磁敏感加权成像在MRI诊断色素沉着绒毛结节性滑膜炎中的价值

陈卫鹏CHEN Weipeng

林海韬1LIN Haitao

姚沛旭1YAO Peixu

洪良利2HONG Liangli

林绮国3LIN Qiguo

林鹏典1LIN Pengdian

磁敏感加权成像在MRI诊断色素沉着绒毛结节性滑膜炎中的价值

陈卫鹏1CHEN Weipeng

林海韬1LIN Haitao

姚沛旭1YAO Peixu

洪良利2HONG Liangli

林绮国3LIN Qiguo

林鹏典1LIN Pengdian

作者单位
1. 揭阳市人民医院（中山大学附属揭阳医院）磁共振室 广东揭阳 522000
2. 汕头大学医学院第一附属医院病理科 广东汕头 515041
3. 揭阳市人民医院（中山大学附属揭阳医院）病理科 广东揭阳 522000

Department of MRI， Jieyang People's Hospital （Jieyang Affiliated Hospital， Sun Yat-sen University）， Jieyang 522000， China

Address Correspondence to： CHEN Weipeng

E-mail： 119916222@qq.com

2016-02-02

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷 第7期：540-543

Chinese Journal of Medical Imaging

2016 Volume 24 （7）： 540-543

目的 探讨磁敏感加权成像（SWI）在MRI诊断色素沉着绒毛结节性滑膜炎（PVNS）中的价值。资料与方法 回顾经病理证实的6例膝关节PVNS 的MRI表现，观察T2WI及SWI的特点。结果 6例膝关节PVNS滑膜增厚为弥漫型，关节腔、关节囊内外滑膜呈绒毛样、结节样、不规则片状增厚。增厚的滑膜T1WI呈等信号4例，稍低信号2例，夹杂高信号3例；T2WI呈等低混杂信号6例。SWI扫描序列增生滑膜组织见显著低信号的磁敏感效应，周围关节腔、关节囊内滑膜旁见磁敏感效应及其相位伪影，同时5例出现骨质侵蚀性改变，但在T2WI见骨质侵蚀破坏的高信号，较小侵蚀区未见稍低信号滑膜；SWI示该区域见滑膜侵蚀后显著低信号的磁敏感效应及相位伪影，均较T2WI显著。结论 SWI显示有大量吞噬含铁血黄素的巨噬细胞聚集的增生、增厚滑膜比T2WI更优越，SWI因其磁敏感效应及其相位伪影产生低信号，不单限于增生滑膜，包括滑膜周围、关节腔、关节囊内及侵蚀的骨表面均能很好地显示，在诊断PVNS中有特征性价值。

滑膜炎，色素绒毛结节性；磁共振成像；磁敏感加权成像；病理学，临床

【Abstract】Purpose To investigate the value of susceptibility weighted imaging （SWI） in the MRI diagnosis of pigmented villonodular synovitis （PVNS）.Materials and Methods Six cases pathologically confirmed knee PVNS were included in this retrospective article and features of T2WI and SWI were emphatically observed and compared.Results Six cases of knee PVNS revealed the diffuse thickness of the synovial and villi， nodules， or irregular inner or lateral joint capsule. MRI revealed 4 isointense mass lesions， 2 slightly low， 3 mixed high signal intensity on T1WI and 6 mixed equal and low intensity signal. SWI sequence showed remarkable low signal magneto-electric effect and artifacts in the imaging not only in thickened synovium but also jointed capsule. In the meantime， 5 cases showed bone erosion changes which showed high signal on T2WI. Low erosion could not show low signal on T2WI， while that could be shown on SWI.Conclusion SWI has advantages of showing synovium hyperplasia and thickened mass macrophages gathered together which phagocytosised amounts of hemosiderin granules. As for the low signal magneto-electric effect and artifacts in thickened synovium as well as intra-articular synovial surrounding ligaments， joint capsule and erosion bone， SWI sequence also has advantages. Therefore it can be used in the diagnosis of PVNS.

