很少有学者比较骶髂关节各项血流指标对AS患者骶髂关节炎的诊断价值。本研究以MRI诊断为“金标准”，比较RI值、静脉血流、血流分级单独诊断活动期骶髂关节炎的ROC曲线，其中RI的AUC=0.861，明显高于静脉血流、血流分级的AUC（0.688、0.704），提示RI的诊断价值更高，当RI=0.625的临界值时其诊断效能达到最高，敏感度82.4%，特异性82.9%。王璐等［2］以MRI诊断的活动性骶髂关节炎为标准绘制RI的ROC曲线，AUC为0.857，以RI=0.64为临界点诊断活动性骶髂关节炎的敏感度为80.8%，特异度为74.5%，准确率为78.7%，与本研究结果基本一致，但该研究并未进一步比较各项血流指标的诊断价值。GHOSH等［10］研究了29例骶髂关节X线平片阴性的炎性下腰痛患者的CDUS表现，以MRI证实的骶髂关节炎为标准绘制骶髂关节的血流信号及RI的ROC曲线，发现血流信号增多对诊断骶髂关节炎活动性的价值更高（AUC=0.921，最佳截止值为3，灵敏度90.0%，特异性92.7%），而RI诊断价值稍低（AUC=0.866，最佳截止值RI=0.605，灵敏度94.7%，特异性86.4%），与本研究结果不完全一致，分析原因考虑认为：其纳入研究的对象偏少；其ROC曲线是分开绘制的，忽略了血流信号量和RI相互之间的影响；与本研究纳入的对象不完全一致，本研究并没有将骶髂关节X线平片阴性作为纳入对象的必须条件，因为即使在晚期AS患者仍可能存在炎性细胞浸润、微血管及成骨细胞增多等炎性活动［11］；本研究选择骶髂关节中下份关节内血流和关节周紧邻关节囊的血流，这些血流可能来源于滑膜炎、关节囊炎及关节周围（软骨下）骨髓水肿/骨炎，真实地反映了活动期骶髂关节炎性活动，更有利于骶髂关节血流准确分析。

此外，本研究同时还绘制了RI、静脉血流、血流分级3项指标联合诊断的ROC曲线，联合诊断AUC=0.933，大于单独诊断任一指标的AUC，特异性82.9%，敏感度达91.9%，较3项指标单独诊断有明显的提高，提示我们在临床工作中选择3项指标联合诊断活动性骶髂关节炎可以有效提高诊断敏感性，具有更高的临床实用价值。

总之，CDUS可通过骶髂关节血流RI、血流分级、静脉血流等指标为AS患者骶髂关节炎活动性提供诊断依据，以RI单独诊断的价值最高，若联合应用3项指标具有更高的诊断价值。当然，本研究存在一定的局限性：血流分级具有主观性，有待进一步改进；静脉血流速度及丰富程度是否对AS患者骶髂关节炎活动性具有诊断价值，有待进一步研究。