CT样多回波三维梯度回波MRI序列(FRACTURE)用于脊柱关节炎骶髂关节结构评估：与CT及T1加权MRI的比较研究

《Life》：Evaluation of a CT-like Multi-Echo 3D Gradient-Echo MR Sequence (FRACTURE) for Structural Assessment of the Sacroiliac Joints in Spondyloarthritis: Comparison with CT and T1-Weighted MR Imaging

　　

CT仍然是评估脊柱关节病（spondyloarthropathy，SpA）中骶髂关节（sacroiliac joint，SIJ）结构病变的影像参考标准，但其应用受电离辐射限制。这项回顾性单中心研究评估了一种CT样多回波三维梯度回波MRI序列（FRACTURE）用于SIJ结构评估，并与CT和常规T₁加权MR成像（T₁-WI）进行比较。纳入2023年11月至2024年10月期间接受SIJ MRI检查的连续成人。四名放射科医生使用源自SIMACT研究的结构严重程度评分（structural severity score，SSS）评估炎性硬化、侵蚀和关节间隙改变，并为SpA诊断分配三点Likert评分。分析了43例患者（中位年龄49岁），包括22例SpA。诊断性Likert评分的ROC曲线下面积为T₁-WI 0.842、CT 0.792和FRACTURE 0.767（所有配对比较p>0.05）。仅考虑明确诊断（Likert=2）时，诊断准确率CT为81.4%、T₁-WI为76.7%、FRACTURE为69.8%，三种技术的特异性均为100%。与T₁-WI相比，FRACTURE检测到额外的腰骶新关节和副关节面，并且与CT在结构严重程度评估方面显示出更强的相关性（ρ=0.814对ρ=0.774）。观察者内和观察者间可重复性良好（所有ICC>0.700）。总之，FRACTURE提供了CT样结构信息且具有良好的可重复性，在总体结构严重程度方面与CT的相关性数值上高于T₁-WI，同时改善了对鉴别诊断相关的某些骨性解剖变异的显示。然而，它并未改善SpA诊断的诊断性能，且在侵蚀评估方面表现较低。因此，FRACTURE可能在基于MRI的SIJ评估中提供互补的附加价值，尽管需要进一步的前瞻性验证。

脊柱关节病（spondyloarthropathy，SpA）是一类主要影响中轴骨骼的慢性风湿病，人群患病率约1%，诊断依据ASAS指南。早期检测对及时启动治疗、防止炎症驱动的结构损伤进展至关重要。MRI是诊断SpA、评估疾病严重度和监测进展的首选影像方式，尤其用于骶髂关节（sacroiliac joint，SIJ）检查。MRI可显示骨髓水肿等活动性炎症，也可通过T₁加权成像（T₁-WI）显示侵蚀、软骨下硬化、关节间隙改变和强直等结构病变。CT仍是评估结构损伤的金标准，在SpA患者中CT异常检出率可达92%。然而，CT应用受电离辐射，尤其在年轻成人中，同时双检查（MRI+CT）带来物流复杂性和经济负担，因此需要能在一次MRI检查中提供CT样结构信息的替代技术。既往CT样MRI研究多聚焦单个结构病变的敏感性和特异性，对可重复性、严重程度评分以及SpA诊断价值的探索不足。FRACTURE（fast field echo resembling a CT using restricted echo spacing）是一种高分辨率三维梯度回波序列，已在脊柱、颅骨和肩部显示潜力，但在SpA中尚未研究。本研究旨在将FRACTURE与常规T₁-WI和CT比较，评估其对SpA相关骶髂关节炎的诊断性能、结构严重程度评分价值及可重复性。

研究人员开展了一项单中心回顾性研究，纳入2023年11月至2024年10月在法国Bordeaux大学医院因腰骶痛疑诊骶髂关节炎而行SIJ MRI的连续成人，要求3个月内有可用CT。最终分析43例患者，其中22例为炎性骶髂关节炎，21例为退行性SIJ改变。四名放射科医生（3名肌肉骨骼影像专家和1名住院医师）独立盲法阅片，使用源自SIMACT研究的SSS评分系统（将每个SIJ分为前、中、后3个位置，分别对侵蚀、炎性硬化和关节间隙改变评分，总分0~27）以及三点Likert评分（0=肯定不是，1=可疑，2=高度怀疑SpA相关骶髂关节炎）。以多学科委员会的最终诊断为参考标准，以CT为结构严重程度参考标准。