【Key words】Synovitis， pigmented villonodular； Magnetic resonance imaging；Susceptibility-weighted imaging； Pathology， clinical

色素沉着绒毛结节性滑膜炎（pigmented villonodular synovitis，PVNS）是一种滑膜慢性增生性病变，传统X线平片及CT检查缺乏特征性，诊断主要依靠病理，本病较常见于膝关节，以单关节发病多见，少数见于髋关节、踝关节、肩关节、肘关节［1-3］。本研究回顾经临床病理证实的6例膝关节PVNS的MRI表现，结合病理，探讨磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI） 在PVNS诊断中的价值。

1　资料与方法

1.1 研究对象 收集2012年1月—2015年9月揭阳市人民医院（中山大学附属揭阳医院）经临床病理证实的膝关节PVNS患者6例，其中男2例，女4例；年龄31～55岁，平均（43.8±7.2）岁；病程1个月～5年；左膝关节3例，右膝关节3例；所有患者临床表现为反复肿胀、酸痛、乏力，2例表现为伸屈膝受限、卡锁感，6例关节周围可触及大小不等、基底稍有移动的韧性结节。

1.2 仪器与方法 采用GE HDxt 1.5T、HDxt 3.0T MR扫描仪，患者取仰卧位，足先进，冠状位、矢状位、横轴位FSE T1WI（TR 400～500 ms，TE 10～25 ms）、PDWI（TR 2000～4000 ms，TE 30～35 ms）、FSE T2WI（TR 2000～4000 ms，TE 70～110 ms），频率预饱和法脂肪抑制FSE T2WI（TR 2000～4000 ms，TE 70～120 ms）；扫描层厚3.0～4.5 mm，间距0.5～1.0 mm；SWI序列容积采集，层厚1.6 mm，矢状/冠状、横轴位重建。平扫后注射对比剂钆喷酸葡胺注射液0.1 mmol/kg进行增强扫描。

2　结果

2.1 MRI表现

2.1.1滑膜增厚类型及信号 本组6例滑膜增厚均为弥漫型，无局灶型。滑膜呈不均一增厚，其中髌上囊滑膜边缘呈波浪状，向囊内延伸的绒毛状、结节状、不规则片状改变6例（图1A～E），髌下脂肪囊可见结节状、绒毛样、不规则片状异常信号4例，前后交叉韧带区见条状、絮状混杂信号影3例。增厚的滑膜T1WI呈等低信号4例、低信号2例，其中夹杂点状、线状高信号3例（图1B），T2WI呈等低混杂信号6例（图1C）；SWI示增生滑膜可见比T2WI更低信号，周围见稍低信号“晕影”（图1D），部分低信号影扩大到T2WI显示周围无滑膜增生区或关节囊外，4例增强扫描滑膜呈中度至明显增强，部分信号欠均匀（图1E）。2.1.2 骨质侵蚀性改变 本组5例出现骨质侵蚀性改变，其中发生于股骨2例，股骨并胫骨2例，股骨、髌骨1例，表现为局部关节面下骨质缺损、下塌，下陷区T2WI见高信号4例，能观察到内部低信号1例，SWI示5例有骨质缺损区见磁敏感低信号影明显大于T2WI序列所见病灶大小（图1F、G）。

2.1.3关节积液 6例膝关节病变伴髌上囊扩张，T2WI髌上囊、关节腔内见高信号，SWI示关节腔、关节囊内缘滑膜旁于高信号内可见絮状低信号（图1D）。

2.1.4周围软组织改变 3例膝关节增生的滑膜突破关节囊进入腘窝，形成多发、大小不等、结节状异常信号（图1A～E），T1WI呈等、低信号；T2WI呈等、低混杂信号2例，呈高、低混杂信号1例，其内可见多发分隔；SWI见结节状及条状低信号，周围也见晕环状稍低信号，增强扫描呈不均一增强（图1E）。

2.2 病理结果

2.2.1病理取材方法 在6例PVNS膝关节滑膜全面切除清理前，根据每例T2WI、SWI表现关节镜选取3个取材区：T2WI显示典型的绒毛状或结节状滑膜增生区（A区，图1H、I）；关节囊内缘滑膜增厚、SWI周缘有明显晕状稍低信号区（B区，图1K、L）；关节囊内缘滑膜增厚、SWI周缘无晕状稍低信号区（C区，图1J）。每个区选取组织尽量包含毗邻关节囊内成分，共18个取材区。为保证取材对应准确，在MRI检查后即行病理取检。

2.2.2病理表现 6例膝关节6个取材区滑膜组织增生肥厚可见绒毛样或融合成结节样，绒毛及结节由含有胶原和网状纤维的基质组成，并于绒毛或结节滑膜层表面或下方见到密集的单核细胞浸润，伴有浆细胞、淋巴细胞和数量不等的吞噬了含铁血黄素的巨噬细胞（图1H、I）。6个取材区滑膜增厚呈不规则片状，滑膜层表面或下方有大量的巨噬细胞，相邻关节囊内游离血红蛋白内分布较多的巨噬细胞（图1K、L）。滑膜增厚呈不规则片状，滑膜层表面或下方有少量巨噬细胞6例，毗邻关节囊内有游离血红蛋白但无明确巨噬细胞4例，有游离血红蛋白中有少量零散的巨噬细胞2例（图1J）。

