磁敏感加權成像在MRI診斷色素沉著絨毛結節性滑膜炎中的價值

陳衛鵬CHEN Weipeng

林海韜1LIN Haitao

姚沛旭1YAO Peixu

洪良利2HONG Liangli

林綺國3LIN Qiguo

林鵬典1LIN Pengdian

磁敏感加權成像在MRI診斷色素沉著絨毛結節性滑膜炎中的價值

陳衛鵬1CHEN Weipeng

林海韜1LIN Haitao

姚沛旭1YAO Peixu

洪良利2HONG Liangli

林綺國3LIN Qiguo

林鵬典1LIN Pengdian

作者單位
1. 揭陽市人民醫院（中山大學附屬揭陽醫院）磁共振室 廣東揭陽 522000
2. 汕頭大學醫學院第一附屬醫院病理科 廣東汕頭 515041
3. 揭陽市人民醫院（中山大學附屬揭陽醫院）病理科 廣東揭陽 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

中國醫學影像學雜志

2016年 第24卷 第7期：540-543

Chinese Journal of Medical Imaging

2016 Volume 24 （7）： 540-543

目的 探討磁敏感加權成像（SWI）在MRI診斷色素沉著絨毛結節性滑膜炎（PVNS）中的價值。資料與方法 回顧經病理證實的6例膝關節PVNS 的MRI表現，觀察T2WI及SWI的特點。結果 6例膝關節PVNS滑膜增厚為彌漫型，關節腔、關節囊內外滑膜呈絨毛樣、結節樣、不規則片狀增厚。增厚的滑膜T1WI呈等信號4例，稍低信號2例，夾雜高信號3例；T2WI呈等低混雜信號6例。SWI掃描序列增生滑膜組織見顯著低信號的磁敏感效應，周圍關節腔、關節囊內滑膜旁見磁敏感效應及其相位偽影，同時5例出現骨質侵蝕性改變，但在T2WI見骨質侵蝕破壞的高信號，較小侵蝕區未見稍低信號滑膜；SWI示該區域見滑膜侵蝕后顯著低信號的磁敏感效應及相位偽影，均較T2WI顯著。結論 SWI顯示有大量吞噬含鐵血黃素的巨噬細胞聚集的增生、增厚滑膜比T2WI更優越，SWI因其磁敏感效應及其相位偽影產生低信號，不單限于增生滑膜，包括滑膜周圍、關節腔、關節囊內及侵蝕的骨表面均能很好地顯示，在診斷PVNS中有特征性價值。

滑膜炎，色素絨毛結節性；磁共振成像；磁敏感加權成像；病理學，臨床

【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

色素沉著絨毛結節性滑膜炎（pigmented villonodular synovitis，PVNS）是一種滑膜慢性增生性病變，傳統X線平片及CT檢查缺乏特征性，診斷主要依靠病理，本病較常見于膝關節，以單關節發病多見，少數見于髖關節、踝關節、肩關節、肘關節［1-3］。本研究回顧經臨床病理證實的6例膝關節PVNS的MRI表現，結合病理，探討磁敏感加權成像（susceptibility weighted imaging，SWI） 在PVNS診斷中的價值。

1　資料與方法

1.1 研究對象 收集2012年1月—2015年9月揭陽市人民醫院（中山大學附屬揭陽醫院）經臨床病理證實的膝關節PVNS患者6例，其中男2例，女4例；年齡31～55歲，平均（43.8±7.2）歲；病程1個月～5年；左膝關節3例，右膝關節3例；所有患者臨床表現為反復腫脹、酸痛、乏力，2例表現為伸屈膝受限、卡鎖感，6例關節周圍可觸及大小不等、基底稍有移動的韌性結節。

1.2 儀器與方法 采用GE HDxt 1.5T、HDxt 3.0T MR掃描儀，患者取仰臥位，足先進，冠狀位、矢狀位、橫軸位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），頻率預飽和法脂肪抑制FSE T2WI（TR 2000～4000 ms，TE 70～120 ms）；掃描層厚3.0～4.5 mm，間距0.5～1.0 mm；SWI序列容積采集，層厚1.6 mm，矢狀/冠狀、橫軸位重建。平掃后注射對比劑釓噴酸葡胺注射液0.1 mmol/kg進行增強掃描。

