评估矿物化组织磁共振成像(MT-MRI)在轴性脊柱关节炎骶髂关节炎结构性病变诊断中的性能:与T1加权MRI和盆腔CT的比较研究

【字体: 时间:2025年10月02日 来源:Diagnostic and Interventional Imaging 8.1

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  本研究针对轴性脊柱关节炎(axSpA)患者骶髂关节炎(SIJ)结构性病变(如侵蚀、硬化和强直)的诊断难题,比较了矿物化组织磁共振成像(MT-MRI)、T1加权MRI和盆腔CT的诊断性能,并以骶髂关节CT(SIJ CT)作为参考标准。研究发现,MT-MRI在检测侵蚀和强直方面表现优异,与SIJ CT无显著差异,且显著优于T1加权MRI;而盆腔CT虽敏感性高,但特异性较低。MT-MRI作为一种无辐射的替代方法,显示出巨大的临床应用潜力,有望成为评估骶髂关节炎结构性病变的首选影像学工具。

  
轴性脊柱关节炎(axial spondyloarthritis, axSpA)是一种慢性炎症性疾病,主要影响骶髂关节(sacroiliac joint, SIJ)和脊柱,导致疼痛、僵硬和进行性关节损伤。骶髂关节炎(sacroiliitis)是axSpA的标志性病变,其早期诊断对于及时干预和改善患者预后至关重要。目前,骶髂关节磁共振成像(MRI)是检测活动性炎症(如骨髓水肿)的首选方法,但其在评估结构性病变(如骨侵蚀、硬化和强直)方面存在局限性。传统的T1加权MRI序列在显示这些结构性病变时往往不够敏感,而计算机断层扫描(CT)虽能清晰显示骨结构,但涉及电离辐射,不适合反复随访。因此,开发一种既能准确评估结构性病变又无辐射风险的影像学技术成为临床迫切需求。
近年来,矿物化组织磁共振成像(mineralized tissue MRI, MT-MRI)技术应运而生。这类技术包括超短回波时间(ultra-short echo time, UTE)、零回波时间(zero echo time, ZTE)、梯度回波(gradient-recalled echo)和磁化加权成像(susceptibility-weighted imaging)等序列,能够更好地显示骨皮质和骨小梁的细微结构,提供类似CT的骨组织对比度。然而,此前关于MT-MRI在骶髂关节炎中的应用研究多基于小样本或低患病率人群,其诊断性能尚未得到充分验证。此外,临床中常可获取患者既往的盆腔CT(如腹盆部CT的一部分),但其诊断价值亦未与MT-MRI进行系统比较。
为解决上述问题,Romain Gillet等研究人员开展了一项回顾性研究,旨在系统评估MT-MRI在检测axSpA患者骶髂关节炎结构性病变中的诊断能力,并与T1加权MRI和盆腔CT进行对比,以SIJ CT作为参考标准。该研究发表于《Diagnostic and Interventional Imaging》,为axSpA的影像学诊断提供了重要证据。
研究采用了多项关键技术方法。首先,研究纳入了100例临床疑似axSpA的患者(62例女性,38例男性,平均年龄39.9±14.3岁),这些患者在2023年8月至2025年3月期间同日接受了SIJ MRI和CT检查。MT-MRI序列采用STARVIBE(一种径向堆栈星形三维T1加权梯度回波序列),参数包括:重复时间(TR)5 ms,回波时间(TE)2.46 ms,视野210 mm,矩阵256×256,层厚1 mm。CT扫描包括两种重建方式:专用的SIJ CT(骨算法,层厚0.5 mm)和模拟盆腔CT(软组织算法,层厚0.5 mm,骨窗显示)。图像分析由两名肌肉骨骼放射科医生独立进行,他们对临床信息设盲,并采用随机顺序评分,以评估侵蚀、硬化和强直的存在与程度,同时记录诊断置信度。
3.1. 研究人群
最终研究人群包括100例患者,其中axSpA组52例,对照组48例。axSpA组的侵蚀和硬化评分显著高于对照组(P<0.001),但强直发生率较低(约12.5% vs 1.04%)。
3.2. 图像分析
3.2.1. 观察者间一致性
除T1加权MRI的侵蚀评分一致性为“substantial”(kappa=0.754)外,其余所有序列和病变类型的观察者间一致性均达到“near perfect”(kappa=0.881–0.96),表明评分标准可靠。
3.2.2. 定量评分
侵蚀评分方面,MT-MRI与SIJ CT无显著差异(P≥0.07),而T1加权MRI显著低估侵蚀(P≤0.011)。盆腔CT的性能介于两者之间,更接近MT-MRI。硬化评分方面,T1加权MRI显著低估硬化(较SIJ CT低16–20%,P≤0.012),盆腔CT则高估8%(P≤0.001),而MT-MRI仅轻微低估3%(P≤0.04)。诊断置信度方面,SIJ CT最高,显著高于盆腔CT(P≤0.001),后者又高于T1加权MRI和MT-MRI(P≤0.001),而T1加权MRI与MT-MRI之间无显著差异。
3.2.3. 诊断性能
MT-MRI在检测侵蚀方面灵敏度最高(读者1:93.6%,读者2:91.1%),显著高于T1加权MRI(读者1:67.3%,读者2:51.5%)。盆腔CT的侵蚀灵敏度也较高(读者1:88.4%,读者2:86.9%),但特异性略低。对于硬化,盆腔CT灵敏度最高(读者1:96.1%,读者2:92.8%),但特异性最低(读者1:87.6%,读者2:84.3%),而MT-MRI在灵敏度和特异性间取得最佳平衡(灵敏度91.1–92.3%,特异性94.5–95.9%)。对于强直,盆腔CT和MT-MRI均达到100%灵敏度,而T1加权MRI灵敏度较低(73.1–82.1%)。
研究结论明确指出,T1加权MRI单独使用不足以可靠评估骶髂关节炎的结构性病变,因其对侵蚀和硬化的检测性能有限。MT-MRI表现出与SIJ CT相当的诊断性能,尤其在侵蚀和强直检测方面优异,且无辐射暴露风险,是替代SIJ CT的最佳选择。盆腔CT虽敏感性高,但易过度诊断硬化,特异性较低,其应用应谨慎。此外,MT-MRI的诊断置信度虽略低于CT,但随着放射科医生对该技术的熟悉,其临床应用价值将进一步凸显。
讨论部分强调,本研究首次在大样本中系统比较了MT-MRI、盆腔CT和T1加权MRI的诊断性能,证实了MT-MRI的优越性。其优势在于高空间分辨率和骨组织对比度,能清晰显示细微侵蚀和硬化,而避免了CT的辐射危害。研究局限性包括样本量在亚组分析中可能不足,未考虑病变具体位置和关节内气体,以及盆腔CT参数较常规临床扫描更优可能高估其性能。未来研究可探索其他MT-MRI序列(如3D T1 Dixon)的应用,并开展纵向随访以评估其对治疗决策和患者预后的影响。
总之,该研究为axSpA骶髂关节炎的影像学诊断提供了重要循证依据,推动MT-MRI成为结构性评估的首选序列,有望优化临床诊疗流程,减少不必要的辐射暴露,改善患者管理。
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