3　讨论

磁敏感性及常见的磁敏感物质主要利用组织间的磁敏感差异形成图像对比，磁敏感性反映了物质在外加磁场作用下的磁化程度。常见的磁敏感物质有顺磁性物质、反磁性物质及铁磁性物质。人体组织中绝大多数磁敏感改变与血液中铁的不同形式或出血等相关。正常红细胞内氧合血红蛋白呈反磁性，脱氧血红蛋白呈顺磁性，细胞外游离脱氧血红蛋白转变为高铁血红蛋白，仅有很弱的磁敏感效应，高铁血红蛋白被巨噬细胞吞噬、释放引起组织内的含铁血黄素沉积，含铁血黄素为高顺磁性物质。磁敏感成像对于局部磁场不均匀特别敏感，因此在某些磁化率差异特别大的区域（如含铁血黄素积聚区），由于组织间磁化率差异极大，因此造成局部特别强的相位伪影［4-5］。

3.1 SWI概述 SWI是由Reichenbach等［6］于1997年发明并于2002年申请专利的一种MR对比增强成像技术。SWI以T2*加权梯度回波序列作为基础，根据不同组织间的磁敏感性差异提供图像对比增强，同时获得磁距图像和相位图像［7］。本研究利用SWI的原理针对PVNS中含铁血黄素沉着的表现进行分析及病理对照。

图1　女，48岁，膝关节PVNS。增厚的滑膜于T1WI呈等低信号、低信号，夹杂点状、线状高信号，T2WI呈等低混杂信号，髁间窝后方见结节状低信号（箭，A）；T1WI髌上囊内见细条状高信号（箭，B）；A～C区为病理取材兴趣区（C）；SWI示增生滑膜可见比T2WI更低信号，周围见稍低信号“晕影”（箭），部分低信号“晕影”扩大到T2WI显示周围无滑膜增生区或关节囊外，磁敏感相位伪影低信号扩大至关节囊外（C、D）； 增强扫描滑膜呈中度至明显增强，部分信号欠均匀（E）；股骨内侧髁滑膜结节下方骨质侵袭缺损区（箭），股骨髁前缘滑膜侵袭骨皮质形成小缺损区，T2WI呈高信号，而SWI示扩大了的低信号“晕影”（箭头，F、G）；滑膜组织呈绒毛状、结节状增生，周围可见含铁血黄素沉积及吞噬了含铁血黄素的巨噬细胞，中央为密集的单核细胞浸润，伴有浆细胞、淋巴细胞浸润（HE，×50，H；HE，×100，I）；滑膜增厚呈不规则片状，滑膜层表面或下方有大量的巨噬细胞，相邻关节囊内游离血红蛋白内分布较多的巨噬细胞及棕褐色的含铁血黄素，周围可见纤维素样渗出（HE，×100，J；HE，×200，K）；滑膜增厚呈不规则片状，滑膜层表面或下方有少量巨噬细胞，毗邻关节囊内有游离血红蛋白，游离血红蛋白中有少量零散的巨噬细胞（HE，×200，L）

3.2 PVNS概述 PVNS是一种局限性、破坏性的纤维组织细胞增生性病变，以许多绒毛样、结节样滑膜隆起为特点，累及关节、滑囊和腱鞘。1941年，PVNS首先由Jaffe、Lichtenste in和Sutro描述，是一种相对少见的病变，男女发病率无明显差异，最常见于青中年，30～40岁为发病高峰期。依据病灶的发生部位PVNS分为关节型、腱鞘型及滑囊型；依据滑膜增生范围可分为局灶型及弥漫型［8］。本组6例均为弥漫型，是常见的典型PVNS，病理基础为滑膜绒毛状、结节状增生，增殖的绒毛可破坏关节囊，侵犯周边软组织及骨、软骨组织。组织学上，滑膜组织呈肿瘤样增生，并可见密集的单核细胞浸润，伴有浆细胞、淋巴细胞和数量不等的吸收型巨细胞。绒毛由含有胶原和网状纤维的基质组成， 伴有数量不等的巨噬细胞。