2　結果

2.1 MRI表現

2.1.1滑膜增厚類型及信號 本組6例滑膜增厚均為彌漫型，無局灶型?；こ什痪辉龊?，其中髕上囊滑膜邊緣呈波浪狀，向囊內延伸的絨毛狀、結節狀、不規則片狀改變6例（圖1A～E），髕下脂肪囊可見結節狀、絨毛樣、不規則片狀異常信號4例，前后交叉韌帶區見條狀、絮狀混雜信號影3例。增厚的滑膜T1WI呈等低信號4例、低信號2例，其中夾雜點狀、線狀高信號3例（圖1B），T2WI呈等低混雜信號6例（圖1C）；SWI示增生滑膜可見比T2WI更低信號，周圍見稍低信號“暈影”（圖1D），部分低信號影擴大到T2WI顯示周圍無滑膜增生區或關節囊外，4例增強掃描滑膜呈中度至明顯增強，部分信號欠均勻（圖1E）。2.1.2 骨質侵蝕性改變 本組5例出現骨質侵蝕性改變，其中發生于股骨2例，股骨并脛骨2例，股骨、髕骨1例，表現為局部關節面下骨質缺損、下塌，下陷區T2WI見高信號4例，能觀察到內部低信號1例，SWI示5例有骨質缺損區見磁敏感低信號影明顯大于T2WI序列所見病灶大?。▓D1F、G）。

2.1.3關節積液 6例膝關節病變伴髕上囊擴張，T2WI髕上囊、關節腔內見高信號，SWI示關節腔、關節囊內緣滑膜旁于高信號內可見絮狀低信號（圖1D）。

2.1.4周圍軟組織改變 3例膝關節增生的滑膜突破關節囊進入腘窩，形成多發、大小不等、結節狀異常信號（圖1A～E），T1WI呈等、低信號；T2WI呈等、低混雜信號2例，呈高、低混雜信號1例，其內可見多發分隔；SWI見結節狀及條狀低信號，周圍也見暈環狀稍低信號，增強掃描呈不均一增強（圖1E）。

2.2 病理結果

2.2.1病理取材方法 在6例PVNS膝關節滑膜全面切除清理前，根據每例T2WI、SWI表現關節鏡選取3個取材區：T2WI顯示典型的絨毛狀或結節狀滑膜增生區（A區，圖1H、I）；關節囊內緣滑膜增厚、SWI周緣有明顯暈狀稍低信號區（B區，圖1K、L）；關節囊內緣滑膜增厚、SWI周緣無暈狀稍低信號區（C區，圖1J）。每個區選取組織盡量包含毗鄰關節囊內成分，共18個取材區。為保證取材對應準確，在MRI檢查后即行病理取檢。

2.2.2病理表現 6例膝關節6個取材區滑膜組織增生肥厚可見絨毛樣或融合成結節樣，絨毛及結節由含有膠原和網狀纖維的基質組成，并于絨毛或結節滑膜層表面或下方見到密集的單核細胞浸潤，伴有漿細胞、淋巴細胞和數量不等的吞噬了含鐵血黃素的巨噬細胞（圖1H、I）。6個取材區滑膜增厚呈不規則片狀，滑膜層表面或下方有大量的巨噬細胞，相鄰關節囊內游離血紅蛋白內分布較多的巨噬細胞（圖1K、L）?；ぴ龊癯什灰巹t片狀，滑膜層表面或下方有少量巨噬細胞6例，毗鄰關節囊內有游離血紅蛋白但無明確巨噬細胞4例，有游離血紅蛋白中有少量零散的巨噬細胞2例（圖1J）。

3　討論

磁敏感性及常見的磁敏感物質主要利用組織間的磁敏感差異形成圖像對比，磁敏感性反映了物質在外加磁場作用下的磁化程度。常見的磁敏感物質有順磁性物質、反磁性物質及鐵磁性物質。人體組織中絕大多數磁敏感改變與血液中鐵的不同形式或出血等相關。正常紅細胞內氧合血紅蛋白呈反磁性，脫氧血紅蛋白呈順磁性，細胞外游離脫氧血紅蛋白轉變為高鐵血紅蛋白，僅有很弱的磁敏感效應，高鐵血紅蛋白被巨噬細胞吞噬、釋放引起組織內的含鐵血黃素沉積，含鐵血黃素為高順磁性物質。磁敏感成像對于局部磁場不均勻特別敏感，因此在某些磁化率差異特別大的區域（如含鐵血黃素積聚區），由于組織間磁化率差異極大，因此造成局部特別強的相位偽影［4-5］。