关键技术与方法：研究为单中心回顾性观察设计。MRI均在1.5T Ingenia Ambition X系统采集，常规SIJ协议包括斜冠状位TSE T₁-WI和FRACTURE序列。FRACTURE为高分辨率3D多回波扰相梯度回波（spoiled GRE）采集，6个回波，通过回波求和、减影及灰度反转生成CT样骨对比。图像分析采用双人双次独立阅片、间隔洗脱期，再进行共识阅片。使用R软件进行AUROC、DeLong检验、Spearman相关、ICC和加权Kappa等统计。

结果部分：3.1 患者特征。43例患者中位年龄49岁，女性20例（46.5%）。炎症性骶髂关节炎22例（51.2%），其中强直性脊柱炎20例（90.9%）；退行性SIJ改变21例（48.8%）。两组年龄、性别差异无统计学意义。

3.2 FRACTURE诊断SpA相关骶髂关节炎的性能。Likert评分与最终诊断显著相关（FRACTURE p=0.0013；T₁-WI和CT p<0.0001）。诊断性Likert评分的AUROC分别为T₁-WI 0.842、CT 0.792、FRACTURE 0.767，配对比较均无显著差异。以Likert=2判为阳性时，准确率CT 81.4%、T₁-WI 76.7%、FRACTURE 69.8%，三种技术特异性均为100%。以Likert≥1判为阳性时，T₁-WI灵敏度最高（72.7%）。患者水平上，CT与T₁-WI结论一致率83.7%（36/43），CT与FRACTURE一致率74.4%（32/43），差异无统计学意义。将SSS作为连续诊断指标时，AUROC为FRACTURE 0.878、T₁-WI 0.865、CT 0.834，无显著差异。FRACTURE较T₁-WI多检出2个腰骶新关节和2个副关节面。

3.3 FRACTURE评估SpA患者骶髂关节炎严重程度。在22例SpA患者的44个SIJ中，FRACTURE与CT的SSS相关性为ρ=0.814，T₁-WI与CT为ρ=0.774，差异无统计学意义（p=0.7850）。亚项方面，FRACTURE与CT在硬化（ρ=0.679对0.503）和关节间隙改变（ρ=0.715对0.562）的相关性高于T₁-WI；但侵蚀相关性低于T₁-WI（ρ=0.526对0.714）。T₁-WI的侵蚀评分超过CT参考评分的比例34.1%（15/44），FRACTURE为25.0%（11/44）。至少一处侵蚀的关节比例：CT 68.2%、T₁-WI 77.3%、FRACTURE 72.7%，差异无统计学意义。

3.4 可重复性分析。T₁-WI和FRACTURE在SSS和Likert评分上均表现良好。SSS观察者间ICC：T₁-WI 0.759，FRACTURE 0.741；观察者内ICC：T₁-WI 0.864，FRACTURE 0.831。Likert观察者间加权Kappa：T₁-WI 0.799，FRACTURE 0.762；观察者内加权Kappa：T₁-WI 0.812，FRACTURE 0.766。总体上T₁-WI略有优势。

讨论部分指出，FRACTURE提供了CT样结构信息，且与CT的总体严重程度相关性高于T₁-WI，并能显示某些对鉴别诊断有用的骨性解剖变异。但其SpA诊断性能未超越T₁-WI，侵蚀评估也弱于T₁-WI，可能与序列噪声、软组织对比度、阅片者经验及CT作为参考可能低估早期侵蚀有关。FRACTURE作为非电离技术，适合需反复影像随访的年轻SpA患者，可作为MRI方案中的补充手段减少CT使用。其易受磁敏感伪影影响，但相比UTE/ZTE等需要专门硬件和复杂序列的CT样技术，FRACTURE在常规MRI系统上更易实现，具有更好的临床可及性。研究局限性包括回顾性设计、样本量较小、未预设非劣效假设、SpA组部分患者无结构病变、CT可重复性未评估、简化评分系统及左右SIJ独立分析引入依赖、CT采集方案异质性等。

研究结论：FRACTURE序列在这一探索性研究中表现出与CT相当的诊断性能，与CT在严重程度评估上相关性良好，同时与常规MRI序列互补。但其对侵蚀检测的性能较低，且研究为探索性，结论需谨慎解读。该技术有望在不增加额外成本的情况下辅助SpA诊断，但需更大规模前瞻性研究以明确其在多模态影像策略中的定位，而非替代CT。