3.3 PVNS的MRI表现及SWI序列优点 滑膜增生及反复出血是PVNS的重要特点，MRI表现应基于以下两点：①滑膜是否绒毛状、结节状增生；②增生的滑膜绒毛和结节内是否沉积含铁血黄素。而后者观察的优劣取决于对含铁血黄素检出的敏感性。MRI对膝关节脂肪垫、交叉韧带、半月板、关节软骨及软骨下骨质侵蚀病变的检出具有独特的诊断价值［9］。本组6例使用SWI扫描发现，SWI在发现PVNS关节滑膜增生、关节腔、关节囊改变及骨侵蚀、周围软组织侵蚀等征象方面要比T2WI更加敏感。

3.3.1滑膜增生的形态及信号特点 本组6例均表现为弥漫型滑膜增生，关节滑膜不同程度增生肥厚，滑膜缘不光整，呈波浪状、绒毛状，在膝关节以髌上囊明显，滑膜增生致关节囊扩张，增生肥厚的滑膜也可突破关节囊向周围软组织突入，形成结节状、团块状异常软组织影，也可见腘窝内分叶状多发结节影。

单纯增生肥厚的滑膜T1WI呈等、稍低信号，T2WI呈等低信号，增强扫描呈均一明显增强。滑膜增生由于存在出血及类脂质成分，部分病灶T1WI可呈高信号。反复出血及滑膜、结节内含铁血黄素沉积，使T2WI信号混杂，T2WI可见MRI较特征的低信号，这在高场强MRI中更明显。由于SWI对局部磁场不均匀的高度敏感，无论场强高低均可较好地发现病灶内反复出血的痕迹，磁敏感相位伪影可致低信号病灶范围被放大而周围出现“晕影”。

3.3.2骨质侵蚀性改变 PVNS骨质侵蚀性的改变是其具有自主性、侵袭性生长的重要表现，是由于滑膜增生及血管翳爬行生长，使关节软骨面上覆盖一层充血、肿胀、增厚的黄褐色滑膜组织，可使软骨破坏、软骨下骨质坏死，出现关节面缺损、关节间隙狭窄。本研究发现SWI能显示含有吞噬含铁血黄素的巨噬细胞的滑膜侵入软骨、骨缺损区所引起的磁敏感效应产生的低信号及晕影。

3.3.3SWI观察滑膜的特点 关节积液、关节血性积液是PVNS的常见征象，T1WI呈等或高信号、T2WI呈高信号，而SWI于关节囊内缘滑膜组织旁均见磁敏感效应及其相位伪影，呈“晕影”或絮状稍低信号。

通过上述针对性病理取材对照，T2WI及SWI均能在一定程度上观察滑膜，T2WI显示PVNS的增厚滑膜形态较清晰，但存在个人经验因素， SWI显示滑膜形态的同时能更好地显示亚铁血黄素积聚引起的相位伪影形成的“晕影”，滑膜表面毗邻关节囊内有吞噬含铁血黄素的巨噬细胞聚集区T2WI基本不能观察到，但SWI能观察到稍低信号“晕影”；关节囊内游离血红蛋白周围有吞噬含铁血黄素的巨噬细胞聚集区T2WI未能观察到，而SWI能观察到稍低信号“晕影”或絮状影。常规T2WI或T2*WI由于只显示其磁距图像，无法显示相位图，SWI因其显示相位图而能观察到含铁血黄素产生的相位伪影有显著优势。而含铁血黄素的存在是慢性淤血或者陈旧性出血的表现，增生滑膜绒毛或结节内部及表面大量吞噬了含铁血黄素的巨噬细胞是PVNS病理诊断的主要依据，也是MRI表现的基础。SWI中含铁血黄素沉积因其磁敏感效应及相位伪影产生的扩大效应的低信号，不单限于增生滑膜，且包括滑膜周围、关节腔、关节囊内及侵蚀的骨表面均能很好地显示，对比常规T2WI更容易观察到，对诊断PVNS有特征性价值。同时在鉴别诊断上，SWI对出血性疾病在出血时期及部位上的差异而更易鉴别，如血友病关节慢性期因含铁血黄素沉积于关节囊内滑膜内壁，无滑膜结节及绒毛结节，急性期出血无明显含铁血黄素沉积产生的磁敏感效应及其相位伪影；也更容易排除结核、滑膜软骨瘤等非出血性关节疾病。

总之，SWI对PVNS的诊断具有特征性价值，目前国内外罕见有类似报道，但本组样本量较少，今后需进一步增加样本量研究，并进一步拓展SWI在各类关节疾病中的应用价值。

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（本文编辑周立波）

Susceptibility Weighted Imaging in the MRI Diagnosis of Pigmented Villonodular Synovitis

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.07.017

陈卫鹏

2015-12-24

R445.2；R686.7