3.1 SWI概述 SWI是由Reichenbach等［6］于1997年發明并于2002年申請專利的一種MR對比增強成像技術。SWI以T2*加權梯度回波序列作為基礎，根據不同組織間的磁敏感性差異提供圖像對比增強，同時獲得磁距圖像和相位圖像［7］。本研究利用SWI的原理針對PVNS中含鐵血黃素沉著的表現進行分析及病理對照。

圖1　女，48歲，膝關節PVNS。增厚的滑膜于T1WI呈等低信號、低信號，夾雜點狀、線狀高信號，T2WI呈等低混雜信號，髁間窩后方見結節狀低信號（箭，A）；T1WI髕上囊內見細條狀高信號（箭，B）；A～C區為病理取材興趣區（C）；SWI示增生滑膜可見比T2WI更低信號，周圍見稍低信號“暈影”（箭），部分低信號“暈影”擴大到T2WI顯示周圍無滑膜增生區或關節囊外，磁敏感相位偽影低信號擴大至關節囊外（C、D）； 增強掃描滑膜呈中度至明顯增強，部分信號欠均勻（E）；股骨內側髁滑膜結節下方骨質侵襲缺損區（箭），股骨髁前緣滑膜侵襲骨皮質形成小缺損區，T2WI呈高信號，而SWI示擴大了的低信號“暈影”（箭頭，F、G）；滑膜組織呈絨毛狀、結節狀增生，周圍可見含鐵血黃素沉積及吞噬了含鐵血黃素的巨噬細胞，中央為密集的單核細胞浸潤，伴有漿細胞、淋巴細胞浸潤（HE，×50，H；HE，×100，I）；滑膜增厚呈不規則片狀，滑膜層表面或下方有大量的巨噬細胞，相鄰關節囊內游離血紅蛋白內分布較多的巨噬細胞及棕褐色的含鐵血黃素，周圍可見纖維素樣滲出（HE，×100，J；HE，×200，K）；滑膜增厚呈不規則片狀，滑膜層表面或下方有少量巨噬細胞，毗鄰關節囊內有游離血紅蛋白，游離血紅蛋白中有少量零散的巨噬細胞（HE，×200，L）

3.2 PVNS概述 PVNS是一種局限性、破壞性的纖維組織細胞增生性病變，以許多絨毛樣、結節樣滑膜隆起為特點，累及關節、滑囊和腱鞘。1941年，PVNS首先由Jaffe、Lichtenste in和Sutro描述，是一種相對少見的病變，男女發病率無明顯差異，最常見于青中年，30～40歲為發病高峰期。依據病灶的發生部位PVNS分為關節型、腱鞘型及滑囊型；依據滑膜增生范圍可分為局灶型及彌漫型［8］。本組6例均為彌漫型，是常見的典型PVNS，病理基礎為滑膜絨毛狀、結節狀增生，增殖的絨毛可破壞關節囊，侵犯周邊軟組織及骨、軟骨組織。組織學上，滑膜組織呈腫瘤樣增生，并可見密集的單核細胞浸潤，伴有漿細胞、淋巴細胞和數量不等的吸收型巨細胞。絨毛由含有膠原和網狀纖維的基質組成， 伴有數量不等的巨噬細胞。

3.3 PVNS的MRI表現及SWI序列優點 滑膜增生及反復出血是PVNS的重要特點，MRI表現應基于以下兩點：①滑膜是否絨毛狀、結節狀增生；②增生的滑膜絨毛和結節內是否沉積含鐵血黃素。而后者觀察的優劣取決于對含鐵血黃素檢出的敏感性。MRI對膝關節脂肪墊、交叉韌帶、半月板、關節軟骨及軟骨下骨質侵蝕病變的檢出具有獨特的診斷價值［9］。本組6例使用SWI掃描發現，SWI在發現PVNS關節滑膜增生、關節腔、關節囊改變及骨侵蝕、周圍軟組織侵蝕等征象方面要比T2WI更加敏感。

3.3.1滑膜增生的形態及信號特點 本組6例均表現為彌漫型滑膜增生，關節滑膜不同程度增生肥厚，滑膜緣不光整，呈波浪狀、絨毛狀，在膝關節以髕上囊明顯，滑膜增生致關節囊擴張，增生肥厚的滑膜也可突破關節囊向周圍軟組織突入，形成結節狀、團塊狀異常軟組織影，也可見腘窩內分葉狀多發結節影。

單純增生肥厚的滑膜T1WI呈等、稍低信號，T2WI呈等低信號，增強掃描呈均一明顯增強?；ぴ錾捎诖嬖诔鲅邦愔|成分，部分病灶T1WI可呈高信號。反復出血及滑膜、結節內含鐵血黃素沉積，使T2WI信號混雜，T2WI可見MRI較特征的低信號，這在高場強MRI中更明顯。由于SWI對局部磁場不均勻的高度敏感，無論場強高低均可較好地發現病灶內反復出血的痕跡，磁敏感相位偽影可致低信號病灶范圍被放大而周圍出現“暈影”。

3.3.2骨質侵蝕性改變 PVNS骨質侵蝕性的改變是其具有自主性、侵襲性生長的重要表現，是由于滑膜增生及血管翳爬行生長，使關節軟骨面上覆蓋一層充血、腫脹、增厚的黃褐色滑膜組織，可使軟骨破壞、軟骨下骨質壞死，出現關節面缺損、關節間隙狹窄。本研究發現SWI能顯示含有吞噬含鐵血黃素的巨噬細胞的滑膜侵入軟骨、骨缺損區所引起的磁敏感效應產生的低信號及暈影。

3.3.3SWI觀察滑膜的特點 關節積液、關節血性積液是PVNS的常見征象，T1WI呈等或高信號、T2WI呈高信號，而SWI于關節囊內緣滑膜組織旁均見磁敏感效應及其相位偽影，呈“暈影”或絮狀稍低信號。

通過上述針對性病理取材對照，T2WI及SWI均能在一定程度上觀察滑膜，T2WI顯示PVNS的增厚滑膜形態較清晰，但存在個人經驗因素， SWI顯示滑膜形態的同時能更好地顯示亞鐵血黃素積聚引起的相位偽影形成的“暈影”，滑膜表面毗鄰關節囊內有吞噬含鐵血黃素的巨噬細胞聚集區T2WI基本不能觀察到，但SWI能觀察到稍低信號“暈影”；關節囊內游離血紅蛋白周圍有吞噬含鐵血黃素的巨噬細胞聚集區T2WI未能觀察到，而SWI能觀察到稍低信號“暈影”或絮狀影。常規T2WI或T2*WI由于只顯示其磁距圖像，無法顯示相位圖，SWI因其顯示相位圖而能觀察到含鐵血黃素產生的相位偽影有顯著優勢。而含鐵血黃素的存在是慢性淤血或者陳舊性出血的表現，增生滑膜絨毛或結節內部及表面大量吞噬了含鐵血黃素的巨噬細胞是PVNS病理診斷的主要依據，也是MRI表現的基礎。SWI中含鐵血黃素沉積因其磁敏感效應及相位偽影產生的擴大效應的低信號，不單限于增生滑膜，且包括滑膜周圍、關節腔、關節囊內及侵蝕的骨表面均能很好地顯示，對比常規T2WI更容易觀察到，對診斷PVNS有特征性價值。同時在鑒別診斷上，SWI對出血性疾病在出血時期及部位上的差異而更易鑒別，如血友病關節慢性期因含鐵血黃素沉積于關節囊內滑膜內壁，無滑膜結節及絨毛結節，急性期出血無明顯含鐵血黃素沉積產生的磁敏感效應及其相位偽影；也更容易排除結核、滑膜軟骨瘤等非出血性關節疾病。

總之，SWI對PVNS的診斷具有特征性價值，目前國內外罕見有類似報道，但本組樣本量較少，今后需進一步增加樣本量研究，并進一步拓展SWI在各類關節疾病中的應用價值。

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（本文編輯周立波）

Susceptibility Weighted Imaging in the MRI Diagnosis of Pigmented Villonodular Synovitis

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.07.017

陳衛鵬

2015-12-24

R445.2；R686.7